库布齐沙漠含水率对风沙运动影响的风洞模拟

采用室内分析和风洞模拟试验的方法,研究了不同风速下库布齐沙漠沙丘沙含水率对粗糙度、风速廓线和风沙流结构变化的影响。根据风洞实际动力情况,确定试验进口风速为6,8,10,12,14,16m/s;除干沙外,人工配制了含水率为0.25%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%6组不同湿度的沙样,分别开展了风洞模拟试验。结果表明,地表粗糙度随着风速的增加而增大,但随湿度的增加整体呈减小趋势;试验所包含的湿度范围内,其风速廓线均随高度呈对数分布,随风速的增大,风速廓线的对数规律越好,风速梯度逐渐减小;湿度越大输沙率随风速增加的绝对量变小,但相对量有所增加;随着湿度的增加输沙率呈整体下降趋势;不同湿度输沙率都出现随高度增加而减少的趋势,当湿度达到2.5%时,不管任何高度风蚀过程几乎停止;干沙输沙量80%集中于近地表5cm内,但随着湿度增加,5cm以上输沙率所占比重呈增加趋势,当湿度介于0.25%~1.5%时,地表5~8cm之间输沙量占总输沙率的30%以上。说明在地表含水率较高的库布齐沙漠,采用格状沙障等增加地表粗糙度的机械防沙措施能收到比西部沙漠和戈壁地区更为理想的效果,而且采用固沙措施的高度也应高于干沙地区。     

云冷杉林和针阔叶混交林a-多样性的尺度效应与分形特征

具有环境梯度或小尺度生境异质性的群落,a 多样性在不同尺度及不同空间位置上的测定结果将存在差异。基于甘肃省莲花山国家级自然保护区 2条长 420 m、宽 10 m样带的群落调查数据,采用分形理论和方法研究了云冷杉林和针阔叶混交林群落 a 多样性测度随空间尺度变化的效应,以及 a 多样性测度与取样尺度之间的分形关系。结果表明:1)随着取样尺度逐步扩大,云冷杉林和针阔叶混交林群落物种丰富度指数和Shannon 指数值先急剧增长后趋于平稳,表现出一定范围内尺度对样带 a 多样性测度具有强烈影响。综合物种丰富度指数和Shannon 指数尺度变化曲线的估计,云冷杉林样带 a 多样性研究比较适宜的取样尺度为 60 m,而针阔叶混交林样带为 90 m,即云冷杉林样带上比较适宜的取样尺度明显小于针阔叶混交林样带;2)针阔叶混交林样带上 a 多样性与取样尺度之间的分形关系比云冷杉林样带更趋于多变,表明针阔叶混交林物种组成的空间异质性高于云冷杉林。     

甘肃省屈吴山自然保护区不同群落类型中白桦的大小级结构与种群动态

应用植物群落生态学的研究方法,对甘肃省屈吴山自然保护区不同群落类型中白桦种群胸径、株高的大小级结构以及动态进行了测定和分析,探讨了其动态过程及其机制。研究结果表明:在混交林群落中,白桦种群的大小级结构分布图的形状基本相似,并一致呈现为哑铃型,存活曲线为双峰曲线,为间歇型种群,幼苗、幼树贮备不足,具有衰退趋势;纯林中的白桦种群的大小结构为金字塔型,存活曲线为中间微凹而呈单折直线,种群具有稳定结构,能够长时间生存发展下去。探讨了导致种群结构缢缩的种群更新障碍及竞争效应。     

