应用生态垫治理流动沙地机理研究

应用生态垫结合植物措施治理流动沙丘可达到立竿见影的效果。首先生态垫能够显著降低沙地0-15 cm的土壤温度,日均温可降低2.06-4.56℃,有利于沙地高温条件下减少土壤蒸发;在连续无降雨的情况下,生态垫下各层次的土壤含水量都高于流动沙丘裸地,尤其是15-30 cm含水量相对稳定,人工植被建立后,其保存率、生长量较流动沙地均有较大幅度的提高。生态垫结合生物措施可快捷、有效地恢复和重建流动沙地退化生态系统。     

生态垫对河滩造林地土壤温湿度和杂草的影响

 生态垫在华北干旱地区调查季节内,能够明显降低土壤15cm以上的温度,表层温度变化尤为明显,日均温可降低103～138℃,并且不同土壤深度的日温差,都要低于不铺垫的;铺设生态垫后,在初春能够显著地提高土壤0～20cm的含水量,比不铺设的要高出443%,对40cm以下土壤含水量影响不大;生态垫可以有效抑制杂草生长,铺设生态垫后,杂草的盖度、高度、生物量等都要低于不铺垫的,其中杂草种类降低了40%之多,生物量降低99%之多。     

河西走廊水资源变化对环境生态的影响

对河西走廊干旱系统的主要制约要素——水资源的变化进行了纵向比较研究,探讨了水资源变化对环境生态的影响,提出了干旱系统环境、生态与可持续发展的关系,并重点讨论了实现持续发展的对策。     

残茬覆盖对寒地旱作区土壤温度的影响

在黑龙江省西部干旱区建立不同残茬覆盖对土壤温度影响试验区,采用WQG-16.-21-61℃型曲管地温表分别测定土壤地表下5、10、15、20 cm各层温度,确定不同残茬覆盖对北方寒地旱作区土壤温度的影响规律。试验结果表明,残茬覆盖对土壤温度有明显的调节作用,5、10、15、20 cm各层有覆盖相对于无覆盖分别增温1.5～2.1℃、0.9～1.2℃、0.2～0.9、0.4～0.8℃,随着土壤层的加深,覆盖对土壤温度的调节作用越来越小。4月20日至6月15日前后,随着覆盖量的增加,土壤温度开始升高,但覆盖量增加到一定程度后,土壤温度将下降,在6月20日以后,随着覆盖量的增加,土壤温度逐渐降低,其中30%覆盖相对于无覆盖,降低1.1～1.5℃,50%～80%覆盖降低2～3.6℃,而表土层降低幅度最大,沿深度方向幅度越来越小。因此,在北方寒地农业区,考虑土壤温度这个影响因素时,完全可以进行残茬覆盖,覆盖的范围应在30%～50%之间。     

生态垫对油松生长及光合特性的影响

 为了研究生态垫覆盖对林木光合特性的影响,首次将生态垫应用于华北干旱油松造林地。在油松（78年）造林初期,用生态垫覆盖林地,经过2个生长季后对土壤水分及各项光合指标进行测定。结果表明:覆盖生态垫增加了表层0～20cm的土壤含水率0.04%～2.78%（相对增长率0.4%～92.2%）;提高造林成活率5.1%;增加地径年生长量58.5%,促进了林木生长。覆盖可以提高叶片光饱和点下的光合速率10.6%～44.3%;增加光合速率日变化极大值30%;提高生长季Tr极大值45.8%、提高生长季Cond极大值36.0%,但对油松光补偿点及水分利用效率影响并不显著。     

地面覆盖材料的光谱透射率及其对土壤温度的影响

从理论上分析了地面覆盖材料对土壤温度进行调节作用的机制及地面覆盖材料光谱透射率对土壤温度影响的机理，通过试验确定了农业生产上常用的地面覆盖材料透明聚乙烯薄膜，黑色聚乙烯薄膜和黑色地面覆盖纸在３００至８００ｎｍ波长范围内的光谱透射率。在田间试验的基础上，确定了三种地面覆盖材料对土壤表层温度影响的定量值     

