乌兰布和沙漠沿黄段不同治理措施的风沙运移特征及其防护效果

为科学治理黄河乌兰布和沙漠沿岸风沙入黄问题,以该河段沿线流沙为对照,开展了麦草沙障、沙柳沙障、葵花杆沙障和梭梭林为代表的工程与植物固沙实验,对不同治理措施下的风速廓线、粗糙度、风沙流结构、防护效果及其相互关系进行了野外观测与室内分析。结果表明:1)各沙障和梭梭林内风速廓线发生改变,近地表风速显著降低,地表粗糙度和摩阻风速显著增加。2)流沙表面输沙量分布随高度增加呈对数递减,90%集中在0~10cm范围,98%分布在0~30m范围内。3)不同措施的输沙率随风速的增加呈增加趋势,但输沙率仅为流沙的1.07%~38.27%,可很好的控制近地表的流沙活动。4)各类固沙措施的实施效果排序葵花杆沙障>梭梭林>沙柳沙障>麦草沙障,控制流沙效果均达到75%以上,对固定流沙均能起到积极作用。综合考虑固沙效果、成本、运输以及使用寿命等,该地区选择葵花杆沙障和梭梭较为合适。该研究结果可为解决风沙入黄问题、完善黄河沿岸风沙防护体系提供参考。     

新疆石河子地区沙漠增温效应对绿洲农业影响的研究

由于沙漠 ,绿洲 ,空气的比热等热性能不同 ,形成沙漠夏季温度明显高于绿洲 ,进而对绿洲地区增温 ,称沙漠增温效应。石河子地区 1 0 0 km范围内沙漠对绿洲的增温平均 1 .76℃ ( 1～ 2℃ ) ;根据绿洲距沙漠的远近与气温间存在的线性关系 ,回归方程为 :y=2 7.5 2 97- 0 .0 335 x。 r=- 0 .881 3*。沙漠增温效应对绿洲农业有多方面作用 ,形成夏季富照高温、秋季大日较差以及促成棉花在夏季的“冷害”等 ,深刻地影响绿洲特色农业、栽培技术及人们生活     

机械沙障在退化人工梭梭林恢复中的应用

在民勤治沙综合试验站进行的退化人工梭梭林恢复试验表明,机械沙障可以提高退化梭梭林下垫面的粗糙度,降低近地面层风速,固定流沙,减少风蚀,同时对退化植被及其土壤含水率也有一定的恢复作用,可在绿洲边缘退化植被恢复中推广应用。三种机械措施相比,布设前两年的麦草方格沙障的防风固沙效果最好,但作用年限最短,年成本最高,价值系数低;粘土沙障的防风固沙效果最差,年成本最低,价值系数最高;塑料方格沙障防风固沙效果、年成本和价值系数均介于麦草方格沙障和粘土沙障之间。     

青海湖东沙地不同植被恢复措施下土壤水分变化特征

土壤水分是沙地植被格局和过程改变的主要驱动力,也是干旱半干旱区植物生长最大的限制因子.沙漠地区的土壤水分表现出明显的空间异质性.以高寒半干旱沙地青海湖东沙地为研究区,以栽植人工固沙植物(小叶杨、樟子松、沙棘和乌柳)的沙丘和自然固定沙丘(沙蒿为优势种)作为研究样地,探讨不同固沙植物影响下的沙丘不同地貌部位土壤水分变化特征...     

塔里木沙漠公路防沙体系建设几个问题的探讨

沙害主要取决于两个系统因素的共同作用 :动力系统—风力和响应系统—下垫面状况。塔里木沙漠公路沿线风沙地貌形态类型复杂多样 ,沙源充足 ;起沙风频数高 ,作用时间长 ,防沙难度极大。已建成的高立式芦苇阻沙栅栏和 1 m× 1 m半隐蔽芦苇草方格固沙沙障结合的“阻固”体系 ,有效控制了沙害 ,但也存在一定问题。定位观测表明 ,沿线起沙风和输沙方向集中于 NE、ENE、E三个方向 ,占 46%～ 68% ,从理论上说 ,应加大风侧 (路东侧 )防护力度 ,而实际上固沙带内部强烈的风蚀与沙埋过程 ,使其有效年限与设置宽度关系不明显 ,宜采取窄宽度勤维修原则 ,上风侧宽度控制在 3 0 m～ 40 m,每 3～ 4年更新一次并及时维修。下风侧可不设置高立式沙障 ,固沙带宽度控制在 1 0 m～ 1 5 m为宜 ;高立式沙障与半隐蔽方格沙障前沿之间空留宽度控制在 8H以内较为适宜。依沙害程度 ,以单一原状芦苇固定沙障、复膜沙袋阻沙体活动沙障及固定沙障与活动沙障有机结合加强前沿阻沙力度 ;不同沙害部位设置不同规格不同高度的半隐蔽方格沙障、固化路肩边坡创造输沙断面等技术 ,形成立体防护体系 ,足以控制沙害。     

