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  • 2024年, 44卷, 第1期
    刊出日期:2024-06-24
      

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  • 2024, 44(1): 0.
  • 王涛

    1966—1976年的“文革”10年,在一定程度上影响了防沙治沙实践和沙漠科学的发展。尽管如此,依靠之前十多年打下的基础,科技和工程团队还是坚守在风沙一线,继续开展防沙治沙技术研发和工程实施、野外定位观测、室内样品化验分析与数据统计、风洞实验、成果总结和论文、著作的写作等,取得了一批标志性进展。如风沙环境风洞的建设和应用,开启国内防沙治沙风洞实验和风沙运动规律研究的先河;系统进行的铁路风沙灾害过程与防治工程技术试验和理论研究取得新的进展;1975年3月在兰州成功举办的“中国科学院治沙研究工作交流会”,及时总结和展示了理论与实践的成果和水平;系统总结科学考察、观测、实验、研究和实践的成果,在发表一批科技论文的同时,编写和出版了系列专著,在中国沙漠的分布及其一般特征、沙漠形成原因、沙漠沙物质来源(就地起沙)、风沙流运动特征、沙丘形成演变机制和塔克拉玛干沙漠风沙地貌的形成、沙丘形态特征和运动规律、风沙地貌区划和防治风沙的若干地貌问题等方面都有开拓和创新的结果,推动了中国沙漠科学的理论探讨和系统构成;在农田沙害的治理、铁路沙害的防治和沙漠铁路工程建设方面和主要防沙治沙省区如新疆、甘肃和内蒙古也都产出了系统总结成果。这10年是中国防沙治沙实践与沙漠科学整体发展的初期。

  • 陈思宇, 杜世康, 毕鸿儒, 赵丹, 张越, 陈渔, 娄高僮, 陈俊言

    沙尘天气是极端天气现象,会使空气浑浊、能见度骤降,给人类社会各个方面带来恶劣影响;沙尘气溶胶还通过改变大气辐射收支及云微物理特性对天气气候产生重要影响。围绕沙尘天气的相关研究一直是灾害天气预报领域中重要的研究方向,准确识别和预报沙尘天气在生态环境保护、气候变化等方面均具重要意义。回顾了近年来关于沙尘天气识别与预报方法相关的研究成果,对重要的方法进行了详细介绍,同时分析比较了不同方法的优缺点。最后,对沙尘天气识别与预报相关的研究成果进行了总结,并展望了有价值的研究方向。

  • 冯筱, 屈建军, 丁新辉, 田琴, 范庆斌

    深入认识沙漠化逆转过程中植被净初级生产力(NPP)的时空格局及其影响因素,对沙漠化逆转区碳循环的调控及生态工程的实施具有重要的科学意义。基于光能利用率模型(CASA)对2000—2020年榆林市植被NPP进行估算,通过差值分析、趋势分析、相关性分析等方法定量分析了气候变化和人类活动对NPP变化的影响。结果表明:(1)沙漠化逆转过程中榆林市植被NPP呈波动增加趋势,增加速率为12.39 g·m-2·a-1(以C计量),并表现出西低东高的空间分布格局,呈增加趋势的区域占榆林市总面积的98.4%,呈减小趋势的仅为1.6%。(2)植被NPP与气温的相关性不显著,与降水量呈正相关关系。人类活动对植被NPP的影响以正效应为主。(3)榆林西部毛乌素沙地植被NPP的变化以气候变化为主导,对降水量变化的响应更敏感,中东部以人类活动为主导,气候变化和人类活动主导区域分别占榆林市总面积的43.1%和56.9%。榆林西部沙区植被的恢复受制于水资源的供给,中东部退耕还林等人类活动对植被的恢复表现出更为积极的作用。

  • 彭小梅, 车存伟, 苏靖茸, 肖生春

    中国北方干旱区生态系统结构改善及生态功能稳定维持和调控,是目前该区域生态建设的重要研究内容。开展干旱区人工林稳定性和适宜性评价,并提出气候变化背景下人工林稳定性维持的管理对策,对区域生态恢复和可持续发展具有重要实践意义。基于国内外相关研究进展,针对乔灌木人工林主体,初步构建了以树轮学方法为主的稳定性与适宜性评价体系。该评价体系突出树木径向生长过程和气候-环境限制因素分析,辅以林分生长表观、林相特征、立地条件和土壤水分状况等指标对比,基于对人工林稳定性和适宜性的综合评价,提出人工林稳定维持的针对性抚育管理对策。同时展示了黄土高原区不同降雨梯度、林分类型、立地条件和管理方式下多个树种的应用实例,并提出了进一步拓展的领域。

