沙漠戈壁光伏电场固沙效应初步研究——以甘肃河西走廊为例

近些年来,我国光伏产业发展迅猛。甘肃河西走廊是我国主要沙漠化地区之一,也是光伏产业集中区。以甘肃河西走廊为研究区,调查分析了沙漠、戈壁光伏电场的固沙功能和促进植物生长作用,以及光伏电场的风蚀、积沙状况,结果表明:(1)沙漠、戈壁光伏电场不仅具有转化太阳能的功能,还具有阻沙固沙,消减沙尘暴和风沙流发生发展动力的生态功能,光伏电场的防风固沙作用包括光伏板自身的沙障作用和光伏板集的雨水及清洗水集中下渗促进植物生长的作用;(2)戈壁和沙漠—戈壁过渡带光伏电场内植被盖度显著大于光伏电场外围,沙漠光伏电场内光伏板行间平均积沙厚度15.8 cm;(3)河西走廊沙漠、戈壁光伏电场占地面积为13 137 hm~2,初步折算,其阻固流沙功能相当于5倍以上相同面积的固沙林和5~9倍相同面积的沙障。因此,沙漠、戈壁光伏产业可望成为继造林治沙、沙障压沙之后的另一条防沙治沙新途径。     

基于遥感分析13年来石羊河上游山区植被变化研究

NDVI是监测区域植被生长状况及植被覆盖度最常用的指标。基于2002和2015年9月上旬植被生长期内的Landsat TM遥感卫星影像,以ENVI 5.2软件为影像处理工具,分别获取两期影像的NDVI,研究内陆河石羊河流域上游祁连山山区植被覆盖度的变化;利用主成分分析法对两期影像进行了监督分类,获得各植被类型的面积以及变化情况。结果表明,2015与2002年相比,石羊河上游地区高覆盖度、中等覆盖度、低覆盖度植被面积均有所下降,分别下降了18.4%、13.4%、10.1%,而极高覆盖度和极低覆盖度面积均有所增加,分别增加了0.5%、26.6%。NDVI差值植被指数结果显示,上游地区植被发生退化的面积为6935.6154 km²,占总面积的51.26%,而发生改善的面积为6595.2834 km²,占总面积的48.74%。通过监督分类获得的各植被类型的面积显示,乔木林面积增长显著,13年间增长了108.75%,但是灌木林和草地的面积缩小严重,分别减少了49.87%、19.78%。祁连山石羊河流域上游森林植被在13年间呈现退化趋势。     

青土湖人工输水区白刺群落结构及土壤特性研究

[目的]对青土湖人工输水区白刺群落物种组成及土壤特性进行研究,以揭示研究区白刺灌丛生态系统的健康状况,为科学保育研究区灌丛沙堆以及生态恢复和防沙治沙工作提供科学依据。[方法]通过野外植被调查和对距水面不同距离白刺沙堆的土壤理化特性进行分析研究。[结果]①所调查群落中共有植物种18种,隶属6科17属,其中一年生草本8种,多年生草本6种,灌木植物4种,群落结构简单,物种相对单一。②距水面不同距离白刺群落0—60 cm土层土壤含水量,随着土层的加深呈现逐渐增加的趋势,随着距水面边缘距离的增加,白刺沙堆的土壤含水量逐渐降低,在200 m后趋于平稳;土壤机械组成主要以细砂粒为主,粗砂粒次之,黏粒含量相对较低;距水面0—100 m土层深度0—40 cm粗砂粒含量降低,黏粉粒含量较大。③青土湖人工输水区属于湖积沙区,土壤养分均属于严重缺乏,各养分含量均较低,且含量不均,土壤均处于偏碱性状态;土壤有机碳、全氮、速效钾含量表聚现象明显;距水面相同距离范围内土壤全磷、全钾、碱解氮和速效磷含量差异不显著(p0.05),且随土层变化规律不明显。④有机碳含量与土壤全氮、全磷、速效钾、电导率之间呈显著正相关(p0.05),电导率和全氮、全磷、速效钾之间呈极显著正相关(p0.01),土壤有效养分含量与对应元素总含量相关性不显著(p0.05)。[结论]距青土湖水面不同距离植被群落结构简单,很多种为单属单科;水面形成区影响白刺沙堆土壤水分,增强细砂粒在近水面区域的沉降,土壤养分含量总体偏低,且含量不均,"表聚"现象明显。     

