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.     

施有机肥条件下的土壤溶液盐分变化动态

用定期取表层土样测定其电导率和在不同深度埋设盐分传感器探头的方法，在作物生长季节内，监测了施有机肥农田不同深度的土壤溶液含盐量变化。结果为：（1）田间施用有机肥可明显减少土壤表层盐分积累，并有利于灌水对土壤表层盐分的淋洗。（2）灌水使有机肥处理小区10cm深处土壤盐分含量迅速下降，并且灌水后10cm深土壤盐分的累积过程不明显。（3）施用有机肥可使30cm深土壤在灌水前的盐分累积过程变缓。灌水后盐分含量迅速下降，并不再回升。（4）有机肥处理小区的60cm深土壤溶液盐分大幅度降低出现在第二次灌水后，此后至作物收获，土壤溶液盐分含量保持在很低的水平并不再累积。     

塔里木沙漠公路生态防护林沿线土壤表层盐分特征

根据56个土壤表层样品、49个水样的分析,探讨了塔里木沙漠公路生态防护林带沿线土壤表层盐分的基本特征,并研究了防护林沿线土壤盐分的分布规律。结果表明:表层土壤具有盐分含量高、表聚性强烈的特征;地下水矿化度与地下水电导率、土壤电导率与土壤盐分含量均呈现极显著相关性,土壤盐分属于碱性钠型氯化物。     

干旱荒漠区新垦绿洲土壤改良措施对盐分变化的影响研究——以克拉玛依农业开发区为例

针对克拉玛依新垦绿洲土壤粘重、板结、有机质含量低的实际情况,分别以有机肥、粉煤灰、草炭和沙作为土壤改良材料,测定了不同改良措施对土壤盐分动态变化的影响。研究表明:施肥改良措施对土壤盐分的表聚具有明显的抑制作用。其中,粉煤灰对土壤的改良效果最好,在灌溉的条件下可以将表土层盐分充分淋洗到土壤下层,脱盐率达50%;掺沙次之,有机肥在一定程度上也降低了土壤表层的盐分;草炭与对照措施下土壤的盐分变化规律基本相似,脱盐率大致相同。由此表明,草炭对土壤基本上没有改良压盐的作用。     

土壤盐分和水分对浆果猪毛菜(Salsola foliosa)种群分布的影响

研究了准噶尔盆地土壤盐分和水分含量对浆果猪毛菜种群分布、幼苗存活的影响。结果表明:浆果猪毛菜在苗期对土壤表层盐分含量非常敏感。表层土壤盐分含量显著影响浆果猪毛菜种群优势度、密度和盖度。土壤含水量仅在表层土壤盐分含量较低时,影响浆果猪毛菜种群密度和分盖度。深层土壤盐分含量(90 cm)显著影响浆果猪毛菜种群在群落中的优势度,土壤含盐量增加,浆果猪毛菜种群优势度降低,个体数量减少。     

新疆艾比湖湿地自然保护区土壤空间异质性研究

通过对新疆艾比湖湿地自然保护区内土壤颗粒组成、水分、盐分、pH值和速效养分(氮、磷、钾)、有机质含量等土壤理化性状的空间分宜进行了探讨。结果表明:土壤颗粒组成主要以粉粒与砂粒为主,土壤质地以粉砂质壤土与砂质壤土为主;土壤含水量总体呈现湖周湿地>河流入湖口>泉眼分布区>荒漠的规律;艾比湖湿地不同类型土壤盐分存在明显的表聚现象,土壤盐化、碱化严重;艾比湖湖周土壤pH值北部高于南部,东部高于西部;艾比湖东部土壤速效氮含量最低,南部速效钾含量最低,北部速效磷含量最低,与此同时,艾比湖湿地速效养分在不同土壤类型不同剖面中的含量具有一致性;土壤有机质与碱解N含量相关性较强,其空间分布的特点是环湖土壤有机质含量低于阿其克苏河沿岸土壤有机质含量,梭梭荒漠表层及平均有机质含量与土壤含水量呈弱线性相关。     

