塔克拉玛干沙漠北缘荒漠过渡带风沙流结构特征分析

利用多种集沙仪,通过野外实时输沙观测,对塔克拉玛干沙漠北缘荒漠过渡带的地表风沙流特征进行了分析,结果表明：① 100 cm高度范围内,总输沙量的47.3%分布在30 cm高度内,这一比例小于前人的研究结果;输沙量随高度的变化比较符合幂函数分布。② 风沙流输沙的粒径以细砂、极细砂与粉砂为主,各高度层所占比例均达99%以上;风沙流输沙平均粒径随高度增加而减小,沙尘的含量随高度增加呈现“象鼻”状分布。③ 风沙流中贴地层风速廓线受风沙相互作用的影响,不再符合对数分布,更加符合幂函数u=az^b分布。     

草原灌木带空气动力学粗糙度研究

为了定量研究灌木带修复退化草原的机理,采用集沙仪和风速廓线仪野外采集了不同高度灌木带及退化草原的风蚀物及风速廓线,利用最小二乘法对风速廓线数据进行计算得到了相应的空气动力学粗糙度。结果表明:灌木带对草地的防护机理在于提升了地表的空气动力学粗糙度,降低了近地表的风速,从而导致灌木带相对退化草原的抗风蚀能力增强,大量风蚀物集中在近地表30 cm范围内;距灌木带的距离越远,空气动力学粗糙度呈现下降趋势;同时对不同高度灌木带的研究发现,0.3 m、0.7 m和1.5 m高的灌木带分别在距背风面3 m、5 m和6 m处的空气动力学粗糙度与退化草原的值趋于一致,此距离为该灌木带的有效防风蚀范围,空气动力学粗糙度及有效防护范围均随灌木高度的增加而增大。     

荒漠-绿洲过渡带土壤温度变化分析

根据中国科学院临泽内陆河流域站2004-2014年的土壤温度与气象要素数据,分析了河西走廊中部荒漠-绿洲过渡带土壤温度年内和年际变化规律及主要影响因素。结果表明:土壤温度日变化与月变化大致呈正弦曲线,各层土壤最高、最低温度出现的时间随着土壤深度的增加逐渐推迟;年均土壤温度总体上随着土壤深度的加深先减小后增加;气温是与土壤温度变化相关性最强的气象要素;同时,明确了该区3个特征差异明显的土壤温度层次:020cm土壤温度活跃层,40cm土壤温度过渡层和60100cm土壤温度稳定层,与其他地区结果有所差异。最后,利用相关性分析、多元逐步线性回归方法建立了气象指标与各层土壤温度之间经验预报方程。     

绿洲-荒漠过渡带蒸散与主要环境因子关系分析

以实测气象资料为基础,通过波文比能量平衡法对芨芨草地蒸散量进行计算,分析了不同天气条件对蒸散与主要环境因子之间相互关系的影响,建立了适合新疆天山北麓绿洲-荒漠过渡带的蒸散预测模型。结果表明:1)影响过渡带蒸散的四大主要环境因子依次是净辐射(Rn)、土壤热通量(G)、气温(T气)、相对湿度(RH)。2)不同天气条件下各主要环境因子及蒸散日变化曲线特征差异显著。晴天蒸散曲线呈"单峰型",阴天表现为"多峰型",而雨天显示为"偏峰型"。平均情况下基本与晴天一致。3)除Rn外,其它主要因子与蒸散线性拟合度均表现为雨天最大,晴天、平均次之,阴天最差。4)适合不同天气条件下的蒸散预测模型表明:除阴天外,热量是影响干旱区绿洲-荒漠过渡带蒸散的主导因素。     

新疆北部绿洲-荒漠过渡带植物种类多样性分析

在“国家重点基础研究发展规划项目”( G1 9990 4 35 - 3)的研究中 ,为了探索绿洲环境的特征 ,对新疆北部进行了植被生态学考察 ,比较分析了北疆的绿洲与荒漠、山地生物多样性之中的优势植物和特征植物。在考察中 ,采集植物标本 1 5 4种 ,隶属 34科 ,1 0 0属 ,其中发现1个新种 ,有中国新分布 3种 ,有 1 0 2种增添了在新疆的新分布地点。     