我国西北近50年春季沙尘暴活动的变化与气候因子相关性研究

本文根据我国西北不同地区近50年来气象观测资料,研究了该区沙尘暴活动特点及其与气候变化的关系。结果表明:近五十年来我国西北沙尘暴发生总体呈波动减小趋势,这主要与新疆和内蒙古等沙源区向暖湿方向发展有关,而1999—2002年沙尘暴活动增强的主要原因是降水减少和气温升高。气候要素中的降水量变化与沙尘暴的发生有着极其密切的关系,二者呈明显的负相关;气温的高低也与沙尘暴的发生呈负相关,但没有与降水量的关系明显。在沙尘暴多发的60—70年代,沙尘暴日数减少与春季降水量的增加关系密切;而在80—90年代,冬干气候对沙尘暴日数增加作用明显。在沙尘暴多发的60—70年代,拉尼娜年对沙尘暴日数有明显的减少作用;相反,在沙尘暴较少的80—90年代,厄尔尼诺年对沙尘暴日数有明显的增加作用。     

库布齐沙漠机械防沙措施的防护效益

在库布齐沙漠风沙防治试验场,开展了机械防沙措施的防护效益观测。结果表明:防风效益、阻沙效益和表土含水率等随沙障材料、规模和结构发生变化。1 1 m×1 m植物纤维网沙障和高密度聚乙烯(HDPE)网沙障风速降低比(K值)分别为58.5%和55.7%,均高于同规格的沙柳沙障的18.3%,说明同一规格下植物纤维网防风效果要优于其他材料;2 1 m×1 m植物纤维网沙障和1 m×1 m HDPE沙障的K值均小于相同材料8 m×8 m沙障的K值,说明小规格低立式沙障防风效应,低于相同材料较大规格高立式沙障;3月积沙量数据分析表明,阻沙栅栏能有效减小积沙量,而固沙沙障内积沙量受风向和局部地形影响较大;4不同材料与不同规格沙障内的表土含水率均高于对照区裸沙地,说明防沙措施对保持土壤水分也起到了一定作用。     

准噶尔盆地沙漠增温效应对棉花光合速率、蒸腾速率的影响

沙漠增温效应导致了绿洲不同区域热量资源的分异[1],为了进一步了解沙漠增温效应对绿洲不同区域作物的影响,本文通过在准噶尔盆地沙漠区、距沙漠20 km、70 km区域进行试验,从棉花生理生态的角度分析了准噶尔盆地不同区域的农田小气候、棉花净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)的差异。结果表明:(1)准噶尔盆地三个区域之间的光合作用有效辐射差异不大;(2)不同区域的大气温度均呈单峰曲线,距沙漠越近的区域温度越高;(3)不同区域的相对湿度都呈现不断下降的趋势;(4)影响区域间Pn、Tr差异的主要因素是气温的差异。     

固沙网沙障积沙凹曲面特征及其固沙效益分析

在塔克拉玛干沙漠垄间平沙地布设了3种固沙网沙障试验,6个风季后对沙障内积沙和破损状况进行了测量和调查.结果表明:在地形平坦、主风向明显的区域,这3种布设模式的固沙网沙障均发挥了良好的固沙效益,在沙障内发育了积沙凹曲面,凹曲面的纵横断面基本呈光滑的抛物线形,积沙厚度和水平距离符合二次函数,蚀积系数k均小于1/12,k值1 m×1 m＞2 m×2 m＞2 m间距行列式;3种固沙网沙障的固沙能力1 m×1 m＞2 m×2 m＞2 m间距行列式,固沙成本2m间距行列式＜2m×2m＜1 m×1 m,破损率2m×2m＞ m×1 m＞2m间距行列式.研究结果可为固沙网沙障在防沙工程中的应用提供科学参考.     

