荒漠-绿洲过渡带风况及输沙势分析——以策勒县为例

以中国科学院新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外观测研究站2005-2006年的气象资料为依据,分析了塔克拉玛干沙漠南缘荒漠-绿洲过渡带的风况特征和输沙势变化情况.结果表明:①研究区风向以W风为主,频率占62.43%～76.25%,WNW风次之,频率占17.75%;②该区起沙风主要发生在春夏两季,其频率占全年的11.93%～61.84%,6月出现频率最高,且春夏两季起沙风平均风速较大,最大达7.90 m/s;③在风沙活动期内,研究区风向变率指数(RDP/DP)为0.94,属于单风风况,合成输沙势(RDP)及合成输沙方向(RDD)分别为27.98VU和92.10°(ESE),属于低风能环境.输沙势的季节变化幅度较大,主要集中在春夏两季.     

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).     

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。     

新疆玛纳斯河地区绿洲的形成与演变研究

玛纳斯绿洲受人类活动影响较大 ,为新疆典型人工绿洲之一。自 2 0世纪 5 0年代以来由天然绿洲→人工绿洲演变过程强烈 ,同时也存在由人工绿洲→荒漠演变过程 ,荒漠绿洲化与绿洲荒漠化的比值为 1∶2 .4 3。通过对2 0世纪 5 0年代航片与 80年代和 90年代卫片判读及利用有关资料 ,探讨绿洲的形成、类型结构变化、演变过程及其原因 ,并预测绿洲演变趋势。     

近35 a临泽县绿洲-荒漠土地变化及其景观响应

以黑河中游临泽县为例,基于5期多源Landsat影像数据,开展近35 a来乡镇尺度上绿洲和荒漠土地时空格局变化及景观格局响应研究.结果表明:临泽县绿洲与荒漠土地变化及景观呈现时空分布上的聚集和分异性,县域北部与沙漠毗邻乡镇的绿洲-荒漠土地变化相对平稳且逐渐放缓,绿洲斑块的扩张规模也小于中部乡镇,且荒漠景观主体较为稳定;中部乡镇的绿洲-荒漠土地的数量变化、趋势状态以及绿洲斑块的扩张规模均大于其他乡镇,荒漠景观趋于破碎化和被分割;与祁连山脉相接的南部乡镇无荒漠土地分布,其绿洲的规模和变化速率都最小.研究表明基于乡镇尺度的绿洲-荒漠土地时空变化存在明显的内部分异,应因地制宜地制定绿洲发展和荒漠化防治措施.     

新疆策勒4个典型下垫面近地层风速脉动特征

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒沙漠-绿洲过渡带为研究区,对流沙地、半固定沙地、固定沙地和绿洲内部4个下垫面平均风速、风速脉动和风向脉动特征进行分析,探讨风速、风向脉动差异原因。结果表明:1平均风速与阵风风速之间符合线性相关性,相关性随着距离地表高度的增大而增大,各高度平均风速与阵风风速都呈极显著正相关(P0.01);2从流沙前缘沿主风向至绿洲内部,随着植被盖度的增加,平均风速逐渐降低,且离地表越近降低的幅度越大;3随距离地表高度的增大,各测点风速脉动强度呈现先增大后减小的趋势,风速脉动相对值呈减小的趋势。从流沙地、半固定沙地、固定沙地到绿洲内部,风速脉动强度和风速脉动相对值总体上呈现增大的趋势,而在4个下垫面中,绿洲内部不同高度的风速脉动强度在夏季表现为最小,在冬季表现为最大;4风向脉动幅度以流沙地最小,半固定沙地、固定沙地次之,绿洲内部最大,即随植被覆盖度增加而增大。     

张掖绿洲冷岛效应时空格局的遥感分析

地表温度是生态系统中极其重要的环境因子,中小尺度区域的热量资源和热场分布对绿洲冷岛效应的研究以及评价绿洲的稳定性具有重要意义。利用LandsatTM卫星影像,采用单窗算法,反演了张掖绿洲1999年和2007年两个时期的陆地表面温度(LST),构建了绿洲"冷岛"比例指数,定量分析了张掖地区近8年来绿洲冷岛效应的时序变化,并且通过对张掖热场的分析,揭示了冷岛效应的空间变化特点。结果表明:①张掖绿洲冷岛效应明显,但近8年来有减弱的趋势;②南北向绿洲内部和荒漠内部温度差异均在减小,城区温差在扩大;东西向绿洲内部和城区内部温度差异均在减小,荒漠温差在扩大;③水体、耕地、草地、建设用地和林地的平均LST有所降低,荒漠等未利用土地LST有所升高,其中建筑用地的LST减幅最大。为研究绿洲的光、热、水、土的空间分布及区域变化,评价绿洲的稳定性提供了一种新的角度,同时对绿洲与荒漠之间的大气物理模型及动力学有一定参考意义。     

蒸散发观测研究进展及绿洲蒸散研究展望

蒸散发是绿洲水文循环中最重要的水文过程和生态过程之一,开展绿洲蒸散发研究是提高水资源利用的基础.从叶面、个体、田间到景观尺度,系统综述了国内外蒸散发观测研究的最新进展,结合荒漠绿洲的特点及研究现状,指出应加强:①涡度相关技术在异质性强的绿洲的应用技术研究;②如何分割蒸散发中植物蒸腾和土壤蒸发,以及时空动态、驱动机制和调...     

