塔克拉玛干沙漠腹地高大复杂纵向沙垄区简单横向沙丘形态特征的空间变异

为了探讨小尺度风沙地貌形态的空间变异过程,对塔克拉玛干沙漠腹地高大复杂纵向沙垄横断面上简单横向沙丘形态特征进行了研究。沙丘形态野外测量采用RTK(real-tim e k inem atic)技术,并通过南方测绘软件(South Survey)量算形态特征参数。结果表明:简单横向沙丘形态特征参数及其相互关系具有空间变异性。在8个地貌部位之间,沙丘形态特征参数(不包括迎风坡度)存在显著性差异,主要体现在:垄顶、沙垄背风坡、其他地貌部位(包括垄间地和沙垄迎风坡)三者之间的差异。地貌部位、输沙风强度以及沙丘活动强度是驱动沙丘形态空间变异的因素。沙丘高度与翼展度余弦有负对数关系,发育指数与高度、迎风坡度成负线性相关,这些相关性的显著程度在垄顶、背风坡较高,在垄间和迎风坡较低。     

Effect of vegetation restoration on ant nest‐building activities following mobile dune stabilization in the Horqin Sandy land,Northern China

Measurements of the density and characteristics (size and height) of ant mounds were carried out on mobile, semi‐mobile, semi‐fixed and fixed dunes in the Horqin Sandy Land, Northern China. The relationships between the distribution of ant mounds and the plant community (abundance and cover) were investigated, for areas within and across the dune stages. Changes in spatial pattern of ant mounds were also analysed following mobile dune stabilization. The results showed no ant mounds on mobile dunes; the mound density was significantly higher on fixed dunes than on semi‐fixed or semi‐mobile dunes. The mound density depended on plant density and cover across all dune stages, but not within any dune stage. The mound diameter increased but the mound height decreased from semi‐mobile dunes to fixed dunes. However, the mound diameter and height were not related to plant cover and density within any stabilization stage or across all dune stages. The spatial pattern of ant mounds tended to change from more clumped (semi‐mobile and semi‐fixed dunes) to less clumped and approached a random pattern (fixed dunes) along the dune stabilization gradient, which was related to the changing vegetation pattern during succession. Although the quantification of the number of ant species present was not attempted on each dune, the observed differences in ant colour and size suggest at least eight species were present. Fixed dunes were more attractive for different kinds of ant species, but the mound distribution exhibited a more random pattern with more continuous vegetation. Thus, different environmental conditions, especially in terms of the plant communities present at different dune stages, affected the activities and behaviour of the ants (including the distribution of mounds), but did not affect mound size and height. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

围封对流动沙丘表层土壤有机碳、全氮和活性有机碳的影响

以流动沙丘为对照,研究不同围封年限(14年和26年)下科尔沁退化沙质草地表层(0-15cm)土壤有机碳、全氮及活性有机碳的变化。结果表明:流动沙丘围封显著提高了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、轻组有机碳(LFOC)和微生物量碳(MBC)含量,14年和26年围封样地SOC、TN、LFOC和MBC含量均随围封年限的增加而增加,且0-5cm层增幅高于5-15cm层。14年和26年围封样地土壤碳氮比显著高于流动沙丘,但2个围封样地之间差异不显著。流动沙丘围封也显著增加了表层SOC、TN、LFOC和MBC储量,0-15cm土层SOC、TN、LFOC和MBC储量均表现为26年围封地>14年围封地>流动沙丘。相关分析表明,LFOC、MBC均与SOC存在极显著正相关关系,说明LFOC和MBC均可作为衡量土壤有机碳变化的敏感指标。     

乌兰布和沙漠新月形沙丘迎风坡风速变化的初步研究

对乌兰布和沙漠新月形沙丘表面风速的野外观测结果表明,沙丘迎风坡气流加速量主要和沙丘坡面形态、迎风坡前来流风速有关,迎风坡风速放大率介于1.02~1.59之间。近地面风速和输沙强度由坡脚至丘顶总体呈递增趋势,丘顶风速和输沙率最大,到背风坡因涡流作用,风速由丘顶至坡脚减小,输沙率锐减,相对于丘顶的风速率变化在0.17~0.49之间。由于输沙率与起沙风速的立方成正比,因而风速在迎风坡上向丘顶增加时,丘顶区域的输沙率(相对于坡脚)将成倍增加。     

察尔汗盐湖沙漠沙丘沉积物粒度特征分析

在对柴达木盆地沙漠地区两次野外实地调查的基础上,选取察尔汗盐湖沙漠盛行风向沿线的线形沙丘和新月形沙丘沉积物样品进行了粒度特征分析。结果表明,研究区沙区沙粒度组成以细沙和中沙占优,粉沙和黏土含量明显,粒度变化遵循沿盛行风向粒径变细的规律;粒度参数特征表现出沉积物平均粒径较国内其他沙漠偏粗,分选较差,呈正偏-近对称形分布,线形沙丘成熟度比新月形沙丘偏高;沉积物累计概率曲线特征指示研究区沙区沙的沉积环境以跃移搬运为主,存在明显的悬移搬运和微弱的滚动搬运。     

