塔克拉玛干沙漠浅层地下水位对单井抽水的响应过程研究

为了研究人工抽水行为对周边地下水位的影响,在塔里木沙漠公路防护林生态工程第69号水源井处布设了抽水试验观测场,利用连续定位观测数据,分析了地下水位降深与时间的关系、地下水位的空间差异性规律;在此基础上利用Neuman井流模型方法,分析了含水层的传导性和贮水性,确定了该区域的相关水文地质参数;并利用Theis预报方法,对抽水引起的水位变化进行了短期预报。研究结果表明:抽水过程水位上升和下降过程均可分为快速和慢速两个阶段,含水层具有弹性释水和重力释水作用的特征;计算得出部分水文地质参数为:T=1.50E+1m3/d,Kh=3.74E+1 m/d,σ=1.12E-2;预测得出持续抽水1000 min时的抽水影响半径约为400m。文中研究所得出的水文地质参数符合该地区的水文地质条件,可作为相似区域水文地质学研究的参考;地下水位在抽水行为结束后,能够恢复到抽水前的水平;抽水行为对周边地下水位的影响范围不大,多个水源井之间不会形成相互干扰,不会引起天然地下水位的持续下降。研究结果可为沙漠公路沿线地下水资源的可持续利用和防护林生态工程整体的稳定性及长久运行提供一定的理论依据。     

塔里木沙漠公路防护林咸水灌溉土壤盐渍化状况研究

为了研究塔里木沙漠公路防护林建林后土壤在咸水灌溉条件下的盐渍化状态,本文通过对塔里木沙漠公路防护林建林后沿线土壤盐分分布状况的监测,结合防护林建林前土壤盐分状况普查资料,运用统计分析、相关性分析及灰色关联分析,对防护林沿线的40个监测点的土壤盐离子、土壤盐渍化的现状及驱动力作了初步研究。研究结果表明:塔里木沙漠公路防护林建成后,土壤盐分各离子含量均较建成前有了显著增加,其中,阳离子含量Na++K+>Mg2+>Ca2+,阴离子含量Cl->CO23->SO24->HCO3-;防护林沿线土壤盐渍化类型以氯化物型与硫酸盐-氯化物型为主,分别占到监测点的84.2%与15.8%;有近81.6%的监测点已达到中度盐渍化程度;灰色关联分析结果表明,引起塔里木沙漠公路防护林土壤盐渍化的主要驱动力依次是灌溉年限、地下水矿化度,地下水pH和地下水埋深。     

塔里木沙漠公路防护林带土壤入渗研究

为了探明塔里木沙漠公路防护林带咸水灌溉土壤入渗特性,在塔里木沙漠公路防护林带内选取5种不同种植年限的土壤,并取3种不同矿化度水,应用Guelph入渗仪测定土壤水分入渗过程,并进行模型拟合与分析。结果表明:不同种植年限对土壤初始入渗速率、饱和导水率有显著影响,尤其是0-10cm,10-15cm层土壤,随着种植年限增加土壤初始入渗速率、饱和导水率呈减小趋势。咸水灌溉条件下,土壤饱和导水率较淡水大。不同深度土壤入渗特性有差异,表现为25-40cm,40-60cm层土壤饱和导水率较其他层大。用常用的入渗模型对入渗过程进行模拟,可以发现通用经验模型对研究该区域土壤入渗有最好的适用性,Kostiakov模型也较适用,Horton模型在该区域土壤入渗研究中适用性相对较差。     

咸水滴灌对沙漠公路防护林土壤环境的影响

为了研究高矿化度水滴灌对极端干旱区防护林土壤环境的影响,为塔里木沙漠公路防护林生态工程的可持续利用和维护管理提供理论依据。该文以塔克拉玛干沙漠腹地4.0～4.8 g/L的高矿化度地下水滴灌下的防护林为例,分析了咸水滴灌前后0～30 cm各层风沙土全N、全P、有机质、全盐、离子组成和微生物的变化。结果表明:高矿化度咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林的土壤环境逐渐得到改善。防护林0～5 cm、5～15 cm和1～30 cm 3个层次的含水量、全N、全P、全K、全盐含量、离子组成和微生物数量与流沙地存在很大差异,且与灌溉年限有直接关系;其中0～5 cm层次变化最为明显,5～15 cm次之,15～30 cm变化最小。     

罗布泊腹地人工植被梭梭的光学特性及其对干旱胁迫的响应

在罗布泊高温、高盐碱、干旱的极端环境条件下,研究植物的光合进程以及植物对环境的适应性,对于评价植物的耐旱性有重要意义。研究设置3个干旱处理,轻度干旱、中度干旱以及重度干旱。结果表明:(1)重度干旱处理中,梭梭的光补偿点(LCP)为118.75μmol·m~(-2)·s~(-1),光饱和点(LSP)为6174.79μmol·m~(-2)·s~(-1),是3个处理中对光能利用范围最广的。说明在重度干旱情况下,梭梭通过增大可利用光能的范围来提高对环境资源的利用率。(2)在轻度和中度干旱处理中,灌水后梭梭的最大净光合速率分别为35.06μmol·m~(-2)·s~(-1)和49.51μmol·m~(-2)·s~(-1),比灌水前增加了48.81%和22.83%,可见水分状况是影响植物生长的一个重要因素。(3)在3个干旱处理下,梭梭均出现光合午休现象,且持续时间较长,这可能是梭梭对罗布泊腹地环境的一种适应。(4)轻度干旱与中度干旱处理间的光合日过程差别不大,且灌水后各项光合生理指标均迅速回升,故考虑到节水灌溉,在确立灌溉制度时可以选择中度干旱时所使用的灌水制度。     

