平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构分形特征的影响

为揭示毛乌素沙地不同平茬周期的人工沙柳林地土壤孔隙的分形特征,阐明平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构特征的影响,以平茬周期为3、5、7a进行定期抚育的沙柳林地土壤为研究对象,通过低温氮气吸附试验研究了不同平茬周期沙柳林地0～50 cm土壤的孔隙结构参数及等温吸附曲线,采用Frenkel-Halsey-Hill模型计算孔隙表面的分形维数,分析了林地土壤各孔隙结构参数之间的关系以及孔隙表面分维数与各孔隙参数之间的关系.结果表明:①该研究区的林地土壤孔径以中孔(2～50 nm)为主,有少量的微孔(≤2 nm)和大孔(≥50 nm);②不同平茬周期的沙柳林地土壤孔隙结构分形特征明显,分形维数范围为2.4971～2.7797,平均为2.6849,可较好地描述林地土壤孔隙表面和孔隙结构的分形特征;③不同平茬周期下林地土壤分形维数与各孔隙结构参数有密切关系,分形维数越大,孔隙表面越粗糙,不规整程度越高;④植被的平茬影响其再生复壮,针对沙柳为主要防风固沙树种的毛乌素沙地,平茬周期为5a时较适宜林地土壤发育并保持结构稳定.可见合理的平茬周期有利于当地人工林的生长和土壤稳定发育,因此,研究结果可为当地沙柳人工林的管理和经营提供理论指导,促使沙柳人工林达到预定的生产经营目标.     

毛乌素沙地穿沙公路路域沙柳防护带平茬复壮技术

为防止穿沙公路路侧地表和路面在沙柳防护带衰退时期被风蚀和沙埋,设计维持丛状结构的平茬方式对其进行平茬复壮,优选出其发挥阻、输沙能力的最佳平茬强度,实现穿沙公路路域沙柳防护带可持续经营.以穿沙公路路域沙柳防护带为研究对象,以试验设定平茬方式按0.3Φ、0.5Φ、0.7Φ、1.0Φ(Φ为沙柳灌丛蓬径)强度梯度依次进行平茬,并对各平茬强度下的风速和输沙率进行观测,计算粗糙度并分析,选出平茬最为合理强度.研究结果表明:沙柳防护带在平茬强度为0.3～0.5Φ时,风速流场特征与未平茬时相比变化幅度较小,仍能将防护带前后风速控制在起沙风速之下,防护作用较好;平茬强度为0.5Φ时,防护带后H、2H、3H、4H测点地表粗糙度均大于旷野起沙时的粗糙度,5H测点处两者正好相反,5H点处为公路边缘,风速增大,对路面积沙有输导作用.平茬强度为0.5Φ以内时,沙柳防护带具有很强的阻沙能力,阻沙效果显著.综合对比分析,穿沙公路路域防护带最合理的平茬强度为0.5Φ.     

毛乌素沙地沙柳生物量估测模型研究

以内蒙古鄂尔多斯毛乌素沙地优势灌从沙柳(Salix psammophila)为研究对象,利用其易测指标株高(H)和冠幅直径(D)作为变量,结合实地获取的沙柳地上生物量与地下根系生物量,进行回归分析构建沙柳生物量模型.通过综合对比分析各预测模型的判定系数(R2)、F检验和平均估算误差(AEE)等指标,筛选出沙柳最佳生物量估测模型.沙柳生物量的最优模型为:地上生物量WA=0.326(HD)1.831,地下(根系)生物量WR=0.343(HD)1.497,总生物量WT=0.72(HD)1.660.模型的建立为毛乌素沙地沙柳群落生物量的测定提供了一种简便、实用的方法.     

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑的初步研究

对呼伦贝尔沙质草原及风蚀坑调查、测量和分析结果发现：呼伦贝尔3大沙带均由风蚀坑洼地及其坑后沙丘、残余背景沙质草原组成；风蚀坑和坑后沙丘可根据形态特征、发展阶段、诱发原因分类；风蚀坑多发生于迎风的阳坡上部，分布和形态受诱发因子影响显著，诱因主要是气候干旱化和人类大范围强度活动的耦合；保护植被和土层珍稀资源以防止风蚀坑发生，是防治沙质草原风蚀沙漠化的关键.     