库姆塔格沙漠南部的风积地貌特征

通过考察结果和TM影像解译,库姆塔格沙漠的东南分布高大的沙山,沙丘形态复杂;南部和西南缘分布有多条南北走向的荒漠沟谷,两岸分布沙垄,高18~65m,垄脊点(金字塔型)线交错,沙垄走向与沟的走向一致,阶地上覆盖一层深色矿物组成的砂砾(粒径3~1mm)。沙漠的中心区域,孤立的新月型沙丘、沙丘链占优势。下伏地形强烈影响着库姆塔格沙漠的风沙地貌形态。沙漠南部的低山、阿尔金山及其山前洪积沟谷形成的沟谷效应,塑造了沙漠南部复杂的地貌形态。沙漠沙丘砂的粒径由南向沙漠中心减小,0.25~0.05mm细砂占80%左右。     

民勤荒漠植被的形成与演替过程及其发展趋势

甘肃省民勤县是我国的典型荒漠化地区,自西汉以来生态环境逐渐退化,植被经历了一个从沼泽植被到盐生草甸植被再到荒漠植被的退化过程。水资源的变化是决定当地植被退化的主导因子,在大面积湖泊、河流背景上是沼泽植被,在干涸湖泊、河床背景上的是盐生草甸植被,在沙质荒漠背景上的是荒漠植被。目前,荒漠植被正处于进一步退化过程中。退化演替的同一阶段存在多种演替过程,现阶段存在着荒漠植被退化演替和盐生草甸植被向荒漠植被演替2种退化过程。20世纪中叶,在当地是从盐生草甸植被向荒漠植被演替的过渡时期,20世纪50年代以来,荒漠植被逐渐占据了优势。目前的天然种子植物共有22个科,72个属,127个种,其中以典型荒漠为主,共有3个植被型,7个群系组,17个群系。植物种类少,群落结构简单,群落随生境的分异性较大。目前的植被正处在进一步退化过程中,植物种类和面积减少,大面积枯梢、死亡,优势种的优势度增大。现阶段决定荒漠植被生长状况的主要是大气降水,植被盖度和密度随年际降水量变化较大,尤其是一年生草本植物。目前影响植被退化的人为因素主要是上游来水量减少,地下水严重超采、草场严重超载和造林密度过大等。在干旱内陆盆地,一旦水资源供给减少,湖盆、河道干涸,泥沙出露,形成沙漠和沙漠化则是必然结果。     

民勤地区沙尘暴近地面风速特征及其与环境因子的关系

作为沙尘暴发生必不可少的动力条件,风是判定沙尘暴强度的主要指标,也是沙尘暴预测预报的依据。虽然人类对风的认识很早、研究很多,但是对沙尘暴过程中的风速特征仍然在不断的探索中。文中研究了民勤荒漠区、绿洲边缘和绿洲内部三种下垫面近地面50m沙尘暴风速特征及其与环境因子的关系。主要研究结果是:1)在三种不同的下垫面条件下,沙尘暴风速在近地面50m范围内风速均随高度遵循幂函数关系递增。2)从荒漠区到绿洲边缘近地表0-50m内风速平均削减4.11%,再从绿洲边缘到达绿洲内部风速平均削减30.45%。风穿越研究断面,随高度增加风速削减率逐渐减小。3)不同季节,沙尘暴平均风速没有明显差异,但地表粗糙度越小沙尘暴平均风速的季节性差异越大,高度越高季节差异越大。4)绿洲内部地表粗糙度为2.121 cm,绿洲边缘为0.082 cm,荒漠区为0.023 cm。5)根据每次沙尘暴过程中30m in平均风速随时间的振荡曲线的轮廓可将沙尘暴归纳为三类,分别为单峰型、双峰型和多峰型。这三种不同类型的沙尘暴在大气环流背景、沙尘暴的发生时间、沙尘暴过程中风速的时空变化等均有明显的不同。在一次沙尘暴过程中,从垂直梯度看,随着高度的增加风速随时间曲线的振幅增大,而振荡频率降低;从水平梯度看,沙尘暴流场从荒漠区经绿洲边缘到达绿洲内部,风速曲线振幅逐渐减小,振荡频率逐渐增加。     

