毛乌素沙地沙丘干沙层水分特征初步研究

干沙层对抑制蒸发保护沙漠地区的生态水具有重要作用.在毛乌素沙地进行水分实验观测表明,当地干沙层的厚度在12～20 cm,干沙层内部的平均含水量在0.42%～0.54%,且水分由地表向下边界呈指数增加,R2在0.88～0.99之间.干沙层的厚度变化与所处沙丘的位置、沙面活动程度以及有无植被覆盖等有关.降雨对近地表干沙层的消失和产生有重要影响,近地表干沙层的发育是水分下渗、蒸发和水汽凝结共同作用的结果.     

塔中地区不同类型沙丘浅层地温观测

2009年8月3～10日,通过对塔中地区流动沙丘和人工固定沙丘的地温测量,获得了不同深度的地温数据:①夏季无论人工固定沙丘,还是流动沙丘表面地温的日较差都很大,日较差随着深度的增加逐渐变小,特别在沙丘20 cm深度处,地温的日较差较小;②人工固定沙丘在相同深度的温度要比流动沙丘低;③在夏季地温和气温差值较大,出现了一年...     

毛乌素沙地南缘沙丘水分的时空分布特征

在2003年4～10月,通过对毛乌素沙地南缘沙丘0～100 cm沙层水分含量的定点观测,结果表明:不同季节水分含量为秋季＞春季＞夏季,春、秋季节为沙丘水分的积累期,夏季为水分亏缺期;沙丘水分垂直变化小,近地表水分含量低,普遍存在一层干沙层,厚度约为10～20 cm.沙丘各部位水分由高到低依次为丘间＞背风坡＞迎风坡＞丘顶,夏季由于地表出现干沙层,故迎风坡水分高于背风坡.     

半湿润沙地干沙层特性的初步研究

半湿润沙地的干沙层厚度的日变化与当地地温、气温日变化呈相似的周期变化。有植被覆盖沙地干沙层的发展速率呈先慢后快趋势；裸沙地干沙层发展速率呈先快后慢的趋势，农作物地干沙层的发展速率较草地快。裸沙地干沙层发展到７－８ｃｍ厚度时，干沙以下的水层中的水与空气中的水汽变换很弱。     

中子水分仪在流动沙丘上的标定研究

运用分段标定及分层标定的方法,并结合点聚图筛选及容积含水量的三点平滑处理,线性标定及非线性标定相结合,在流动沙丘上进行了中子水分仪的田间标定研究。结果表明,多种方法结合进行标定大大提高了标定方程的精度,且降低了标定误差,相对误差降低到5.0%以下,结果令人满意;同时证实了中子水分仪在流动沙丘风沙土测定土壤水分的可行性及可靠性。     

2014年浑善达克沙地黄柳生长季水分来源同位素示踪研究

黄柳是我国内蒙古东部和辽宁西部沙丘上广泛分布的多年生灌木,是极佳的固沙树种.通过利用氢同位素示踪方法,测定了2014年浑善达克沙地黄柳生长季茎干水与潜在水源(降水、土壤水、地下水)氢同位素比率δD值,并利用多源线性混合模型IsoSource,计算了黄柳对各潜在水源的利用比例.结果表明:在5月黄柳80％以上利用120 ～ 160 cm土壤水和地下水;6月主要吸收0～40 cm土壤水;7月主要吸收120～160 cm土壤水;8月以地下水为主要水源,利用率为82％.这表明生长在不同季节的黄柳对于各潜在水源的利用有特定的适应结果,同时也说明荒漠灌木可以通过自身的调节朝着最优的方向发展,实现最大限度的水分利用.     

