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  • 2024年, 44卷, 第2期
    刊出日期:2024-06-24
      

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  • 2024, 44(2): 0.
  • 朱志昊, 屈建军, 赵爱国, 陆文赋, 孟晨

    对一种镁水泥新型材料制作的沙障的防风固沙效益进行了风洞模拟试验,对蜂巢形与正方形的镁水泥板沙障的流场结构、输沙量和蚀积情况进行对比。结果表明:(1)正方形和蜂巢形镁水泥板沙障均形成减速区,蜂巢形沙障减速区范围更小,沙障上方形成加速射流,蜂巢形沙障内部更容易形成气旋。(2)最明显的减速发生在第1个障格内,第2个障格内风速降低幅度减弱,第3个障格内风速降低幅度增强,在第3个障格后,风速降低幅度继续增强,直至到达一定距离,风速降低幅度开始减弱,随着距离增加趋于稳定。随着风速增加,沙障的减速区域并无明显减少。(3)布设镁水泥板沙障后,蜂巢形沙障总输沙量减少率低于正方形,风速≥12 m·s-1时,沙面上方输沙量分布规律归纳为2个部分:低于沙障高度时,输沙量分布遵循指数衰减函数分布;高于沙障高度时,输沙量分布遵循高斯分布。(4)蜂巢形沙障障格内沙面较正方形更为平稳,结合野外观测和材料成本方面,蜂巢形镁水泥板沙障在防风固沙领域有广泛的应用前景。

  • 许岱玉, 靳建辉, 李志忠, 卫俊杰, 侯晨阳

    老红砂是全球气候变化研究的重要载体,能有效反映晚更新世以来的海岸带地貌过程和气候演化背景。囿于不可靠的测年方法,华南老红砂的形成年代及其气候环境背景问题尚未解决。为了更好地揭示华南老红砂主要的形成时段及其环境特征,本研究经野外考察后选取了位于福建晋江的颜厝老红砂剖面进行采样。在实验室选用中颗粒石英单片再生剂量法进行光释光年代测量,并对测年样品进行了粒度和地球化学元素测试。结合离散系数和化学风化指数CIA等指标对老红砂测年结果的可靠性进行了探讨。同时通过对已有的部分华南老红砂年代数据进行概率密度统计分析,探讨华南老红砂的形成年代及其气候环境背景。结果表明:(1)颜厝剖面为典型的风成砂,分选性较好,整体以中细砂为主。(2)颜厝老红砂沉积主要形成于132.85~37.22 ka,其中,在MIS5和MIS4阶段,沙丘可能因为处于活化—沉积—再活化的状态,释光信号没有得到良好的保存,因而出现了“沉积间断”的假象。MIS3阶段对应海退时期,风沙沉积速率较快,在暖湿的气候环境下,风化作用强烈。(3)受到海平面变化和冬季风强度等因素影响,高海面和低海面环境均有可能发育老红砂,但其沉积时段主要在80~30 ka,对应MIS4和MIS3阶段。

  • 白子怡, 董治宝, 南维鸽, 肖锋军, 李超, 邵天杰, 孔玲玲, 刘小槺, 梁爱民, 池政

    土壤风蚀是全球干旱和半干旱地区生态环境安全的重要威胁。植被通过降低风速和捕获土壤颗粒能够有效地降低土壤风蚀发生的风险。目前,人们对于植被控制土壤风蚀的最优格局和盖度的理解仍然有待深入。借助野外移动风洞,测量了地表输沙率和风沙流结构对草本植物沙打旺(Astragalus adsurgens)盖度的响应程度。结果表明:(1)当植被盖度较小时,风沙流结构的分布曲线遵循指数函数分布规律,随着植被盖度增大,其曲线形态变化差异大。(2)植被覆盖能够有效地降低土壤输沙率并抬高风沙输移发生的高度。(3)地表空气动力学粗糙度与植被盖度服从对数函数变化规律,其增长率随植被盖度的增大而逐渐减小并最终趋于零,下垫面空气动力学粗糙度存在阈值现象。(4)沙打旺控制土壤风蚀的最佳盖度约为30%,能够有效地抑制20 cm高度以下约90%的风蚀量。

