额尔齐斯河流域生态系统格局及变化

本文首先对额尔齐斯河流域气候，地貌，水文等环境因子特征进行了评述，进而阐述了流域生态系统的特征和格局以及在自然和人为干扰作用下的变化。分析结果表明在自然干扰作用下流域生态系统的格局与流域水文情势变化相适应，处于准稳定变化状态，而在人为对流域水文情势扰动下，流域生态系统的格局间接地受到影响。从而产生新的格局，其作用的强度，持久性和生态系统的格局变化程度过错大于大于自然干扰作用下的变化。引额调水工程对额尔齐斯河流域河谷生态系统内部单元格局变化具有重要影响。     

古尔班通古特沙漠人工梭梭林群落生态特征研究

为探究古尔班通古特沙漠南缘莫索湾地区33年来人工梭梭林群落(依靠天然降水)的生态特征,本文对两种造林技术(积雪-客沙造林和秋灌造林)人工梭梭林地梭梭的长势、草本植物、土壤水分进行了调查和监测。结果表明:(1)积雪-客沙造林和秋灌造林梭梭至今生长良好,目前植株高度和冠幅均大于2 m和2 m~2,当年新生枝条长度均大于20 cm;初始造林梭梭存活率较高,分别为40%和63%;经过自然更新,现有密度均有所提高,人工林形成异龄复层混交林,林下生长有不同优势种的草本植物;土壤含水量均2.00%,能够满足梭梭生长。(2)由于两种造林技术的土地处理方式和初期水分供给量不同,导致两种林地梭梭生长、林下草本植物盖度和多样性以及天然更新梭梭植株数量均有很大差异,整体秋灌造林地的状况优于积雪-客沙造林地。(3)两种造林技术对于当地生态条件均有很好的适应性,虽然积雪-客沙造林密度相对较低,但优于自然植被状况,且造林成本低;秋灌造林密度较大,天然更新植株数量较多,但造林成本高,后期生长较缓慢,需要采取一定的人工措施调整密度。综上可知,积雪-客沙造林和秋灌造林梭梭目前生长均较稳定,后者对该区生态条件适应性更强。     

风洞模拟“攀援植物-围栏”复合沙障不同疏透度下的防风效果

为探索受风蚀影响围封区域的新型治理技术措施,本研究对不同疏透度(β)“攀援植物-围栏”复合沙障的防风作用进行了风洞模拟试验。分别在6、8和10 m·s^-1净风条件下对模型A (网围栏,β:96%～98%)与4种复合沙障[模型B (无叶期,β:59%～64%)、模型C (无叶期,β:50%～55%)、模型D (有叶期,β:40%～45%)、模型E (有叶期,β:30%～35%)]进行试验。结果表明：1)不同类型复合沙障流场结构均呈“减-增-减”的变化趋势,障体背风侧存在风影减速区,网围栏前后流场结构一致,不存在减速区。2)不同风速条件下,无叶期复合沙障(模型B、模型C)在10 m·s^-1风速下近地表平均防风效能最低,分别为18.55%与18.38%,有叶期复合沙障(模型D、模型E)则在6 m·s^-1风速下最低,分别为44.03%与45.42%,有叶期复合沙障防风效应随风速的增大而增强,无叶期复合沙障则相反。3)综合分析表明,当障体疏透度为59%～64%时便可产生防风效果,复合沙障防风效果优于网围栏,障体有叶期防风效果优于无...     

塔里木沙漠公路防护林区土壤微生物的立地条件效应

通过分析来源于塔克拉玛干沙漠腹地防护林地的土壤样品,揭示了不同立地条件下防护林土壤微生物的差异及对土壤环境因子的响应规律,主要结论如下:(1)不同立地条件下土壤微生物活性差异极显著,呈现沙垄基部>沙垄中部>沙垄顶部>板结平沙地>流沙地的规律,而土壤深度间微生物数量表现为10～20cm>20～35cm>0～10cm,差异不明显。(2)三种微生物对环境因子的响应有所差异,细菌与土壤总孔隙度、含水量有显著正相关关系,与全K含量显著负相关;放线菌与全P、全K和全盐含量明显负相关,与全N正相关;真菌与全K、全盐含量负相关,与有机质含量和孔隙度大小正相关。(3)土壤不同深度范围内土壤因子对微生物活性的影响程度不同,0～10cm土层主要取决于有机质和N素含量;而土壤盐分状况和孔隙结构对10～20cm微生物较为重要;20～35cm土层中微生物需要满足一定养分供应和土壤结构。因此,土壤微生物对不同立地条件下土壤环境条件响应不同,微生物种群数量表现出一定差异,最终可能影响到微生物在土壤养分转化和促进土壤发育中的作用。     