天山不同海拔雪岭云杉生长季水分来源

森林生态系统在全球陆地水循环过程中扮演重要的角色,在保护水资源方面有关键作用。雪岭云杉(Picea schrenkiana)是我国天山森林生态系统的建群种,雪岭云杉的水分来源研究有助于理解植物对干旱区山地环境的适应。采用氧稳定同位素和IsoSource混合模型估算2200 m、1800 m和1450 m 3个海拔雪岭云杉生长季(4—9月)的水分来源并分析其动态变化。结果表明：(1)3个海拔土壤水的¹⁸O在4月贫化,5—9月富集,1450 m海拔茎秆水δ¹⁸O值在月份之间变化幅度最大,6—9月3个海拔雪岭云杉茎秆水¹⁸O逐渐富集;(2)整个生长季0～0.2 m土壤水为3个海拔雪岭云杉贡献一半以上的水源,表层土壤水平均贡献率从高海拔到低海拔依次为61.37%、51.35%和58.42%,在5—6月雪岭云杉倾向平均利用各层土壤水,雪岭云杉生长季的水分吸收层没有明显地转移。雪岭云杉主要吸收0～0.2 m土壤水,在发生降雨时可以快速吸收水分,改善水文状况,减小极端降雨的危害,因此,加强雪岭云杉林的保护与抚育管理,可以有效提高了森林...     

近稳定光源照射下干沙层的形成特征及剖面水汽运移阻力研究

干沙层是干旱半干旱地区土-气界面的重要且普遍的现象,影响着土壤蒸发及地表植被的生长。文中以毛乌素沙地风积沙为研究对象,通过室内物理试验测定近稳定光源照射下土壤剖面不同深度的温度、含水率、相对湿度、基质势等物理量,观测不同水位埋深干沙层的极限厚度。通过对观测数据的分析表明,包气带剖面上各物理量的变化曲线均在干沙层底边界突变,且在干沙层底部存在厚约5cm的过渡带,使得主要水分运移方式由液态水运移向汽态水运移过渡。通过探讨土壤表面水汽运移的空气动力阻力ra、干沙层中水汽运移阻力rd二者与干沙层厚度Zd的关系可知,随着干沙层厚度的增加,ra与rd增减趋势相反。Zd≤20mm时,土壤蒸发主要受限于土壤表面的空气动力阻力ra;Zd>20mm时,蒸发主要受控于干沙层中的水汽运移阻力rd;Zd>100mm时,ra对蒸发的影响很小,可忽略。     

民勤绿洲边缘不同演替阶段白刺灌丛水分利用动态

白刺(Nitraria tangutorum)灌丛是民勤绿洲边缘的建群种,也是绿洲风沙灾害防治的重要天然屏障。水分是干旱区植物生存发展的限制性因子,研究不同演替阶段白刺灌丛水分利用动态对民勤绿洲边缘生态恢复与重建具有重要的理论和实践意义。通过测定白刺灌丛不同季节降水、土壤水、地下水、植物木质部水的稳定氢氧同位素变化特征,结合IsoSource模型,定量分析了不同演替阶段白刺灌丛生长季的水分利用策略。结果表明:不同演替阶段白刺灌丛土壤水分0-200cm垂直分布的季节变化差异明显,土壤水分排序表现为衰退阶段>发育阶段>稳定阶段。5月-9月民勤绿洲大气降水线性方程LMWL为δD=6.59δ~(18)O-4.38,R~2=0.90,n=114。土壤水、地下水、植物水、降水δ~(18)O随季节和演替阶段的变化规律各异。白刺灌丛发育阶段,春季主要利用中层土壤水,夏季和秋季利用地下水。稳定阶段,春季主要利用浅层土壤水分,夏季主要利用降水,秋季主要利用地下水。衰退阶段,春季主要利用深层土壤水,夏季和秋季主要利用地下水。地下水埋深、结皮覆盖度、灌丛与农田之间距离等环境因子以及植株枯枝程度共同影响着不同演替阶段白刺灌丛的水分利用策略。     