毛乌素沙地西北缘不同类型沙丘土壤水分分布特征

干旱区的土壤水分分布特征受气候、区域地形、植被、土壤质地等因素的影响,其本身也是整个区域环境的重要影响因子。文中通过对位于毛乌素沙地西北缘鄂托克旗境内的裸露流动沙丘、灌木覆盖沙丘、乔木覆盖沙丘3种类型沙丘不同地貌部位0~4 m深度范围内的土壤含水量研究,采用钻孔取样、烘干称重和粒度测试等方法,分析不同植被、地形和土壤质地等因素对研究区土壤含水量分布特征的影响。结果表明:对于垂直方向0~4 m深度范围内的裸露流动沙丘、灌木和乔木覆盖沙丘平均含水量变化均表现为迎风坡高于背风坡,且在灌木覆盖沙丘和乔木覆盖沙丘的丘间洼地的土壤含水量多高于迎风坡和背风坡,不同类型沙丘在各地貌样点不同层段含水量变化差异明显,变化趋势不统一。相同的沙丘微地貌,不同类型植被覆盖对于沙丘土壤含水量在垂向上的变化有较大影响,且灌木植被的影响大于乔木植被。除了植被以外,浅层基岩的隔水作用对土壤含水量同样有重要影响。土壤水分分布特征与土壤中不同粒级的颗粒含量有关,而植被通过拦截空气中的粉尘,提高了土壤中粘土与粉砂等持水能力强的颗粒组分,进而提高了土壤平均含水量。     

广东省沙质海岸营造防风固沙试验示范林模式研究

进行了适生固沙灌,草的选草,草的选育,栽培以及及减轻沿海热带气旋危害并延缓沙土向内陆移动速度等的研究,营造乔,灌,草综合治试验试验模式示范林,并筛选出防风固沙效果好的4个大麻黄优良无性系,3个灌木和5个适于林带前沿至高潮线沙带种植的草木植物,从林带前沿到农田旱地设置 3道防风屏联,采取这些技术措施后,试验示范林内和林后风速降低了43．5－68．7％,4－5m/s风速已不再起飞沙,林内的自然植被增加,喜湿润的植物生长良好,防风固沙效果显著。     

1965-2015年毛乌素沙地人类活动强度时空变化研究

利用多源遥感数据,提取毛乌素沙地1965-2015年8期土地覆被动态变化信息,构建人类活动强度模型,探讨区域人类活动强度时空演变特征.结果表明, 50 a来毛乌素沙地人类活动强度呈逐年增加的趋势,其中1995年以前毛乌素沙地人类活动强度处于中等强度, 1995年以后人类活动强度变为较高强度; 50 a来毛乌素人类活动强度变化可划分为4个阶段:1965-1990年为缓慢增加阶段,1990-1995年为显著增加阶段, 1995-2000年为缓慢增加阶段, 2000-2015年为迅速增加阶段;毛乌素沙地人类活动强度呈自西向东逐渐增强的趋势;通过人类活动重心模型计算, 50 a来研究区内人类活动强度迁移速度越来越快,主要与人类改造地表能力的增强以及生态保护政策密切相关.     

不同固沙措施对民勤风沙口风速及粗糙度的影响研究

通过对民勤-雅布赖风沙口沙害综合治理体系设置的治沙措施,进行了抗风蚀、沙埋能力以及对风速、地表粗糙度影响力的观测与分析,结果表明:风沙口防护体系草方格、黏土、土工布沙障可大幅度提高地表粗糙度,分别为2.109,1.768,25.74;风蚀程度降低79％,49％,89％.并且通过综合防沙体系的建立,可使体系内风速降低65％,风蚀面积减小80％以上.总体上,治理1年后沙害程度减少了51.96％,沙害面积减少了88.4％,积沙量减少了87.6％.机械沙障防护下的人工直播灌草成活率得到大幅度提高,1年后覆盖度达到16％.初步总结出干旱地区通过采取工程固沙保护下的综合防护体系,固沙及阻沙效益明显.     