乌兰布和沙漠草方格-灌木林对土壤水分物理性质的影响

为探讨乌兰布和沙漠典型防沙治沙生态工程实施后对土壤水分物理性质及持水性能的影响,以流沙地为对照、选择草方格沙障+两种乡土树种（梭梭、花棒）为主的防沙治沙工程为研究对象,采用野外取样与室内分析相结合的方法,对各样地0～100 cm深度内不同土层的土壤粒度组成、水分含量、容重、孔隙度、持水性能等进行了分析。结果表明：营建以草方格沙障+乡土树种为主的防沙治沙生态工程对沙地土壤水分物理性质及持水性能均有一定的改良作用。（1）表层土壤粒度组成整体出现细化趋势,土壤容重减小,土壤孔隙度增大,土壤持水量和贮水量增大,土壤持水性能明显提升。（2）乌兰布和沙漠典型防沙治沙生态工程实施后,土壤成土作用较明显、持水性能明显提升,沙化土地治理效果良好。研究结果可为区域防沙治沙的成效评估提供基础数据,同时也可为区域防沙治沙生态工程的类型选择提供科学依据和参考。     

毛乌素沙地不同土地利用类型的土壤粒度及有机质特征

在毛乌素沙地选择半固定沙丘地、留茬地、翻耕地及草地4种土地利用类型，采集土壤表层（0~5 cm）和亚表层（5~10 cm）实验样品，测试并分析粒度和有机质的含量变化及其二者之间的相关性。结果表明：① 留茬地、翻耕地和草地的优势粒级为粉粒（0.002~0.05 mm）。表层土壤粉粒含量草地（61.06%)>留茬地（53.09%）>翻耕地（48.28%）；亚表层为草地（61.25%)>翻耕地（49.43%）>留茬地（48.42%）。半固定沙丘地的优势粒级为细砂（0.1~0.25 mm）。其表层含量52.69%，亚表层含量54.53%。② 土壤有机质含量，表层草地（18.75 g·kg-1）>翻耕地（12.53 g·kg-1）>留茬地（11.25 g·kg-1）>半固定沙丘地（8.13 g·kg-1）；亚表层草地（13.36 g·kg-1）>留茬地（13.05 g·kg-1）>翻耕地（12.67 g·kg-1）>半固定沙丘地（7.73 g·kg-1）。③ 土壤粒度与有机质的相关性表现为留茬地、半固定沙丘地的有机质与粉粒呈显著正相关，翻耕地有机质与中砂、细砂呈正相关，反映了翻耕地土壤有机质不稳定且易受其他因素影响。     

青海大通中国沙棘人工林对土壤有机质和含氮量的影响

测定了 1 4a生沙棘纯林及沙棘×青海云杉和沙棘×白桦×青杨以及无林对照剖面 2 0个土样的有机质、全氮及速效氮含量 ,比较研究了青海大通黄河上游沙棘人工林对土壤系统的微观生态效应。结果表明 :①在青海大通营造沙棘林能在短时间内迅速提高土壤有机质含量。 1 4a生沙棘纯林及混交林 0 - 80cm土层平均有机质含量较对照分别提高 1 79.35 %和1 67.68% ,0 - 80cm土层平均有机质含量较对照分别增加 5 9.1 44和 41 .0 2t/hm2 ;②沙棘的固氮作用使土壤氮素含量在短期内大幅度提高 ,沙棘纯林及混交林 0 - 80cm的贮蛋量较对照分别增加 3.1 1 9t/hm2 和 2 .5 74t/hm2 ,速效氮贮量增加 30 0 .69kg/hm2 和 2 33.5 5kg/hm2 ;③沙棘人工林对土壤有机质和全氮的增长作用随土壤深度增加而降低 ,而速效氮在土壤中下层高于表层。④ 1 4a生沙棘纯林的培肥效应高于沙棘混交林 ,而沙棘与针叶树混交培肥效果又低于沙棘与阔叶树混交。     

