两种固沙方格沙障的防护效益及地形适应性对比

[目的]探究当前我国各区域水土资源承载力的异质性变化规律,为现阶段我国宏观水土流失治理提供实证建议。[方法]基于2011年的省际面板数据选用多指标评价体系运用因子分析法进行了水土资源承载力的综合评价,在此基础上,结合各区域经济发展水平构建综合评价矩阵对31个省区进行聚类分析。[结果](1)河北、山东和河南省的综合分值位于全国前3位;青海省、天津市和上海市位于后3位。(2)河北、山东和湖北等8个地区属于"承载力强—经济强"型。河南、四川、黑龙江等7个地区属于"承载力强—经济弱"型,吉林、陕西、福建等7个地区属于"承载力弱—经济强"型,而云南、新疆、海南等9个地区属于"承载力弱—经济弱"型。[结论]地区第一产业生产总值、农村改水累计受益人口、废水排放总量等是导致我国水土资源承载力状况存在一定程度区域差异的主要因素。     

塔里木沙漠公路防护林土壤团聚体特征

通过野外采样与室内分析相结合的方法,对塔里木沙漠公路5个不同种植年限防护林0~20 cm土层土壤团聚体的组成及稳定性进行了研究。结果表明:1干筛处理下,各土层0.25 mm风干团聚体含量在33.35~280.48 g·kg-1,其中5 mm粒级在土壤风干团聚体占主导地位,其含量占41.56%~70.09%;5~2 mm粒级次之,占6.58%~34.88%;1~0.5 mm粒级含量最少,仅为1.66%~5.46%。湿筛处理下,各土层0.25 mm水稳性团聚体含量在0.21~72.54 g·kg-1,不同粒级含量占水稳性团聚体总量的比例基本随粒径的减小而降低。2在0~20 cm土层中,流沙地没有形成团聚体,但随着种植年限从7 a增加到18 a,土壤风干团聚体含量从69.94g·kg-1增加到159.88 g·kg-1,水稳性团聚体含量从0.41 g·kg-1增加到60.84 g·kg-1,防护林的种植促进了流动风沙土的成土过程。3随种植年限的增加,0.25 mm风干/水稳性团聚体含量〔SDA/WSA(0.25 mm)〕、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)都有增加的趋势,且这些指标间的相关性均达到极显著水平(P0.01)。4可分别用2 mm风干团聚体含量和1 mm水稳性团聚体含量来表征防护林土壤团聚体的机械稳定性和水稳定性。防护林的建设有利于流动风沙土地区土壤团聚体的形成,使团聚体在土体内均匀分布,团聚体的机械稳定性和水稳定性得到提高,促进流动风沙土的成土过程。     

塔克拉玛干沙漠头状沙拐枣光合器官生长对风蚀的 响应与适应策略分析

风蚀是沙区生态建设工程的重要危害形式。分析不同植物种生长对风蚀的响应和适应策略,确定其耐风蚀阈值,是优良耐风蚀生态建设植物种筛选的重要理论基础。本文以塔克拉玛干沙漠腹地纵向复合沙垄上栽植的头状沙拐枣人工林为研究对象,对不同风蚀深度植株的部分枝条节上和全株光合器官生长状况进行了观测和分析。结果表明,随风蚀强度增加,头状沙拐枣植株光合器官的单节同化枝数量、单节同化枝总长度和单根同化枝平均长度、单根同化枝平均重量、单株光合器官鲜重、单株同化枝表面积呈降低趋势,光合器官生长均与风蚀深度呈线性负相关。当风蚀深度小于40 cm时,头状沙拐枣的单节同化枝数量、单根同化枝长度、单节同化枝总长度降低幅度较小,但当风蚀深度大于40 cm后,单节同化枝数量、单根同化枝长度、单节同化枝总长度都大幅降低,全株光合器官的重量和表面积也大幅下降,而过强的风蚀可使植株死亡。头状沙拐枣光合器官对风蚀的适应方式是数量和形态变化,同化枝数量、长度、直径、表面积降低。对风蚀的适应策略是有限资源重点配置,即植株把能量主要分配在有限的节上,节上保持一定数量的光合器官生长,以维持植株存活。研究结果可为沙区生态建设适宜植物种筛选提供参考。     

塔克拉玛干沙漠主要灌木光合器官滞尘能力与表面特性的关系

通过全株光合器官取样,利用质量差减法,对位于新疆且末县沙漠地区的塔中植物园内10种灌木的滞尘能力进行了比较,结果表明:1)以单位鲜质量光合器官滞尘量为评价指标,10种灌木光合器官滞尘能力的排序为:紫杆柽柳>多花柽柳>刚毛柽柳、多枝柽柳、长穗柽柳>甘蒙柽柳、华北柽柳>沙生柽柳>梭梭>头状沙拐枣。2)10种灌木光合器官的滞尘能力与其表面特性密切相关。与沙拐枣相比,梭梭同化枝节间距较短,叶片数量相对较多,因而梭梭的滞尘能力大于沙拐枣;柽柳属植物虽然叶片也极度退化,但具有数量众多、分布密集、被覆绒毛、分泌盐分等特性,具有很强的滞尘能力,光合器官滞尘能力大于梭梭和沙拐枣;光合器官表面特性也使8种柽柳属植物光合器官滞尘能力存在差异。研究结果在荒漠地区植物-土壤相互关系研究方面具有重要科学意义,也可为园林绿化和防护林树种选择、配置提供科学依据。     

