绿洲-沙漠交错带沙漠扩散预测模型的建立及定性分析

本文通过讨论绿洲-沙漠交错带中绿洲与沙漠之间的相互影响和作用关系,参考传染病模型,根据数学物理原理,分析交错带沙漠化的特征提出了沙漠扩散预测的微分方程模型,对模型进行理论研究得到了其动力学形态的完整分析结果,最后以新疆民丰县为例验证模型的正确性。     

绿洲区域气候效应的数值模拟

在改进的土壤植被大气模式（MSPAS）的基础上,引入一个有效的大气辐射传输方案,建立了一个能在物理上真实地描述陆气相互作用及其反馈机制的二维模式（MLAIM）。利用HEIFE实验的观测资料,对改进了土壤水分传输、近地面层湍流输送以及植被物理过程参数化方案后的MLAIM进行了检验。结果表明,MLAIM能够合理地模拟陆气相互作用中的各种物理过程,能够有效地模拟绿洲与沙漠的地表能量收支情况。因此利用MLAIM对绿洲的气候效应进行了研究,分析了绿洲“冷岛效应”与“湿岛效应”的形成机理,并且着重研究了绿洲对其周围沙漠的影响。结果表明,绿洲对沙漠的水汽输送是影响沙漠地表能量收支以及绿洲周边区域气候的最重要的因子。     

乌兰布和沙漠东北缘绿洲防护林体系防风阻沙能力研究

沙漠地区不同下垫面特征直接影响沙尘的输送过程.在乌兰布和沙漠东北缘沙漠-绿洲过渡带和绿洲内部分别建设风沙监测塔,并获取2018年春季(3—5月)的风速和沙尘数据,对沙尘传输的差异性进行对比分析.结果显示:在沙漠-绿洲过渡带和绿洲内沙尘水平通量随高度变化均呈幂函数分布;沙尘水平通量在沙漠-绿洲过渡带随高度增加显著降低,而在绿洲内呈现平缓增加趋势;沙尘水平通量从沙漠-绿洲过渡带至绿洲内部减少约一半;绿洲内部起沙风频率比沙漠-绿洲过渡带降低了一半左右,绿洲防护林明显削弱了过境风速、减少了起沙风的持续时间,防风阻沙效果明显.     

石河子地区的热量资源与绿洲农业Ⅱ、准噶尔盆地沙漠沉积冷空气对石河子绿洲农业影响的研究

新疆内流型绿洲的最大特点是绿洲分布在山前至沙漠的倾斜平原上,形成沙漠与绿洲不同部位的高度差。冬季处于地势低洼的沙漠沉积冷空气最多,绿洲则随着高度上升而冷空气逐渐减少,导致不同部位的温度差异,影响作物布局及有关农业技术。石河子地区夏季沙漠的增温效应直接影响绿洲不同部位的气温,形成距离沙漠越远,温度越低,呈负相关关系(r=-0.8813*);冬季沙漠与绿洲由于沉积冷空气多少的差异,也形成距离与温度的弱正相关关系(r=0.8489);在春、秋季沙漠与绿洲间的温度则无相关关系(r=-0.4218及0.5524)。以上共同构成石河子绿洲农业的热量特征。     

古尔班通古特沙漠南部土壤属性空间分布特征

采用对古尔班通古特沙漠南部风沙土土壤化学和物理特征进行研究的方法。结果表明,区域尺度上,土壤p H、电导率、硫酸根从西向东和从北向南递减;全氮、速效钾、速效磷、全磷从西向东的递增;有机质含量从西北向东南和沙漠南、北两侧向沙漠腹地递减;相对粒径、全氮、速效钾和有机质具有斑块状分布特征。从沙漠腹地到绿洲边缘,相对粒径从14.05μm递减到了9.22μm,古玛纳斯湖区土壤黏粒与绿洲边缘区域土壤黏粒相比减少了14.7倍。局部尺度下,土壤有机质、全氮、速效钾和速效磷最大值均出现在东坡底,硫酸根和钠离子含量最高值出现在西坡底。由此可知,土壤黏粒和粉粒以坡底含量最高,沙粒含量以坡顶最高,说明区域与局域尺度表层土壤均具有明显的空间变异特征,其变异的原因可能是物种分布和风力分选的直接作用结果。     

绿洲对其临近荒漠大气水分循环的影响——敦煌试验数据分析

利用"我国西北干旱区陆-气相互作用试验\\"2000年5～6月在甘肃敦煌进行的野外观测资料,分析了西北干旱区临近绿洲的荒漠戈壁大气湿度特征,并根据它们在不同风向下的表现揭示出了绿洲对其临近荒漠戈壁大气水分输送的影响.研究了在绿洲影响下大气的逆湿和负水汽通量与风向和大气稳定度的关系,说明大气逆湿和负水汽通量的出现不一定完全相关,小时平均量有时表现出负梯度输送的特征,并且给出了负梯度输送出现概率的日变化以及大气稳定度对负梯度输送的影响.     