生态垫对流动沙地土壤温湿度和养分的影响

流动沙地铺设生态垫后,对土壤温度、水分、养分等方面产生一定的影响.研究结果表明:流动沙地铺设生态垫后,能够明显降低土壤20 cm以上的温度,表层土壤温度变化明显,日均温可降低4.5℃;各层的土壤日温差均小于裸地,在表层最为明显.可降低8.1℃.在观测期间,铺垫后能够显著提高土壤0-15 cm的含水量,相对裸地提高167.33%,15-30 cm,30-45 cm的含水量相对提高53.10%,52.56%.铺设生态垫后,除土壤速效钾的含量有明显提高外,其它指标变化不明显.     

玉米秸秆覆盖对麦田土壤温度和土壤蒸发的影响

研究了秸秆覆盖下的麦田土壤温度和土壤蒸发的动态变化规律。试验结果表明,玉米秸秆覆盖冬小麦田后,日最高地温比对照低,日最低地温比对照高,日振幅减小,温度变化较对照平缓;冬季具有提高土壤温度的作用,春季则有降低地温的作用。少覆盖处理冬季0～10 cm地温3年平均提高0.3℃/d,春季降低0.42℃/d;多覆盖处理冬季0～10 cm地温3年平均提高0.58℃/d,春季降低0.65℃/d;秸秆覆盖后有效地抑制了土壤蒸发,冬小麦生育期内,少覆盖处理比对照平均减少了21%,多覆盖减少了40.4%。覆盖处理春季的低温效应,推迟生育期3～7 d,加上后期的干热风,造成覆盖处理的冬小麦非正常成熟,影响了冬小麦的产量,少覆盖平均减产4.1%,多覆盖平均减产10.4%。     

可降解生态垫在河滩区造林中对土壤含水量的影响

可降解生态垫是一种新型的苗木培育材料,能有效的减少地面蒸发,控制土壤水分,提高造林成活率。为了检验可降解生态覆盖垫在河滩地造林中对土壤含水量的影响,试验区共设2个处理(有生态覆盖垫、无生态覆盖垫)对降雨后不同时间(1 d、3 d、5 d、7 d)刺槐、油松、元宝枫、蒙古栎、侧柏和铺地柏等林地的土壤含水量进行了调查。结果表明:可降解生态垫抑制地面蒸发效果更为明显;生态覆盖垫对油松林地的保水作用影响最大;阔叶林林地的土壤含水量较针叶林林地小。     

利用黑塑膜覆盖进行太阳能消毒对土壤温度的影响

以无覆盖处理为对照，研究了夏季平铺黑塑膜对土壤温度的影响。研究显示，黑膜覆盖可使5cm、10cm、15cm、20cm、30cm、40cm的土壤温度达到30．4～48．6℃、29．9～43．4℃、30．2～39．3℃、31．3～36．6℃、29．8～33．4℃、29．0～31．9℃，比对照分别提高4．8～13．0℃、4．1～10．1℃、4．4～9．0℃、3．5～6．4℃、2．7～5．1℃、1．7～4．2℃，平均提高9．8℃、8．0℃、6．6℃、5．0℃、4．1℃、3．3℃。随土壤深度增加，覆盖的增温效果下降。就温度持续时间而言，40d覆盖使5cm超过40℃～48℃的累积时间分别达到173．2h、133．0h、98．3h、57．3h、29．5h、12．3h、7．5h、5．0h、2．0h；10cm超过40℃～43℃的累积时间依次为32．7h、11．5h、6．8h和3．0h；15cm超过34℃～39℃的累积时间依次为289．8h、198．5h、106．7h、39．7h、10．3h和3．8h；20cm超过34℃～36℃的累积时间依次为142．8h、43．3h和3．7h；20cm以下的土层，土壤温度不能达到34℃。在5cm、10cm、15cm、20cm、30cm、40cm土层，晴好天气土壤温度为阴天土壤温度的1．6倍、1．45倍、1．3倍、1．15倍、1．03倍和0．96倍。覆盖使土壤日温差加大，并随深度增加而递减。5cm、10am、15cm、20cm、30cm、40cm土层的日温差为5.1～20．6℃、3．2～14．2℃、2．8～11．3℃、2．5～6．2℃、1．7～3．6℃、0．9～2．3℃，其中5cm和10cm分别有85％和82．5％的覆盖时间日温差在15．0～20．6℃和10．0～14．2℃之间。根据以往研究初步推断，太阳能消毒在0～20cm土层将     

