盐胁迫对沙漠公路防护林主要固沙植物叶绿素含量的影响

鉴于塔里木沙漠公路沿线必须用高矿化度咸水进行灌溉的实际,通过对3种主要固沙植物在6个盐分梯度下叶绿素含量的实验,研究了叶绿素含量与盐胁迫的关系.结果显示:(1)植物叶片中叶绿素含量随着盐胁迫强度的增加而减少;(2)从植物叶绿素含量在不同盐分区间的变化看,3种灌木叶绿素含量均出现2次明显的下降,表明这几种植物对盐分的增加有一个适应的过程;(3)结合实验结果和植物长势的调查,将每种不同植物在不同胁迫程度下的盐分水平进行了划分,为沙漠公路防护林体系建设和可持续管护提供理论支持.     

自然覆盖物对塔里木沙漠公路防护林土壤蒸发的影响

为了揭示塔里木沙漠公路防护林内覆盖物对土壤水分蒸发的影响,在塔克拉玛干沙漠腹地进行人工模拟蒸发实验,为其防护林水资源高效利用和灌溉制度优化提供科学依据.研究结果表明:(1)积沙层、盐结皮层、枯落物和积沙-枯落物混合层等覆盖物阻隔土壤蒸发,对土壤水分蒸发作用影响明显;日蒸发量、累积蒸发量和蒸发速率都较无覆盖物沙地大幅降低,而且覆盖物越厚,降低幅度越大;覆盖条件下蒸发受其他因素影响较小,日蒸发量变幅降低,累积蒸发呈线性分布,累计蒸发曲线近似直线,而裸沙地累积蒸发则呈正对数分布,累计蒸发曲线近似折线,蒸发受其他因素影响较大,日蒸发量变幅大,蒸发过程具有阶段性;(2)覆盖物的蒸发抑制效率明显,而且随覆盖物厚度增加而成对数函数增加,当覆盖物厚度增加到一定程度时,蒸发抑制效率增幅逐渐降低;各覆盖物在2cm厚度的蒸发抑制效率差别不大,最大蒸发抑制效率(根据灌溉第1天日蒸发量计算)则为:积沙-枯落物混合层(79.92%)>枯落物(78.96%)>盐结皮层(75.58%)>积沙层(74.11%),现实蒸发抑制效率(根据灌溉周期末(14天)的土壤累积蒸发量计算)则为:盐结皮层(67.78%)>积沙-枯落物混合层层(66.72%)...     

塔里木沙漠公路防护林植物水分状况

塔里木沙漠公路防护林生长于极端干旱的塔克拉玛干沙漠中,防护林植物的蒸腾耗水和灌溉管理是防护林可持续的核心问题.利用茎流计测定了塔里木沙漠公路塔中段3种防护林植物的茎干液流,研究了防护林植物茎干液流规律、水分状况和现行灌溉模式下植物的耗水量,探讨了防护林灌溉管理中的节水问题.对茎干液流测定结果表明,防护林植物茎干液流具有明显昼夜节律性,液流的高峰值出现在白天10:00~15:00,最小值出现在00:00~03:00,夜间也保持较小的液流.3株直径1.9~2.0cm乔木状沙拐枣(Calligonum arborescens)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、梭梭(Haloxylon ammodendron)在生长季的日平均茎干液流速率分别为67.2,77.05和61.54g·h-1;茎干液流受环境因子影响而波动,太阳辐射、风速、气温、相对湿度和植物茎干液流有显著相关性.8年生沙拐枣、柽柳、梭梭植株年耗水量分别为1937.80,1253.39和1026.96kg,日平均耗水量分别为9.69,6.27和5.13kg.滴灌条件下,防护林带内土壤含水量在各个月份变化不大,土壤含水量充足,防护林植物清晨...     

塔里木沙漠公路防护林生态稳定性研究

塔里木沙漠公路防护林横穿塔克拉玛干沙漠, 利用3~30 g·L^-1地下咸水灌溉, 风沙、高温、盐分等多种胁迫因子影响人工生态系统的持续和稳定. 通过对多种胁迫下人工防护林的结构特征(包括生产力、更新能力、生物多样性等)和功能特征(生物地化循环, 如: 防护林土壤生理生化特性、地下水)的变化研究, 探讨防护林与环境之间的相互关系. 在此基础上, 将决策分析引入塔里木沙漠公路防护林稳定性研究, 筛选出影响防护林系统稳定性的障碍因子, 建立沙漠公路防护林稳定性的综合指标体系, 评价防护林稳定性, 并将生态稳定性概念应用于生态系统管理. 研究表明: 现阶段防护林塔里木沙漠公路防护林系统处于相对脆弱状态, 气候条件是系统稳定的主要干扰因素, 但能够通过人工措施改善沙漠公路防护林系统的环境质量, 增加了系统的稳定性.     