绿洲沙漠边缘逆湿的数值研究

利用包含陆面过程的中尺度数值模式MM5和观测资料,对金塔绿洲边缘逆湿进行了数值研究。模拟结果显示:逆湿出现在沙漠和绿洲交界附近,主要出现在临近绿洲的沙漠上。逆湿和绿洲下游沙漠边缘较充沛的水汽有利于绿洲边缘沙生植物的生长。在临近绿洲的沙漠低层存在大范围的逆湿,随着高度的增加,逆湿范围由绿洲向外围沙漠逐渐减少,强度也在减弱。绿洲风携带的水汽对沙漠的影响有一定距离限制,越靠近绿洲,临近绿洲的沙漠比湿越大,逆湿消失的高度越低。在背景风场较弱的晴好天气下,当存在由绿洲向沙漠辐散的平流以及沙漠上的上升气流和绿洲下沉运动的过渡带位于绿洲边缘时,易形成逆湿。     

采煤塌陷对固定沙丘土壤水分动态的影响研究

通过对毛乌素沙地东南边缘沙地采煤塌陷对固定沙丘的水分时空动态分布规律影响的研究表明,沙土含水量的时空变化与降雨季节和降雨量有密切关系。沙丘0-80cm土层为土壤水分受降雨影响的活跃层,其中0-40cm土层变化最为明显。沙丘的迎风坡和坡顶含水量低于沙区的其他部位,但受沙丘高度以及植被和土壤质地的影响这种差异并不明显。在沙区采煤引起的地表塌陷对土壤水分的时空变化影响较小。     

浑善达克沙地流沙与四种主要植物群落土壤水分时空变化的研究

本文采用定位取样与烘干法,测定了浑善达克沙地流动沙地与平沙地四种主要植物群落土壤含水量的时空变化。结果表明:流动沙地与平沙地各植物群落土壤含水量在空间上由剖面上部而下可划分为水分活跃层、水分次活跃层和水分相对稳定层三层,水分活跃层的变化与其根系分布层密切相关,深根系的植物其水分活跃层分布较深。各样地土壤水分时间动态变化明显,整个生长季土壤水分干湿变化呈“S”形,土壤含水量按其季节变化可分为三个时期,4~5月降水贮存期,6月~9月中旬水分消耗期、9月下旬~10月水分缓慢恢复期。土壤水分的时空变化受立地条件、植被等诸多因子的影响,各样地因土壤机械组成和地表覆盖不同而引起水分在时间与空间上的分异。     

土壤温度和水分对不同类型沙丘土壤呼吸的影响

通过实验室土壤培养试验,测定了不同土壤温度(8,18,28,38℃)和含水量对科尔沁退化沙质草地不同生境(流动沙丘,半固定沙丘和固定沙丘)土壤呼吸的影响。结果表明,在8~38℃范围内,土壤呼吸速率与温度呈正相关。在含水量为田间持水量(WFC)的5%~65%范围内,3种类型的土壤呼吸速率随含水量的增加而升高,当超过该范围时,流动沙丘的土壤呼吸速率仍呈上升趋势,而38℃培养条件下的半固定沙丘和18~38℃下的固定沙丘的土壤呼吸速率呈下降趋势。土壤温度和水分对土壤呼吸作用存在明显的交互效应,不同类型沙化土壤呼吸作用强弱存在显著差异。温度系数Q10值随含水量的变化为:流动沙丘1.90~2.15,半固定沙丘1.80~2.13,固定沙丘1.82~2.16。     

乌兰布和沙漠流动沙丘不同部位水分动态研究

通过对乌兰布和沙漠流动沙丘的不同部位沙土含水量的测定研究，结果表明：（1）乌兰布和沙漠流动沙丘3个不同部位的水分垂直变化趋势是一致的，0～60cm含水量变化幅度大，60～100cm变化幅度小，含水量最大值出现在20～60CITI，降雨主要影响60cm以上的沙土水分；（2）3种部位在时间变化上都表现为4～5月含水量最小，从6月开始含水量升高；（3）迎风坡含水量较其他部位大0．65％～0．9％，较背风坡大1．8％～2．5％，其他部位较背风坡大1％～1．7％，且3种地貌部位20～60cm处较80cm和100cm处有较大差异，同时迎风坡的变化幅度最大。     

