石羊河流域的水资源及其公众的水意识

在石羊河流域属资源性缺水地区,相比较而言其上下游的耕地数量与其产流量成反比。农民普遍采取有水就灌的灌水方式,存在水资源浪费现象。大多数公众对水资源的认识仅凭自己的用水情况来判断。若农民灌溉河水,水资源严格受到水利部门的控制,大多数人认为水资源不够用,若利用井水灌溉,灌水者基本自己决定用水的数量和灌水时间,灌水者感觉水资源并未受到限制,水是充足的。在石羊河流域中下游地区,因有井水的支持而导致51.97%-64.06%的人认为水资源够用,也就使人认为有井即有水。在这种思想引导下,人们便疯狂的打井,无节制的抽取地下水。石羊河流域水资源管理部门在指导和保护水资源行为的同时,应加强流域水资源现状、利用和管理的宣传,使流域内绝大多数人懂得区域水资源的现状、利用方式、开发潜力,自觉形成节约用水、科学用水、持续用水的意识。     

沙漠戈壁光伏电场固沙效应初步研究——以甘肃河西走廊为例

近些年来,我国光伏产业发展迅猛。甘肃河西走廊是我国主要沙漠化地区之一,也是光伏产业集中区。以甘肃河西走廊为研究区,调查分析了沙漠、戈壁光伏电场的固沙功能和促进植物生长作用,以及光伏电场的风蚀、积沙状况,结果表明:(1)沙漠、戈壁光伏电场不仅具有转化太阳能的功能,还具有阻沙固沙,消减沙尘暴和风沙流发生发展动力的生态功能,光伏电场的防风固沙作用包括光伏板自身的沙障作用和光伏板集的雨水及清洗水集中下渗促进植物生长的作用;(2)戈壁和沙漠—戈壁过渡带光伏电场内植被盖度显著大于光伏电场外围,沙漠光伏电场内光伏板行间平均积沙厚度15.8 cm;(3)河西走廊沙漠、戈壁光伏电场占地面积为13 137 hm~2,初步折算,其阻固流沙功能相当于5倍以上相同面积的固沙林和5~9倍相同面积的沙障。因此,沙漠、戈壁光伏产业可望成为继造林治沙、沙障压沙之后的另一条防沙治沙新途径。     

民勤绿洲-荒漠过渡带土壤粒径分形特征研究

通过野外采样与室内试验,分析了民勤绿洲-荒漠过渡带土壤粒径分布分形特征及其与土壤理化性质的关系,结果表明:(1)民勤绿洲-荒漠过渡带白刺群落土壤以细砂为主,梭梭、沙拐枣群落土壤以中砂、粗砂为主;土壤粒径分形维数为2.144～2.398,3种植被类型土壤粒径分形维数均为固定沙丘半固定沙丘流动沙丘(或平沙地流动沙丘)。(2)土壤粒径分形维数与黏粒(0.005 mm)、粉粒(0.005～0.05 mm)含量呈极显著正相关(p0.01),与细砂(0.1～0.25 mm)、中砂(0.25～0.5 mm)、粗砂(0.5～1 mm)含量呈负相关但不显著,与极细砂(0.05～0.1 mm)、极粗砂(1～2 mm)含量呈正相关但也不显著。(3)分形维数D值与全氮、速效磷含量分别呈极显著正相关(p0.01)和显著正相关(p0.05),土壤黏粒含量与有机质、全氮、速效磷含量呈显著正相关(p0.05),土壤粉粒、砂粒含量与有机质含量呈极显著正相关(p0.01),土壤分形维数D值和黏粒、粉粒、砂粒含量与土壤含水量、全钾、速效钾、全盐、p H值相关关系均不显著。     

石羊河下游防风固沙体系建设模式

由于对水土资源的长期不合理利用，导致石羊河下游地区脆弱的生态环境不断遭到破坏，由此引起防沙固沙林衰败死亡，沙漠化扩张速度加快，使得该区域成为我国当前荒漠化危害最为严重的区域。通过对石羊河下游民勤县的防风固沙体系建设发展历史、体系现状以及存在问题的研究，针对新的生态环境条件，提出了防风固沙体系建设的免灌模式和灌溉模式。     

流动沙丘白刺造林技术试验研究

通过流动沙丘造林试验研究发现,唐古特白刺在流动沙丘可采用植苗和扦插进行造林。流动沙丘植苗造林不仅成活率、保存率接近大田造林,而且生长表现包括冠幅、地径优于大田和草沙障沙丘造林。流动沙丘扦插造林成活率和保存率低于大田,但远高于草沙障沙丘,且插条长度和生根粉对唐古特白刺扦插的成活率和保存率有显著影响,用250mg/L浓度生根粉的泥浆蘸根,60cm长度插条扦插成活率和保存率分别达到72.5%和45.4%。     

1973-2010年石羊河流域耕地时空变化研究

以石羊河流域耕地资源为研究对象,在GIS支持下,利用遥感影像(TM、MSS和CBERS)解译了石羊河流域1973年、1987年、1994年、1998年、2005年和2010年不同时期耕地的土地利用/覆盖变化信息。结果表明:1在过去的30多年,石羊河流域耕地面积的增加主要分布在中游和下游。2从耕地动态度来看,20世纪90年代是耕地面积增加最多、变化最激烈的时期;近年来,上、下游的耕地面积处于平稳状态,甚至出现缩小。3石羊河流域耕地重心总体向东北迁移。4石羊河流域耕地破碎度和重要值逐渐增大,而耕地的分离度略有减少。人口的增加、国家政策和水资源变化是影响石羊河流域耕地动态变化的主要原因。     