和田河流域绿洲荒漠过渡带土地荒漠化过程研究

和田河流域绿洲荒漠过渡带属于典型的生态脆弱带,风动力是该区土地荒漠化的主要动力因素,植被是该区土地荒漠化的重要决定因子。本文根据风洞试验的结果,探讨了和田河流域绿洲荒漠过渡带土地荒漠化的正过程。指出该区的土地荒漠化是在南疆气候变异以及人类活动等原因造成的干旱地区土地退化的大环境下发生的;同时,该地区的土地荒漠化又有特定的内涵:以天然绿洲的土地退化为本质;人类活动加速了这一过程。该区域土地荒漠化的发生和发展与其物理学驱动机制有着良好的对应关系。根据土地荒漠化发展的不同阶段,可以将其划分为荒漠河岸林衰退期、灌丛沙堆稳定发展期、灌丛沙堆活化-荒漠化发展期。     

黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块状植被区积沙量的空间异质性分析

基于2012-2013年黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块状植被区的野外观测资料,并结合临泽内陆河流域综合野外气象观测站资料,利用空间异质性方法对积沙量进行分析.分析结果表明:1)2012年和2013年各月积沙量均存在着明显的空间异质性,2012年各月(除8月外)的积沙量变异主要为随机变异(83.00％-93.04％),起沙风速、起沙风频率的增加或RDP/DP的减小,有利于积沙量的增加,而降雨及降雨过程对积沙量具有消减作用;2012年8月2013年各月的积沙量变异为结构性变异(88.38％-94.85％),变异主要受到表层土壤干湿状况,植被分布和走向、微地形变化的影响.2)2012年和2013年积沙量分布各有特点,2012年积沙量空间分布呈片状分布,从西北向东南递减;而2013年各月积沙量呈带状分布,临近样地中央的两条样带积沙量较高,与植被和微地形走向较为一致.3)积沙量的变异类型与模型类型具有一致性,2012年各月(除8月外)变异类型为随机变异,变异模型为Linear型;2012年8月2013年各月变异类型为结构性变异,变异模型为Exponential型.这种一致性与积沙过程相关,尤其与风蚀积沙的积累效应(经数月的风沙物质积累,在春季得到放大)有关.     

策勒西部荒漠-绿洲过渡带地下水特征及生态影响分析

荒漠-绿洲过渡带属于典型的干旱区生态环境脆弱带,在这交错带上植被的生长与分布受地下水环境状况(地下水埋深、水质)制约,显示出地下水重要的生态调控作用。通过对过渡带的观测井数据资料进行分析,结果表明:地下水埋深的年内变化趋势与地表径流变化联系紧密,埋深最高一般发生在1~3月,埋深最低一般发生7~9月,最大变幅在0.23~2.25m之间;地下水中对矿化度起主要作用的阳离子是(Na++K+),Mg2+次之,Ca2+最小,阴离子是C l-、SO42-,HCO3-次之,CO32-在其中的比重最小,几乎为零;矿化度小于5g/L,植被生长不会受到抑制,植被生长与分布主要取决地下水埋深。     

库姆塔格沙漠东缘荒漠绿洲过渡带风况及输沙势

以国家林业局库姆塔格荒漠生态系统定位研究站2012-2013年的气象资料为依据,分析了库姆塔格沙漠东缘荒漠-绿洲过渡带的风况特征和输沙势变化情况.结果表明:1)研究区主要受WNW-NW和ENE-NE两组风向起沙风控制,其中主风向为WNW-NW,占全年起沙风的35.15％,次风向为ENE-NE,占全年起沙风的24.80％;2)该区起沙风主要发生在春季和夏季,占全年起沙风的72.59％,春季起沙风主风向为ENE,其他季节起沙风的主风向为WNW方向.3)在风沙活动期内,年合成输沙势(RDP)为54.73VU,合成输沙势方向(DDR)为S 189°,研究区属于低风能环境.研究区输沙势的大小具有明显的季节性,其中春季和夏季具有较高的总输沙势(DP)和合成输沙势(DDR).     

