乌兰布和沙漠东北缘防护林内外沙尘暴低空结构特征

基于内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站近地层(050m)风沙监测塔所收集的8次沙尘暴的沙尘水平通量、垂直通量和风速风向数据,对乌兰布和沙漠东北缘中小尺度条件下的防护林内外沙尘暴过程中风况变化、沙尘分布特征以及防护林对沙尘暴的影响进行研究。结果表明:①沙尘暴发生过程中,防护林内外风速均随高度增加呈现递增趋势,风速廓线特征遵循幂函数,防护林内外均以W、WNW、NE方向为主,但每个方向所占比例不同。②防护林外沙尘水平通量及沙尘浓度随高度增高显著减小,其垂直分布特征均符合指数函数关系;防护林内沙尘水平通量及沙尘浓度则随着高度增高缓慢上升,其垂直分布特征均符合幂函数关系。沙尘垂直通量则均随着高度的增高明显减小,其垂直分布特征均符合幂函数关系。③沙尘暴经过防护林体系时,风速显著削弱,平均消减31.03%;沙尘水平通量降低298.16g·m^-2,垂直通量降低0.37g·m^-2,沙尘浓度降低22.48g·m^-2。     

对1958-2000年山西沙尘天气的分析

本文分析了山西省1958—2000年16个气象监测站记录的沙尘天气资料,分析表明:山西沙尘天气主要发生在西北地区,沙尘暴、扬沙和浮尘发生频率的最大值分别为:5.3天/年、27.6天/年和23.8天/年。近43年山西省沙尘天气呈减少趋势,1966年是山西沙尘天气最多的一年,16个站累计有94天沙尘暴天气、448天扬沙天气、626天浮尘天气。春季为沙尘天气的频发期,沙尘暴占到77.6%,扬沙占到61.5%,浮尘占到59.5%;4月是沙尘天气发生最多的月份,沙尘暴占到44%,扬沙占到26.6%,浮尘占到25.4%。对沙尘暴的分析还发现,在1958-2000只有五寨记录到4次特强沙尘暴,强沙尘暴也呈减少的趋势,1966年最多,1989-2000年没有强沙尘暴出现的记录。沙尘暴大多发生在13点至20点之间,占沙尘暴发生总次数的69.1%。     

近60a柴达木盆地沙尘天气时空变化特征及其影响因子

利用柴达木盆地9个代表站58 a的扬沙、浮尘、沙尘暴日数和气温、降水、相对湿度等气象要素资料,通过统计学方法、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,对柴达木盆地沙尘天气(扬沙、浮尘、沙尘暴)的时空变化特征及其影响因子进行了分析.结果表明:(1)58a来扬沙、浮尘、沙尘暴日数整体呈极显著下降趋势,20世纪70年代...     

中国灾害性沙尘天气日数的时空演变特征(1961-2017)

基于1961-2017年中国545个气象站点记录的沙尘暴、扬沙、浮尘和总沙尘天气日数,采用多种统计方法,从气候态分布、年代距平、长期变化趋势和年际波动特征角度分析了4种强度沙尘天气日数时空变化格局。结果表明:1)1961-2017年中国沙尘暴、扬沙、浮尘和总沙尘天气年均日数均呈现西北高、东南低的空间分异格局。其中新疆南部和西藏西北及内蒙古西部地区是不同强度沙尘天气日数的高值区。总沙尘天气日数与沙尘暴、扬沙和浮尘日数的空间相关系数分别为0.67、0.70和0.62(n=15642),通过了0.01显著性水平的检验。2)中国4种强度的沙尘天气日数的年代距平在1960、1970和1980年代以正距平为主,其中1980年代面积偏多最高,1970年代次之,1960年代最小;在1990、2000和2010年代以负距平为主,其中2010年代面积偏少最高,2000年代次之,1990年代最小。3)1961-2017年中国不同强度沙尘天气日数均呈减少趋势,尤其是西北、内蒙古和华北地区减少趋势明显。总沙尘天气日数变化趋势与沙尘暴、扬沙和浮尘日数变化趋势的空间相关系数分别为0.67、0.70和0.62(n=1...     