草木樨与脱硫石膏对内蒙古盐渍化土壤的改良培肥作用与效果

在内蒙古河套地区硫酸钠盐渍化土壤布置田间试验,研究种植草木樨和施用脱硫石膏(30 t·hm~(-2))对盐渍化土壤的改良作用与效果。结果表明:春季灌溉洗盐大幅度降低土体土壤p H值、盐渍化程度,尤其是表层土壤,p H值和EC值分别降低1.54~2.07和7%~69%,主要盐分离子Na+和SO42-分别降低了80%和39%。施用脱硫石膏对灌溉洗盐没有显著的影响,但显著降低土壤有机质、有效磷、有效钾含量,分别降低了20%、15%和50%;施用脱硫石膏提高草木樨生物量34%,但植株磷含量降低了42%。种植草木樨大幅度降低土壤EC值和盐分离子含量,表层土壤主要盐分离子Na~+和SO_4~(2-)含量分别从670 mg·kg~(-1)和2 500 mg·kg~(-1)降低至3.38 mg·kg~(-1)和140.80 mg·kg~(-1),降低了200倍和16倍;土壤有机质和碱解氮含量分别提高了6%和40%,而有效磷、有效钾却降低了49%和26%,同时施用脱硫石膏,尽管对土壤p H值、EC值和盐分离子浓度没有太大的影响,但显著提高了土壤有机质和碱解氮含量,有效磷和有效钾含量也相对有所增加。说明草木樨具有很好改良培肥盐渍化土壤作用,与脱硫石膏也有一定的交互作用,可加快盐渍化土壤改良培肥,但需要增加磷钾肥的施用。     

古尔班通古特沙漠腹地输沙风能及地貌学意义

根据古尔班通古特沙漠腹地2个气象台站2003-2006年气象资料,分析起沙风况和输沙势,并对其地貌学意义进行探讨。结果表明：沙漠中部全年起沙风出现频率为0.25%,以东北风和西北风为主;南部起沙风出现频率为0.11%,以西北风和西南风为主。沙漠中部和南部均属于低风能环境,中部地区的总输沙势（DP）为66.7VU,合成输...     

沙漠地区咸水滴灌林地盐结皮层化学特征

盐结皮是咸水滴灌条件下塔里木沙漠公路防护林土壤表层形成的一种特殊层结。对塔克拉玛干沙漠腹地不同灌溉年限防护林土壤盐结皮层的化学特征分析表明:①有机质含量随着灌溉年限的增加而增加,但增加趋势逐渐减弱;②全N、全P均随着灌溉年限的增加而增加,全K先增加后降低;③全盐量远高于流沙地,但随着灌溉年限的增加而逐渐减少;④与流沙地相比,盐结皮层各离子含量有不同程度的增加,SO24-,Mg2+,Na+,C l-,K+,Ca2+含量随着灌溉年限的增加而逐渐减少,CO23-含量极微且基本没有变化,但HCO-3含量却随着灌溉年限的增加而逐渐增加;⑤pH值均呈碱性,随着灌溉年限的增加而逐渐降低。     

古尔班通古特沙漠地衣结皮对放牧踩踏干扰的小尺度响应

古尔班通古特沙漠地衣结皮对放牧踩踏干扰及其所引起的生境异质性具有重要的指示作用。研究表明：① 放牧踩踏干扰主要集中于结皮层（0~5 cm）,随机调查的样方中,90%的样方干扰率均低于30%,生物土壤结皮(BSCs)破损尚处于较安全的范围;② 放牧踩踏干扰降低了BSCs总盖度,不同类型的结皮对践踏干扰的反应具差异性,其中,真菌-藻类共生形成的地衣结皮与干扰率呈极显著负相关（P<0.01）,干扰率>30%的样方中,抗风蚀能力较强的苔藓结皮、地衣结皮盖度均显著低于未受干扰样方,地衣共生体的破坏导致真菌数量显著增加（P<0.05）;③ 有机质、土壤容重等土壤理化指标均与干扰率呈负相关,干扰率>30%的样方中各指标均低于未受干扰样方。其中,土壤容重是对放牧干扰比较敏感的指标,与地衣结皮盖度亦呈极显著正相关（P<0.01）,与流沙盖度呈显著负相关（P<0.05）。     

Damage by wind-blown sand and its control measures along the Taklimakan Desert Highway in China