  • 王仁德, 蒋红军, 李庆, 付刚, 李玉强, 苑依笑, 常春平, 郭中领

    土壤粉尘释放能力是决定区域粉尘释放强度的关键因素,但一直缺少适合的土壤性质指标进行表征。采用野外取样分析与风洞实验手段,就土壤粉尘释放能力与土壤性质的关系进行初步研究。结果表明:各种与风蚀相关的土壤基本理化性质中,只有粉沙和沙粒含量对土壤粉尘释放能力的影响较显著,土壤粉尘释放能力随土壤中粉沙和沙粒含量增加具有先增大后降低的趋势,支持了有关学者提出的中等质地土壤具有最强粉尘释放能力的观点。土壤粉尘释放能力与土壤干团聚体粒度组成关系紧密,具有随土壤可蚀性颗粒中粒径<0.05 mm细颗粒含量(C<0.05/<0.85)增加呈线性规律显著增加,随土壤可蚀性颗粒中粒径0.1~0.5 mm跃移颗粒含量(C0.1-0.5/<0.85)增加呈幂函数规律显著降低的趋势。各项土壤理化性质指标中,土壤干团聚体中粒径<0.05 mm细颗粒含量(C<0.05)不仅能够反映各种土壤基本理化性质对土壤粉尘释放能力的综合影响,而且与决定土壤粉尘释放能力的两个正向指标——土壤可蚀性颗粒含量(C<0.85)和C<0.05/<0.85均呈显著的线性正相关关系,应是表征团聚体发育土壤表面粉尘释放能力较合适的土壤性质指标,这得到土壤样品分析结果的初步证实,但还需要进一步的实验验证。

  • 张萌, 亢力强, 王晓美

    植被布置方式是影响风对地表剪切作用的重要因素,进而影响植被的防沙效应。在风洞内测量了刚性树状植株模型在交错布置和矩形布置条件下的地表剪应力分布、总剪应力和输沙率,并分析了它们在两种布置方式下的差异。结果表明,在3种植株密度(18、32、50株·m-2)下,交错布置时植株周围平均地表剪应力比矩形布置时分别减小8.5%~11.9%、13.8%~16.5%、15.3%~17.2%。交错布置时剪应力分解模型参数β值(平均值220)大于矩形布置(平均值180),而两种布置的m值非常接近。在相同来流风速和植株密度下,交错布置时植被地表输沙率均小于矩形布置情况,平均减小值为24%,而输沙率随平均地表摩阻风速的变化规律不受植被排列方式的影响。本文结果有助于从地表剪应力角度理解布置方式在植被防风蚀研究中的作用。

  • 李霞, 杨保

    祁连山及其周边地区是季风-西风交互作用的敏感区,气候变化机制复杂。在研究区域进行了为期一年的参数化方案组合敏感性试验,从5组方案组合中选出模拟效果最佳的参数化方案组合,利用偏差校正过的CMIP6数据驱动最佳参数化方案组合设置下的区域气候模式WRF,对祁连山及周边地区开展了2005—2014年间为期10 a的动力降尺度模拟。结果显示:(1)WRF模式对气温的模拟普遍较好,不同的参数化方案组合对气温的模拟影响不大。WRF模式对降水的模拟受参数化方案组合影响较大,模拟精度整体较气温差。参数化方案组合的敏感性试验结果显示:Thompson云微物理方案、Grell-D积云对流方案、RRTM-Dudhia辐射物理方案和 Noah 陆面过程方案的参数化方案组合最适用于祁连山及周边地区。地形资料敏感性试验结果显示高分辨率地形数据集对气温与降水的模拟未见明显改善。(2)模拟气温与降水的空间分布特征基本能够再现真实观测数据的空间分布特征。气温与降水的空间分布受海拔影响很大,在高海拔地区气温比周围低海拔地区偏低,降水量则是偏高,模拟气温与观测气温之间的相关性好于对降水的模拟。模拟偏差主要表现在对气温的模拟普遍存在低估,对降水量的模拟存在高估。在站点尺度上,模拟温度和降水与观测温度和降水都有着几乎一致的正态分布,各站点上的温度模拟偏差主要出现在冬季,降水模拟偏差则出现在夏季。