塔克拉玛干沙漠腹地净辐射变化特征

利用塔克拉玛干沙漠大气环境监测站(塔中站)直接探测的辐射资料,计算了流动沙漠区近地层净辐射值,并对其变化特征进行分析。结果表明:净辐射的连续日变化对天气现象有不同程度的反映,1月天气现象较少,逐日净辐射上下变动的离散度较小,4月最大。沙漠区净辐射值并不大,要比同一季节中纬度裸地低。净辐射早晚两次改变符号,通过零值的时间约比日出落后40~60 m in,比日落提前60~90 m in。净辐射的极大值一般均出现在12:00时,有些月份出现在10:00时,极大值出现时,天空大多为云覆盖,但太阳未被遮蔽,大气透明度良好;负的极小值一般出现在少云天气的夜间。不同天气条件下净辐射有很大变化,但平均特征与晴天接近,白天晴天净辐射的值最高,而夜间晴天的值最低。     

Impact factors of soil wind erosion in the center of Taklimakan Desert

The development and progress of soil wind erosion are influenced by the factors of climate,terrain,soil and vegetation,etc. This paper,taking Tazhong region,a town in the centre of the Taklimakan Desert,as an example and using comparative and quantitative methods,discussed the effects of climate,surface roughness(including vegetation cover) and surface soil properties on soil wind erosion. The results showed that the climate factor index C of annual wind erosion is 28.3,while the maximum of C is 13.9 in summer and it is only 0.7 in winter. The value of C has a very good exponential relationship with the wind speed. In Tazhong region,the surface roughness height is relatively small with a mean of 6.32 × 10-5 m,which is in favor of soil wind erosion. The wind erosion is further enhanced by its sandy soil types,soil particle size,lacking of vegetation and low soil moisture content. The present situation of soil wind erosion is the result of concurrent effects of climate,vegetation and surface soil properties.     

Local convergence zones or discontinuous lines in the Taklimakan Desert, Northwest China

In order to study convergence zones or discontinuous lines formed locally in the Taklimakan Desert,we analyzed available MODIS images onboad TERRA or AQUA satellite for ten cases:29 March 2002,14 April 2002;2 January 2003;21 April 2003;26 March 2004;28 April 2004;30 January 2005;25 June 2005;3 December 2005;and 26 July 2006.We used weather maps published by the Japan Mete-orological Agency for the Asia and Pacific region at 500 hPa,700 hPa and 850 hPa,at 00Z and 12Z to analyze the meteorological conditions occurring in each case.We estimated the positions of air streams,convergence zones or discontinuous lines between them,and thermal conditions on the maps and con-firmed the presence of cumulus and cumulonimbus clouds through satellite images in particular.After a review of previous studies,this paper introduced the results of the present study.Closed warm areas in the Taklimakan Desert and on the Tibetan Plateau and local convergence zones or discontinuous lines in the Taklimakan Desert were discussed together with their diurnal changes,using composite maps of the ten cases.Along the long axis of the desert the convergence zones or discontinuous lines normally extend 70-80 km in a west-east direction,but are suspected to exceed 100 km in extreme cases.On the other hand,the convergence zones or discontinuous lines extending in a north-south direction on the southern fringe of the desert have a length of 40-60 km.The closed warm areas show clear diurnal changes,but they were not detected at the 500 hPa level.An example of a clear convergence zone running in a north-south direction on 26 July 2006 was presented in detail with corresponding satellite images.     