不同立地条件下防护林植物的生长分析

以6a来塔里木沙漠公路防护林生态工程示范段主要固沙植物的生长监测资料为依据,利用SPSS统计软件,对不同立地条件下植物的生长状况进行了因子分析,得到以下结论：（1）固沙植物在粘土地生长最好,植物生长量与生长时问相关,速生期在第3～5a;（2）固沙植物在平沙地生长次于粘土地,速生期亦在第3～5a;（3）沙垄顶固沙植物的生长最弱,与其他两种立地类型相比差距显著,其生长曲线随年际变化波动较大,速生期在第1～3a。     

环北京沙尘暴沙尘源区的地表特征分析

利用多年环北京地区280个站的气象观测资料和卫星遥感资料,分析了环北京沙尘暴沙尘源区的地表特征。结果表明环北京地区干土层和植被指数的分布与沙尘暴易发生路径有较好的对应关系;春季干土层厚、植被覆盖差,夏秋好,这是造成春秋冷空气活动同样频繁,而沙尘暴主要发生在春季,秋季少的主要原因;干土层、植被覆盖有明显的年变化,沙尘暴发生的次数与前者成正比,与后者成反比;华北北部沙漠面积近几年逆转率增加,有利于沙尘暴减少。     

河西走廊东部沙尘暴特征及地面气象因素影响机制

利用1961—2015年河西走廊东部民勤、凉州和永昌逐小时沙尘暴资料以及代表站民勤逐日气温、地温、降水、最大冻土深度、积雪日数、积雪深度、平均风速、平均大风日数和近10 a逐小时气温、地温和风速资料,运用常规的气候统计方法,对河西走廊东部沙尘暴特征进行研究,并采用相关系数(Pearson)法进一步分析沙尘暴的影响因素。结果表明:河西走廊东部沙尘暴频次下午到傍晚出现最多,凌晨最少,沙尘暴频次春季上午开始增多,秋、冬季中午开始增多,夏季下午开始增多。河西走廊东部持续60～180 min沙尘暴频次最多,夏季持续1～30 min频次最多,长持续时间的沙尘暴上午开始增多,而短时间的沙尘暴基本出现在下午到晚上。沙尘暴频次月、季变化4月和春季出现最多,9月和秋季最少;近55 a沙尘暴频次呈减少趋势,主要是由大风日数减少、风速减小,地温、气温升高、降水增多、下垫面生态环境改善等因素造成。     

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。     

庆阳地区黄花菜越冬覆盖水热效应研究

在西峰设置田间黄花菜越冬期地膜覆盖和玉米秸秆覆盖小区试验,观察越冬期土壤水分损耗、早春地温变化特征,并分析不同覆盖材料水、热资源对黄花菜发育期、生长量、产量构成要素的影响。结果发现:在秋季降水充沛、土壤底墒充足、冬季气温偏高、降水明显偏少的年型,越冬地膜覆盖能最大限度保持土壤水库蓄水,增加土壤水分利用率;提高春季地温,促使黄花菜生长发育进程加快,生长势旺盛,并在一定程度上降低春旱造成的危害,对增产增收十分有利。     

“4.24”民勤特强沙尘暴过程初步分析

特强沙尘暴是干旱区一种破坏性极大的灾害性天气现象,文中分析了2010年4月24日民勤特强沙尘暴过程中地面气象要素和近地面沙尘浓度的变化,同时对大气动力、热力学参数进行了计算和分析。结果表明:在强沙尘暴过境时地面水平风风向经历了从稳定到多次调整,再到稳定,最后崩溃的演变。风向调整时,风速减弱,而调整之后,风速加大,同时伴有很强的上升气流。强沙尘暴使地表发生非常严重的风蚀起沙现象,近地面沙尘浓度迅速升高200多倍。沙尘暴天气来临前,地面空气呈干热状态处于低气压控制之下,而在沙尘暴过境时和过境后,地面空气显得相对湿冷,地面气压急剧上升,并处于高压控制之下。沙尘暴的强度与相对风暴螺旋度有很好的对应关系。     

西北地区气候异常与前期环流场异常的关系

利用奇异值分解法(SVD)分析了西北地区季节(春、夏、秋)降水、冬季气温异常与前期高空环流异常的关系,结果表明:前期的高空环流异常对西北地区季节降水、冬季气温异常有重要影响,且与各季节降水和冬季气温异常相对应的前期高空环流异常在前期不同阶段各有其特点.前期的高空环流异常对季节降水和冬季气温异常有一定的预测意义.     