  • 吕珂欣, 赵爽, 张文昌, 夏敦胜

    磁化率是古环境研究常用的代用指标,不同沉积环境中沉积物的磁化率增强机制不同,系统的磁学性质研究对磁化率参数的古环境意义解读尤为重要。选取萨拉乌苏河流域滴哨沟湾全新世风成砂-湖沼相沉积剖面为研究对象,通过系统的环境磁学参数研究,明确不同沉积相的磁学性质,并探讨其变化机制。结果表明:风成砂和湖沼相沉积物的磁学性质存在显著差异。风成砂中的磁性矿物以亚铁磁性磁铁矿和磁赤铁矿为主,矫顽力较低,磁性矿物的含量较高,且磁粒径较粗,以多畴和假单畴为主;湖沼相沉积物中除亚铁磁性和反铁磁性矿物以外,可能还含有磁性较弱的铁的硫化物,矫顽力较高,磁性矿物的含量较低,且磁粒径较细,以稳定单畴为主。风成砂的磁化率受成土作用影响小,主要受“风尘输入模式”的影响,风尘输入的粗粒磁铁矿和磁赤铁矿对磁化率的贡献大;湖沼相的磁性特征则受湖泊的还原环境的影响,还原作用导致强磁性的铁的氧化物发生溶解并向弱磁性的铁的硫化物转化,进而磁性矿物粒径减小,磁化率降低,矫顽力增加。

  • 王进, 刘钊, 张玉杰, 濮超, 吴尧, 鄂利锋, 谢全刚

    为筛选泡果白刺(Nitraria sphaerocarpa)优质种源进行人工栽培,以河西走廊戈壁荒滩、山前平地、荒漠沙地采集的25份泡果白刺种子为材料,研究其物理特性、休眠特性、休眠破除方法及萌发特性。结果表明:泡果白刺种子呈纺锤形或针形,种皮乳黄、黄褐色,极少数为黑褐色;种子外表皮较软,表面粗糙;种子长7.01~9.29 mm,宽1.90~2.63 mm,形状指数为5.41~11.18,千粒重8.28~19.23 g,比重1.02~1.16 g·cm-3,容重282.17~448.33 kg·L-1,优良度34.5%~92%;初始发芽率4.25%~30.25%。不同样品种子各指标均达到了极显著差异(P<0.01);种子比重与种子优良度极显著正相关(P<0.01),种子优良度与初始发芽率和样地水分极显著正相关(P<0.01)。在果实发育期灌水保育,可有效保证种子优良度;采集的种子中休眠种子和非休眠种子同时存在,不同采种基地种子特征特性和休眠深度不同;种子休眠原因是种子中存在发芽抑制物质,种子中的发芽抑制物能溶于NaOH、Ca(OH)2或KOH溶液,且发芽抑制物具有非专一性,既可抑制自身萌发,也可抑制其他植物种子萌发。用NaOH、Ca(OH)2或KOH溶液处理后清洗种子,可剔除种子发芽抑制物,使种子休眠完全释放。破除休眠后,25份泡果白刺种子发芽率为13%~90%,平均发芽日数为1.88~2.95 d,发芽指数4.03~34.07。适宜条件下,泡果白刺种子置床后2 h内为急剧吸水期,2~14 h为缓慢吸水期,14 h后为饱和吸水期,吸水率维持在60%;种子萌发过程中物质效率达到67.09%,种子萌发形成的幼苗为双子叶子子叶出土类型幼苗。