赣北红土与北京邻区黄土及沙漠砂的粒度特征对比

沿着东亚冬季风主要路径之一,采集了自浑善达克南端的沙漠砂,北京附近的黄土与古土壤到赣北九江的红土样品,对这些样品所致粒度分析表明,赣北红土的粒度特征与北京邻区黄土沉积中的古土壤层相似,频率曲线具有多峰特点,而黄土与沙漠砂粒度曲线主要呈单峰分布,从粒度参数看,沙漠砂,黄土,古土壤和赣北红土具有沉积土上渐变过渡性,赣北红土具有远源风成堆积的粒度特征。     

基于TELEMAC-2D的不同设计暴雨下厦门岛城市内涝特征分析

随着城市化率的提高,近年来我国城市内涝灾害频发.数值模拟是城市内涝研究的重要手段,已广泛应用于城市内涝特征分析.本文以厦门岛为研究区,建立了基于TELEMAC-2D的城市内涝模型,模拟了不同重现期(50,100 a)和不同雨峰系数(0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8)下厦门岛内涝积水情况.结果表明:积水总量受雨峰系数的影响较大,雨峰系数越大,积水总量的峰值越大;积水面积的变化受雨峰系数的影响,在同一重现期下,积水面积随雨峰系数的增大而增大;不同内涝风险等级下的积水面积受雨峰系数的影响是不同的,积水深度大于15 cm的积水面积随雨峰系数的增大而增大,而积水深度大于30 cm的积水面积变化受雨峰系数的影响不明显;在同样的重现期下,雨峰系数越大,迟滞时间越短.同时,对于城市排水管网的简化方法进行了相应的讨论和分析.     

天然条件下塔克拉玛干沙拐枣对潜水条件变化的生理响应

通过对塔克拉玛干沙漠腹地不同潜水埋深、矿化度条件下特有灌木塔克拉玛干沙拐枣(Calligonum.taklimakanensis B.R.Pan et G.M.Shen)水分生理特性的研究.结果表明:(1)潜水埋深的变动对塔克拉玛干沙拐枣的水势(清晨、午后)和蒸腾速率的影响比较明显,二者均随潜水埋深的增大而降低,气孔导度的变化主要与外界环境温湿条件相关.渗透势(ψsat,ψtlp),相对含水量和相对渗透水含量(RWCtlp,ROWCtlp)也有随潜水埋深增大而减小的趋势;(2)潜水矿化度对植物水势的影响比较显著,对相对含水量影响不显著.高矿化度对植物生产力降低的影响比较显著;(3)塔克拉玛干沙拐枣通过高蒸腾降低同化枝的温度,保持较高的体内水分含量来适应沙漠腹地干旱、高热的气候条件.另外通过自身调节甚至牺牲生产力来适应沙漠腹地的潜水状况的变化.     

塔里木沙漠公路防护林生态工程的综合生态环境效应

为了探讨重大工程的生态环境效应,从风沙环境、土壤环境、小气候、生物多样性和地下水环境5个方面对塔里木沙漠公路防护林工程的综合生态环境效应进行了研究.结果表明:(1)防护林改变了近地表风沙运动过程,防沙体系内风速、输沙率降低幅度分别达64%~80%和87.45%~99.02%,风沙流结构、沙物质粒度、地表蚀积状况也发生了明显变化;(2)与自然流沙地相比,防护林土壤容重减小,全盐含量、总孔隙度和含水量增大,土壤肥力质量明显提高,其变化基本呈现"先快后慢"的规律;(3)防护林对于小环境改善作用明显,距地面6m范围内,林地不同高度的空气温度普遍低于自然流沙地,而空气湿度则高于自然流沙地,林地土壤温度也低于自然流沙地;(4)随着防护林内生境的变化,土壤微生物种类显著增加,但不同种类微生物的种群分布并不均匀;(5)目前防护林灌溉抽水对地下水位、地下水矿化度的影响不大,水位在厘米级范围波动,矿化度的变化幅度在±1g·L-1左右,且没有明显的变化趋势.     