布袋沙障对流动沙丘地表风沙和土壤湿度的影响

为了解布袋沙障对风沙流和土壤湿度的影响,通过测定风速和采集地表0~30 cm输沙,同时对地下0~40 cm土壤含水率进行测试,分别研究1 m×1 m、2 m×2 m、3 m×3 m规格布袋沙障防风效能、粗糙度、输沙量和土壤湿度差异。结果表明,布袋沙障能够有效提高0~30 cm高度范围的防风效能,增加地表粗糙度,显著降低0~30 cm地表输沙量和改变风沙流结构。3种布袋沙障的防风效能顺序为1 m×1 m2 m×2 m3 m×3 m,1 m×1 m与其他两种规格布袋沙障的防风效能差异显著(P0.05),2 m×2 m和3 m×3 m规格布袋沙障的防风效能间无显著差异;粗糙度顺序为1 m×1 m2 m×2 m3 m×3 m对照,1 m×1 m、2 m×2 m和3 m×3 m规格沙障粗糙度分别比对照高91.31%、78.88%和76.26%,差异极显著(p0.001);0~30 cm输沙量顺序为对照3 m×3 m2 m×2 m1 m×1 m,对照的0~30 cm输沙量达到了71.43 g(/min·cm2),是布袋沙障的32.98倍,3种规格布袋沙障与对照沙丘2~10 cm和0~1 cm两层沙量的比值λ均大于1,说明在监测期内地表均处于风蚀状态。土壤含水率顺序为对照3 m×3 m2 m×2 m1 m×1 m,在0~20 cm土层此变化趋势明显,对照的土壤含水率分别比3 m×3 m、2 m×2 m、1 m×1 m规格沙障样地的土壤含水率高55.15%、58.63%和67.45%。     

小尺度新月形沙丘背风侧流场特性的大涡模拟分析

为了准确获得新月形沙丘背风侧湍流流场流动特性,采用基于Smagorinsky的亚格子尺度涡黏模型的大涡模拟(LES)方法,对简化了的实验缩比小尺度沙丘模型绕流气相流场进行了数值研究,模拟了相同来流风速、不同沙丘迎风坡度和高度下背风侧风场的湍流流动模式,获得了背风侧区域地表面摩擦系数分布,比较了回流区长度和湍流强度分布.模拟结果表明:LES方法能较好地揭示背风侧湍流流场特性;流场重附距离随沙丘迎风坡度和高度的增加而增大;背风侧回流区内湍流强度总体上比回流区外大,回流区内沙丘坡脚位置及重附点位置处湍流强度最大值出现在贴近地表附近,随沙丘高度的增加而增大;回流区中部湍流强度最大值出现在回流区顶部,随沙丘高度的增加先增大后基本不变.     

塔里木石油公路沿线全新世风沙地貌形成演化的初步研究

本探讨了新疆塔里木石油公路沿线全新世风沙地貌类型、发育条件、动力特征和演化历史。研究表明，公路沿线发育多种典型风沙地貌类型。在新月形沙丘的迎风坡，风速和输沙率向上坡增加，背风坡存在涡旋，促使迎风坡风蚀背风坡加积，以至整个沙丘向前的动量得以维持。在线性沙丘表面，沙粒沿着合成输沙方向呈曲折摆动式纵向输移，而在背风坡以显的侧旁气流和沙物质的侧向输移为特征。全新世以来，由于近地面东北风系中偏N风力减弱，偏E风力加强，因此沙漠腹地叠置沙丘落沙坡方位向西偏转。沙漠边缘河流作用与风力作用的相互消长对风沙地貌的形成演化影响巨大，而沙漠腹地风信条件和自然环境表现出相对稳定性。     

新月形沙丘表面粒度特征对沙丘发育规模及风向变化的响应——以塔克拉玛干沙漠东南缘新月形沙丘为例

以塔克拉玛干沙漠东南缘新月形沙丘为研究对象,分析3个不同发育规模和相反风向作用后沙丘表面沉积物粒度参数,得出以下结论:1）新月形沙丘表面沉积物以砾石和极粗沙为主,二者总占比79.09%,与之对应的,沉积物概率累积曲线多以蠕移质为主,其次为跃移质．沙丘形态及其表面微地貌变化,使得沉积物粒度特征在沿风向的不同断面呈现3种模式:迎风坡脚最粗、沿迎风坡经丘顶/脊线至背风坡脚逐渐变细,分选丘顶/脊线最好、由此分别至迎/背风坡脚变差;迎风坡上/下部最粗、由此至迎/背风坡脚变细,分选丘顶/脊线最好、由此至迎/背风坡脚变差;迎风坡上/下部最粗、由此至迎/背风坡脚变细,分选迎风坡脚最好、沿迎风坡经丘顶/脊线至背风坡脚变差．2）随沙丘高度增加,迎风坡和背风坡沉积物先变细后变粗,丘顶/脊线逐渐变粗,但分选性均变好;两翼角沉积物粒径差值增大,粒径粗、分选好的短翼角变为长翼角．3）相对于区域主风向（NE）,反风向（SW）作用后,迎风坡沉积物变细、分选变差,丘顶变粗、分选变好,背风坡脚变细、分选无明显变化．迎风坡表面和背风坡脚细沙、极细沙和粉沙总占比增加,砾石和极粗沙总占比减少;丘顶正相反．      

