中国的沙暴、尘暴及其防治

沙尘暴在进入 90年代以来有进一步加剧趋势 ,其原因在于此期我国西北地区气候干暖化态势明显 ,人类超负荷开发资源加剧 ,从而导致沙尘暴的频繁发生 ,但总体上仍属于正常的灾害现象。我国沙暴只能发生于干旱半干旱区 ,尘暴则可波及半湿润与湿润区 ,由此而论 ,北京的沙尘暴属于尘暴范畴 ,北京不会形成沙漠区。防治沙尘暴必须采取水、土、植被综合防治措施 ,基本对策是 :1 .搞好流域为单元的水土资源合理利用规划 ,进行水土保持综合防治 ;2 .增加地表植被复盖 ,搞好防护林体系建设 ;3 .减轻土地利用强度 ,恢复提高土地抗蚀能力 ;4.加强管理体系建设 ,依法建设生态环境。建议国家设立水土保持为主要职能的生态环境建设委员会 ,统一协调布署我国的生态环境建设工作。     

初读《准噶尔荒漠生物结皮研究》

我国是世界上受荒漠化影响最为严重的国家之一,荒漠化土地面积达2.64×106 km2,占国土面积的27.5%.保护地球生态系统,保护生物多样性,防治土地荒漠化是当今首先要关注的人类生存环境问题.随着全球变暖,世界干旱地区的荒漠化趋势加剧,我国荒漠化土地面积已占到国土总面积的27.5%,其中以沙漠化危害最为突出.其生态状况不仅关系到广大干旱区的内部环境与经济社会的可持续发展,也深刻地影响到我国东部地区,甚至更远地区的环境.选择正确的生态战略是保障国家生态安全的核心和基础.长期以来,我国生态安全以部门工程性措施和基于植树造林的政策为主,在实践中也取得了很大成效.但是,并非任何地区都适应这一治理途径,地理地带性是自然界的基本规律.植被与环境具有高度的区域共轭性和动态稳定性,是生态恢复必须遵循的基本原则.我国温带干旱区广袤的荒漠地带,不足200 mm的年降水量无力支撑由维管束植物组成的优势植被,但却足以支撑结皮中占优势地位的孢子植物类群.     

新疆猪毛菜属植物多样性及其地理分布特征

猪毛菜属(Salsola L.)是藜科中最大的属之一,在新疆植物区系和植物资源开发利用中占有重要地位。通过对新疆猪毛菜属32种植物的果时花被片附属物和叶片解剖结构的特征及其地理分布的分析,结果表明:①果期花被片附属物可分为两类,其中具翅状附属物的形态更加丰富;②得到4种叶片解剖结构类型,包括C3-SYMP型、C3-C4中间型、C4-SALS+H型和C4-SALS-H型。依据叶片解剖结构类型判断,新疆猪毛菜属中C4植物占绝大多数;③在新疆分布的猪毛菜属种类以草本植物居多,其生境主要以旱生和盐生环境为主;④猪毛菜属植物分布在新疆的6个地理分布地区,其中以准噶尔亚地区分布最多,塔城伊犁亚地区分布次之;⑤新疆猪毛菜属植物与国外邻近地区的共有种明显多于国内邻近地区。     

荒漠化地区优良种质材料选育

我国荒漠化土地面积占国土总面积的 2 7.3 % ,占西北地区国土总面积的三分之一 ,整个地区以沙漠、戈壁为主。地域总体特点是 :高、寒、旱、瘠 ,干旱缺水是制约西部生态工程建设的主要因素。因此在西北干旱、半干旱区严酷特殊的自然条件下进行林业生态环境建设 ,就必须加强林木遗传育种、种质资源选择、种植模式的研究     

科尔沁沙地乌兰敖都地区荒漠化动态监测

利用科尔沁沙地乌兰敖都荒漠化试验站的监测资料,从植被、土壤、水分、气象和沙尘暴等方面分析了乌兰敖都地区的荒漠化发展动态.结果表明:近10年内气温有暖温化趋势,但灾害天气没有明显增加;流动沙丘侵蚀最严重,沙丘平均移动速率为2.2 m/a;人工植被发展良好,但原生草场的可持续发展能力有所下降;地下水位没有明显下降趋势.目前,科尔沁沙地乌兰敖都地区土地荒漠化呈逆转趋势,整体环境有所改善.     