宁夏大风日数气候变化及其对沙尘天气的影响

本文利用宁夏23个气象台站1961—2004年共44a的大风日数、沙尘暴日数、扬沙日数资料,统计分析了宁夏大风日数的空间分布和时间分布特征,结果表明:近44a来宁夏存在2个大风中心———北部的惠农和东部的麻黄山,西南部的隆德大风日数最少,春季是宁夏各站大风日数最多的季节;20世纪60、70年代是宁夏大风日数明显偏多期,80、90年代是偏少期,21世纪初期比20世纪80、90年代略有增加;大风日数气候倾向率16个站为负值,7个站为正值;大武口———石炭井一带、麻黄山、兴仁、泾源是大风日出现的沙尘暴次数占其沙尘暴出现总次数的百分率高值区,陶乐———盐池一带、中卫是低值区,且大风中心区与沙尘暴频发区不重合;惠农、麻黄山是大风日出现的扬沙次数占扬沙出现总次数的百分率高值区,陶乐、永宁、盐池、中卫是低值区;年平均大风日数、年大风日出现沙尘暴次数及扬沙次数均呈减少趋势,时间曲线变化趋势也相同。     

防护林种植模式对水土要素的响应

主要以和田绿洲防护林建设为背景,根据防护林不同结构配置类型,在研究区内选取11块样地进行调查取样,采用常规分析法测定土壤养分、土壤盐分(包括pH值、电导率、全盐以及土壤水溶性盐总量)。发现在防护林不同种植模式下土壤相对含水率差异较大,多层次防护林的种植可改良土壤盐分,减少可溶性盐分在土壤中的积聚,不同结构防护林土壤养分的空间变化明显,发现多层次防护林种植模式下对土壤养分的集聚与土壤肥力的提高有明显的正效应,增加了防护林内的生物种类。结合分析结果对防护林种植模式提出建议。     

新疆高标准防护林体系建设的理论和技术取向

新疆环境干旱 ,生态系统脆弱 ,防护林体系是不可缺少的生态成分。过去只注重了农田防护林体系的建设 ,系统目标和结构单一 ,不具有生态可持续性。高标准防护林体系建设要充实理论和技术体系的内容和方法。在理论方面要建立完善的目标系统 ,注重干扰体系的研究 ,把防护林体系建设上升到绿洲生态系统建设上来 ,区分生态系统的尺度性和等级性 ,通过自然斑块系统和生物多样性的保护 ,保障各等级生态系统的生态过程完整性。技术体系方面要注重系统规模性 ,通过恢复和重建自然斑块和廊道 ,小结构的合理格局来加强生态基础建设 ,实现生态的可持续性     

我国北方春季沙尘暴的异常及其对冬季青藏高原地面感热的响应

本文选用中国178个常规气象观测站建站～2000年历年春季沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方春季沙尘暴的气候特征。在此基础上进一步揭示了我国北方沙尘暴的形成、发展以及造成的危害。结果表明我国北方春季沙尘暴存在东西反位相差异,近50年来,春季沙尘暴日数总体趋势在减少,但20世纪末又有明显的回升趋势。这不仅与影响我国北方的冷空气路径有关,还与青藏高原冬季地面感热的异常密切相关。     

古尔班通古特沙漠植被覆盖变化及其对沙尘天气的影响

利用1981～2003年逐月NOAA/AVHRR NDVI时间序列数据,分析了古尔班通古特沙漠荒漠植被覆盖的动态变化及其对沙漠南缘绿洲沙尘天气的影响。结果表明:近23年来古尔班通古特沙漠覆盖面积总体上呈现增加趋势,植被覆盖程度较高的区域分布在沙漠中部和西部,同时,这里也是23年来植被覆盖程度显著增加的区域;春、夏季植被覆盖与沙尘天气日数之间均呈现负相关关系,其中,夏季植被覆盖程度与沙尘天气日数之间的负相关最为显著。这说明在古尔班通古特沙漠植被覆盖程度与其南缘绿洲沙尘日数间存在负耦合关系,植被覆盖是影响沙尘天气发生及其强度的因子之一。     