  • 朱雅娟, 赵晨光, 李慧瑛, 王阿晴

    阿拉善高原地处内蒙古西部,沙漠和戈壁广泛分布,是中国北方主要沙尘源地。飞播是当地治理土地荒漠化的重要途径。通常,飞播之后植物的萌发主要受气象和生境等自然因素影响。沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、花棒(Corethrodendron fruticosum)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)和蒙古扁桃(Prunus mongolica)是阿拉善高原荒漠的4种优势灌木。通过温室盆栽实验,研究降雨量、播种深度和土壤类型对4种灌木种子萌发的影响,优化飞播技术,为精准治沙提供理论依据。模拟的3个降雨量分别是首次浇水10、15、20 mm,之后每2天浇水5 mm,共10次。4个播种深度分别是0.5、1、2、3 cm。4种土壤类型分别是微细沙、细沙、中沙和粗沙。结果表明:沙冬青种子萌发的适宜条件是首次浇水15~20 mm,其他3种灌木则为首次浇水10~20 mm。沙冬青种子的适宜播种深度是0.5~1 cm,其他3种灌木则是0.5~2 cm;3 cm只有少量花棒萌发。沙冬青在微细沙、细沙和中沙里的萌发率较高,而在粗沙中的萌发率较低;其他3种灌木在4种土壤中的萌发率都较高。因此,在阿拉善高原东部,沙冬青适宜15 mm以上降雨后在流动、半流动和半固定沙丘飞播,不适宜戈壁飞播;其他3种灌木则适宜10 mm以上降雨后在流动、半流动、半固定沙丘和戈壁飞播。

  • 刘晓颖, 李宗杰, 刘梦晴, 徐斌, 桂娟, 崔乔, 薛健, 段然

    基于稳定同位素示踪技术对长江源区植物水、土壤水、降水、河水、冰雪融水、地下冰融水及冻土层上水等水体的氢(δ2H)、氧(δ18O)稳定同位素关系进行分析。通过对比22个植物样方的稳定同位素,发现草本的δ2H和δ18O稳定同位素值均比灌木偏正。从水体稳定同位素特征的分布情况来看,植物水的直接来源为不同深度土壤水,间接来源为河水、冻土层上水、冰雪融水、降水和地下冰融水。MixSIAR模型计算结果表明长江源区灌木主要利用40~60 cm (11.1%)和80~100 cm (11.1%)的土壤水,草本植物主要利用0~20 cm (13.0%)和20~40 cm (14.0%)的土壤水。土壤水对灌木的贡献比例为55%,对草本植物的贡献比例为62%,冰雪融水、降水、地下冰融水、河水、冻土层上水对灌木的贡献比例分别为7.6%、9.5%、11.1%、9.6%和7.6%,对草本植物的贡献比例分别为8.3%、8.2%、5.7%、7.1%和8.9%。

  • 潘晶, 王磊, 黄翠华, 尤全刚, 郭平林, 郭琪, 薛娴

    盐胁迫是影响干旱区植物生长的重要非生物胁迫,会干扰植物能量代谢过程,进而对植物的生长发育产生不良影响。盐胁迫条件下植物是否具有稳定的能量供应与其耐盐性能密切相关。本文从植物种子萌发、营养生长和生殖生长等3个阶段入手,浅析土壤盐分增加造成的渗透胁迫、离子胁迫、营养亏缺、氧化胁迫和光合损伤等对植物能量产生与消耗的影响,以期为提高干旱区植物的耐盐性能和合理利用盐碱地提供理论依据和参考。

  • 何晨晨, 王振亭, 王宗礼

    在沙丘移动过程中,背风坡底部经常掩埋致死低矮沙生植物,而迎风坡坡脚则因风蚀而出露植物残体。通过14C测年法测定植物死亡时间,并根据沿沙丘移动方向从迎风坡坡脚至背风坡边缘的水平距离,即可计算沙丘在这段时间内的平均移动速率。据此,利用灌木植物木质茎残体作为测年材料,得到了民勤绿洲上风向外围区域内3个新月形沙丘的移动速率。通过与高分遥感影像解译结果对比,发现14C测年法能够成功确定新月形沙丘在数十年内的最大平均移动速率。

  • 张燕航, 王文珠, 师桂英, 杨宏羽, 常桂香, 王英, 李慧

    乌头酸是兰州百合(Lilium davidii var. unicolor)根系的重要分泌物。为评估乌头酸作为化感抑制剂防治百合枯萎病的可行性,以CK(清水)、F(接菌,无乌头酸)、T(1 000 mg·L-1乌头酸)、T+F(接菌,1 000 mg·L-1乌头酸)处理,探索了乌头酸对兰州百合枯萎病的化感作用效应。尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)离体培养结果表明,与F处理相比,T+F处理显著降低了尖孢镰刀菌的增殖,减少了尖孢镰刀菌的数量,而且其作用效应有一定的持效性。植株人工接种试验表明,与F处理相比,T+F处理的发病率、病情指数分别显著降低了44.45%、28.21%;T+F处理的超氧化物歧化酶(SOD)、苯丙胺酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性、脯氨酸含量比F处理分别显著增加了122.63%、17.49%、45.35%、119.36%、92.59%;与CK相比,T处理的抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、脯氨酸含量比CK分别显著增高了142.58%、52.1%。经主成分分析,不同处理综合指标顺序为CK>T+F>T>F。外源乌头酸可以降低百合枯萎病的发病程度,缓解尖孢镰刀菌对百合植株生长发育的不利影响,具有作为化感抑制剂应用于百合枯萎病防治的可能性。