1963-2013a间临泽绿洲时空变化过程研究

利用1963~2013年间14个时期的多源遥感影像提取绿洲信息,从退缩与扩张、区域变化差异及景观格局等方面分析了绿洲的时空变化过程。结果表明:绿洲在波动中显著扩张,50a间面积增加82.12%。绿洲扩张发生于绿洲-荒漠交错带以及内部复杂斑块之间,扩张方式以内部填充和渐进性外围延展为主;退缩则主要发生于绿洲-荒漠交错地带。绿洲变化存在明显的区域差异,不同区域不同时期绿洲的变化程度不同。绿洲景观斑块呈现分散-扩张-融合的动态变化特征,其形状趋于规则,破碎化程度下降,说明人类活动对绿洲景观的影响程度显著增强。     

论绿洲发展过程中绿洲-荒漠交错带圈层结构的缺失及绿洲防护方式的改变

以1977-2002年的三期landsat遥感影像为基础,分析了新疆于田县两个新开发的小绿洲,发现在绿洲扩张过程中,绿洲-荒漠交错带面积缩减,由高覆盖度草地到中低覆盖度草地的圈层结构被破坏,出现了高草圈层几乎完全消失,或人工绿洲直接与荒漠相连的情况。交错带对绿洲的防护功能下降,与此同时,绿洲内部的防护林体系得到加强,在人工绿洲的发展过程中,绿洲由外围防护渐转向内部防护。     

沙漠增温效应下绿洲气象要素时空效应特征分析

本文对古尔班通古特沙漠及其南部不同距离绿洲的温度、气压、风向风速及净辐射进行了比较分析。结果表明,沙漠地表面温度和气温升降速度比绿洲观测点要快、变化幅度大;由于各观测点空气相对湿度和温度升降度不同,使得各观测点的气压升降幅度也不同,白天气压的变化曲线呈单蜂型;各观测点在12:00到18:00期间主导风向主要是南风,还有东南或西南风,在20:00时风速几乎为0;早上和晚上沙漠的净辐射高于绿洲,白天近地面净辐射绿洲大于沙漠;对绿洲气象要素时空效应特征分析,为棉花等绿洲优势作物的播种期、物候期、作物生育及生理生态特性具有一定的指导意义。     

莫索湾绿洲的建立与梭梭荒漠的动态研究

本文就古尔班通古特沙漠南缘的梭梭荒漠、在本世纪５０年代后期开发以来发生的变化，分析绿洲形成过程、依存条件及其与荒漠关系，并对绿洲界外区的生态地位、发生原因和其对策进行剖析。     

新疆岳普湖绿洲近39年来气候变化特征

利用岳普湖县气象站1971-2009年气温、降水、日照和风速等观测资料,分析岳普湖绿洲近39年来气候变化特征。结果显示：近39年来岳普湖绿洲气候趋于变暖,气温平均上升倾向率为0.21℃/10 a,年内除夏季气温呈降低趋势外,春、秋、冬季气温均呈上升态势。近39年来,岳普湖绿洲降水量总体呈减少趋势,降水量平均减少倾向率为...     

石羊河调水10 a来民勤绿洲生态脆弱性变化

为解决民勤绿洲的水资源问题,恢复民勤生态与环境,2000年9月,甘肃省开始建设景电二期向民勤调水工程,提灌黄河水输入民勤红崖山水库,向民勤调水。基于RS和GIS技术,借鉴和利用国内有关理论和研究方法,根据民勤绿洲的实际,建立环境评价模型。利用TM遥感卫星资料,对民勤调水前2000年和调水后2010年绿洲生态脆弱性变化进行评价,结果显示：极度脆弱区域为荒漠区,高度脆弱区域大部分分布在荒漠和绿洲的交界地带,中度和轻度脆弱区域为绿洲区;综合评价指数增加的区域为绿洲的南部地区和下游北部地区,综合评价指数减少的区域主要集中在绿洲的中部地区。2000年7月民勤绿洲面积占整个民勤区域面积的8.93%,2010年7月增大到11.98%,反映了石羊河调水10 a来,民勤绿洲恢复效果明显。     

基于数字遥感图象的民勤绿洲20年变化研究

对1973年MSS、1987和1994年TM数字图象进行目视判读，以人机交互的方式勾绘了三个典型年代民勤石羊河下游的绿洲分布图，利用GIS软件进行了面积量算，并对三个年代的绿洲分布图进行迭加覆盖处理，获得绿洲分布变化图和面积变化数据。结果表明，20年来绿洲面积经历了选缩小后回升的变化过程；绿洲的空间分布有从下游向上游方向迁移的趋势；绿洲内部结构由受自然-人工渠（河）道控制向受人工渠道-井位控制转变；绿洲质量在下游明显恶化。     