不同结构尼龙网防风效应的风洞模拟

为对比不同结构尼龙网不同风速下的防风效应,开展对均匀型(A)、上密下疏型(B)、上疏下密型(C)3种不同结构尼龙网在6 m·s~(-1)、9 m·s~(-1)、12 m·s~(-1)指示风速下的风洞模拟试验。通过对不同结构尼龙网各风速下加速率等值线图和防风效能的对比分析,结果表明:1 3种结构尼龙网风场存在相似性但差异明显。B型尼龙网风影区下部存在加速区,A、C型则不存在;C型风影区中心位置较低。2 A、C型尼龙网防风效应随风速增大而降低,B型则相反。3测量范围内C型尼龙网防风效应明显优于A、B型。实际应用中应综合考虑沙障结构、风况等因素,尼龙网栅栏的布设建议选用上疏下密型结构。     

塔里木沙漠公路防护林凋落物的持水特性

采用野外典型抽样和室内浸水的方法,对4种定植年限不同的塔里木沙漠公路防护林带内凋落物的储量、持水量和吸水速率进行研究。结果表明：① 不同定植年限防护林内凋落物储量依次为：13 a林带 (42.3 t•hm^-2) >6 a林带 (39.6 t•hm^-2) > 10 a林带 (39.1 t•hm^-2) > 7 a林带 (16.2 t•hm^-2)。② 沙漠公路防护林的林下未分解层凋落物持水量的排序为：梭梭 >柽柳>沙拐枣;而半分解层凋落物持水量的排序是：柽柳>梭梭>沙拐枣,且防护林内凋落物最大持水量半分解层均大于未分解层。③ 各林龄不同树种不同分解程度的凋落物持水量与浸水时间之间呈对数关系,最佳拟合关系式为W=b+a lg t,吸水速率与浸水时间之间呈幂函数关系,关系式为：V=ktⁿ,凋落物吸水速率在0～1 h内急剧下降,4 h以后下降平稳,其吸水作用逐渐减小。     

流动沙漠腹地防护林土壤肥力质量垂直演化与评价

采用土壤肥力综合指数(IFI)评价法对塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量垂直演化作了定量评价。结果表明:塔里木沙漠公路防护林建设后不同土层土壤的物理结构逐渐变好,透水、透气、持水能力有所增强;随防护林年限的增长,不同土层土壤生物活性提高,土壤微生物生物量碳、氮、磷的增加以及六种酶活性的增强促进了土壤养分的转化,多数养分因子在不同土层间差异明显;定植年限较长的防护林地土壤盐分含量增加,有表聚现象;同一林地不同土层之间土壤综合肥力指数差异很小,但与林木生长指标有较大相关性。在现有咸水滴灌条件下,塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量良性发展。     

和田地区绿洲外围农田防护林带的防护效益

在和田地区新垦农地外围的流动沙地种植新疆杨乔木+沙拐枣灌木复合防护林,通过布设风速风向观测仪、沙尘通量梯度仪、温湿度和辐射等测定仪于林带前后,研究防护林网的防护效益,为营建绿洲外围防护林和合理开发利用荒漠区的土地资源提供理论依据。结果表明,防护林带的防风效能随着高度的增加而减弱,大于起沙风速(6m/s)时,新疆杨林带、沙拐枣林带在0.5m处的防风效能分别为67.2%和94.5%,在3m处的防风效能分别为31.3%和33.7%。随着风速的增大,沙拐枣林带和新疆杨林带的防风效能均减弱,新疆杨林带的减弱更为明显。防护林带有效地降低了地表风速,减轻地表风蚀。林带内的输沙量仅为外围的10%左右。此外,林带内的太阳辐射强度下降,温度降低,湿度显著增加。由此可见,防护林可以有效地起到防风固沙,改善区域小气候的作用。     

风沙土水分入渗与再分布过程中湿润锋运移试验研究

利用室内模拟试验系统,对塔克拉玛干沙漠腹地风沙土在滴灌条件下的水分入渗与水分再分布过程中湿润锋的运动规律进行了模拟试验研究。根据模拟试验描述了风沙土在滴灌条件下水分入渗与再分布情况下湿润体的形状变化,研究了在水平方向上与垂直方向上风沙土的湿润锋推进规律及运动特征,揭示了随着累计入渗量的增加,湿润锋推进过程在入渗初期速率较大,逐渐成减小趋势,并最终达到稳定入渗状态;在土壤水分再分布过程中土壤湿润锋面不断向外部推移,最后达到相对稳定;对风沙土水分入渗及再分布过程中其湿润锋的推进距离与时间做了函数关系拟合,其中乘幂函数关系式拟合最好。     

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。