塔克拉玛干沙漠地表感热特征分析

利用1979年3月~2004年2月月平均的NCEP/DOE新再分析地表感热资料,在分析塔克拉玛干沙漠四季感热基本气候特征的基础上,通过EOF分析方法,对沙漠地表感热异常变化的空间结构和时间演变趋势作了诊断研究。结果表明:1)沙漠地区地表感热通量的分布存在较大的季节和区域性差异。2)根据各季地表感热距平场的EOF分析,该区感热异常主要有全区一致型、南北差异型以及西北~东南差异型三种常见的分布模态;3)近25年来,塔克拉玛干沙漠春季和夏季地表感热在第一空间尺度上总体变化趋势平缓,秋季在波动中有明显增强的趋势;在第二空间尺度上夏季和秋季变化趋势不太显著,而春季在沙漠北部有减弱的趋势,南部有增强的趋势。     

塔克拉玛干沙漠腹地一次强降水天气分析

１９８８年７月下旬塔克拉玛干沙漠地满西异井测站出现了一次强降水天气,日降水量达２８．６ｍｍ证实了在大尺度环流背景下,中小尺度天气系统的影响及午后局地对流发展旺盛时,沙漠腹地同样也能出现强度较大的降水天气。     

塔克拉玛干沙漠腹地植物引种试验

塔克拉玛干沙漠腹地历经10a植物引种栽培试验表明,许多植物能通过引种驯化,在沙漠腹地正常生长、发育和繁殖,甚至能够自然更新或人工辅助更新。沙漠腹地引种植物应具有耐高温、耐干旱、耐盐碱、耐风蚀、耐沙埋和较强繁殖能力的特点。根据不同的地形、地貌和土壤条件选择具有不同生理生态特性的植物类型。宜以灌木、半灌木和多年生草本为主,少量引种乔木。流沙地防风固沙植物选择灌木和半灌木,不宜采用乔木。根据植物演替和更新的特点,植物的配置既要选择先锋种又要有替代种,形成多种植物的混交林,保证防风固沙林的持续和稳定性。同时,防风固沙植物应具有生长迅速、根幅大、寿命长,能够自然更新或人工辅助更新的特点。     

塔克拉玛干沙漠灌草丘的发育特征及环境意义

对灌草丘的发育条件及沉积特征的研究表明，塔克拉玛干沙漠地区的灌草丘形成在绿洲受风沙入浸，由水沉积转为风沙沉积过程中，气候变化对灌草丘的发育未产生重要影响，但流水在其中起了决定性作用。灌草丘开始发育之后，可以依某一速率持续增长，也可能被埋没（主要是风沙流），或被侵蚀夷平，但部分灌草丘在沙漠的发展过程中保存达数千年之久。有限的测年数据及地表景观显示灌草丘发育的阶段性，实际上也是沙漠发展的阶段性。     

塔克拉玛干沙漠腹地塔克拉玛干柽柳根系构筑型研究

在塔克拉玛干沙漠腹地,采用根系跟踪法挖取成年塔克拉玛干柽柳(Tamarix taklamakanensis)根系,对其构筑型进行了研究.结果显示:①在塔克拉玛干沙漠腹地,塔克拉玛干柽柳水平根系占绝对优势,其根幅与冠幅之比近36[JP20]∶1,根系最大水平半径为27 m,主根的垂直分布深度在100 cm左右,侧根主要集中在50～150 cm的土层,植株主要通过下扎到地下水位的细根(直径小于2～3 mm)吸收水分.②根系拓扑结构复杂,拓扑指数TI=0.58,接近于叉状分支结构.③根系具有很好的分形特征,整体分形维数为1.590 3(R2=0.998 8),且不同方向根系分形维数与根系的长度、分根数之间存在很好的相关关系.研究发现,塔克拉玛干柽柳根系发达,主要通过增加次级根系的分支来扩大其分布范围,从而保证植株在环境中获取更多的水分和营养物质.通过根系构筑型的研究表明,塔克拉玛干柽柳具有很好的根系适应性,从而创造了良好的水分营养环境,以保证其正常生存.     

塔克拉玛干沙漠腹地建立农业生态体系的初步研究

塔克拉玛干沙漠腹地生态条件恶劣 ,建立农业生态体系需采取特别的措施。两年试验表明 ,供试 71种作物大部分适应性较差 ,蔬菜产量相对较低 ;能量的产投比低 ,养分的利用率低。因此 ,在塔克拉玛干沙漠腹地建立农业生态体系时 ,应采取科学的田间管理措施 ,充分利用地力