  • 郭源上, 何明珠, 刘建兵, 张汐, 谷守江, 武文进, 高立博, 冯晓莉, 韩国君

    矿山遗迹地的生态修复是促进人与自然和谐共生、实现绿色低碳发展的重要举措。干旱区矿山遗迹地立地条件差,植被覆盖率低,采矿活动造成的土壤侵蚀强烈,确定科学合理的恢复模式是生态修复成功与否的关键。以宁夏中卫市的典型石灰岩矿山遗迹地为研究对象,通过对比7种生态修复植物在不同土壤基质重构措施下的土壤温、湿度和有机质,以及植物的存活率和新生枝相对生长速率(Relative growth rate of new shoots, RGRs)等指标,筛选出适宜干旱区石灰岩矿山遗迹地生态修复的最优模式,构建了土壤改良-植被重建联合的生态恢复方案。结果表明:(1)土壤基质重构措施是石灰岩矿山生态修复的前提条件,有效地改善了植物定植环境,不同土壤基质重构模式的植物存活率表现为:土+有机肥>砂+土+有机肥>砂+土+复合肥;(2)土壤有机质的范围为0.56~2.84 g·kg-1,植物种和土壤基质及二者的交互作用对土壤有机质含量具有极显著影响(P<0.001);(3)RGRs的范围为1.51~1.87 mm·cm-1·month-1,不同植物种的RGRs存在显著性差异;(4)通过系统聚类分析得到本研究区最适宜的生态修复模式为砂+土+有机肥(沙拐枣或短穗柽柳)。本研究从土壤改良-植被重建角度提出的联合生态修复方案可为干旱区矿山生态修复提供理论依据和实践参考。

  • 李爱敏, 赵培臣, 韩致文

    在塔克拉玛干沙漠腹地的新月形沙丘演变监测区,运用华测X90 GNSS接收机RTK工作模式,获取精度为毫米级的高时空分辨率三维坐标数据。利用CASS 9.0和ArcGIS 10.0建立沙丘三维数字模型并对相邻监测期的三维数字模型进行叠加,在AutoCAD 2010中利用起点、端点和夹角三要素,对8个典型沙丘对应特征点移动轨迹曲线进行拟合。结果表明:在第1、2和第3、4监测期间,沙丘逆时针旋转角度分别为33°~38°和25.5°~30°,移动轨迹均为自NE指向SW且凸向NW的曲线,长度较大;在第2、3监测期间,沙丘顺时针旋转角度为31°~37°,移动轨迹均为自NE指向SW且凸向SE或SW的曲线,方向不一,长度较小。测区NNE、N和NNW向有效起沙风与沙丘轴向线的北偏角>30°,E和ENE向有效起沙风与轴向线的南偏角>30°时,沙丘出现逆时针或顺时针旋转,说明测区沙丘移动轨迹应为曲线而非直线,拟合结果与沙丘实际移动轨迹更吻合。新月形沙丘移动轨迹的拟合可为其他流动性沙丘移动轨迹拟合和正确获取移动距离和速度等第一手研究数据资料提供技术和方法支持,并可为改进和完善流动性沙丘移动速度计算公式,深入研究流动性沙丘移动速度和移动方向相关的诸多问题奠定基础。

  • 曹佳慧, 陈思宇, 张潮, 连露露, 赵丹, 杜世康

    青藏高原沙尘的来源是高原环境与气候领域的重要问题。以往研究发现,高原沙尘来自局地释放和外源沙漠输送,但外源沙漠对于高原的沙尘季节贡献还存在定量分析和源区感热分析的不足。采用WRF-Chem模式(Weather Research and Forecasting coupled with Chemistry)对青藏高原以及周边地区的沙尘季节分布与传输进行研究。结果表明:高原外部沙尘源区的沙尘柱浓度与感热呈现一致的季节变化趋势。东亚沙源(古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、戈壁沙漠)与南亚沙源(塔尔沙漠)释放的沙尘占青藏高原沙尘气溶胶总量的80%以上。塔克拉玛干沙漠对于青藏高原沙尘的贡献最大,在4个季节中均可达到40%以上。塔尔沙漠在春夏季对高原沙尘的贡献较为显著(25%左右)。