Desertification is one of the most serious environmental problems in the world,especially in the arid desert regions.Combating desertification,therefore,is an urgent task on a regional or even global scale.The Taklimakan Desert in China is the second largest mobile desert in the world and has been called the'Dead Sea'due to few organisms can exist in such a harsh environment.The Taklimakan Desert Highway,the longest desert highway(a total length of 446 km)across the mobile desert in the world,was built in the 1990s within the Taklimakan Desert.It has an important strategic significance regarding oil and gas resources exploration and plays a vital role in the socio-economic development of southern Xinjiang,China.However,wind-blow sand seriously damages the smoothness of the desert highway and,in this case,mechanical sand control system(including sand barrier fences and straw checkerboards)was used early in the life of the desert highway to protect the road.Unfortunately,more than 70%of the sand barrier fences and straw checkerboards have lost their functions,and the desert highway has often been buried and frequently blocked since 1999.To solve this problem,a long artificial shelterbelt with the length of 437 km was built along the desert highway since 2000.However,some potential problems still exist for the sustainable development of the desert highway,such as water shortage,strong sandstorms,extreme environmental characteristics and large maintenance costs.The study aims to provide an overview of the damages caused by wind-blown sand and the effects of sand control measures along the Taklimakan Desert Highway.Ultimately,we provide some suggestions for the biological sand control system to ensure the sustainable development of the Taklimakan Desert Highway,such as screening drought-resistant species to reduce the irrigation requirement and ensure the sound development of groundwater,screening halophytes to restore vegetation in the case of soil salinization,and planting cash crops,such as Cistanche,Wolfberry,Apocynum and other cash crops to decrease the high cost of maintenance on highways and shelterbelts.     

Species composition, distribution patterns and ecological functions of biological soil crusts in the Gurbantunggut Desert

As one of the most important biological factors that maintain the stability of the largest fixed and semi-fixed desert in China,the Gurbantunggut Desert,the biological soil crusts (BSCs) develop well and play critical ecological roles in the desert ecosystem. In this paper,we briefly summarize our research findings since 2002 including species composition,distribution pattern and ecological functions of BSCs in the desert. Our results indicate abundant species diversity of BSCs in the Gurbantunggut Desert in comparison to other deserts in China. At the scales of sand dune or whole desert,the distribution patterns of BSCs are location-specific. The existence of BSCs in this desert could:(1) accelerate the formation of desert soil and the weathering of minerals; (2) accumulate organic matter in surface soil through related species in soil crusts; (3) enhance the abilities of sand surface to resist wind erosion; (4) influence seed germination of vascular plants; and (5) enhance the production of dew deposition on sandy soil surface.     

古尔班通古特沙漠不同类型生物结皮对草本植物多样性影响

选择古尔班通古特沙漠的北部(一号点)、中部(二号点)、南部(三号点)3个不同样点的裸沙和藻结皮、地衣结皮与苔藓结皮3种生物结皮类型,对比研究了草本植物多样性的差异性及其主要环境影响因素。结果表明:(1)不同生物结皮类型的土壤理化性质有明显差异,土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量以及黏粒、粉粒和细沙的含量随生物结皮演替显著上升,而中沙和粗沙的含量呈显著下降趋势,在沙漠不同区域呈现明显的空间异质性,二号样点中裸沙和藻结皮的养分含量和pH明显低于一号点和三号点。(2)草本植物的物种丰富度和Shannon-Wiener指数随生物结皮发育呈明显上升趋势,草本植物的物种组成、群落结构在不同类型生物结皮和沙漠不同区域均具有显著差异。(3)在土壤理化特征中,有机质、速效P和全K含量,以及pH和粉粒含量是影响草本植物分布的关键因子。(4)不同类型生物结皮之间的微地形和种类组成差异、种子生物学特性以及生物结皮在不同尺度下的土壤环境异质性共同影响草本植物在生物结皮中的物种组成和丰度,最终导致草本植物群落结构在生物结皮中的演替变化。     

古尔班通古特沙漠边缘春秋季沙丘水分状况初步研究

古尔班通古特沙漠边缘植被破坏严重,沙丘活化明显,是新疆干旱区植被恢复的重点地区之一,当地降水稀少,其沙丘的水分状况便成为植被生存和恢复过程的关键条件,为掌握古尔班通古特沙漠边缘流动沙丘和固定沙丘不同部位的水分状况,从2003年3月到10月植物生长期内利用中子仪进行连续监测的结果表明:沙丘含水量月变化与月降水量分布相一致;流动沙丘0-30cm的含水量低于固定沙丘,而其它各层都高于固定沙丘;流动沙丘含水量从上部到下部依次升高,而固定沙丘则并无此规律;流动沙丘中部和下部稳定湿沙层处在距沙丘表面60cm以下,且厚度超过100cm,固定沙丘稳定湿沙层只存在于沙丘中部距沙丘表面60~150cm深度范围内,其厚度不超过100cm。     