乌兰布和沙漠绿洲不同生态功能区划分及其建设策略

绿洲是乌兰布和沙漠最重要的生态经济区域,绿洲寓于沙漠而异于沙漠。本文采用样线与样方相结合的方法,综合调查了绿洲-荒漠综合体的景观、地貌、植被、水土资源特征、经济活动及生态环境问题等因子,依据各因子特征的差异,将乌兰布和沙漠绿洲-荒漠综合体划分为绿洲生态经济核心区、绿洲—荒漠生态缓冲区和自然荒漠生态恢复区三个生态功能区;并论述了各功能区的特征、存在的生态环境问题,提出了不同生态功能区今后的建设方向和策略。     

河西走廊典型绿洲景观格局比较研究--以张掖、临泽、高台、酒泉为例

以地处河西走廊的张掖、临泽、高台和酒泉等县 /市级行政区为景观单元 ,利用LandsetTM影像资料的目视解译 ,在ArcView 3.1和景观格局分析软件FRAGSTATS的支持下 ,计算各绿洲景观格局指标。结果表明 :荒漠类型在四个绿洲景观组分中占绝对优势 ,其次为水浇地 ,但不同绿洲水浇地所占比例相差较大 ,酒泉最高 ,张掖其次 ,高台最低 ;斑块数、斑块密度、边缘密度和平均斑块面积的差异表明 ,张掖绿洲景观类型最多且斑块粒径小 ,而高台则完全相反 ,体现出单调而粒径粗大的荒漠绿洲特征。     

Summer atmospheric boundary layer structure in the hinterland of Taklimakan Desert,China

Understanding the characteristics of the structure of desert atmospheric boundary layer and its land surface process is of great importance to the simulations of regional weather and climate.To investigate the atmospheric boundary layer structure and its forming mechanism of Taklimakan Desert,and to improve the accuracy and precision of regional weather and climate simulations,we carried out a GPS radiosonde observation experiment in the hinterland of Taklimakan Desert from 25 June to 3 July,2015.Utilizing the densely observed sounding data,we analyzed the vertical structures of daytime convective boundary layer and nighttime stable boundary layer in summer over this region,and also discussed the impacts of sand-dust and precipitation events on the desert atmospheric boundary layer structure.In summer,the convective boundary layer in the hinterland of Taklimakan Desert developed profoundly and its maximum height could achieve 4,000 m;the stable boundary layer at nighttime was about 400–800-m thick and the residual mixing layer above it could achieve a thickness over 3,000 m.Sand-dust weather would damage the structures of nighttime stable boundary layer and daytime convective boundary layer,and the dust particle swarm can weak the solar radiation absorbed by the ground surface and further restrain the strong development of convective boundary layer in the daytime.Severe convective precipitation process can change the heat from the ground surface to the atmosphere in a very short time,and similarly can damage the structure of desert atmospheric boundary layer remarkably.Moreover,the height of atmospheric boundary layer was very low when raining.Our study verified the phenomenon that the atmospheric boundary layer with supernormal thickness exists over Taklimakan Desert in summer,which could provide a reference and scientific bases for the regional numerical models to better represent the desert atmospheric boundary layer structure.     

不同沙面地被物增温效应的初步研究

我国西北、华北大面积沙漠裸露 ,每到春季沙漠地区迅速增温 ,形成了以沙漠为中心的高温低压区 ,与西伯利亚每年春季向四周扩散的高压冷气流形成明显的气压梯度 ,这是我国西北、华北地区每年春季沙尘暴频繁的直接原因。( 1 )干燥的沙面对大气增温的作用最明显 ,其次是粘土 (干泥土 )。沙面对大气增温的方式有两种 :一是反射相对最强 ,在反射过程中对大气增温的作用明显。二是以热辐射、热对流的方式使大气增温 ,这是夏季和春、秋季干燥沙面使大气增温的最主要方式。( 2 )在同一地区约同一时间相同的日照下 ,沙面温度明显高于粘土、麦草沙障表面和沙生植物叶面温度。沙面在近地表 2 0 0 cm高度范围内气温成明显的递减趋势 ,而植物在近 5 0 cm上空范围内气温成递增趋势 ;在一定温度范围内 (夏季和春、秋气温较高时 )植物具有明显降低沙漠地区气温的作用。 ( 3 )在降低沙漠地区温度 ,减少沙尘暴方面植物固沙具有麦草沙障和粘土沙障等机械固沙措施不能替代的作用     

绿洲开发与绿洲荒漠化研究

本文着重讨论了绿洲开发和绿洲内存在的各种荒漠化形式后 ,探讨了绿洲荒漠化的成因以及荒漠化对绿洲生态系统的影响 ,得出 :绿洲荒漠化主要是由于人类不合理的开发引起的 ;荒漠化严重危及绿洲系统的正常运作 ;最后 ,就绿洲景观生态安全格局给出适当的设计 ,希望绿洲内部的人类活动能以保护生态平衡为前提 ,以实现对资源的永续利用