塔里木沙漠公路防护林土壤盐结皮化学特征及其对土壤蒸发的影响

盐结皮是广泛分布于塔里木沙漠公路防护林土壤表层的一个特殊层次,目前对其化学特征及其对土壤蒸发的影响尚无系统研究。文中对塔克拉玛干沙漠腹地不同定植年限防护林土壤盐结皮有机质含量、全盐量、八大离子含量和pH值进行了分析,并进行了盐结皮抑制土壤蒸发试验,结果表明:土壤盐结皮有机质含量随着防护林定植年限的增加而增加;全盐量、各离子含量、pH值均随着防护林定植年限的增加而逐渐降低。其中,全盐量均远高于流沙地;各离子含量与流沙地相比有不同程度的增加,Cl-、Na+和SO24-增加量最为明显,Mg2+、K+、Ca2+和HCO-3次之,CO23-含量极微且基本没有变化,pH值均呈碱性,定植11年防护林盐结皮pH值甚至低于流沙地;盐结皮可以有效的抑制土壤水分的蒸发。     

塔中一号公路防沙体系不同地貌部位风沙危害差异研究

塔中一号沙漠公路是塔里木盆地石油物资运输的主要干线之一 ,它深入沙漠腹地 ,走向与风向夹角很大 ,因此沙害严重且频繁。通过对公路防沙体系实地调查测量 ,得出以下结论 :垄间平沙地沙害较轻 ,以风沙流滞留积沙为主 ,固沙带平均全埋宽度 9.0 9m;沙垄迎风坡较严重 ,平均全埋宽度 0 .94m、压埋 1 .96m、风蚀 0 .43m;垄顶最严重 ,平均全埋宽度 1 5 .5 9m、压埋 6.68m、风蚀 3.1 5 m;沙垄背风坡较轻 ,平均全埋宽度 2 .85 m,压埋 0 .0 4 m。     

塔里木沙漠公路风沙危害形成研究

塔里木沙漠公路南北横贯塔里木盆地 ,全长 5 6 2km ,其中近 80 %的路段穿行于塔克拉玛干沙漠之中 ,是世界上穿越流动沙漠最长的等级公路 ,因而风沙危害是制约沙漠公路正常运行的主要病害。研究表明 ,1)沙漠公路沿线风力强劲 ,沙丘形态各异 ,地表组成物质松散 ,为风沙危害形成提供了动力条件和奠定了物质基础 ;作为风沙危害的受灾对象 ,沙漠公路防沙体系结构以及公路纵横断面也直接作用于风沙危害形成过程 ;2 )沙漠公路风沙危害主要源于防沙体系沙物质的侵入和防沙体系内部因近地面气流变异而产生的风蚀与堆积 ;目前沙漠公路风沙危害的主体是防沙体系 ,危害的形式包括风蚀、风沙流滞留积沙和沙丘前移压埋。     

准葛尔盆地南缘沙尘暴、大风气候特征分析

选取1953~2006年准葛尔盆地南缘石河子垦区3个地面观测站的资料,对比分析了沙尘暴、大风的时空分布特征,探讨沙尘暴和大风之间的关系及沙尘暴发生时的最多风向和最小风速指标。结果表明:准葛尔盆地南缘石河子垦区沙尘暴与大风的地理分布刚好相反,沙尘暴多的地方大风较少,北部莫索湾沙漠边缘一带为沙尘暴高发区;但有着基本一致的气候变化趋势。沙尘暴发生时的最多风向为西北风,引起沙尘暴的最小风速指标大于10m/s。     

民勤荒漠气候变化的不稳定性分析

气候的不稳定性要比气温持续升高的危害性更大。以民勤荒漠区为例,运用1961—2013年的气象观测资料,分析了民勤荒漠气候在响应全球变暖过程中的不稳定性。结果表明:1 1月和4月平均气温的不稳定性增大,2月的等温日期提前10.36 d。2 12月和1月的极端最高气温的不稳定性增大,7月的极端最低气温的不稳定性增大,5月的极端最低气温的变异系数高达287.3%。3 1月降水量的不稳定性增大。同时,年降水量的稳定性增强。     