和田地区绿洲外围防护林体系的防风阻沙效益

通过对2010年和2011年和田地区策勒县、皮山县、和田县吉亚乡3个绿洲外围靠近沙漠边缘的防护林防风阻沙效益进行野外实地调查及对防护林内小气象站和配套积沙仪定点观测数据分析,发现和田地区绿洲外围防护林体系树种较单一,由于垦荒天然防护林面积在日益缩小,导致新的幼小新疆杨防护林防风阻沙效果不是很理想;在相同的水分灌溉条件下,沙拐枣防护林生长较新疆杨、梭梭、柽柳防护林成活率高,并且生长迅速,需水量少,且疏透度较小,防风阻沙效果更为理想。为有效提高和田地区绿洲外围防护林防护效益,应合理垦荒保护好绿洲-沙漠过渡带的天然植被,从流沙前沿至绿洲内部合理设计天然草灌带-人工防护林带-农田小方格防护网,防护林树种的选择不仅需考虑其耐水性、疏透度,还应适当考虑防护林经济效益。通过对和田县吉亚乡防护林示范区BSNE积沙仪不同高度水平输沙量、输沙率及其粒度样分析,表明从流沙前沿进入防护林内不同高度的输沙量都有很大程度的降低,并且风蚀沙粒平均粒径变细,随高度增加输沙沙粒分选性变差,峰态变窄,引起新开垦农田地表风蚀沙粒主要为极细沙。     

咸水滴灌下林带的盐结皮时空分布规律

通过对塔里木沙漠公路防护林带地表土壤的采样分析,研究了咸水滴灌条件下,土壤盐结皮的时空分布特征.厚度、电导率是盐结皮的主要特征参数,它们的时空变化可以表征盐结皮的分布.盐结皮的主要时空分布特征:①在水平方向上,电导率呈先增加后降低的变化趋势,厚度在距滴头40 cm处达最大,而在40 cm以外变化不明显;②在坡地上,滴头的上坡向盐结皮的厚度和电导率大于下坡向;③随着防护林种植年限的增长,盐结皮厚度逐渐增加,并最终保持在某一稳定厚度,而电导率则呈先增加后逐渐降低的趋势.     

塔里木沙漠公路对近地表风沙运动过程的影响

通过对塔克拉玛干沙漠腹地野外试验数据的分析,探讨了塔里木沙漠公路对近地表风沙运动过程的影响.结果表明:①阻沙栅栏和草方格固沙带对近地表气流的速度和风速廓线形成很大影响,风速整体被削弱,而且越接近地表,削弱程度越大,风速廓线的垂直梯度增加;②在防沙体系内,地表输沙率急剧下降,风沙流结构发生很大变化,下层含沙量下降,而上层含沙量相对变化较少,在阻沙栅栏的积沙带和草方格固沙带内上层含沙量趋于均匀分布;(3) 阻沙栅栏和草方格固沙带也影响沙丘的移动.当主导输沙风向与栅栏相交呈小角度时,靠近栅栏的沙丘顺栅栏走向侧向移动相交呈大角度时,移动方向变化不大,草方格固沙带不影响沙丘的移动方向;阻沙栅栏和草方格固沙带能降低沙丘的移动速度,而在固沙带内部,由于沙丘的逆向演变,沙丘体积减小,移动速度较快.     

防护林下草本植物层片物种多样性与环境因子的关系

沿塔里木沙漠公路防护林白北向南设置了10个调查样地,对草本植物的多度、盖度、丰富度进行调查,记录和测定各样地内地下水的埋深、电导率、矿化度,土壤电导率、灌木平均冠幅、灌木层郁闭度等环境因子.分析各样地物种多样性、样地间相似性的差异,以及草本植物层片物种多样性与环境因子的关系.结果表明:塔里木沙漠公路防护林下草本植物层片...     

咸水滴灌下沙漠公路防护林土壤理化性质的变化

对塔克拉玛干沙漠腹地防护林地下咸水滴灌下0-30 cm各层风沙土的理化性质进行了测定。结果表明, 咸水滴灌下, 土壤结皮层枯枝落叶量随防护林定植年限的增加而增加;土壤结皮层、0-5 cm、5-15 cm和15-30 cm土层土壤紧实度随防护林定植年限的增加而不断减小, 土壤有机质含量均随防护林定植年限增加而增加且自表层向下层逐渐减少, 土壤全盐量随防护林定植年限增加而逐渐降低且由表层向下层逐渐减少;结皮层各离子含量均随防护林定植年限增加而逐渐降低, 而0-5 cm、5-15 cm和15-30 cm土层各离子含量均随防护林定植年限增加而逐渐增加;结皮层、5-15 cm和15-30 cm土层土壤pH均随防护林定植年限增加而逐渐降低, 而0-5 cm土层pH随防护林定植年限增加而升高。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地生长季的小气候特征

利用小气候观测资料,分析了塔里木沙漠腹地人工灌溉林地小气候特征及其影响因素,并与林地外原始流沙地进行了对比.结果表明,人工灌溉林地具有调节地表温度和贴地层气温,缩小温差,提高大气湿度等重要生态作用.人工灌溉林地地表温度与流沙地差异极显著,白天林地的地表温度低于流沙地而夜间相反,林地土壤温度的日较差比流沙地低18.26℃;在09:00-15:00期间,林地的气温高于流沙地,平均温度高1.44℃,其它时段,林地的气温低于流沙地,平均温度低3.22℃;两者之间温差夜间大于白昼,林地的气温日较差较流沙地高4.41℃.全天林地绝对湿度和相对湿度均大于流沙地.不同树种的林地温湿度存在差别,但是差异不显著.不同覆盖度林地地表温度、空气温湿度都表现出不同的特征.研究结果对于进一步探讨极端干旱条件下人工灌溉林地近地层物质和能量交换具有重要意义.