中国西北干旱区生态地下水埋深适宜深度的确定

干旱区影响天然植被生长的土壤水分和盐分,都和地下水埋深密切相关。地下水埋藏浅,在强烈的蒸发作用下,溶解于地下水中的盐分沿毛管上升水流于地表聚集,使土壤发生盐渍化,产生盐胁迫。地下水埋深过低,毛管上升水流不能到达植物根系层,植物生长受到水分胁迫,发生荒漠化。因此,确定既不会使土壤发生盐渍化和荒漠化的地下水埋深十分重要。本文根据地下水、土壤水及植物生长状况综合研究,把适宜的地下水埋深界定为在温带荒漠区1.5—4m,暖温带荒漠区2.0~4.0(4.5)m,即在潜水的强烈蒸发深度以下和蒸发极限深度之上的区间,为防治土地盐渍化、荒漠化和估算生态用水提供了科学依据。     

不同沼泽湿地土壤碳氮磷生态化学计量学特征及其影响因素

干旱区湿地在改善地区生态环境,维护地区生态稳定等方面发挥着重要作用,研究干旱区湿地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)等元素的生态化学计量学特征,有助于深入了解干旱区湿地土壤养分的供给能力及循环与平衡机制。本文以河西走廊西段,疏勒河中下游的草本沼泽(T1)和季节性咸水沼泽(T2)土壤为研究对象,分析了这两种沼泽湿地土壤C、N、P生态化学计量学特征及其影响因素。结果表明:①0～100 cm土壤C/N、N/P、C/P均为T2(15. 07,5. 94,98. 01) T1(12. 49,2. 50,30. 22);随土层深度的增加,土壤C/N、N/P、C/P均在T1有两个峰值(0～10 cm和中间层),T2有一个峰值(中间层)。②0～100 cm土壤C/N、N/P、C/P空间变异性大,且均为T2T1。③T1和T2土壤的N/P与土壤水分呈极显著正相关(P 0. 01),C/P与土壤水分、全N呈极显著正相关(P 0. 01),与碱解N呈显著正相关(P 0. 05); T2土壤C/N、N/P、C/P与土壤容重呈极显著正相关(P 0. 01),C/N与土壤水分呈极显著的正相关(P 0. 01),N/P与土壤有机C呈显著正相关(P 0. 05); T1土壤N/P与土壤有机C呈极显著正相关(P 0. 01)。④土壤水分是影响两种沼泽湿地土壤C、N、P计量比的关键因子。因此,保护干旱区湿地土壤关键在于采取合理的节水用水措施,该结果可为干旱区湿地土壤保护、管理以及生态恢复提供科学依据。     

塔克拉玛干沙漠西部和南部沙尘暴的形成及危害

沙尘暴是发生在干旱半干旱地区的一种气象灾害 ,我国的西北地区是我国沙尘暴多发区 ,新疆又以塔里木盆地西部和南部频次最多 ,灾害造成的损失最大。盆地南缘的和田地区沙尘暴天气主要发生在 3 -6月 ,西缘沙尘暴天气主要发生在 4-6月 ,多年发生频次一般为每年1 0 -3 0次 ,多则达到每年 3 5次。塔里木盆地沙尘暴发生的频率如此之高 ,主要该地区有沙尘暴形成的气象条件 ,下垫面条件和环流条件。在新疆沙尘暴的危害是巨大的 ,如何减少其危害 ,改善塔里木盆地地区的生存环境 ,是我们关注的主要问题之一     

内蒙古中北部球囊霉素相关土壤蛋白的分布及其环境影响

以内蒙古中北部半干旱区为研究区域,探讨球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)的分布,以及GRSP与土壤因子和气候因子之间的关系。研究发现：研究区土壤EE-GRSP（易提取GRSP）和T-GRSP（总GRSP）的平均含量分别为0.79 mg•g-¹和1.44 mg•g-¹,占有机碳平均值的6.83％和12.86％,且所占百分比均随有机碳的增加而降低。各地区之间GRSP含量差异显著,海拉尔地区显著高于锡林浩特地区。相关性分析表明,GRSP与有机碳、氮和 C/N比呈显著正相关,与容重、pH和年平均气温呈显著负相关。另外,在半干旱区适当提高土壤黏粒含量可以增加GRSP的积累。建议通过接种AM（丛枝菌根）真菌来提高土壤中GRSP的含量,以改善土壤质量,增加土壤的有机碳库,这对脆弱区的生态修复具有重要的理论和实践意义。     