瓜州县农田防护林健康评价体系构建及应用

干旱荒漠绿洲区农田防护林健康与否,直接关系到绿洲农作物抵御风沙灾害与干热风的能力.文中以瓜州县农田防护林为研究对象,通过生态学调查和等级评分方法,构建了群落结构、健康风险、防护功能和外界干扰4个一级指标、22个二级指标的农田防护林健康评价指标体系,制定了农田防护林健康评价指标优劣等级表,采用专家打分法和AHP层次分析法...     

民勤荒漠生态退化动态特征研究

通过设置样方,调查研究了民勤荒漠生态退化的动态特征。结果表明,民勤绿洲区地下水位正在急剧下降,天然植被面积逐年减少,盖度正在明显下降,随着水资源退化和植被退化,沙漠化土地面积正在扩大,沙漠化程度正在增强。荒漠区水资源退化引起植被退化,植被退化进而导致沙漠化过程加强。随着植物的大面积死亡和稀疏化,生态环境越来越恶化。植被退化加之开垦使得极重度、重度沙化土地面积扩大,中轻度沙化土地面积相对减少。目前地下水位下降的主要原因,一是农业灌溉用水量增大,二是上游入境水量逐年减少。实践证明,在干旱沙漠中造林,尤其是打井提取地下水造林,只能加速沙漠化和生态环境退化的过程。     

民勤荒漠植被退化演替的三个阶段

甘肃省民勤县是中国的典型荒漠化地区。为了研究荒漠化过程中植物的退化特征,该文通过样方调查和查阅地方史志、文献资料的方法研究了民勤荒漠植被退化的阶段。研究结果认为,民勤自西汉以来生态环境逐渐退化,植被退化经历了3个阶段：在大面积湖泊、河流背景上是沼泽植被,在干涸湖泊、河床背景上的是盐生草甸植被,在沙质荒漠背景上的是荒漠植被。现阶段存在着荒漠植被退化演替和盐生草甸植被向荒漠植被演替2种退化过程。目前的植被正处在进一步退化过程中,植物种类和面积减少,大面积枯梢、死亡,优势种的优势度增大。现阶段决定荒漠植被生长状况的主要是大气降水,植被盖度和密度随年际降水量变化较大,尤其是一年生草本植物。目前影响植被退化的人为因素主要是上游来水量减少,地下水严重超采、草场严重超载和造林密度过大等。     

绵毛优若藜的抗逆性研究初报

绵毛优若藜是美国特有种,2001年引入民勤植物园后,为了大面积推广,对其适应性进行了观测试验。采用盆栽和田间试验,测定沙土和粘土的绵毛优若藜的萎蔫系数;用盆栽试验比较绵毛优若藜的耐盐能力。田间试验测得的沙土和粘土的绵毛优若藜的萎蔫系数分别为1.25%和2.96%。当硫酸盐-氯化物型沙壤土的全盐量超过8.03g/kg,绵毛优若藜表现盐害。盐渍对绵毛优若藜危害较单盐溶液更大。绵毛优若藜受盐胁迫,叶色变谈的同时,呈铁锈红;在干旱胁迫下其叶色只是变谈。