乌兰布和沙漠流动沙丘纱网沙障防风效能研究

为了选择适宜规格的纱网沙障进行流动沙地治理,在乌兰布和沙漠流动沙丘设置2 m×2 m,4 m×4 m,6 m×6 m网格或2 m,4 m,6 m带宽的带状纱网沙障,采用美国HOBO全自动风速风向仪测定其风速变化,并分析了地表粗糙度、相对风速和防风效能。结果表明:2 m×2 m网格纱网沙障地表粗糙度随着风速增加而呈现出线性降低的规律;纱网沙障主要是降低近地表30 cm以下高度的风速,并提高近地表粗糙度;随着风速增加,纱网沙障防风效能变化总体呈现出降低的趋势。在流动沙丘设置2 m×2 m,4 m×4 m网格或2 m,4 m带状纱网沙障可有效降低近地表风速、增加地表粗糙度,总体防风效能较好。     

鄱阳湖滨流动沙丘不同类型沙障土壤改良效应分析

为探讨鄱阳湖滨湖不同类型沙障对流动沙丘土壤的改良效应,设置了玉米秸秆和单叶蔓荆两种不同材料的沙障类型,以裸露沙丘为对照,2年后分析两种类型沙障对流动沙丘土壤含水率和化学性质的影响。结果表明:单叶蔓荆沙障对于0-40 cm土壤含水率的提高具有显著效果,玉米秸秆沙障对于土壤含水率无明显作用效果。两种沙障内0-20 cm表层土壤有机质含量分别是裸露对照的3.62,22.24倍,两种沙障对表土均具有显著的改良效果（p<0.05）,单叶蔓荆沙障的改良效果更好;而在20-60 cm深层次土壤中,有机质含量未表现出显著差异。单叶蔓荆沙障除对土壤全氮无明显作用外,能有效提高全磷、碱解氮和速效磷的含量,分别是裸露对照的3.58,8.14,8.86倍,玉米秸秆沙障对土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量均无明显作用。综上,认为单叶蔓荆沙障是该地区流动沙丘土壤改良效果较理想的沙障材料。     

新疆艾勒逊乌拉沙漠沙丘表层沉积物粒径及分形特征

[目的]对新疆艾勒逊乌拉沙漠表层沉积物粒度特征进行研究,旨在了解其地表沉积物粒度特征及影响沉积物粒度分布的因素。[方法]对沙漠及沙丘表层沉积物粒度进行粒级划分,并对粒度参数、分形维数分析。[结果](1)研究区表层沉积物平均粒径为284.63μm,中砂为主,占48.93%;偏度为-0.18,呈负偏,距沙源近,搬运介质动力强;分选系数为1.10,分选性极好;峰度值为1.01,属常峰态,沉积物颗粒分布较均匀。(2)流动性沙丘和半固定沙丘表层沉积物偏度值分别为-0.13和-0.08,分别呈负偏、中等,两类沙丘粗砂砾较多;分选系数分别为1.66和1.76,均呈中等,沉积物粒度分布较均匀;峰度值分别为1.10和1.12,为常峰态和较窄峰,说明沙丘的粗颗粒沉积物在沙漠中相对集中。(3)流动性沙丘和半固定沙丘从迎风坡底到背风坡底表层沉积物的粒度平均粒径值依次分别为289.58,310.44,290.92,277.64,275.36μm和310.34,306.68,337.78,290.36,277.68μm,两类沙丘粗颗粒沉积物均集中在迎风坡。半固定沙丘迎风坡粗颗粒沉积物含量高于流动性沙丘迎风坡粗颗粒...     