9种典型荒漠植物生态化学计量学特征分析

化学计量学是研究生态过程中能量平衡和多重化学元素平衡的科学,能够定量化研究活有机体重要组成元素碳（C）、氮（N）、磷（P）之间的关系,有助于解决植物和生态系统养分供应与需求等方面的难题为解决生态系统养分供求与循环问题提供了新思路。化学计量学已成为研究生态系统元素平衡和生物地球化学循环的重要手段之一。为了厘清极端环境条件下荒漠植物在逆境适应与元素循环的反馈能力,对东阿拉善-西鄂尔多斯荒漠生态系统中9种优势植物霸王（Sarcozygium xanthoxylon）、胡杨（Populus euphratica）、四合木（Tetraena mongolica）、白刺（Nitraria tangutorum）、蒙古扁桃（Amygdalus mongolica）、沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）、沙拐枣（Calligonum mongolicum）、细枝岩黄芪（Hedysarum scoparium）和沙棘（Hippophae rhamnoides）根、茎、叶的C、N、P含量和生态化学计量学特征进行了分析。结果表明：（1）9种荒漠植物根、茎、叶的C、N、P含量的均值分别为：418.96 mg·g^-1、15.07 mg·g^-1、1.10 mg·g^-1,460.88 mg·g^-1、12.99 mg·g^-1、1.03 mg·g^-1,435.07 mg·g^-1、23.40 mg·g^-1、1.18 mg·g^-1。根、茎、叶的C∶N∶P化学计量比分别为381∶14∶1、447∶13∶1和369∶20∶1。表明其C的相对过量和P元素的限制性。（2）植物根部的C储备能力较弱,与其处于荒漠生态系统土壤贫瘠,日照强,年降水量较低有关。（3）四合木的N∶P（9.45）计量学较全球陆生植物（12.6）、中国陆生植物（16.3）中国北方典型荒漠及荒漠化地区植物（15.8）显著偏低,表现出我国特有孑遗珍稀植物四合木化学计量学特征的独特性。（4）与已有的荒漠植物化学计量学研究结果相比,9种荒漠植物根、茎、叶N含量均显著偏高,茎和叶P含量显著偏低,根的P含量无显著差异。生物与环境的协同进化,使得荒漠植物在温度逆境、干旱胁迫、营养限制、物质代谢和辐射损伤的条件下,经过长期的进化适应形成了自身独特的生理生态和生态化学计量特征。该研究结果可为我国西北荒漠区植物化学元素循环以及生物多样性保护中限制性营养的判定与维护生态系统元素平衡提供案例借鉴。     

中国西北干旱荒漠区盐生植物资源与开发利用

盐生植物是指在3.3bar渗透压盐水的生境中生长并完成其生活史的植物，在我国西北干旱荒漠区中有12％的植物为盐生植物，共有208种，分属于31科、90属，占我国盐生植物总数的49％，具有丰富的盐生植物多样性。这些盐生植物不仅为农业生产提供了丰富的抗盐种质资源，为培育抗盐、耐盐的转基因作物品种提供基因库，而且在这些盐生植物中含有丰富的药用、食用、工艺以及绿化和固沙植物资源。在不能耕种的盐渍土上直接引种具有经济价值的盐生植物，可获得经济效益，以充分地利用西北干旱荒漠区大面积的土地资源，因此开发和利用盐生植物资源具有重要意义。     

地下水位下降对区域气候影响的虚拟试验

利用数值模拟方法,研究我国西北地区地下水位大幅度下降对干旱、半干旱气候变化的影响,并对地下水位变化和大气降水相互作用的反馈机制进行探讨.结果表明,地下水位大幅降落可以引发显著的气候效应,不仅引起降水的大幅度减少和近地面的增温,而且通过对土壤水状况的改变,引起了边界层结构和陆-气通量交换的变化.这些变化引起了局地对流层中低层大气环流的调整,进一步影响干旱气候.通过虚拟试验,反映了地下水变化对土壤水和大气降水等水分循环过程和干旱气候的巨大影响.     