壮美的沙漠景观

沙漠给人以荒凉、毫无生气的印象,但它们也相当的美丽和引人注目,特别是从太空俯视沙漠,不同类型的沙、地形、风和气候组合出各色各样的沙丘,移动的沙丘被风刻画出无数的形态,不断地变化，构成壮美的景观。     

纵向岭谷区灌溉需水空间变异性及其与"通道-阻隔"作用的关系

利用纵向岭谷及对比区58个典型站点1971~2000年逐月气象资料及逐日降水量,分析各站ET0年值、月ET0最大值(5月份)、月ET0最小值(12月份)、水稻灌溉需水及农业综合灌溉需水定额(年值及4~6月主灌溉期),以地统计学方法分析了6者的空间变化特性.研究表明:在小范围内,6个灌溉需水变量随距离都有正的自相关性,且绝大多数都在S-N方向的Moran’sⅠ系数最大,空间自相关性最强;受不同季风气候、纬度、海拔及土壤因素影响,水稻灌溉需水的空间自相关性较其他变量更复杂;所有变量都是结构性因素引起的空间变异起主导作用,结构性变异达到60.2%~87.9%,随机成分引起的空间变异只占12.1%~39.8%;受夏季来自印度洋和太平洋两股水汽交汇区的移动轨迹、冬季来自大陆干暖的南支西风作用,ET0年值、5月份及12月份的ET0值都是在NW-SE和NE-SW两个方向的分形维数最小、变异性最大;水稻灌溉需水和农业综合灌溉需水定额(年值及4~6月主灌溉期)在S-N的变异性最大,主要受纵向岭谷走向的影响,水气和能量在南北向的河流通道作用下形成扩散的梯度效应;所有6个需水变量在E-W的空间自相关性都最小,证实纵向岭谷区各个灌溉需水变量在空间分布上受到"通道-阻隔"作用的影响.     

"通道-阻隔"作用对纵向岭谷区水稻灌溉需水的影响

通过对纵向岭谷区的保山、景洪、元江及比邻区的昆明等4个典型站的逐日参照作物腾发量分析,发现在低纬度和高原气候的共同作用下,形成逐日ET0变化的"延迟现象",即在5月份达到年内极大值ET0,max后缓慢下降,在极大值的80%～85%水平上波动并维持到秋季,此后的变化趋势才与内地一致.气象因素导致了研究区普遍种植的中稻作物需水量及灌溉需水的高峰期与水稻生理生长的高峰期错位,实际高峰期出现在雨季到来之前,生育期的需水强度为6.1～8.2 mm/d,变幅较内地小.在"通道-阻隔"作用下,纵向岭谷区水稻灌溉需水量与纬度、经度及海拔都呈现一定的相关性,东经100°的海拔1550m区域内水稻灌溉需水与纬度的相关系数为0.857,水稻灌溉定额为6240～8550m3/hm2;受东南季风和西南季风气候的影响,北纬23.5°的红河大断裂东西两侧地带的水稻灌溉需水量与经度的相关系数分别达到0.878和0.913,水稻灌溉定额分别为7260～7440和5970～7740 m3/hm2;而东经100°条状区海拔高程与水稻灌溉需水量的相关系数为0.636,水稻灌溉定额为6240～8550m3/hm2.     

古尔班通古特沙漠生物结皮中微生物分布的时空差异

对新疆古尔班通古特沙漠生物结皮层微生物分布的时空差异及其与土壤因子的关系进行了研究,结果表明:微生物分布受沙垄地貌部位、土层深度、季节影响呈现时空差异．空间尺度上,细菌在春秋季均为垄顶最少,垄间低地最多．放线菌及真菌在沙垄不同地貌部位的空间分布基本一致,但春秋季的空间分布格局有差异．含水量与微生物总数量的变化趋势一致,春秋季均表现为垄顶最少,垄间低地最多,春季尤为明显．在0-20cm土层中,微生物各类群的垂直分布受地貌部位和季节影响呈不同变化趋势．时间尺度上,春秋季微生物总数量、微生物各类群数量在背风坡、迎风坡及垄间低地均表现为春季>秋季,在背风坡表现的尤为明显．微生物各类群在垄间低地的垂直分布春秋季均表现为:细菌随土层加深增多;放线菌随土层加深减少;真菌先增后减．微生物各类群在垄顶的垂直分布春秋季有差异．含水量在各地貌部位0—30cm各土层,均表现为春季>秋季,0～10cm土层中尤为明显。微生物总数中细菌占绝大多数,依次为放线菌、真菌．细菌比例春季>秋季,放线菌和真菌则相反．微生物分布与有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾、pH、电导、盐分、过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶有显著的相关性．     

