若尔盖地区不同下垫面对蒸发量影响的研究

地处高原平台的若尔盖地区下垫面的变化影响地气界面的热质传递.多种数据表明,若尔盖高原的水汽输送情况直接影响中国北部地区的干旱情况.本文采用多种蒸发公式计算若尔盖不同下垫面蒸发量的差异,分析了若尔盖高原盆地中下垫面的状况对蒸发量的影响,讨论了不同下垫面对若尔盖地区水汽输送、土壤沙化退化影响机制.     

民勤绿洲外围不同下垫面条件下风沙流流量的观测

对民勤绿洲外围特定环境背景条件下无盖度流动沙丘、白刺平坦砾质沙地、白刺沙包、梭梭林地、麦草沙障、尼龙网沙障以及粘土沙障的风沙流流量进行了实地观测和对比研究.结果表明.无盖度流动沙丘扣白刺平坦砾质沙地上风速(v)与0～50 cm输沙率Q(g·cm-1·min-1)之间的数学关系曲线都遵循幂函数曲线(p=avb),它们的风沙流总流量分布均为沙丘顶部>沙丘中部>沙丘底部;白刺沙包从全年度风沙流总流量来看:Q 背风坡底部>Q 迎风坡底部>Q 顶部,且白刺沙包上白刺的盖度对风沙流流量影响显著;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;在梭梭林地上,随着疏透度的增大.风沙流流量成多项式0=1 992L2-6 522.7L+5 914.3(R2=0.976 7)或指数函数Q=412.38e0.7877L(R2=0.912 7)递增;从测定的全年度风沙流总流量看,无盖度流动沙丘>白刺平坦砾质沙地>梭梭林>白刺包>粘土沙障.     

塔里木盆地南缘荒漠绿洲交错带蒸散发特征

本研究选取塔里木盆地南缘和田地区策勒绿洲外围荒漠交错带为典型研究区,基于涡度相关仪器观测数据和气象数据,分析荒漠交错带下垫面植物生长季的蒸散特征及其对降水因素的响应,通过PT-Fi模型对下垫面的蒸散发组分加以区别分析。结果表明,观测区中,在研究时段内总蒸散量为276.44mm,土壤蒸散所占比例为47.4%,植被蒸腾所占比例为52.6%。     

不同下垫面径流小区次降雨对产流产沙的影响

[目的]揭示南方红壤区人工径流小区次降雨对径流泥沙作用规律,为区域水土保持工程实践与基础理论研究提供参考。[方法]基于云南摩布小流域3种下垫面(林地、农地、裸地)人工径流小区2013—2015年自然降雨观测资料,采用M-K趋势检验、灰色相关分析及双累积曲线等方法研究了次降雨量、径流量、泥沙量和入渗率的变化趋势及相关关系,以及降雨因子对径流泥沙的影响。[结果](1)2013—2015年摩布径流小区月降雨均呈先增加后减少的波动性变化趋势,3a降雨量无显著性变化趋势。(2)相同降雨量各下垫面径流小区产流差异显著(p0.05),其中林地最小,农地次之,裸地最大;3种下垫面次降雨径流深增长速率大小规律与此相同。(3)次降雨产沙量与降雨量、径流量均存在密切相关关系,相关系数分别为0.67~0.82,0.69~0.85。径流小区产沙能力随雨强增大而增强。相同雨量下,林地产沙能力最小,而裸地累积产沙量增速最大。(4)3个径流小区的入渗率均随降雨量和雨强增大而增大,其中林地入渗率最大,平均入渗率为94.03%;裸地入渗率最小,平均入渗率为86.28%。[结论]与农地和裸地相比,林地不同程度提高了土壤入渗性能,降低了产流量和产沙量。     

城郊不同下垫面对环境温、湿度的影响

城市热场空间分布和动态演变受城市下垫面特征影响较大,基于试验观测数据,对南京大学浦口校区不同景观类型下垫面（林地、草地和裸地）的温、湿度变化规律、特征进行了分析。结果表明：不同下垫面的温度变化趋势相似,温度白天在13：00左右达到最高点,夜间4：00达到最低点;而林地、草地、裸地的湿度变化与温度变化相反,一般在白天13：00左右为最低,而夜间2：00～4：00为最高。白天裸地、草地的温、湿度变化幅度明显大于林地,而在夜间3者非常接近。冬季裸地的地温变化幅度大于草地的地温变化幅度;各深度的地温均为草地高于裸地,并且差异显著。因此草地比裸地具有更强的保温效果。     