  • 贾文茹, 李庆, 李秀明, 谢宝妮, 王翠

    土壤风蚀是干旱、半干旱地区重要的生态环境问题。河北坝上地区是中国北方典型土壤风蚀区,特殊的地理位置使本区成为京津冀重要的生态屏障。为了更好地阐明坝上地区的土壤风蚀过程,完善该区域的风沙防护体系,基于气象、土壤、遥感和土地利用等数据,利用综合风蚀模拟系统(Integrated wind-erosion modeling system,IWEMS),计算了河北省坝上地区的土壤风蚀模数。结果表明:2000—2018年,坝上地区平均风蚀模数与风蚀风险区所占面积比例总体均呈减小趋势。月平均风蚀模数变化表明,11月至次年5月是主要风蚀季。风蚀程度以轻度和中度侵蚀为主,风蚀灾害主要发生在坝上地区中西部。自2009年以来,康保县和张北县的风蚀模数逐渐降低,丰宁县西部的风蚀模数逐渐增加。通过对土壤风蚀影响因素的数据分析,发现不同土地利用类型的风蚀模数为沙地>耕地>草地>林地,植被盖度和土壤湿度是影响风蚀模数月变化的主要因素,起沙风累计时间与风蚀模数正相关。

  • 徐远志, 刘新平, 胡鸿姣, 王立龙, 张铜会, 何玉惠

    充分认识草地群落分布特征、估算牧草储量是保护和合理利用草地资源的关键。以库伦旗8个乡镇的4个草地类型为研究对象,通过实地调查并结合空间分析法,探讨库伦旗草地群落的分布特征及其影响因素,并估算牧草储量。结果表明:库伦镇物种丰富度最高,水泉乡物种多样性指数最高;北部地区草地面积较大,牧草平均高度较大,但物种丰富度低于南部地区。根据物种重要值将群落类型分为23类。4个草地类型中,灌丛草地生物量最高,疏林草地多度最高。土壤因子显著影响植被高度、盖度、物种丰富度和多样性指数;优势物种狗尾草(Setaria viridis)和毛马唐(Digitaria chrysoblephara)主要分布在土壤肥力较差的灌丛草地和草甸草地。库伦旗草本类牧草的储量(干草)约为19.78万t,主要分布在北部的茫汗苏木和额勒顺镇。研究结果将为库伦旗牧草资源的开发利用、合理载畜量的评估和畜牧业的发展提供技术理论支撑。

  • 包天玲, 刘继亮, 苑峰, 李寅龙, 贾振宇, 潘成臣

    全球变暖对植物群落结构及其功能有重要影响。草地生态系统的植物群落对变暖响应极为敏感,但其响应却表现出极大的不确定性。本文通过开顶式气室(Open top chamber,OTC)模拟增温实验,系统研究了科尔沁沙质草地植物群落对增温的响应。结果表明:(1)增温使黄蒿(Artemisia scoparia)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)的比重分别显著增加了0.04和0.14,使狗尾草(Setaria viridis)的比重显著降低了0.12,改变了植物群落组成;(2)增温显著降低沙质草地植物物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener指数,且使植物群落、一年生和多年生草本植物的地上生物量分别显著减少22.71%、26.37%和20.10%;(3)增温改变沙质草地的关键类群和主要植物种间关系,使主要科植物间的相互作用减弱、连通性增加,导致植物群落结构稳定性下降;(4)沙质草地植物物种丰富度、Shannon-Wiener指数、生物量与土壤温度呈显著负相关,与土壤湿度呈显著正相关。总之,沙质草地植物群落对增温响应十分敏感,增温驱动的土壤水分及温度变化不仅降低了植物多样性,导致生物量下降,还会加剧沙质草地退化及其生态功能的下降。

