Influence of salinity and moisture on the threshold shear velocity of saline sand in the Qarhan Desert,Qaidam Basin of China: A wind tunnel experiment

Determination of the threshold shear velocity is essential for predicting sand transport, dust release and desertification. In this study, a wind tunnel experiment was conducted to evaluate the influence of salinity and moisture on the threshold shear velocity of saline sand. Saline sand samples (mean particle size of 164.50-186.08 μm and the total silt, clay and salt content of 0.80%-8.25%) were collected from three saline sand dunes (one barchan dune and two linear dunes) in the Qarhan Desert, Qaidam Basin of China. Original saline sand samples were placed in two experimental trays for wet and dry processing to simulate deliquescence and desiccation, respectively. Surface moisture content ranging from 0.30% to 1.90% was generated by the steam method so that the saline sand can absorb water in a saturated water vapor environment. The motion of sand particles was determined by the observers with a solid laser. The laser sheet (0.80 cm thick), which was emitted by the solid laser, horizontally covered the sand surface and was bound to the sand. Results show that the cohesion of saline sand results from a combination of salt and water. The threshold shear velocity increases exponentially with the increase in crust thickness for the linear sand dunes. There is a positive linear correlation between the original moisture content and relative threshold shear velocity. The threshold shear velocity of dewatered sand is greater than that of wet sand with the same original moisture content. Our results will provide valuable information about the sand transport of highly saline soil in the desert.     

沙漠藻固沙结皮的研究与问题探讨

本文综合分析了沙漠藻结皮研究的现状,并结合自己的研究,探讨了沙漠藻固沙结皮的形成与植被发育的关系、沙漠藻结皮人工接种效果,提出了藻沙粒结皮是沙漠藻结皮的早期形式,探讨了进一步研究沙漠藻固沙结皮的关键技术问题。     

退化人工梭梭林的恢复技术研究

对退化人工梭梭林进行恢复试验研究发现:滴灌可使梭梭林地土壤含水率显著提高;梭梭光合作用增强;群落物种数增多,盖度增大;防风固沙作用增强.布设机械沙障可使退化梭梭林地表粗糙度增大,林内近地面层风速、输沙量显著下降.春灌3 a后,不仅退化梭梭个体恢复正常生长,同时梭梭林群落物种组成数明显增加,盖度显著增大,生态功能也逐渐恢复.雨水集流和雨水下渗改造两种模式应用1～2 a后,退化梭梭林地土壤含水率均有明显提高.滴灌、布设机械沙障、春灌和改造结皮4种技术措施对退化梭梭林生长及其环境均有明显的恢复作用,其中滴灌、机械沙障恢复技术是当前和今后推广的主要措施;春灌和改造结皮可作为前两种技术的补充措施.     

半干旱黄土高原生物结皮处理下集水造林的初步研究(英文)

集水措施是干旱半干旱地区解决因降雨少且季节间分配不均带来的水资源短缺的主要措施之一,有关微集水区防渗处理材料及其防渗效果的研究也已广泛开展。本文通过5 年(1992-1996)的野外试验对半干旱黄土高原微集水系统生物结皮覆盖对造林的影响进行了研究。结果表明,结皮接种3 年后,集水区表面大部分为结皮所覆盖,其集水功能已经部分地表现出来。在春季3 个典型时段内浅层土壤含水量与对照相比显著提高(0.05 水平),1m 土层内春季月均含水量均比对照提高了0.9%–6.04%。同时在研究期末(1996 年)结皮处理的样地内树木个体的树高(H)、胸径(DBH)和地径(DGL)均较对照有显著提高(0.05 水平),提高幅度分别为22.38%、17.34%和20.49%。作为一种生物防渗材料,生物结皮具有无污染、自我繁殖、使用期长和投入小等特点,因此很可以作为西部大开发中植被恢复的主要集水材料,进一步的工作应放在干旱环境下当地适宜结皮种类的选择及其快速繁殖技术上。     

黄土丘陵区土壤生物结皮对土壤微生物分布特征的影响

通过对山西省偏关地区4种主要植被类型和撂荒地土壤生物结皮及下层土壤样本微生物的计数,研究不同植被状况下土壤生物结皮覆盖对土壤微生物生态分布特征的影响,探讨土壤生物结皮的生物学作用及影响土壤微生物数量的因子.结果表明:①在所有微生物类群中细菌数量最大,放线菌次之,真菌最少;②不同植被下土壤微生物数量差异显著(P <0.0...     