沙漠绿洲的开发与环境变化的相互影响

沙漠、戈壁等干旱地带占据着地球陆地的近1／3。人类从很早以前就开始在不毛之地的沙漠中开发和利用沙漠绿洲。随着人类人口的增加和科学技术的发展,沙漠绿洲的开发和利用就越来越重要。然而,地球环境的变化会很大程度地影响沙漠绿洲的开发和利用,反之沙漠绿洲的开发利用也会影响局地环境的改变。在我国现有的沙漠中,有不少的古代城镇及水利设施的遗迹。这些遗迹的废弃原因,大多与河流的改道和断流以及战争相关,有的还不清楚。     

西北沙漠旅游与绿洲文化融合发展策略探析

我国西北沙漠地区除少部分资源性工业外,绿洲地区大多为干旱农业区,目前绿洲地区经济发展方式主要是以节水为主的综合性农业开发;现实证明,节水农业在很大程度上放缓了当地经济发展的原有总量和速度;处在我国决胜全面建成小康社会和生态社会的关键时期,实行治沙、旅游、生态、绿洲文化一体化发展模式,可节约大量的农业耕种水资源,且沙漠旅游和绿洲文化产业的发展又会促进特色沙漠旅游消费、拉动沙产业不断发展,这是西北沙漠绿洲地区进行农业结构性供给侧改革的新思路,期待能成为"一带一路"陆上经济带的新增长点,以促进沙漠绿洲地区健康的可持续发展。     

古尔班通古特沙漠南缘绿洲净辐射及其热量通量的变化研究

对古尔班通古特沙漠及其南缘绿洲间各观测点的热通量、波恩比和净辐射进行了分析。结果表明，从沙漠到绿洲，下垫面获得的净辐射热量中，感热通量和土壤热通量所的占比例逐渐减少，而潜热通量的比例逐渐递增，离沙漠越远潜热通量越大；在12：00-18：00，绿洲裸地上波恩比在2．0—8．9变化，而在沙漠边缘为10-11；早上和晚上沙漠的净辐射高于绿洲，白天近地面净辐射绿洲大于沙漠。     

石河子地区的热量资源与绿洲农业Ⅰ、沙漠增温效应对绿洲农业影响的研究

石河子地区100km范围内沙漠对绿洲的增温平均1.76℃(1～2℃);绿洲距沙漠的远近与气温间存在线性关系,回归方程为:y=27.5297-0.0335x,r=0.8813~*。沙漠增温效应对绿洲农业有多方面作用,形成夏季富照高温、秋季日较差大以及促成棉花在夏季的“冷害”等,深刻地影响绿洲特色农业、栽培技术及人们生活。     

绿洲稳定性研究的几个基本理论问题

目的 探讨绿洲稳定性的尺度、内涵和机理。方法 在回顾绿洲稳定性研究的基础上，主要采用系统论研究方法，从尺度入手，寻求解决问题的途径。结果 指出绿洲稳定性是具体尺度下的相对概念，提出绿洲稳定性的多维多层尺度类型体系、尺度间相互转化关系，以生态系统、绿洲复合系统、绿洲山盆系统、区域为尺度，多层次分析回答了绿洲稳定的概念、内涵、作用机理等基本问题。结论 系统理论是揭示干旱区背景下多作用力绿洲稳定性的基本途径；绿洲不稳定的实质是人地关系不协调，稳定的实质是可持续发展；实现绿洲的稳定良性演替，必须通过对复合系统两大驱动力关系进行优化和调控，以寻求自然与人的耦合。     

影响西北沙漠绿洲水均衡的两种人为因素

从宏观尺度上用遥感方法分析了天然绿洲的时空变化规律。以额济纳绿洲与和田绿洲为例,探讨了绿洲变化的原因,认为绿洲退化的动因都是人类的开发活动所导致的水均衡失调;以量化方式区分出绿洲退化的2类基本原因,即上游来水量的不断减少和过度农田开发导致的灌溉用水量与无效蒸发量增加。     

风成沙波发育过程的计算机模拟

用元胞自动机方法,对风成地貌进行了计算机模拟,得到的床面形态同实际的沙漠景观很相似.结果显示:沙纹,沙丘及沙山相互嵌套的结构是风沙系统在不同尺度上同时表现出来的具有分形几何特征的自组织行为,这说明风沙运动是一个典型的非线性动力学过程.     