库姆塔格沙漠沙丘的粒度特征

通过两次野外实地调查取样和室内分析,结果表明:库姆塔格沙漠中沙丘形态丰富多样,金字塔(星形)沙丘、线形沙垄、格状沙丘、羽毛状沙丘在这里都有分布。组成金字塔沙丘、线形沙垄、格状沙丘、羽毛状沙丘羽轴的沙粒中0.25~0.063 mm颗粒占绝大多数,其次是0.5~0.25 mm和1~0.5 mm的颗粒,形成羽毛状沙丘羽枝的颗粒在暗带以2~0.5 mm的颗粒为主,在明带以0.5~0.063 mm的颗粒为主,各沙丘沙粒的分选性较好。由于各自形成地形、气候等条件的差异,各沙丘类型沙粒粒径在沙丘不同部位都有各自的特点。金字塔沙丘东北坡沙粒粒径从顶部到基部保持一致,南坡和西北坡从顶部到基部沙粒逐渐变粗;线形沙垄除西南坡基部较粗外,其它部位沙粒粒径分布一致;格状沙丘格子外部坡面沙粒相对格子内部坡面的同一部位沙粒要粗;新月形沙丘基部和顶部沙粒较粗,而中部颗粒较细;羽毛状沙丘“羽轴”沙粒分布与新月形沙丘相似,“羽枝”由较粗和较细沙粒含量高低间隔分布形成。     

青海湖克土沙区不同类型沙丘土壤水分的动态变化

对青海湖湖东克土沙区的土壤水分变化特征及其与降雨之间的关系进行了分析,结果表明:固定沙丘土壤水分随深度的变化较小,采取措施(人工植被+麦草方格沙障)的流动沙丘在不同深度上的变异最大;从0—80cm平均水平看,土壤含水量为固定沙丘>流动沙丘>采取措施的流动沙丘;三种沙丘土壤水分与降雨的时间变化都基本一致,可以分为冻结滞水期(12月—翌年3月)、水分补偿期(4—7月)和失水期(8—11月)三个阶段,土壤含水量以夏秋季最高;降水对0—80cm的土壤水分都有影响,对上层土壤的影响更显著,采取措施的流动沙丘主要影响深度为60cm,固定沙丘为20cm;在流动沙丘上种植人工植被以及布设麦草方格沙障,可以抑制表层土壤水分蒸发,提高表层土壤含水量,在植被恢复前能够有效减少风蚀,对于植物初期生长具有积极意义。     

绿洲-荒漠交错带不同沙丘土壤水分时空动态变化规律

绿洲-漠交错带是植被恢复的一个重要区域，而植被恢复的关键又是了解沙丘土壤水分的变化规律。从2003年10月到2004年10月，对甘肃省张掖绿洲-荒漠交错带沙丘土壤水分进行了连续观测，并研究了生态垫在沙漠治理中的应用。结果表明：土壤水分时空动态变化主要受降雨、植被以及地表覆盖等因素的影响，沙丘土壤水分月变化滞后于降水变化。沙丘剖面土壤水分变异系数随土层深度的增加而减小，铺设生态垫减小了沙丘土壤水分的空间变异（CV=4．43％），流动沙丘0～40cm的含水量（0．19％～1.27％）低于固定沙丘（1.61％～1．75％），而其它各层的含水量（1．52％～1．73％）都高于固定沙丘（1．11％～1．38％）；流动沙丘含水量（1．27％～1．73％）从上部到下部依次升高，而固定沙丘（1．75％～1．11％）则与此相反；利用标准差和变异系数对沙丘土壤水分垂直变化进行分层，得出了土壤水分剖面分别为速变层、活跃层和次活跃层，并运用相关分析方法分析了生态垫覆盖下沙丘各层间土壤含水量及其与沙丘剖面平均含水量的关系。研究初步认为，生态垫能有效地保持沙丘土壤水分，将为沙漠治理提供一种新型的治沙模式。     