  • 张晶, 左小安, 吕朋

    气候变化和人类活动影响草地资源利用效率和内部养分循环。为了明晰中国半干旱草原区植物对环境变化的养分调控策略,以沙质草地4种优势植物[狗尾草(Setaria viridis)、黄蒿(Artemisia scoparia)、白草(Pennisetum centrasiaticum)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)]为研究对象,依托增减水和氮添加交互模拟试验平台,分析了降水变化、氮添加及其耦合效应下土壤水分、土壤全氮、优势植物地上生物量、绿叶和枯叶氮含量以及氮回收效率(NRE)。结果表明:降水变化和氮添加及其耦合效应会引起物种结构和组成的变化,最终影响优势植物的生产力;干旱处理条件下,氮添加显著提高了狗尾草的绿叶氮含量从而降低NRE(P<0.05);生长季前期(5—6月)增加降水100%(+60 d)处理下,氮添加显著提高了黄蒿的绿叶氮含量(P<0.05);对于白草而言,生长季前期(5—6月)减少降水100%(-60 d)、CK和+60 d处理下,氮添加显著提高了绿叶氮含量(P<0.05),CK和+60 d处理下,氮添加显著提高了枯叶氮含量(P<0.05),+60 d处理下,氮添加显著降低了NRE(P<0.05);对于糙隐子草而言,CK处理下,氮添加显著提高了绿叶氮含量(P<0.05),+60 d处理下,氮添加显著提高了枯叶氮含量(P<0.05)。结构方程模型(SEM)表明,降水量对绿叶氮含量有负向影响,氮添加对绿叶氮含量和枯叶氮含量均有正向影响,绿叶氮含量对NRE有正向影响,而枯叶氮含量对NRE有负向影响。在科尔沁沙地,相比较于土壤氮,土壤水分可能是调控植物叶片NRE更为重要的影响因子。

  • 刘丹一, 冯伟, 王涛, 杨文斌, 朱斌, 邹慧, 周密

    低覆盖度治沙理论的核心是乔灌木覆盖度控制在15%~25%,内涵是疏林、疏灌的格局演变,外延是格局演变的风沙物理、近地层水文、小气候、界面生态以及人工治理与自然植被修复的耦合作用等多项机理。在分析了风沙物理与水文机理的基础上,进一步明确了植被修复机理:(1)低覆盖度治沙优化组合了边行优势和界面生态机理,优化的带间距使得自然修复的物种数量增加2~5倍;(2)人工治理与自然修复能够形成耦合作用,优化的带间距使得土壤、植被与微生物的修复速度加快19%~27%;(3)初步提出低覆盖度固沙林不同建植林种的优化带间距分别为:针叶乔木15~40 m、阔叶乔木15~36 m、灌木12~28 m、半灌木5~12 m;(4)降水渗漏补给地下水既能支持地下水位的稳定、又能维持正向的耦合作用,支撑人工固沙林及带间土壤、植被、微生物的稳定性与可持续性。综述低覆盖度治沙理论耦合的植被修复机理及其相关参数,对降低防沙治沙工程成本、提升固沙植被稳定性具有重要的理论指导意义和实践应用价值。

  • 李庆, 周娜, 王盛, 李童洲, 王仁德, 王金凤

    定量评估气候变化和人类活动对土壤风蚀的贡献率是科学防治风蚀、减弱风蚀危害的前提。以内蒙古自治区为研究对象,综合运用多地类风蚀经验模型、控制变量法和残差趋势法,改进土壤风蚀驱动力的定量评估方法,定量评估了气候变化和人类活动对土壤风蚀的影响。结果显示:内蒙古自治区年均土壤风蚀量2.59×1011 t,风蚀模数2 260.94 t·km-2·a-1,以微度和轻度风蚀为主。2000—2019年内蒙古自治区土壤风蚀模数整体呈显著减小趋势(P<0.05)。气候变化是引起土壤风蚀变化的主要因素,由气候变化引起的风蚀变化区面积占研究区总面积的63.98%;人类活动也是引起土壤风蚀变化的重要因素,由人类活动引起的风蚀变化区面积占研究区总面积的36.02%。土地利用是影响土壤风蚀空间分布的重要因子,风速和植被覆盖度是造成土壤风蚀变化的主要因子。而植被覆盖度的变化是气候变化和人类活动共同作用的结果。拆分植被因子中气候变化和人类活动的作用对准确评估土壤风蚀驱动力具有重要意义。