生物土壤结皮结构、功能及人工恢复技术

生物土壤结皮作为典型的有机地被层,广泛分布在干旱半干旱地区.由于其具有良好的水土保持及土壤稳定等功能,可有效控制土地沙漠化,防治水土流失,因此,生物土壤结皮恢复被看作是荒漠生态系统修复和重建的关键.本文系统综述了国内外学者在生物结皮领域开展的研究工作,包括生物土壤结皮的生物组成、演替过程、生态功能、干扰响应、人工培育及...     

Root length density distribution and associated soil water dynamics for tomato plants under furrow irrigation in a solar greenhouse

Furrow irrigation is a traditional widely-used irrigation method in the world. Understanding the dynamics of soil water distribution is essential to developing effective furrow irrigation strategies, especially in water-limited regions. The objectives of this study are to analyze root length density distribution and to explore soil water dynamics by simulating soil water content using a HYDRUS-2D model with consideration of root water uptake for furrow irrigated tomato plants in a solar greenhouse in Northwest China. Soil water contents were also in-situ observed by the ECH_2O sensors from 4 June to 19 June and from 21 June to 4 July, 2012. Results showed that the root length density of tomato plants was concentrated in the 0–50 cm soil layers, and radiated 0–18 cm toward the furrow and 0–30 cm along the bed axis. Soil water content values simulated by the HYDRUS-2D model agreed well with those observed by the ECH_2O sensors, with regression coefficient of 0.988, coefficient of determination of 0.89, and index of agreement of 0.97. The HYDRUS-2D model with the calibrated parameters was then applied to explore the optimal irrigation scheduling. Infrequent irrigation with a large amount of water for each irrigation event could result in 10%–18% of the irrigation water losses. Thus we recommend high irrigation frequency with a low amount of water for each irrigation event in greenhouses for arid region. The maximum high irrigation amount and the suitable irrigation interval required to avoid plant water stress and drainage water were 34 mm and 6 days, respectively, for given daily average transpiration rate of 4.0 mm/d. To sum up, the HYDRUS-2D model with consideration of root water uptake can be used to improve irrigation scheduling for furrow irrigated tomato plants in greenhouses in arid regions.     

黑河中游湿地胡杨蒸腾速率与叶性状的关联性分析

干旱区湿地植物叶片蒸腾作用与叶性状的关联性研究,对揭示植物叶片叶脉网络性状、叶片形态构建模式与植物体内水分平衡间的内在联系至关重要.以黑河中游湿地胡杨(Populus euphratica)为研究对象,按胡杨林距离水域的远近分别设置:I(离水域30～110 m,土壤含水量(SMC)58.23％)、II(离水域160～2...     

关于严格限制西北干旱区荒地开垦的若干对策与建议

中国西北干旱区最大的特点就是高山-绿洲-荒漠组成的复杂而完整的山盆地域生态系统。盆地内降水极少,地表不产生径流,主要依赖出山口径流量来维护脆弱的荒漠生态平衡和经济社会的可持续发展。在历史上,特别是近60余年来,上中游绿洲区大面积开垦和发展灌溉,使有限的水资源越来越集中地消耗在中上游,导致下游地区日趋缺水和荒漠化,彻底改变了干旱区原有的水资源格局和生态演化趋势。应用确切的数据,比较了耕地适宜规模与实际耕地面积,突出了干旱区过度开垦的问题,表明这是干旱区生态问题的总根源。在此基础上,提出5条防治荒漠化的对策：① 建议国务院制定相关条例,禁止干旱区荒地开垦,并对已经过度开垦的荒地实行“退耕（牧）还草（荒）”工程;② 制定并严格实施科学合理的内陆河分水方案,兼顾上中下游地区,确保西北干旱区水土资源的有效配置与利用;③ 调整绿洲农业结构,发展高效区域特色产业;④ 生态需水需要逐步得到保障;⑤ 强化立法管理,保障西北干旱区生态建设与可持续发展。     