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。     

乌兰布和沙漠东北部沙区人工林土壤肥力质量评价

选择乌兰布和沙漠东北部沙区9块人工林为研究对象,通过敏感性和主成分分析,筛选了16项表征土壤物理、化学和生物学特性的指标,并运用模糊综合评判法,计算土壤肥力质量综合指数(I_IF）。结果表明: <0.01 mm 物理性黏粒含量、团聚度、有机质、全氮、细菌数和脲酶活性构成了该区土壤肥力质量评价指标体系;所选指标能全面反映原16项指标的信息,决定系数达0.940 5;样地土壤肥力总体表现为：灌木林>乔木林>流沙地,灌木林具有较好的改土作用,柠条土壤肥力指数最高。因此,该区应以种植乡土固氮灌木为主,乔灌草结合,不宜大面积种植乔木。     

和田河流域绿洲荒漠过渡带土地荒漠化过程研究

和田河流域绿洲荒漠过渡带属于典型的生态脆弱带,风动力是该区土地荒漠化的主要动力因素,植被是该区土地荒漠化的重要决定因子。本文根据风洞试验的结果,探讨了和田河流域绿洲荒漠过渡带土地荒漠化的正过程。指出该区的土地荒漠化是在南疆气候变异以及人类活动等原因造成的干旱地区土地退化的大环境下发生的;同时,该地区的土地荒漠化又有特定的内涵:以天然绿洲的土地退化为本质;人类活动加速了这一过程。该区域土地荒漠化的发生和发展与其物理学驱动机制有着良好的对应关系。根据土地荒漠化发展的不同阶段,可以将其划分为荒漠河岸林衰退期、灌丛沙堆稳定发展期、灌丛沙堆活化-荒漠化发展期。     

毛乌素沙地的气候对全球气候变化的响应研究

本文利用毛乌素沙地 8个气象站近 30年的气候资料 ,运用Excel分析了该区在全球气候变化背景下的气候变化特点及其时空分布特征。近 30年来毛乌素沙地气候呈现暖干化趋势 ,气温升高且其波动性增大 ,降水量减少且其稳定性增强。该区的气候变化与全球气候变化趋势基本一致 ,增温更显著 ,干旱化趋势不太明显 ,且其气温和降水量的变化存在明显的区内差异。     

荒漠草原群落及主要植物种群特征对放牧制度的响应

本文研究了短花针茅荒漠草原划区轮牧和自由放牧两种放牧制度群落及主要植物种群特征变化,结果表明:经过3年的轮牧试验后,划区轮牧区群落及主要植物种群的高度、盖度、密度均较自由放牧区有不同程度的提高。划区轮牧区与自由放牧区相比,草地基况有明显好转,而自由放牧区一些退化植物、一年生植物、杂类草在草群中的高度、盖度、密度有所增加。划区轮牧区现存量高于自由放牧区。     

乌兰布和沙地人工绿洲防护林体系模式生态和经济效益评价

对乌兰布和荒漠沙地生态经济型防护林体系的生态、经济、社会效益评价结果表明 :1 )在封沙育草灌木固沙林生产系统中 ,宽带模式的植物盖度比窄带模式提高 1 7～ 3 3 % ;风蚀量比窄带减少约 50 % ;花棒、杨柴、沙拐枣林带的全 N含量分别比裸沙地提高 75.3 5、66.2 0、6.3 4% ;全 P含量分别提高 1 2 8.1 8、1 40 .3 3、3 7.0 2 % ;全 K含量分别提高 0 .3 5、0 .76、0 .1 0 % ;有机质含量分别提高 1 49.0 5、1 75.65、76.5%。宽式林带的经济效益为窄式林带的 2 .0 1倍。2 )在防风阻沙林生产系统中 ,防风阻沙带防护范围内 ,风蚀量比荒漠区降低 91 .3～ 97.5%。小美旱杨与花棒和新疆杨与沙棘乔灌结合混交林的投入产出比分别是 1∶ 8.44、1∶ 1 8.0。 3 )在农田防护林生产系统中 ,林—农结构生产系统经济效益是农田生产系统的 1 .99倍 ;林—果结构生产系统经济效益比用材林增加 44 .8% ;林—牧结构人工草场比天然草场经济效益提高 4倍左右 ,即年盈利额平均为 461 7.84元 / hm2 。林—药结构生产系统模式 ,年盈利额平均高达1 90 86.3 6元 / hm2 。林—农、林—果、用材林等各生产系统的年盈利额分别为 2 2 89.3 0、1 3 2 7.50、91 6.80元 / hm2。 4) 1 982～ 1 994年 ,护渠林较无护渠林保护的干渠减少清淤投资