微地形改造的生态环境效应研究进展

干旱缺水和生境不良使世界上许多地区的植被恢复和生态改善面临困难。为了提高植被成活率、遏制土壤侵蚀和土地退化态势,国内外许多重点地区都开展了多种微地形改造与下垫面整地措施,使得地表生境和植被状况得到一定改善。但微地形改造对生态环境影响的基础研究仍严重滞后于实践的客观需求,许多关键效应和科学机理不明。本文系统梳理和总结了国内外学者在不同生态系统类型区和自然地理单元上开展的相关研究。认为微地形改造对土壤属性和微生境、降雨入渗和水蚀过程、植被恢复的效果及其生态服务功能发挥等多个方面都有重要影响,并综述了相关研究进展。同时指出当前微地形改造研究中存在的突出问题。包括科学分类标准有待系统化、实地量化技术相对滞后、微地形改造的水文效应有待强化、影响植被恢复的机理不明等若干重要局限。建议应进一步加强微地形改造的分类体系研发、发展微地形改造方式的定量刻画技术;设立野外定位站,跟踪监测其长期效应,并加强不同微地形改造措施的生态环境效应对比,为科学筛选和优化下垫面改造技术、服务区域生态改善和应对气候变化提供科学依据。     

陕北坡地产流产沙特性及径流模拟

利用野外模拟降雨试验,研究了陕北坡地产流产沙的特性,结果表明:在相同雨强下,裸地径流总量是草地的1.15倍,是PAM地的1.46倍,是秸秆覆盖的2.64倍。裸地产沙总量是草地的1.3倍,是PAM地的1.5倍,是秸秆覆盖的44.4倍,秸秆覆盖的蓄水保沙效果最为显著;同一下垫面的累积产沙量与累积径流量呈显著的线性关系,相关系数0.95以上;根据短历时Philip公式建立的修正降雨产流模型,利用该模型对其径流进行了模拟。结果显示:修正的Philip模型可反映裸地、草地、PAM地的降雨产流特征,计算值与实测值误差在10%以内,满足精度要求,但对于秸秆覆盖地其适用性不强,有待于进一步研究。将土壤吸湿率S参数推求方法推广应用于草地以及PAM地,得到的土壤有效传导度与饱和导水率之间的关系为:草地K=0.90 KS,PAM地K=0.98 KS。该研究成果对于拟定不同黄土坡地的保水保肥措施具有重要参考意义。     

异质下垫面显热通量动态变化及对环境因子的响应

利用2010年7月至2011年6月大孔径闪烁仪的观测数据分析了显热通量的变化规律,通过主成分分析和相关性分析,筛选出影响显热通量的主要控制因子,探讨了鹫峰站点复杂下垫面水热通量对环境因子的动态响应.结果表明:(1)鹫峰站点显热通量日变化规律与平坦(或均匀)下垫面相似,即显热通量与天气条件密切相关,具有明显的季节性变化规律.4个典型晴天均有峰值出现,从年初至年末显热通量峰值从中午11:00左右向上午偏移;秋分日显热通量波动最明显,冬至日波动较为平缓;夏至日显热通量值最大,处于波峰期,冬至日显热通量值最小,处于波谷期.(2)土壤温度、土壤含水量、空气温度、下垫面蒸散发、风速、风向以及太阳净辐射是影响显热通量传输的主导因子,且不同典型晴天的主导因子不同.(3)土壤含水量和土壤温度与显热通量具有极显著相关性,受下垫面植被组成复杂,地形起伏大等因素的影响,风向与风速与显热输送也表现出了显著的相关性.研究结果有助于加强对复杂山区显热通量规律的认识.     

毛乌素沙地三种下垫面土壤吸湿凝结水量的比较

为探讨半干旱区不同下垫面对土壤吸湿凝结水量的影响,采用称重法研究了毛乌素沙地开发整治研究中心院内臭柏群落、油蒿群落和裸地三种下垫面土壤吸湿凝结水量的变化特征。结果表明:植被可以改变试验点的温湿度,裸露沙地凝结量小于有植物区;臭柏群落形成吸湿凝结水最多,油蒿次之,裸地最少;同一下垫面中的凝结水量,地表以上20cm处的>10cm处>地表处。