Community structure and carbon and nitrogen storage of sagebrush desert under grazing exclusion in Northwest China

Overgrazing is regarded as one of the key factors of vegetation and soil degradation in the arid and semi-arid regions of Northwest China.Grazing exclusion(GE)is one of the most common pathways used to restore degraded grasslands and to improve their ecosystem services.Nevertheless,there are still significant controversies concerning GE’s effects on grassland diversity as well as carbon(C)and nitrogen(N)storage.It remains poorly understood in the arid desert regions,whilst being essential for the sustainable use of grassland resources.To assess the effects of GE on community characteristics and C and N storage of desert plant community in the arid desert regions,we investigated the community structure and plant biomass,as well as C and N storage of plants and soil(0-100 cm depth)in short-term GE(three years)plots and adjacent long-term freely grazing(FG)plots in the areas of sagebrush desert in Northwest China,which are important both for spring-autumn seasonal pasture and for ecological conservation.Our findings indicated that GE was beneficial to the average height,coverage and aboveground biomass(including stems,leaves and inflorescences,and litter)of desert plant community,to the species richness and importance values of subshrubs and perennial herbs,and to the biomass C and N storage of aboveground parts(P<0.05).However,GE was not beneficial to the importance values of annual herbs,root/shoot ratio and total N concentration in the 0-5 and 5-10 cm soil layers(P<0.05).Additionally,the plant density,belowground biomass,and soil organic C concentration and C storage in the 0-100 cm soil layer could not be significantly changed by short-term GE(three years).The results suggest that,although GE was not beneficial for C sequestration in the sagebrush desert ecosystem,it is an effective strategy for improving productivity,diversity,and C and N storage of plants.As a result,GE can be used to rehabilitate degraded grasslands in the arid desert regions of Northwest China.     

我国旱区作物根域微集水种植技术研究进展及展望

概述了我国旱作区作物根域微集水种植技术的增产机理与效果,在总结现有研究基础上,指出了目前根域微集水种植技术研究中存在的若干问题,并提出针对该技术的完善与深化应加强其影响作物生产力机制及水肥耦合机理方面的研究,科学评价在不同雨量区根域微集水种植的应用效果和水保效应,同时应进一步规范根域微集水种植技术的相关技术标准和操作规程。作者认为该技术在深化试验研究与广泛示范的基础上,在旱农区有十分广阔的应用前景,是提高旱区降水资源化效率及作物增产的重要技术途径。     

中国西北干旱地区水资源安全评价初探--以新疆尉犁县为例

水资源作为重要的自然资源 ,其安全问题已引起各国学者的普遍关注。对于中国西北干旱地区而言 ,水资源更是制约可持续发展的首要因素。水资源安全问题的研究对西北地区经济社会发展具有重要意义 ,以新疆尉犁县为例 ,选择了 6大类 2 2项指标 ,采用模糊数学的多因子二级评判模型进行了水资源安全评价。研究表明 ,目前尉犁县的水资源已处于非常危险的状态。根据评价的结果提出了相应的对策和建议 ,对我国西北干旱地区水资源安全评价及其合理开发利用具有参考和借鉴作用。     

Interactions between water-land resources and oasis urban development at the northern slopes of the Tianshan Mountains,Xinjiang,China

Urban development in arid and semi-arid regions is largely constrained by fragile physical environments.The characteristics of an urban settlement are different from those in other regions of China.This paper analyses the coupling characteristics and spatio-temporal variations for oasis urban development and water-land resources at the northern slopes of the Tianshan Mountains by principal component analysis and a coupling degree model.The result shows that the degree and change in regional use of water and land resources are different among the studied cities/counties during their development.The built-up areas of these cities/counties have changed little with increasing populations and urbanization levels,which well reflects that the urban development in arid and semi-arid regions is limited by oasis areas.Per capita amount of water supplied,however,presented a trend of slowed growth with increasing levels of urbanization.Water consumption gradually increased with urban development and the improvement of people's living standards,accompanied by enhanced water use efficiency. The level of urbanization can be assessed through the coupling degree between oasis urban development and the use of water and land resources.A high coupling degree represents a high level of comprehensive urban development and use of water-land resources.Alternatively,a low coupling degree denotes a low level of urban development and water-land resource use.