民勤荒漠—绿洲过渡带不同发育阶段白刺灌丛沙堆的防风固沙功能分析

【目的】民勤荒漠—绿洲过渡带从沙漠边缘到绿洲外围依次形成了雏形阶段、发育阶段、稳定阶段和活化阶段4种不同发育阶段的天然白刺灌丛沙堆,各发育阶段沙堆的防风功能、固沙功能和综合功能如何变化并不清楚。本研究期望通过对它们的研究,为中国干旱区荒漠化防治和绿洲生态安全保障提供科技支撑。【方法】在对各发育阶段白刺灌丛沙堆的植被特征、形态特征、分布特征野外调查和观测的基础上,采用统计分析和数值计算,对各发育阶段灌丛沙堆的防风功能、固沙功能以及综合功能值进行了分析阐述。【结果】(1)白刺灌丛沙堆的整体生长状况和植被覆盖度均随发育过程的进行呈先升高后降低的态势,发育阶段植被生长状况最好,而活化阶段生长状况最差(P0.01);稳定阶段植被覆盖度显著高于其他阶段(P0.01),而雏形阶段最低(P0.01);沙堆体积大小随底面积的增加而逐渐增加;(2)不同发育阶段单株白刺灌丛的防风、固沙功能值变化趋势相似,大小排序为活化阶段发育阶段稳定阶段雏形阶段;而样地内纵断面单位面积上防风功能为稳定阶段活化阶段发育阶段雏形阶段,固沙功能为活化阶段发育阶段稳定阶段雏形阶段,因此,其防风固沙综合功能发生了变化,功能值大小分别为稳定阶段活化阶段发育阶段雏形阶段。【结论】民勤荒漠—绿洲过渡带白刺沙堆防风固沙综合功能值总体上随发育过程的进行而呈增加的趋势,表明从雏形阶段到活化阶段防风固沙功能逐渐增强。虽然活化阶段沙堆表现出退化现象,但是仍旧具有很好的防风固沙功效,对维护绿洲边缘生态安全具有重要的防护作用,应进一步加强退化沙堆的保护和抚育更新工作。     

磴口县引种胡杨的生长规律及其评价

胡杨是优良的绿化树种和荒漠地区主要造林树种,多年来许多地方引种栽培,但成林不多。为探究内蒙古磴口县引种胡杨的生长状况,采用树干解析和模型模拟方法研究了引种胡杨的树高、胸径和材积等生长规律,以此对磴口县乃至巴彦淖尔盟胡杨引种工作进行客观评价。结果表明,磴口县的胡杨长势良好,树高、胸径和材积等呈现慢-快-慢的"S"型曲线。树高速生期早于胸径与材积,树干形数随年龄增加逐渐减小。比较发现,引种胡杨第16年后树高开始超过额济纳天然胡杨的平均树高,但胸径小于额济纳同龄天然胡杨。引种胡杨的材积速生期多出现在第10年以后,较天然胡杨出现时间至少晚5a,其成熟期也晚于额济纳天然胡杨。研究认为磴口县乃至巴彦淖尔盟的气候环境适合胡杨生长,其生长状态优于额济纳天然林。     

中国西北三省(区)风雪流发生的可能性

[目的]揭示新疆、内蒙古和甘肃西北3省(区)风雪流发生的可能性,为风雪灾害防治提供理论依据。[方法]利用1981—2010年3省(区)130个区站地面气象资料,划分风雪流发生可能性等级。[结果](1)研究区65.4%的地区有发生风雪流灾害的可能性,其中16.9%的地区发生风雪流可能性的等级较高;(2)研究区风雪流灾害最严重的月份为3和12月,少数地区受地形影响有所差异;(3)研究区30a间气象数据在一定范围内波动,风雪灾害发生可能性没有减弱趋势。[结论]西北3省(区)需重视风雪灾害防治,尤其是3和12月应重点防护;同时要加强生态修复工作,降低风雪灾害。     

塔里木胡杨国家自然保护区湿地面积在生态输水工程前后的变化

【目的】探讨生态输水前后塔里木胡杨国家自然保护区湿地面积的时空变化,以期为生态调水工程成效评价提供科学依据。【方法】利用1992年,1999年和2016年3期遥感影像,在RS与GIS支持下,通过解译遥感影像提取保护区湿地景观信息,采用数理统计、动态度和分形分维数分析湿地面积在生态输水前后的时空变化。【结果】1992—2016年湿地面积呈先减后增趋势,1992—1999年(生态输水前)减少了16.8%,1999—2016年(生态输水后)缓慢恢复了6.9%,说明生态输水工程起到了积极作用;1992—1999年间,保护区所有湿地类型变化速率均较大,人类活动扰动剧烈,人工湿地面积增大但其他湿地面积严重萎缩;在实施生态输水的17年间,湿地面积变化速度趋缓,快速退化趋势得到有效遏制,但恢复过程缓慢,恢复效果还有待改善。【结论】生态输水恢复性增加了湿地面积,但因生态输水主要是沿塔里木河干流沿线实施,人为干扰还在逐年加剧,导致湿地的保护与破坏共存,增加的湿地面积主要是永久性河流等临时性水域湿地,真正发挥生态效益的沼泽湿地却未明显增加,湿地生态功能的恢复还有限,说明目前的生态输水策略还需要改善。     