内蒙古一次特强沙尘暴大风成因分析

2010年3月19日,内蒙古中西部地区发生了近几年最严重的沙尘暴天气。沙尘暴天气由蒙古国西部起沙,在内蒙古中西部地区加强,随着天气系统的演变,地面形成强沙尘暴或特强沙尘暴天气。利用常规观测资料及数值预报产品资料对3.19沙尘暴天气过程进行诊断分析,得到以下结论:3.19强沙尘暴、特强沙尘暴天气过程,是近地面前期强烈增温,导致地表热力不稳定,由蒙古气旋产生上升运动起沙。高空西北气流上,斜压扰动不稳定发展,高空冷平流激发了垂直于地面的锋面次级环流,地面气旋转为强冷锋过境,内蒙古中西部地区产生强沙尘暴天气。高空急流对沙尘暴天气的产生具有重要作用。高空急流出口区右侧,下沉气流落于地面冷锋后,引起大风,加强了沙尘暴天气。在冷锋移动过程中,冷高压强度少变,处于其前沿锋区内的山西、河北、河南、山东等地产生了扬沙或沙尘暴天气。     

生态脆弱区农业可持续发展途径探讨--以宁夏改种冬麦的沙尘暴防治为例

我国春麦区主要位于西北地区 ,并与沙尘暴源区、路径区、多发区基本重合。根据沙尘暴形成机制、时空分布规律以及环境的暖干化趋势 ,历经 1 0多年的田间种植试验和推广证实 :我国沙尘暴多发区的春麦区改、扩种冬小麦可以在沙尘暴多发期增加地面植被覆盖 ,有效遏制扬沙条件 ;同时可以提高复种指数和光热利用率 ,进而提高粮食产量 ;推动西部大开发退耕还林、还草和粮食生产的可持续发展     

Shrub presence and shrub species effects on ground beetle assemblages (Carabidae,Curculionidae and Tenebrionidae) in a sandy desert,northwestern China

Shrub presence has an important effect on the structuring of ground beetles in desert ecosystems. In this study, in order to determine how shrubs and different species influence ground beetle assemblages in a sandy desert scrubland dominated by two different shrub species, namely Calligonum mongolicum and Nitraria sphaerocarpa, we sampled the ground beetles using pitfall traps during spring, summer and autumn in 2012. At the community level, the activity density of the ground beetles was shown to be significantly higher under shrubs than in intershrub bare habitats in spring; but an opposite pattern occurred in autumn, suggesting the presence of season-specific shrub effects on the activity density of the ground beetles. Meanwhile, at the trophic group level, the activity density and species richness of predators were significantly greater under shrubs than in intershrub bare habitats in spring, whereas an opposite trend occurred on the activity density in autumn. N. sphaerocarpa shrubs had a positive effect on the activity density of herbivores in the three seasons, and C. mongolicum shrubs had a positive effect on the activity density of detritivores in spring and autumn. At the species level, more Microdera sp. was captured under shrubs than in intershrub bare habitats in spring. During the same time, we also found that C. mongolicum shrubs had a positive effect on Blaps gobiensis in spring, Carabus sp. in autumn, and Tentyria sp. in spring and autumn, and N. sphaerocarpa shrubs had a positive effect on Cyphogenia chinensis, Sternoplax setosa in spring and summer, and Curculionidae sp. 1 in summer and autumn. The study results suggest that shrub presence, shrub species and season variation are important factors for ground beetle assemblages in this desert ecosystem, but the responses of beetles differed among trophic and taxonomic levels.     

Effects of shrub presence and shrub species on ground beetle assemblages (Carabidae,Curculionidae and Tenebrionidae) in a sandy desert,northwestern China

Shrub presence has an important effect on the structuring of ground beetles in desert ecosystems. In this study, in order to determine how shrubs and different species influence ground beetle assemblages in a sandy desert scrubland dominated by two different shrub species, namely Calligonum mongolicum and Nitraria sphaerocarpa, we sampled the ground beetles using pitfall traps during spring, summer and autumn in 2012. At the community level, the activity density of the ground beetles was shown to be significantly higher under shrubs than in intershrub bare habitats in spring; but an opposite pattern occurred in autumn, suggesting the presence of season-specific shrub effects on the activity density of the ground beetles. Meanwhile, at the trophic group level, the activity density and species richness of predators were significantly greater under shrubs than in intershrub bare habitats in spring, whereas an opposite trend occurred on the activity density in autumn. N. sphaerocarpa shrubs had a positive effect on the activity density of herbivores in the three seasons, and C. mongolicum shrubs had a positive effect on the activity density of detritivores in spring and autumn. At the species level, more Microdera sp. was captured under shrubs than in intershrub bare habitats in spring. During the same time, we also found that C. mongolicum shrubs had a positive effect on Blaps gobiensis in spring, Carabus sp. in autumn, and Tentyria sp. in spring and autumn, and N. sphaerocarpa shrubs had a positive effect on Cyphogenia chinensis, Sternoplax setosa in spring and summer, and Curculionidae sp. 1 in summer and autumn. The study results suggest that shrub presence, shrub species and season variation are important factors for ground beetle assemblages in this desert ecosystem, but the responses of beetles differed among trophic and taxonomic levels.