  • 郑诚蔚, 邓晓红, 李宗省, 薛健, 马利邦, 何娟, 卢书祥, 邵建雄, 蔡世玉, 赵佩一

    深入分析干旱半干旱区域的水源涵养功能和人类活动的时空格局及相关关系,是科学实现区域生态修复和水资源管理的必要前提。采用人类足迹指数与InVEST模型,对河西地区人类活动强度与水源涵养功能进行了定量评估,采用双变量Moran's I指数分析了河西地区人类活动与水源涵养的空间相关关系。结果表明:2010—2020年人类活动水平呈增长趋势,整体表现为东南高、西北低的分布特征。2010—2020年单位面积水源涵养量平均值为8.64 mm,在2010—2015年呈上升趋势,在2015—2020年有所下降,整体空间分布表现为南高北低。2010、2015、2020年双变量Moran's I指数分别为0.292、0.277、0.348,人类活动与水源涵养服务功能呈现出较为显著的空间正相关性。

  • 孙治, 黄银洲, 刘央, 朱国栋

    敦煌自古便是中西文明交往要地。汉武帝经略河西,设四郡,敦煌郡最西,辖六县,是扼控西域的战略要地。长期以来,汉敦煌六县的位置探讨是敦煌史地研究的重要组成,但对部分城址位置的争议未有断绝。结合文献记载和野外考察分析,对几个确定城址选址的环境特点进行了综合分析,发现相应城址的选址存在以河流为依托且位于山前冲积扇缘与绿洲交接地带的规律。存在这一规律的原因在于冲积扇缘地带农业生产条件好,且一般位于交通线路附近,在可开垦土地广袤的情况下,这一地带对首次入主河西的中原农业民族来说开垦条件最为适宜。这一规律为干旱区绿洲城镇的选址研究提供了一个新的视角,并指示目前争论较多的渊泉县址宜在旱湖脑古城位置,而不是早先学者认为的四道沟古城。

  • 袁瑞瑞, 王建英, 张卫红, 张肃诏, 王坤, 雍佳

    为探究不同路径冷空气影响下宁夏沙尘重污染天气的特征及传输规律,利用环境和气象数据及NCEP再分析资料,在对宁夏逐日地面环流分型的基础上,总结了易造成宁夏沙尘重污染天气的环流特征,基于后向轨迹模式,分析了不同路径冷空气影响下的沙尘重污染天气特征及污染来源和贡献率。结果表明:(1)较易造成全区沙尘重污染天气的冷空气路径和环流型为偏西路径型(A、AN、ANW)、西北路径型(AE、ANE、N、NE)和偏北路径型(CE、CSE、E)。(2)偏西路径冷空气影响下,中卫市一般最先出现沙尘重污染;西北路径冷空气影响下,中卫市和石嘴山市先出现沙尘重污染;偏北路径冷空气影响下,石嘴山市最先出现沙尘重污染。(3)偏西和西北路径冷空气影响下,宁夏沙尘传输轨迹以偏西和西北方向为主,沙尘源地主要来自额济纳旗周边戈壁、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠,沙源地对PM10质量浓度的贡献分别为80~160 μg·m-3和>160 μg·m-3;偏北路径冷空气影响下的沙尘传输轨迹以西北和东北方向为主,腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、毛乌素沙地对PM10质量浓度的贡献大于140 μg·m-3,其中偏东方向的毛乌素沙地对PM10质量浓度的贡献大于160 μg·m-3。