科尔沁沙地典型沙丘植被光谱特性

采用Field Spec4(美国ASD)的便携式光谱仪对科尔沁5种典型沙丘植被的光谱曲线进行测量,并对其特征进行提取分析。结果表明,1)5种典型沙丘植被黄柳(Salix gordejevii)、冷蒿(Artemisia frigida)、麻黄(Herbal ephedrae)、差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)和小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)的光谱形态大致相同。根据原始光谱差异和多个光谱特征参数可以区分植被类型。"红边斜率"由高到低依次为冷蒿(0.99%)小叶锦鸡儿(0.68%)黄柳(0.59%)麻黄(0.58%)差巴嘎蒿(0.56%)。2)对差巴嘎蒿不同季节光谱反射率特性进行比较分析得知,随植被生长期推移,差巴嘎蒿呈现出"双峰"和"红移"现象,但该现象并不明显。由于研究区在7月份出现持续干旱,植被缺水严重,导致差巴嘎蒿的"红边位置"在7月6日出现微小浮动,显现两个"红边平台"。3)分析不同覆盖度下差巴嘎蒿的光谱特性,差巴嘎蒿的导数光谱呈现"双峰"特性,且当覆盖度大于40%时,"红边位置"与覆盖度并无直接联系,但"红边斜率"与覆盖度呈正比关系。对不同覆盖度下差巴嘎蒿光谱可见光波段的连续统去除,得到吸收深度随覆盖度的增加而增大,吸收峰面积随覆盖度的增加而减小,对覆盖度敏感性参数比较可知,研究该地区差巴嘎蒿覆盖度变化优先考虑吸收峰面积。因此,基于植被高光谱特性的分析,对于今后利用遥感监测沙丘植被长势、植被分类识别及反演植被覆盖度等的应用提供重要的参考价值。     

荒漠绿洲边缘区泡泡刺灌丛土壤种子库研究

通过研究黑河中游荒漠绿洲边缘区泡泡刺灌丛的土壤种子库特征,结果表明,无论5月,还是9月,迎风坡和背风坡的土壤种子平均数量,都受到水平距离和土壤深度的显著影响。水平方向上,种子密度从灌丛下面到灌丛间地逐渐减少,而且大部分种子分布在灌丛下面,几乎没有种子分布在灌丛间地。垂直方向上,在0~10 cm范围内,5月份种子数量随着土壤深度的增加而增加。5~10 cm种子数量最多,然后随着土壤深度的增加而降低。5~10 cm迎风坡和背风坡的种子密度分别为4 292粒/m2和28 119粒/m2,显著大于其他深度的种子密度,占总种子数量的82.4%左右。9月份,无论迎风坡和背风坡,种子数量随着土壤深度增加而降低,大约有84%的种子集中在0~5 cm,很少有种子存在于10~20 cm土层。     

河西走廊绿洲外围沙化草地固沙造林效果研究

通过对流动沙丘固沙造林效果的对比研究,结果发现:未固沙造林的沙丘,丘间低地是以芦苇和赖草为优势种的原生群落,沙丘迎风坡植被稀疏,不形成植物群落,而实施固沙造林技术20年后的沙丘,虽丘间低地群落组成成分变化不大,但流动沙丘被完全固定,中下部形成以引入固沙灌木柠条锦鸡儿、花棒为优势种的人工植物群落,植物种类增加,生产力提高,草地生态系统得到有效恢复。固沙造林沙丘与未固沙造林沙丘相比,丘间低地群落高度增加51.6%,产草量增加12.6%,盖度增加4.7%,多度无变化,密度提高15%,物种丰富度指数提高25%,均匀度指数提高34.8%;迎风坡下部群落高度增加87.1%,产草量增加13%,多度提高一个等级,密度增加15%,物种丰富度指数提高228%,均匀度指数提高22.8%;迎风坡中部群落高度增加453.7%,产草量增加64.5%,多度提高一个等级,密度增加128.9%,物种丰富度指数提高616%,均匀度指数提高33.3%;迎风坡上部植被非常稀疏,不形成群落,植株平均高度25.3 cm,产草量增加206.8%,多度提高一个等级,密度增加550%,物种丰富度指数提高800%,均匀度指数提高66.7%。     

铁路沿线沙生植物种子风传扩散的数值风洞模拟

为了研究铁路沿线沙生植物种子风传扩散机制所体现出的生态适应策略,本文以辽西北铁路沿线沙区段5种蒿属植物为研究对象,借助流体动力学方程和计算机图形学技术,采用数值风洞方法,模拟预测了在不同风速及释放高度条件下各物种种子扩散时间和扩散距离的变化趋势。软件模拟结果表明,（1）在释放高度和风速条件相同的情况下,5种蒿属植物种子的飞行时间和飞行距离与种子重量表现出相反的趋势,即随着种子重量的增大,其水平飞行时间和飞行距离减短。（2）在释放高度相同风速条件不同的情况下,5种蒿属植物种子的飞行时间和飞行距离与风速表现出相同的趋势,即种子的飞行时间和飞行距离随着风速的增大而增加。（3）在风速条件相同释放高度不同的情况下,5种蒿属植物种子的飞行时间和飞行距离与释放高度表现出相同的趋势,即种子的飞行时间和飞行距离随着释放高度的增加而增加。种子重量、风速及释放高度是影响种子扩散时间和扩散距离的敏感因素,在铁路沿线沙化地区筛选适宜的植物防沙措施进行生态修复的同时应结合考虑这些影响因素。     

黄河乌兰布和沙漠段沿岸沙丘形态及其运移特征

为更合理、精确地计算黄河乌兰布和沙漠段的入黄沙量,探明其对黄河沿岸植被造成的影响程度,以黄河乌兰布和沙漠段沿岸沙丘为研究对象,通过野外地貌调查、沙丘形态测量和遥感解译对其沙丘的形态特征及其运移特征进行了系统研究。结果表明:乌兰布和沙漠沿黄段沙丘以走向西南—东北的新月型沙丘和新月型沙丘链为主,沙丘剖面形态不对称,具有明显落沙坡;在发育过程中同时受到了西南风和西北风的显著影响,5年内以沙丘整体向河道推进为主,共移动19.45m,具有单向快速运移的特点,且沙丘不断向黄河侵袭,应采取措施予以遏制。