流动沙漠地区灌溉林地盐结皮层特征的初步研究

盐结皮是干旱区灌溉后土壤表层形成的一个特殊层次,但目前对其形成条件和时空变化规律尚无系统研究.该文通过对2004和2005年在塔克拉玛干沙漠布置的试验地的调查研究表明,在咸水灌溉林地,土壤表层形成明显的盐结皮层.该文对盐结皮层厚度和电导率这两个主要特征进行了综合分析,得到以下结论:①灌溉水质、灌溉方式、灌水定额、灌水周期以及土壤质地在很大程度上可以影响盐结皮的性质.②盐结皮的性质具有明显的空间分布规律,畦灌和滴灌对林地盐结皮性质的微空间分布影响很大,坡向、土壤结构等立地条件在一定程度上也影响盐结皮性质的空间分布.③盐结皮性质存在明显的时间变化,在灌溉周期内,电导率经历增加→降低→稳定的变化过程,一般在灌溉后5 d盐结皮层开始形成;在年内盐结皮的电导率随着气温的变化而呈明显的月际变化;由于土壤中大气降尘和植物枯枝落叶年复一年的加入而导致土壤表层结构的极大变化,因此随着林地的发育,盐结皮层厚度逐渐趋于稳定,而电导率呈先增加后降低的趋势.      

塔克拉玛干沙漠大气降尘粒度特征——以塔里木沙漠公路沿线为例

选择塔里木沙漠公路沿线典型下垫面,通过连续野外定点观测、室内粒度分析等手段,研究塔克拉玛干沙漠腹地与复合纵向沙垄区不同地貌部位近地表大气降尘的粒度特征及其空间分异规律.结果发现:沙漠公路沿线大气降尘的平均粒径在3.28Φ～3.47Φ之间,以细砂、极细砂为主,粒径分布呈双峰态,表明降尘来源的多样性.沿线不同下垫面降尘中粒径＜50μm的细粒物质组成差异明显,位于沙漠北部和中部开阔的垄间区是沙尘的潜在源地.复合纵向沙垄区不同地貌部位的降尘细粒物质组成(粒径＜50μm)差异明显,垄间区降尘中的细粒物质含量最高.非尘暴降尘较之尘暴降尘偏细,粉砂和黏土含量更多,分选性更差.大气沉降颗粒的粒度分形维数可以从整体上反映出颗粒物的粒度分布和级配特征,是描述大气沉降颗粒物粒度特征的重要指标.     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地三种灌木的离子吸收特性

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地长期使用矿化度 4.0g/L以上的地下水灌溉 ,柽柳、梭梭和沙拐枣三种灌木仍然能够正常生长 ,表现出较强的抗盐特性。通过对三种不同年龄的灌木及其根、茎和凋落物的盐分分析 ,表明 :不同种类和年龄灌木对可溶性离子的吸收特性存在较大的差异 ;同一种灌木不同器官的离子吸收特性差异显著 ,表现出三种灌木在抗盐机理方面不同的生理和生态学特性 ,即 :柽柳从土壤中吸收的大量盐分离子 ,通过叶片的泌盐腺排出体外 ,使植物体内的盐分离子含量保持在相对较低的水平 ,这类植物属于泌盐类植物 ;梭梭能够从外界环境吸收大量的盐分 ,在植物体内储藏 ,并且依靠植物肉质同化枝吸收大量的水分 ,使得植物体内的盐分浓度维持在一定的限度内 ,这类植物属于盐多汁类植物 ;而沙拐枣通过根部运输系统的超滤 ,使得过量的盐被阻止在体外 ,保持植物体内较低的盐分浓度 ,此类植物主动避开盐分 ,属于拒盐类植物     

沙漠油田基地路生物防沙试验段林木生长状况

对沙漠油田基地路生物防沙技术示范工程中不同立地条件下所种植的梭梭、柽柳、沙拐枣三类灌木的生长状况进行了调查，对盐水灌溉后各种立地类型的沙地土壤水盐状况进行了取样分析。研究结果表明：在塔中沙漠油田基地路生物防护体系建设的过程中，在沙丘和平沙地上应选用沙拐枣和梭梭，如种植柽柳则需采取适当的土壤保水措施（如在种植坑内加施草碳、固水剂、粘土等）。在含有下伏亚粘土层的沙地上应选用柽柳和梭梭，在丘间板结沙地上要想营造防护林，必需采取适当的技术措施，使土壤疏松（如深开沟、回填流沙等）。