内陆浅层咸水区渗透性变异过程

选取鲁北平原区浅层粉土、浅层咸水和大气降水为供试材料,进行室内雨水-咸水驱替试验,研究驱替过程中的含水介质渗透性变化特征,探讨内陆浅层咸水区水动力、水文地球化学过程对含水层渗透性变异影响.试验结果表明:雨水驱替咸水饱和土柱过程中,随雨水注入,盐分突变,渗透系数由开始的6.49×10-4 cm/s最终降至2.28×10-4 cm/s,并维持相对稳定;第188天后咸水再次驱替土柱,且完全穿透土柱后,含水介质孔隙度由开始的43.02%降至39.73%;在雨水驱替过程中,驱替液黏滞性变化是影响渗透系数变化的因素之一.研究认为,内陆咸水区含水介质黏土矿物含量高,水化学与水动力学条件发生变化,Ca/Mg-Na的离子交换作用、黏粒大量膨胀和释放、扩散引起孔隙度降低是造成含水介质的渗透性下降的主因,咸雨水驱替过程中渗透性的变化具有不可逆性.含水介质水文地质参数的变异对于内陆浅层咸水形成和演化有重要影响.     

塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量变化与评价

为揭示塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量变化规律,分层采集不同定植年限林地土壤,在分析了林地土壤肥力因子差异的基础上,选择土壤肥力综合指数(IFI)评价法,对塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量作了定量评价.结果表明:塔里木沙漠公路防护林建设后土壤物理结构变好,孔隙增多、持水能力增强,随防护林年限的增加,土壤微生物量增大、酶活性增强,促进了养分的积累和转化,定植12年的防护林地土壤养分含量明显高于定植不久的防护林地和流沙地.受咸水滴灌影响,定植年限较长的防护林地土壤含盐量较大;林地土壤肥力指数随林龄增大在提高,且与林木生长指标密切相关.说明塔里木沙漠公路防护林的建设有利于风沙土的发育,土壤肥力质量逐年变好,在现有滴灌下能够满足林木正常生长的需要.     

塔里木沙漠公路防护林带土壤水分动态研究

通过采用野外定位观测法,对塔里木沙漠公路防护林带灌溉周期内与不同种植年限、不同立地类型土壤水分动态变化进行了监测分析,探讨了塔里木沙漠公路防护林带土壤水分动态变化规律.结果表明,塔里木沙漠公路防护林带土壤水分在时间动态上属于灌溉周期型,且土壤贮水量与灌后干旱天数呈线性关系.在垂直变化上,可以将其分为水分速变层、中变层、弱变层以及土壤水分稳定层等4个土壤层次.不同种植年限防护林带土壤水分年动态监测表明,随种植年限的增加,防护林带土壤水分含水率与土壤贮水量逐渐下降,相应土壤亏缺量成增加趋势.反映了在现有的灌溉制度下,防护林带越来越依赖于防护林带土壤累积的贮水量.同时还发现,同年种植的防护林带不同立地类型区,板结沙地的土壤平均贮水量最高,分别为沙垄、黏土地以及平沙地平均土壤贮水量的1.58,1.15和1.43倍,而土壤水分亏缺量都达到了900mm以上.     

塔里木沙漠公路沿线风沙危害形成环境分级与区划

通过系统的野外调查与监测,经过量化处理和分级标准确定,对塔里木沙漠公路沿线的风沙灾害形成环境进行了模糊分级与分区,将沙漠公路沙漠段风沙危害形成环境划分为四级,其中易于形成重灾的路段占沙漠段总长度的37.1%;在分级基础上,以沙漠公路沿线五大地貌单元的差异性为基础,结合沿线风况的差异,将沙漠公路沿线风沙危害形成环境从宏观上分为5个区,其中重灾型风沙危害形成环境区占沙漠段的64.3%。沙漠公路风沙危害形成环境程度等级在空间上表现出重复循环的分布规律,但总体上具有自北而南风沙危害形成环境程度逐渐减轻的趋势.     