  • 冯佳新, 吴月茹, 乔硕, 刘茜雅, 王海兵

    通过遥感解译方法构建毛乌素沙地沙漠化差值指数,并按照自然断裂法将毛乌素沙地土地分为非、轻度、中度、重度和极重度沙漠化类型,代表沙漠化逆转的不同阶段。根据反演结果,应用空间代替时间的方法,对不同沙漠化类型土壤进行样品采集并进行实验室分析,从而揭示毛乌素沙地沙漠化逆转过程及其对土壤组分和有效态Cu、Fe、Mn、Zn含量的影响。结果表明:1986—2021年毛乌素沙地沙漠化发生逆转,沙漠化土地面积由1986年的47 877.81 km2缩减至2021年的45 914.06 km2,以每年56.11 km2的速率逆转,实施一系列工程对毛乌素沙地生态系统重建成效明显;随沙漠化程度减弱,土壤粒径组分逐渐减小,微量元素含量逐渐增加,沙漠化逆转的过程实质上是土壤细粒化及微量元素富集的过程;由于工程实施的不均匀性,1980年以来,毛乌素沙地区域逆转程度不尽相同,沙漠化逆转显著的代表区域有鄂托克旗的召稍乡、乌审旗的嘎鲁图苏木、伊金霍洛旗的台格苏木,其土壤黏粒、粉粒和有效Cu、Mn、Zn含量显著增加,土壤砂粒、有效Fe含量显著减小。显然,沙漠化逆转过程使毛乌素沙地土壤结构变细,土壤质量显著提高。

  • 韩兆恩, 崔崴, 李锦荣, 唐国栋, 张俊

    乌兰布和沙漠冬季土壤冻结,流动沙丘表层干沙风蚀后出现冻结裸斑,风沙输移环境发生改变。为研究冻结裸斑对风蚀的影响,探讨不同含水率冻结风沙土风蚀的差异,根据野外实际情况,试验设置5、7、8.5、10、12 m·s-1风速梯度,设置土壤含水率(1%~6%)6个梯度,以自然状态下干沙(含水率0.13%)作为对照,开展冻结风沙土风蚀模拟风洞试验。结果表明:发生冻结时,含水率≤2%风沙土2 h内即可产生稳定冻结,而含水率≥3%风沙土则5~12 h产生稳定冻结。风沙土含水率相同时,冻结风沙土风蚀速率随着风速升高而增大,风蚀速率Q与风速V符合指数函数Q=ae bV。风速相同时,随着土壤含水率升高,冻结风沙土风蚀速率减小;风蚀速率与冻结风沙土含水率w符合指数函数Q=ce dw。三者关系式符合Q=0.367e0.849V-0.677wR2=0.994),冻结风沙土风蚀速率较自然干沙风蚀速率减小40%~98%,冻结风沙土含水率>3%时,可以有效抑制风蚀。风速、含水率是影响冻结风沙土风蚀速率的主要因素。当未来气候趋向干暖化,可能导致乌兰布和沙漠冬季风蚀增强。

  • 孔玲玲, 董治宝, 白子怡, 肖锋军, 马慧榕, 许瑞聪

    土壤风蚀是中国北方严重的环境问题,植被能够有效控制土壤风蚀。为给土壤风蚀防治方案设计提供依据,在毛乌素沙地南缘以中科1号羊草(Leymus chinensis)为对象,通过野外风洞试验,研究植被盖度(10%、20%、30%和40%)和配置方式(一行一带式、两行一带式、交叉分布式)对风沙流结构和输沙率的影响。结果表明:(1)各层输沙强度随风速增加而递增,随盖度增加而递减;输沙率与盖度符合指数函数关系。风沙流结构出现“象鼻效应”,风速和盖度的增加均使输沙强度峰值的高度层上移。(2)3种配置方式下输沙强度沿垂直高度的变化均呈指数函数分布,两行一带和交叉分布的阻沙效果大于一行一带。(3)从固沙效能最佳和经济效益角度考虑,中科1号羊草应种植盖度约为30%,风速较大的区域使用交叉分布的配置方式。

  • 丁宁, 陈瑜, 李广, 张玉英, 赵云霞

    实施规模化防沙治沙试点项目,是遏制土地沙化,促进甘肃省生态、经济、社会协调发展的重要手段。研究规模化防沙治沙试点项目农户满意度及其影响因素对于客观评估生态治理项目的实施效果、推动区域防沙治沙工程的可持续发展具有深远意义。基于顾客满意度指数(CSI)评价法对项目展开农户满意度评价,并采用二元Logistic模型分析农户满意度影响因素。结果表明:农户对于项目实施的总体满意度较高,不满意的主要原因是项目后期管护落实不到位;项目竣工进入抚育阶段之后,在短期内难以发挥经济效益;学历、家庭年平均收入、项目区距离等变量对农户满意度产生正向关系;家庭土地规模、沙区自然风险程度对农户满意度产生负向作用。从政策角度来看,落实项目后期管护力度、发挥项目长效机制是提升农户满意度的关键。