黄土坡面结皮对土壤水稳性团聚体的稳定性和可蚀性的影响

为了探析微地形下土壤受雨滴打击后产生的结皮类型及团聚体组成差异。通过人工模拟降雨,研究坡面不同位置的结皮土壤水稳性团聚体分布特征、稳定性以及土壤可蚀性的变化情况。结果表明：（1）土壤水稳性团聚体以大团聚体（粒径>0.25 mm）含量为指标,原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮>0.25 mm粒级的水稳性团聚体分别占37.28%、43.58%、36.69%、40.34%;（2）以降雨历时5 min为例,原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮的水稳性团聚体的破坏率分别为：51.49%、46.00%、62.76%、51.02%;（3）原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮的水稳性团聚体的平均重量直径分别为：0.15、0.20、0.14、0.17 mm;（4）原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮土壤可蚀性K值的大小分别为：0.223、0.200、0.229、0.205。微地形下产生结皮差异使得水稳性团聚体分布有所区别,因此土壤水稳性团聚体稳定性和可蚀性存在差异。     

干旱区不同降雨模式对藻结皮覆被区土壤碳释放的影响

[目的]探究干旱区不同降雨模式对藻结皮覆被区土壤碳释放的影响,为精确估算干旱区生态系统土壤碳释放量提供科学依据。[方法]以乌兰布和沙漠为例,通过人工增雨和改变降雨频率来模拟全球气候变化,对藻结皮覆被区土壤碳释放量进行长期野外监测。[结果]降雨能够刺激藻结皮覆被区土壤呼吸速率迅速大幅度提升,并在1 h内达到峰值,12 h左右降至较低水平。但随着干湿交替次数的不断增大,土壤再湿润后所产生的呼吸脉冲逐渐减弱,最后1次降雨与第1次相比土壤呼吸峰值降低了40%～60%。在降雨后16 h累积碳释放量、总碳释放量都随着降雨量的增大而增大,但当降雨量增大到一定程度后,其对土壤碳释放量的促进作用不再明显。就单次降雨而言,低频率、大雨量的降雨事件所引起的碳释放量明显高于高频率、小雨量的降雨事件。但总降雨量一致的情况下,则是高频率的小降雨事件所释放的总碳量最高,其次为低频率的大降雨事件,正常降雨频率下最小。[结论]气候变化所引起的降雨量增加和降雨频率的变化将会增加藻结皮覆被区的碳排放量,在预测碳收支时,也应将藻结皮的碳排放量变化作为考虑因素之一。     

坡耕地黄墡土结皮的理化性质分析

在实验和对比分析的基础上 ,讨论了黄土善土结皮的一些主要物理化学性质特征。结果认为 ,结皮的形成是以细砂和粗粉砂为骨架 ,以小于 0 .0 1mm的细小颗粒填塞土壤空隙的一个物理过程 ,其腐殖质含量几乎与土壤相同 ,而碳酸钙含量则略低。结皮的坚实度与前期含水率呈负相关 ,与容重和厚度呈正相关 ,而容重与厚度间的关系较为复杂     

植被恢复演替初期对模拟降雨产流特征的影响

利用模拟降雨装置,研究了演替恢复初期不同植被覆盖以及不同处理下坡面降雨的产流过程和人渗率。实验研究结果表明,植被演替开始之初,由于地表土壤的土质比较疏松,土壤的人渗率比较大。随着植被演替的进行,土壤中有机质等物质的逐渐累积,土壤的理化性质发生了变化,土壤的人渗特征也随之降低。剪草降雨小区的实验研究结果说明,在降雨的初期,土壤的人渗性能相对较低,随着实验的进行,在雨滴的打击下,部分结皮被破坏,土壤的人渗率也随之增大。说明地表生物结皮的存在,降低了土壤的人渗性能。采取适当的措施破坏地表生物结皮,有利于提高土壤的人渗性能,增加干旱半干旱地区对降雨的利用程度。     

风沙区煤炭开采对土壤物理性质和结皮的影响

[目的]为了准确了解煤炭开采对脆弱生态环境造成的影响。[方法]通过样地调查和室内分析,对毛乌素风沙区超大工作面煤炭开采当年和3a后的土壤物理性质和结皮情况进行分析。[结果]开切点土壤物理性质受到采矿的影响强于开采面,开采面土壤的修复能力优于开切点,且采煤对土壤物理性质的影响3a后仍未消除;各采样点的土壤温度不仅与对照存在差异性(p0.05),而且各土壤温度在空间和时间跨度上也存在差异性(p0.05);20cm处的土壤容重、孔隙度和含水率与土壤温度均存在负相关,含水率与土壤温度存在显著负相关(p0.05);结皮的厚度和覆盖度受到采煤的影响,结皮含水率和结皮持水能力在3a内均未恢复到采煤前。[结论]风沙区超大工作面采煤对土壤物理性质和结皮会造成破坏,且在无人为干扰的情况下土壤将进行自我修复,但3a的修复效果与对照组仍存在一定差异。