Structural variations of sand-bearing airflow over dune at southeastern fringe of Tengger Desert

From the analytical results of observed data onsand transport rates at different positions of dune surface atsoutheastern fringe of Tengger Desert, it has been found thatthe vertical distribution of blown sand flux exhibits a no-ticeable variation when sand grains move upslope anddownslope of dune surface under the action of wind force.Within the height of 20 cm above the sand surface, the verti-cal distribution of mass flux at different positions from toe todune crest of stoss slope of sand dunes coincides with a singleexponentially decaying law; while the vertical distribution ofmass flux over the lee slope occurs as two variable zones,with the height of 8--12 cm as the dividing line, the sandtransport rate below this height exponentially decreases withincreasing height, but above this height decreases in a powerfunction law. On the stoss slope, the relative sand transportrate in the upper layer of sand flow tends to decrease withthe increasing wind velocity and the total sand transport ratetowards the dune crest due to the shortened trajectory lengthof saltation sand grains moving upslope. On the lee slope, theincrease in lift-off height and trajectory length of saltationsand grains moving downslope leads to the increase in rela-tive sand transport rate in the upper layer of sand flow.     

半干旱区小城镇周边沙丘水分的时空变化——以乌审旗达布察克镇为例

水分是影响干旱区沙丘植被分布、生长和生存的关键因素.以内蒙古自治区乌审旗达布察克镇周边8km范围为研究区域,对不同类型沙丘的土壤水分进行连续观测,研究城镇周边沙丘土壤水分时空动态变化规律.结果表明:研究区沙丘土壤含水量时间变化分为春季积累期、水分消耗期、秋季积累期、稳定期4个阶段.在空间分布上,不同沙丘土壤含水量大小表现为:流动沙丘半固定沙丘固定沙丘(纯蒿)固定沙丘(柳蒿混生);沙丘土壤水分垂直变化可分为土壤水分速变层、土壤水分活跃层和土壤水分相对稳定层3个层次;从沙丘地形部位看,丘间低地地下水位高,而背风坡土壤含水量接近植物凋萎系数.     

包兰铁路沙坡头段防护体系近地面流场特征

基于地形和流场实测，研究了包兰铁路沙坡头段铁路防护体系近地面流场沿NNW-SSE方向的变化．结果表明，由于地形变化以及人工植被和草方格的存在，防护带内等风速线沿风向呈逐渐变疏和抬高的趋势，各高度的风速总体上呈递减趋势，风速放大率为负；沙丘迎风坡风速放大率为正，流动沙丘迎风坡风速放大率高于固定沙丘迎风坡．沙丘背风坡2．5m高度内风速放大率总体为负．防护带内的固定沙丘背风坡气流通体减速，各高度的风速放大率全部为负，平均为一1．48％／m．防护带内地表空气动力学特征发生变化，其中沙丘迎风坡地表风速廓线接近于对数率；人工植被带地表空气动力学粗糙度显著高于流沙区．     

空气动力学粗糙度与植被特征关系的研究进展

由Bagnold提出的空气动力学粗糙度概念,是描述各种表面空气动力学特征的重要参数,已被广泛应用于沙面、植被覆盖表面、雪面、水面等.植被高度、密度、覆盖度、侧影盖度等特征,通过影响下垫面空气动力学粗糙度来达到抑制风蚀的效果.本文系统地总结了近年来空气动力学粗糙度与植被特征关系的研究成果,分析了各种植被特征因素与空气动力学粗糙度的关系,并对影响空气动力学粗糙度的植被因素的研究方向进行了预测.     