埋嵌式塑料网带状沙障的固沙效应及其应用前景

土地沙化是我国当前最为严重的生态问题,沙障作为防沙治沙的主要措施之一,在我国干旱沙区发挥了重要作用。在流动沙丘上布设埋嵌式塑料网带状沙障,能阻截近地面风沙流和增加植被覆盖度,具有良好的固沙效益。和黏土沙障、麦草方格沙障、塑料网方格沙障相比,埋嵌式塑料网带状沙障具有材料运输方便、操作技术简单、投入成本低、防护时效长、便于机械化操作、省时省力等优点,推广应用前景广阔。     

不同固沙植被下沙丘土壤水分动态比较

以毛乌素沙地覆盖度90%的油蒿、50%～60%的沙柳、35%～40%的樟子松固定沙丘为研究对象,流动沙丘为对照,采用自动监测系统实时监测降雨、0～200 cm土壤含水量及200 cm以下渗漏量,分析5—11月不同固沙植被下沙丘土壤水分动态差异,以期为固沙植被稳定性评价提供参考。结果表明:较低覆盖度樟子松与高盖度油蒿、沙柳相比更具固沙优势。3种固沙植被表层0～30 cm土壤水分受降雨影响大,对20 mm降雨均产生响应;60～200 cm土壤水分时间变化特征存在差异,樟子松与对照变化趋势一致,油蒿和沙柳仅对40 mm降雨产生响应;0～200 cm土壤水分垂直变化没有相同规律,变异性较大,樟子松变幅最大,为(5.03±3.09)%;深层渗漏特征基本一致,均有极少量水分渗漏到200 cm以下。     

鄂尔多斯高原沙地柏液流通量及其影响因子

[目的]分析沙地柏液流通量变化特征及主要影响因子,为沙地植被的保护提供理论依据。[方法]以鄂尔多斯高原沙地植被的优势种沙地柏为研究对象,利用热扩散(TDP)技术监测生长季沙地柏的液流动态,通过相关分析和回归分析等研究其与气象因子的关系。[结果]晴天沙地柏的液流通量为单峰曲线,干旱时为双峰曲线。雨天沙地柏的液流通量为单峰或双峰曲线。晴天沙地柏液流通量的最大值是2.30～23.38 g/(cm~2·h)。沙地柏液流通量对降雨的响应具有1～4 d的时滞。生长季沙地柏液流通量与光合有效辐射、水汽压亏缺、气温和风速均呈显著正相关,而与相对湿度和降雨量呈显著负相关。[结论]鄂尔多斯高原沙地柏的液流通量随天气而变化。太阳辐射和水分是沙地柏液流通量的主要影响因子。建议当地加强对沙地柏灌丛的保护,防止由于过度水分消耗导致的植被退化。     

库姆塔格沙漠东南部胡杨液流变化及其对环境因子的响应

于2018年4月?10月(春季4月、夏季7月、秋季9月)利用PS-TDP8树木茎流监测系统对库姆塔格沙漠东南部胡杨(Populus euphratica)的液流速率变化进行监测,采用相关分析及逐步回归法分析气象因子(太阳总辐射、空气温度、风速、空气相对湿度)对胡杨液流的影响。结果表明:胡杨茎干液流日变化趋势呈几字“宽峰型”;夏季液流的启动时间最早,液流启动在06:00,秋季液流启动时间最晚,不同季节夜间存在较高液流(10.994~26.035 cm·h^?1);树干液流速率与太阳总辐射、空气温度、风速、饱和水气压差呈正相关关系,与空气湿度呈负相关关系;影响春季、秋季胡杨液流速率的主要气象因子是太阳总辐射和空气温度,夏季为太阳总辐射和空气相对湿度;不同季节胡杨液流速率与空气温度、空气相对湿度、风速、饱和水气压差的日变化响应呈顺时针环状,与太阳辐射响应呈逆时针环状;不同季节胡杨液流速率对气象因子的响应规律存在差异。这表明胡杨为了保持水分平衡应对水分亏缺的策略不同,在一定条件下(极端干旱)通过气孔调节降低水分损失。研究结果对于明确干旱沙漠环境中胡杨水分传输对环境因子的响应规律及更深入地认识胡杨适应干旱环境的水分利用策略具有重要意义。     

高寒沙地中间锦鸡儿人工林根系分布及林下土壤特性研究

以流动沙丘为对照,通过对3、5、10、16和30 a生的中间锦鸡儿人工林根系和林下土壤进行研究,揭示人工林根系分布及林下土壤理化性质变化特征。对林下0～80 cm土层的根系和土壤分别进行采集,并用EPSON10000XL扫描仪和WINRHIZO系统对根长(L)、表面积(S)和生物量(B)进行测定分析,同时测定土壤容重和有机质以及氮、磷、钾等养分含量。研究结果表明:人工林根系主要分布于0～40 cm土层,根系L、S和B随林龄增大而增大,且随土层加深而减小,其分布与土壤性质密切相关。相对于流动沙丘,3 a和5 a生人工林土壤理化性质变化不明显,但随着林龄增大,林下土壤性质发生明显变化。16 a和30 a生人工林下土壤容重明显减小,分别与L、S和B呈显著负相关(P 0.05);土壤有机质和全氮含量明显增加,尤其在根系大量分布的浅层土壤大幅增加,分别与L、S和B呈显著正相关(P 0.05);而土壤全磷和全钾增加不明显,分别与L、S和B相关性不显著。3种径级(细、中、粗)根系中,细根和中根的L、S与土壤容重呈极显著负相关(P 0.01),与有机质呈极显著正相关,粗根的L、S和B与全氮呈极显著正相关(P 0.01)。由此可见,中间锦鸡儿人工林随着生长年限的增加,有利于林下土壤结构优化和养分的增加。