Precipitation and soil particle size co-determine spatial distribution of biological soil crusts in the Gurbantunggut Desert,China

Biological soil crusts(BSCs) are bio-sedimentary associations that play crucial ecological roles in arid and semi-arid regions. In the Gurbantunggut Desert of China, more than 27% of the land surface is characterized by a predominant cover of lichen-dominated BSCs that contribute to the stability of the desert. However, little is known about the major factors that limit the spatial distribution of BSCs at a macro scale. In this study, the cover of BSCs was investigated along a precipitation gradient from the margins to the center of the Gurbantunggut Desert. Environmental variables including precipitation, soil particle size, soil p H, electrical conductivity, soil organic carbon, total salt, total nitrogen, total phosphorus and total potassium were analyzed at a macro scale to determine their association with differing assemblages of BSCs(cyanobacteria crusts, lichen crusts and moss crusts) using constrained linear ordination redundancy analysis(RDA). A model of BSCs distribution correlated with environmental variables that dominated the first two axes of the RDA was constructed to clearly demonstrate the succession stages of BSCs. The study determined that soil particle size(represented by coarse sand content) and precipitation are the most significant drivers influencing the spatial distribution of BSCs at a macro scale in the Gurbantunggut Desert. The cover of lichen and moss crusts increased with increasing precipitation, while the cover of cyanobacteria crusts decreased with increasing precipitation. The cover of lichen and moss crusts was negatively associated with coarse sand content, whereas the cover of cyanobacteria crusts was positively correlated with coarse sand content. These findings highlight the need for both the availability of soil moisture and a relatively stable of soil matrix, not only for the growth of BSCs but more importantly, for the regeneration and rehabilitation of disturbed BSC communities in arid and semi-arid lands. Thereby, this study will provide a theory basis to effectively increase soil stability in desert regions.     

塔里木沙漠公路防护林土壤盐结皮化学特征及其对土壤蒸发的影响

盐结皮是广泛分布于塔里木沙漠公路防护林土壤表层的一个特殊层次,目前对其化学特征及其对土壤蒸发的影响尚无系统研究。文中对塔克拉玛干沙漠腹地不同定植年限防护林土壤盐结皮有机质含量、全盐量、八大离子含量和pH值进行了分析,并进行了盐结皮抑制土壤蒸发试验,结果表明:土壤盐结皮有机质含量随着防护林定植年限的增加而增加;全盐量、各离子含量、pH值均随着防护林定植年限的增加而逐渐降低。其中,全盐量均远高于流沙地;各离子含量与流沙地相比有不同程度的增加,Cl-、Na+和SO24-增加量最为明显,Mg2+、K+、Ca2+和HCO-3次之,CO23-含量极微且基本没有变化,pH值均呈碱性,定植11年防护林盐结皮pH值甚至低于流沙地;盐结皮可以有效的抑制土壤水分的蒸发。     

最近10年来新疆风沙地貌研究进展

最新研究表明,塔克拉玛干沙漠风沙活动与气温变化呈现"风热同步"现象,虽然其风况类型多样,但整个沙漠处于低风能环境。不同沙丘部位上风沙流输沙量的对数与高度之间表现为线性关系。当气流与沙丘走向斜交时,两侧相同部位输沙率的差异不大,这是线形沙丘保持其动力形态平衡的主要原因之一。古尔班通古特沙漠也处于复合型低能风环境之中,冬季积雪和冻土对沙漠地表形成有利的保护,有效植被覆盖和生物结皮是沙面整体处于稳定状态的重要因素,风沙活动仅存在于沙垄顶部和两坡上部。沙漠中生物结皮发育、种类丰富,其类型和分布具有明显的景观异质性特征。天山北坡和昆仑山北坡的黄土研究揭示,新疆两大沙漠从中更新世以来出现明显的干旱化,沙漠逐步扩大至今天规模。此外,塔里木沙漠公路和古尔班通古特沙漠输水明渠沿线的风沙危害具有明显的时空分异特点。因此,根据工程设施所处地形与地貌部位,可定性判断风沙危害类型与强度,进而确定防治方案和措施。今后新疆风沙地貌学研究应注重研究领域的拓展、研究方法的突破和实验手段的创新3个方面。