华南热带湿润海滩风蚀模数的风洞研究

风蚀是一种重要的地貌过程和地质灾害,它影响海岸沙丘的增长,加速沙漠化并危害沿岸建筑。海岸带预测和控制风蚀的几个因素中,表面湿度是一个最重要的因子。现有的风洞研究已经表明,降低湿度可以减小起动,增强风蚀,但仍然缺乏热带湿润海岸风蚀的样地和风洞数据。使用华南热带湿润海岸的海滩沙,通过风洞实验,首次调查了表面湿度(1mm深)对风蚀模数的影响。在每次实验后,通过表面沉积物取样器取得两个200mm×200mm×1mm的刮层,然后烘干得到表面湿度值。结果表明,在所有实验湿度下,随着有效风速的增加,风蚀模数的增加呈现指数为正值的幂函数关系。随着表面湿度的增加,风蚀模数的降低呈现指数为负值的幂函数关系。当湿度和风速同步变化时,风蚀模数同有效风速的0.73次方成正比,同湿度的1.48次方成反比。由于湿度的存在,沙粒的风蚀抑制力增强,其内在因素主要是沙粒周围水膜产生的粘滞力。实验获得了一个临界湿度值,当湿度大于M1.5时,风蚀基本停止(风蚀模数已降至0.0095kg/(m2.s)以下)。     

西藏高原沙漠化研究中的问题和建议

西藏高原是我国沙漠化灾害严重的地区之一,近年来该区沙漠化的调查和研究得到了国内外许多学者的关注,并取得了一系列可喜的成果。文中对近年来西藏高原沙漠化研究进展进行系统的概括,并对目前高寒沙漠化研究的不足和争议进行总结,最后提出了5条建议。     

风沙防治中覆网床面风沙流特性的风洞模拟

在风沙防治中,根据气流与沙物质地表作用的机理来看,主要有三种途径。一是降低床面风速,二是减少沙源,第三就是阻截运动气流与床面的相互作用。借助风洞模拟实验,对覆网床面风沙流特性研究发现:覆网床面沙面稳定性主要受覆网形状参数的影响,通过对覆网床面风速廓线、风沙流结构观测,主要探讨孔隙度、孔径等覆网参数对沙面稳定性的影响机理。另外,覆网床面蚀积状态还受进口风速的影响,在风速较小时,床面表现为积沙,风速较大时,床面开始风蚀。     

青藏铁路沱沱河路段流场特征及沙害形成机理

通过对青藏铁路沱沱河路段路基流场结构、风速廓线特征的风洞模拟实验研究,发现气流在途经铁路路基时,路基断面对近地表流场改变极大,在其两侧形成明显的遇阻抬升区、集流加速区、减速沉降区以及消散恢复区。铁路沙害的形成主要是路基迎风侧气流由于遇阻抬升和集流加速,对路肩和路基中上部产生风蚀;随着气流加速抬升,底层砂粒以跌落沉降的方式堆积在路基迎风坡坡脚,造成路基沙埋;当气流越过路基,在背风侧由于减速沉降和涡旋运动,风沙流处于过饱和状态,将所携带的大量砂粒堆积在背风坡。     

云冷杉林和针阔叶混交林α-多样性的尺度效应与分形特征

具有环境梯度或小尺度生境异质性的群落，α多样性在不同尺度及不同空间位置上的测定结果将存在差异。基于甘肃省莲花山国家级自然保护区2条长420m、宽10m样带的群落调查数据，采用分形理论和方法研究了云冷杉林和针阔叶混交林群落α多样性测度随空间尺度变化的效应，以及α多样性测度与取样尺度之间的分形关系。结果表明：1)随着取样尺度逐步扩大，云冷杉林和针阔叶混交林群落物种丰富度指数和Shannon指数值先急剧增长后趋于平稳，表现出一定范围内尺度对样带a多样性测度具有强烈影响。综合物种丰富度指数和Shannon指数尺度变化曲线的估计，云冷杉林样带α多样性研究比较适宜的取样尺度为60m，而针阔叶混交林样带为90m，即云冷杉林样带上比较适宜的取样尺度明显小于针阔叶混交林样带；2)针阔叶混交林样带上α多样性与取样尺度之间的分形关系比云冷杉林样带更趋于多变，表明针阔叶混交林物种组成的空间异质性高于云冷杉林。