揭开“精灵怪圈”之谜

非洲是一个神奇的地方,那里流传着不少神秘的故事.30年来,在非洲纳米比亚的海岸线附近的沙漠绿洲中,出现了数以万计的怪圈.尽管怪圈周围杂草茂盛,但怪圈内却是寸草不生.最近,一名德国生态学家揭开了怪圈之谜,原来这些怪圈都是一种沙漠白蚁建造的.怪圈之谜 怪圈是南非纳米比亚沙漠西部沿海地区的一种独特现象,怪圈直径2～12米不等,圈内沙土裸露.当地人认为那些怪圈是被精灵诅咒的地方,一些人甚至不敢进入怪圈之内.因此,这些怪圈被称为"精灵怪圈".这样的怪圈已经有数万个,而且还在不断地增多.近年来,陆续有科学家到这里来考察,试图揭开怪圈之谜. 根据现场的考察结果,在排除了人为制造怪圈的因素之后,科学家提出怪圈形成的3种可能性:第一种是怪圈中的泥土具有放射性,从而阻止了植物生长;第二种可能是怪圈的地下有许多白蚁,它们将植物种子全部吃光了,从而导致寸草不生;第三种可能是,怪圈泥土中带有某种有毒蛋白质,这种有毒蛋白来自一种被名为"牛奶灌木"的沙漠有毒植物.     

温带荒漠区不同灌溉条件下的胡杨、俄罗斯杨水势变化分析

测定植物水势被认为是现代灌水制度中确定何时灌水的直接途径. 以中亚准噶尔盆地两种防护林物种——胡杨和俄罗斯杨为研究对象, 探讨不同灌溉条件下胡杨和俄罗斯杨的叶、茎水势(ψ_?和ψ_s)变化以及土壤水势(ψ_soil)变化对胡杨和俄罗斯杨水势(ψ)的影响. 研究结果表明: (1) 随着灌溉量的增加, 胡杨和俄罗斯杨受旱胁迫的强度逐渐减弱, 相同灌溉量下俄罗斯杨受旱胁迫的强度比胡杨弱. (2) 环境越干旱, 俄罗斯杨对干旱反映的敏感程度越弱, 胡杨则越强, 反之亦然. (3) 胡杨群落地下60 cm处土壤水势比地下30和90 cm处土壤水势对灌溉量的变化响应强烈, 俄罗斯杨群落较浅层土壤水势比较深层土壤水势对灌溉量的变化响应强烈. (4) 在土壤水分较充足的情况下, 植物黎明前茎水势可作为反映土壤水势的合理指标. (5) 对胡杨和俄罗斯杨防护林分别实施多量少灌和少灌多次的策略, 能满足胡杨和俄罗斯杨对水分的需求.     

斜视猫外侧上雪氏回在毁损皮层17—19区前后细胞的眼优势分布

在已研究过的视觉皮层中,除皮层17、18、19区之外,LS区是目前研究得最详尽的一个区域。这个区域的细胞主要对具有一定运动方向的视觉刺激敏感,而对静止的视觉刺激不敏感,也不具备方位敏感性;具有空间总和特性;大多数细胞为双眼性细胞;最优空间频率和对比敏感度均较低。早期人工斜视未导致猫LS区双眼性细胞比例的显著变化,Von Grunau认     

宜兴典型农用地土壤剖面重金属元素含量研究

针对宜兴市自然环境与土地利用空间分异特点,选取平原的菜地、稻田与丘陵岗地的茶园、竹林4种典型农用地,通过不同开发利用年限样地土壤剖面0～15,15～30和30～60cm上重金属元素含量变化研究发现,菜地与稻田土壤剖面Cd,Hg,Cu,Pb,Zn和Cr累积明显,部分剖面Cu,Hg和Cd含量超标;茶园、竹林土壤剖面重金属元素一般没有明显累积,含量尚处于清洁水平;4种用地土壤剖面重金属累积与污染程度的总体排序为:菜地>稻田>茶园>竹林,其中工业企业、交通和城市人类活动以及肥料农药高强度尤其是过度使用,是引起研究区农用地土壤重金属累积与污染的主要原因.各元素在菜地土壤剖面存在较为明显的淋溶下移性,稻田、茶园土壤剖面Cd,Hg,Pb和Zn,竹林土壤剖面Cd及Hg表聚亚表聚现象明显.菜地土壤受到Hg,Pb和Zn的特别影响,4种用地土壤基本上未受到外源As和Ni的污染.随着开发利用年限的增长,菜地、稻田土壤将面临一定危害程度的重金属潜在生态风险,主要来自于Hg,Cd和Cu,但茶园、竹林土壤重金属潜在生态风险总体较小.