广西海岸沙滩红树林的生态研究Ⅰ：海岸沙丘移动及其对白骨壤的危害

广西北海大冠沙红树林为开阔沙滩白骨壤林。为了解沙丘移动的规律及其对红树林的危害，从１９９２年４月到１９９５年７月对一处于发育初期的活跃沙丘进行实地观测。结果表明，３０多年前沙丘才开始在林内发育和移动。沙丘高可达８８ｃｍ，每年移动１２．６４ｍ，在４～７月大潮期移动尤其迅速。沙丘在３．２５年面积扩大了２．４４倍。研究样地白骨壤植株高４９．５～６７．９ｃｍ，８６％的植株因被沙丘埋没而死亡。在埋没过程中存活下来的植株继续受侵蚀、呼吸根上的固着动物和人为活动的危害。沙丘的移动引起白骨壤林的明显退失和生境的分化。     

表土粒度特征对风蚀荒漠化的响应

 为了阐明风蚀对表土粒度特征的影响,采用时空替代法选择毛乌素沙地5 种不同利用类型的土地（草地、新垦耕地、7~8 年耕地、>20 年耕地、沙丘）,以其表层土壤（0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 cm）为研究对象,通过野外实地采样和室内实验相结合的方法进行土壤机械组成与土壤颗粒分形分析。结果表明：1）5 个样地表层土壤机械组成均以细沙质量分数最高,为62.52%~80.40%,粗沙质量分数最低,仅为0.16%~0.43%,不同粒级土壤颗粒的质量分数高低排序为：细沙>中沙>极细沙+粉沙>粗沙,说明研究区土壤基质组成以细沙为主,沙物质分选好;2）5 个样地不同采样深度上的粗沙和中沙质量分数从大到小为0~1 cm>1~2 cm>2~3 cm>3~4 cm>4~5 cm;细沙质量分数各层次之间差异不显著（P=0.4558）,以0~1 cm 层的质量分数最低;极细沙+粉沙的质量分数0~1 cm和1~2 cm层显著低于其他3层（P=0.0126）,表明从草地到沙丘的演化是一个主要以极细沙+粉沙质量分数减少的风蚀荒漠化过程;3）土壤颗粒分形维数与极细沙+粉沙的质量分数呈极显著正相关关系,D=0.3661lnx+1.3409（P<0.0001）。5个样地的土壤颗粒分形维数存在极显著差异（P<0.0001）,从大到小依次为：草地（2.579）、新垦耕地（2.479）、7~8年耕地（2.361）、>20年耕地（2.100）、沙丘（1.716）。因此认为土壤颗粒分形维数可替代土壤机械组成来表征土地风蚀荒漠化的程度。     

广西海岸沙滩红树林的生态研究Ⅰ:海岸沙丘移动及其对白骨壤的危害

广西北海大冠沙红树林为开阔沙滩白骨壤林。为了解沙丘移动的规律及其对红树林的危害，从１９９２年４月至１９９５年７月对一处于发育初斯的沙丘进行实地观测。结果表明，３０多年前沙丘才开始在林内发育和移动。沙丘高可达８８ｃｍ，每年移动１２．６４ｍ，在４－７月大潮期移动尤其迅速。沙丘在３．２５年面积扩大了２．４４倍。研究样地白骨壤植侏高４９．５－６７．９ｃｍ，８６％的植株因被沙丘埋没而死亡。在埋没过程中存活下     

Reconstruction of the spatial patterns of desert/loess boundary belt in North China during the Holocene

The desert/loess boundary belt is the transi-tional region between desert and loess, where aeolian sandand loess interlock in space and alternate in time. It, being seriously unstable in space-time, sensitive to climatic changes and with fragile ecological environment, is an ideal region for studying the global climate change. There are deposi-tional sequences of paleosol with sub-horizontal interbedded aeolian sand and loess, and the stratigraphical evidences show that there widely exist 3—4 layers paleosol in sand lands of northeastern China, 4—5 layers in Mu Us Sandy Land and Hunshandake Sandy Land, more than 4 layers in the Qinghai Lake region and the Gonghe Basin of Qinghai Province during the Holocene. These indicate that the desert has experienced several times of extending and compacting, along with which the desert/loess boundary belt vibrated. It possesses good coherence with global climate change and eustasy. The coherence shows that the monsoon change in East Asia is the primary driving factor for the swing of desert/loess boundary belt. Besides, human influence con-stantly intensified the swing of the belt, especially in the south of Mu Us Sandy Land during the 2000—3000 aBP.