PLA沙障对沙丘土壤粒径的影响分析

PLA可降解纤维是一种新型的固沙材料,用它灌沙形成的筒状沙袋铺设于沙丘上,可有效改变近地表风沙流结构及地表粗糙度等。PLA沙袋沙障通过对地表风速影响,进而影响沙丘表层土壤粒径的重新分布。本次试验通过对不同铺设规格沙障沙丘0—11 cm深土壤粒径的测定,分析不同铺设规格和坡位等对土壤粒径的影响。结果表明:2 m×2 m铺设规格沙障对土壤粒径影响较大,土壤平均粒径比未铺设沙障沙丘的大16%,1 m×1 m规格影响最小;同种规格沙障在坡顶处土壤粒径变化最大,比未铺设沙障沙丘的大21%,迎风坡、背风坡分别比对照大3.9%,2.4%;土壤深度不同,粒径变化也不同,地表0—1 cm土壤粒径变化最大,比未铺设沙障沙丘的大16%。因此可知,沙障铺设后,使得沙丘表层的土壤粒径增大。     

科尔沁地区不同类型沙地土壤水分变化分析

于2005-2008年5-9月,利用中子水分仪对科尔沁沙地的流动沙丘、固定沙丘和沙质草地的不同深度(0-160 cm)的土壤水分进行了为期4 a的定期观测.采用方差分析和多重比较等方法,并采用变异系数对土壤水分的时空变异进行了分析.结果表明,可将土壤水分剖面的变化划分为3层:土壤水分剧变层(0-40 cm),稳定层(41-130 cm),活跃层(131-160 cm).在0-40 cm土壤层,3种类型沙地土壤水分表现为随深度增加而增加,在41-130 cm土壤层则随深度增加而减小,而在131-160 cm土壤层流动沙丘表现为继续减小,但其它两种沙地的土壤水分则随深度增加而增加.同时土壤水分变异系数表现为:流动沙丘>固定沙丘>沙质草地.土壤水分在不同月份的变化表现为:7月>8月>6月>9月>5月,各月之间总体上差异性显著;各类型沙地土壤水分的年变化为:固定沙丘总体表现出逐年减小的趋势,沙质草地有变化但差异不大,而流动沙丘则随降雨的变化而变化.     

沙袋沙障对沙丘植被特征的影响

为了解铺设沙袋沙障沙丘植被生长情况及其与麦草沙障对植被影响的差异,采用样方调查法对乌兰布和沙漠实验地铺设沙袋沙障沙丘植物种数、植株密度、平均高度和平均盖度进行了连续3a的调查,并与铺设麦草沙障沙丘及未做任何处理的裸沙丘作对比,研究了不同规格、不同铺设位置和不同铺设时间的沙袋沙障和麦草沙障对植被生长的影响。结果表明,沙袋沙障和麦草沙障铺设时间越长,所在沙丘植被生长情况越好。随着沙障布设时间增大,2种沙障的植被种数、平均高度无显著变化,植被平均密度能够增加到35%以上,植被盖度也分别能够达到36.8%和33.0%。2种沙障对植被的促进作用排序依次是3m×3m方格沙障最大,2m×2m方格沙障次之,1m×1m方格沙障最小;沙障设置部位不同植被生长情况也存在差异,2种沙障植被最好的位置均是在背风坡底,其次是背风坡中和迎风坡,坡顶植被长势最差。通过方差分析认为,沙袋沙障和麦草沙障对植被生长的影响均无显著差异（p=0.14）,但是2种沙障与对照相比差异显著（p〈0.005）。