非线性动力学研究的几个问题

非线性动力学为自然界的非周期现象研究提供了一个新的途径.像湍流这样的多尺度的复杂现象,以及非线性的标度指数为我们提供随机现象中,既有最强的涨落的"主导"一面,又有随机性的一面,这是不同尺度之间相互作用的表现.物理学中包括保守系统和耗散系统都存在孤立波和波前,它们对应于数学动力系统中的同(异)宿轨道,子波变换中的子波就是孤立波和波前,它们可能是多尺度现象中的基本元素.任何混沌时间序列和符合序列只有通过重构才能显示出自组织拓扑结构和功能.这些都为非线性动力学提供广阔的前景.     

基于水热耦合平衡的塔里木盆地绿洲的年蒸散发

为了分析中国塔里木盆地沙漠绿洲的水资源转化消耗规律,建立了绿洲水热耦合平衡模型。该模型以年灌溉引水量和降水量之和作为绿洲年可供水量,采用傅抱璞公式将Budyko假设推广。以塔里木盆地绿洲的5个大型绿洲1971—2004年的年降水、灌溉引水、径流和潜在蒸散发资料,验证了水热耦合平衡关系。分析了年蒸散发规律和土地利用变化对模型参数的影响。拟合了阿克苏河绿洲的估算模型参数的经验公式。     

基于小世界网络模型的学术创新力演化分析

研究了基于小世界网络模型下的创新体系中学术创新力的演化问题.学术创新体系包含研究人员与管理体制两大要素,而学术创新力是组成创新体系各要素之间相互作用的结果.以组织科学中的NK影响矩阵,描述高校创新体系的小世界组织结构,其中N表示系统中个体的数目,K表示个体的邻域尺度.以自组织理论中极值动力学机制来模拟创新体系的演化.最后,通过计算机进行模拟演化.结果表明,对于给定的N和K,基于小世界网络的创新体系的极值动力学演化结果与网络的拓扑结构无关,而仅N给定时,系统创新力演化结果与个体的邻域尺度K紧密相关.     

沙漠—绿洲区域中药资源的数学模型

探索了沙漠一绿洲区域中药资源的数学模型．利用Fick定律、守恒原理和生物数学方法,得到了关于一般中药种群的单种群模型和关于寄生中药种群的n种群模型,它们是系数允许间断的反应扩散方程模型．同时,在一定条件下,还得到了模型解的存在唯一性,而只有沙漠或者只有绿洲区域的对应中药资源模型是本模型的特殊情形．     

构造背景与中国北方荒漠化的形成、发展与演化

目的 对中国西部内陆干旱盆地及周缘绿洲、中部高原荒漠化区的阿拉善高原、内蒙古高原、鄂尔多斯高原、黄土高原以及东部呼伦贝尔高原进行荒漠化调查,分析地质构造背景对荒漠化的影响.方法 在广泛开展野外调研的基础上,分析区域环境与构造背景的内在联系.结果 青藏高原隆起对中国气候环境产生重要影响,并奠定了第四纪环境的空间格局.中国北方日益干旱,三北地区荒漠化的发生、发展与演化基于这样的大地质背景,并自始至终受大地质背景控制;荒漠化是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈(包括人类)相互作用的结果.结论 荒漠化区域的地质构造背景、岩土性质、地貌特征、水文地质状况、地表温度、湿度、空气动力学条件以及生物群落等等,与荒漠化形成、发展都有着密切的关系.人类活动始终是在特定的地质背景中进行,人类在荒漠化过程中扮演催化剂的角色.     

生物治沙为奥运增绿

不是一番寒彻骨，哪得梅花扑鼻香。十一年的付出终有收获，京城外来风沙发源地之一的乌兰布和沙区和巴丹吉林沙漠，今日变成了树林，绿草，有机高效立体农业茂盛生长的大片绿洲，科技的力量不仅使沙漠变为绿洲，而且在北京沙漠源头“长出”奥运会果蔬基地无公害农药和美国“白蛾”克星。     

浅谈G315线且末-民丰公路改建工程项目的环境特点与公路建设环保措施

G315线且末-民丰公路位于塔克拉码干沙漠南部边缘,昆仑山和阿尔金山前倾斜细土平原区的绿洲与沙漠的过渡带上,生态环境极其脆弱.在进行公路建设中,由于施工取土、弃土的需要,会造成公路两侧大面积沙生植被破坏,如何根据道路的地形、地貌、气候环境等因素在施工中做好环境保护,对当前的公路建设具有十分重要的意义.