民勤地区沙尘暴近地面风速特征及其与环境因子的关系

作为沙尘暴发生必不可少的动力条件,风是判定沙尘暴强度的主要指标,也是沙尘暴预测预报的依据。虽然人类对风的认识很早、研究很多,但是对沙尘暴过程中的风速特征仍然在不断的探索中。文中研究了民勤荒漠区、绿洲边缘和绿洲内部三种下垫面近地面50m沙尘暴风速特征及其与环境因子的关系。主要研究结果是:1)在三种不同的下垫面条件下,沙尘暴风速在近地面50m范围内风速均随高度遵循幂函数关系递增。2)从荒漠区到绿洲边缘近地表0-50m内风速平均削减4.11%,再从绿洲边缘到达绿洲内部风速平均削减30.45%。风穿越研究断面,随高度增加风速削减率逐渐减小。3)不同季节,沙尘暴平均风速没有明显差异,但地表粗糙度越小沙尘暴平均风速的季节性差异越大,高度越高季节差异越大。4)绿洲内部地表粗糙度为2.121 cm,绿洲边缘为0.082 cm,荒漠区为0.023 cm。5)根据每次沙尘暴过程中30m in平均风速随时间的振荡曲线的轮廓可将沙尘暴归纳为三类,分别为单峰型、双峰型和多峰型。这三种不同类型的沙尘暴在大气环流背景、沙尘暴的发生时间、沙尘暴过程中风速的时空变化等均有明显的不同。在一次沙尘暴过程中,从垂直梯度看,随着高度的增加风速随时间曲线的振幅增大,而振荡频率降低;从水平梯度看,沙尘暴流场从荒漠区经绿洲边缘到达绿洲内部,风速曲线振幅逐渐减小,振荡频率逐渐增加。     

基于遥感分析13年来石羊河上游山区植被变化研究

NDVI是监测区域植被生长状况及植被覆盖度最常用的指标。基于2002和2015年9月上旬植被生长期内的Landsat TM遥感卫星影像,以ENVI 5.2软件为影像处理工具,分别获取两期影像的NDVI,研究内陆河石羊河流域上游祁连山山区植被覆盖度的变化;利用主成分分析法对两期影像进行了监督分类,获得各植被类型的面积以及变化情况。结果表明,2015与2002年相比,石羊河上游地区高覆盖度、中等覆盖度、低覆盖度植被面积均有所下降,分别下降了18.4%、13.4%、10.1%,而极高覆盖度和极低覆盖度面积均有所增加,分别增加了0.5%、26.6%。NDVI差值植被指数结果显示,上游地区植被发生退化的面积为6935.6154 km²,占总面积的51.26%,而发生改善的面积为6595.2834 km²,占总面积的48.74%。通过监督分类获得的各植被类型的面积显示,乔木林面积增长显著,13年间增长了108.75%,但是灌木林和草地的面积缩小严重,分别减少了49.87%、19.78%。祁连山石羊河流域上游森林植被在13年间呈现退化趋势。     

民勤绿洲外围不同下垫面条件下风沙流结构的观测研究

对民勤绿洲外围特定环境背景条件下不同下垫面的风沙流结构进行了实地观测和对比研究.结果表明:相同条件下无盖度流动沙丘输沙率顶部>中部>底部,白刺平坦砾质沙地上输沙率的大小与地表粗糙度成反比,与沙丘盖度成反比.且这两种下垫面风沙流结构(0～30 cm)都遵循负指数曲线(Q=aebh);白刺沙包不同部位风沙流结构遵循幂函数规律(Q=ahb)变化;不论梭梭疏透度如何变化,风沙流结构都遵循幂函数规律(Q=ahb);从防风固沙的效果来看.尼龙网沙障的防沙能力最好,麦草沙障次之,粘土沙障最弱;而从整个研究时段总的输沙率来看,流动沙丘＞丘间砾质沙地＞梭梭林＞白刺包＞黏土沙障＞麦草沙障＞尼龙网沙障.     

基于遥感分析20年来民勤绿洲防护林带植被变化研究

民勤绿洲三面环沙,为了遏制风沙危害,保护绿洲,民勤人长期不懈的开展绿洲防护带体系建设,监测和评价绿洲防护带的变化趋势,这对于绿洲生态环境的保护及指导干旱区生态建设意义重大。利用1996、2006、2016年民勤绿洲防护带植被生长期内Landsat TM/OLI遥感卫星数据,以ENVI 5.3和Arcgis 10.4为影像处理工具,分别计算3期研究区内的NDVI,基于像元二分模型计算植被覆盖度,研究民勤绿洲不同植被覆盖程度的空间分布和动态变化;基于CART算法的决策树分类技术,组合多元数据进行土地利用类型分类,获得绿洲防护带面积以及转移变化情况。结果表明,2006与1996年相比,低覆盖度和高覆盖度面积有所增加,占民勤绿洲面积比例分别增加了32.48%和27.65%;但是,中低覆盖度、中等覆盖度、中高覆盖度面积有所减少,所占比例分别下降了66.28%、17.94%和2.61%。2016与2006年相比,低覆盖度和中高覆盖度面积有所减少,所占比例分别下降了26.28%和24.00%;此外,中低覆盖度、中等覆盖度和高覆盖度面积有所增加,所占比例分别增加了205.47%、4.12%、44.22%。20年来,低覆盖度面积出现先增加后减少的趋势。土地利用分类结果显示,2006与1996年相比,农田防护林和防风固沙林面积均有所增加,分别增加148.68%和16.47%。2016与2006年相比,农田防护林面积有所减少,所占比例下降了33.99%;但是防风固沙林面积继续保持增加趋势,增幅3.55%。说明20年来,民勤绿洲低覆盖度面积不断减少,生态环境不断改善,防风固沙林面积出现先快速增加后缓慢增加的趋势,这与保护天然植被,大力开展人工造林建立防护林息息相关。