塔克拉玛干沙漠腹地横向沙丘表面紧实度分异特征

沙丘表面紧实度是量化沙丘紧实程度的一个综合性指标,紧实度指标与沙丘的风蚀与堆积成因关系密切,对风成沙丘的形成具有重要意义。基于对塔克拉玛干沙漠腹地垄间平地的4种简单横向沙丘〔饼状沙丘(PD)、盾状沙丘(SD)、雏形新月形沙丘(PCD)、新月形沙丘(TCD)〕表面紧实度、容重、孔隙度和平均粒径的测量,通过最小显著差异法(LSD)分析和多重比较,对简单横向沙丘表面紧实度的空间分异特征及其形成机制进行了分析。研究结果表明:1 4种沙丘的沙面紧实度均具有较大的空间差异性,并且此差异性具有方向性,纵向差异性最大,横向差异较小;2 4种沙丘表面紧实度平均值表现为:盾状沙丘饼状沙丘雏形新月形沙丘新月形沙丘,而紧实度空间差异性却表现为:饼状沙丘盾状沙丘雏形新月形沙丘新月形沙丘,最大值和最小值点出现的位置也不同;3沙丘表面紧实度和容重、孔隙度具有很好的相关性,在质地相似的沙物质中,容重和孔隙度均可以作为衡量紧实度的指标。     

抛物线形沙丘研究现状与进展

抛物线形沙丘是发育在土壤水分、植被条件较好的内陆荒漠区以及沿海地带的固定、半固定沙丘地貌类型。沙源、区域风况、植被和水分状况4个因素控制着抛物线形沙丘的发生和发展,其形态演变与气候变化及人类活动密切相关,对其进行研究有助于了解全球气候变化背景下的地貌及土地沙漠化的演化过程。本文从抛物线形沙丘的形态、分类、成因及发育模式等方面回顾了近年来国内外对抛物线形沙丘的研究进展,并提出了存在的主要问题及今后发展的趋势。     

西安临潼人工林土壤干化与恢复研究

通过野外调查和室内测定,本文研究了西安临潼人工林下0-6m土壤含水量和土壤干层的变化。结果表明,临潼14龄杨树林和16龄梧桐树林下150-350cm之间土层的含水量分别为8.7%和9.0%。按土壤干层划分标准(含水量<10%),这已属于发育弱的土壤干层,说明西安地区人工林下有土壤干层存在。而在丰水年中,杨树林和梧桐树林下原有的土壤干层带水分含量增加到21.6%和21.7%,土壤干层消失,说明在降水量增加的条件下,西安地区发育弱的土壤干层可以得到恢复,人工林能够正常生长。由此推断,西安及其降水量与其类似的其他地区可以种植一些高大乔木或果树经济林。在土壤干层发育严重的黄土高原北部地区不适于广泛造林,可以优先考虑发展疏林和森林草原植被。     

简单横向沙丘表面物质组成、气流分布及其在动力学过程中的意义

对简单横向沙丘的形态特征、气流、表面以及被输移的沙物质组成的观测和分析表明 ,沙丘形态特征和表面物质组成的分异是导致沙物质在迎风坡坡脚不能沉积并向下风向输送的主要原因。对沙丘背风坡气流观测表明 ,在沙丘背风坡贴近地面的一定高度气流仍能保持一定的强度 ,其输沙方向与沙丘走向近似于垂直 ,并有相当强的输沙能力 ,但其作用被限制在背风坡范围内 ,这对保持沙丘形态有重要的作用。在野外风沙观测中气流的湍流和波动被忽略 ,平均风速并不能完全反映野外气流的性质。在低 -中强度风沙活动过程中 ,被输送的沙物质的粒度组成与下垫面物质有明显的差异 ,被输送沙物质的平均粒径小于下垫面沙平均粒径 ,输沙过程是一典型的随机过程。特定区域内 ,一定粒径范围内的沙物质不断被堆积而形成沙丘 ,经过一系列的动力学过程 ,最终形成处于动态平衡的区域沙丘地貌分布格局