  • 汤成鑫, 康永德, 陈红娜, 杜新甜, 王敏仲, 何清, 刘涛, 刘新春

    帕米尔高原作为“中巴经济走廊”建设的关键区域,毗邻干旱半干旱沙漠地带,荒漠化严重,容易发生起沙现象。为研究帕米尔高原黑碳不同时间尺度上的浓度变化特征和潜在源区,利用AE-33黑碳仪对帕米尔高原2019年3月至2022年12月的黑碳质量浓度进行连续观测,利用HYPSLIT后向轨迹模型对观测期间内的黑碳进行聚类分析、潜在来源贡献因子分析(PSCF)和浓度权重轨迹分析(CWT)。结果表明:(1)2019年3月至2022年12月黑碳浓度呈现波动下降趋势,黑碳排放量少,空气清洁度高;日变化呈双峰型分布,峰值分别出现在09:00和20:00。(2)黑碳浓度在季节上呈现冬季(713.33±126.16 ng·m-3)>秋季(648.00±70.23 ng·m-3)>春季(403.33±30.64 ng·m-3)>夏季(390.67±32.89 ng·m-3)的变化规律,境外污染排放和季节性自然环境变化是黑碳浓度变化的主要原因。(3)黑碳浓度与温度(r=-0.522)、风速(r=-0.427)和湿度(r=0.345)相关性显著水平较高。(4)帕米尔高原黑碳浓度随季节变化差异明显,受远距离输送影响,四季气流主要源于境外。春季潜在源集中于巴基斯坦北部和克什米尔地区,秋季潜在源集中在乌兹别克斯坦苏尔汉河州、塔吉克斯坦杜尚别和戈尔诺-巴达赫尚自治州,冬季受境外排放源影响严重。帕米尔高原黑碳存在明显的时空浓度变化特征,且受气象因素及远距离输送影响潜在源区主要为境外地区。

  • 乌友罕, 殷婕, 武子丰, 哈斯额尔敦

    巴丹吉林沙漠与乌兰布和沙漠之间的输沙带由波状高平原带状流沙和山麓带状流沙组成。利用多期高分辨率遥感影像对输沙带新月形沙丘动态开展了监测。选取山麓输沙带、高平原输沙带主体区及其南北两侧4个样区,提取并计算沙丘各参数,分析探讨了沙丘移动、形态和输沙通量的时空变化及其影响因素。结果表明,2003—2020年,沙丘动态因地形、风况和沙丘规模等差异显示不同的时空变化特征。(1)沙丘移动速率为2.09~40.93 m·a-1,平均为12.89 m·a-1,山麓输沙带沙丘移动快于高平原输沙带沙丘,随合成输沙势的变化,沙丘移动速率在高平原输沙带趋于减小,山麓输沙带趋于增加;(2)沙丘移动方向介于102°~152°,平均为126°,受控于各方向起沙风强弱变化,在高平原输沙带向北偏移,在山麓输沙带向南偏移,但均与合成输沙方向不一致;(3)沙丘移动过程中,迎风坡长度趋于增加、高度趋于降低,主风(W)与次主风(NW)交替作用使南翼伸长;(4)近20年,低矮沙丘出现沙物质损失,相对高大沙丘沙物质收支平衡;(5)考虑输沙带宽度及沙丘密度计算的输沙带输沙通量达117 t·m-1·a-1,估计巴丹吉林沙漠每年向乌兰布和沙漠至少贡献55万t沙物质。

  • 张建玲, 于明含, 孙慧媛, 何莹莹, 张富崇

    探究荒漠植物枝叶性状对干旱胁迫的响应及龄级差异,可以为理解由降水模式变化所引起的极端干旱下荒漠植物适应性和预测荒漠植被演替趋势提供理论依据。本研究以荒漠地区典型沙生植物黑沙蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,通过野外降水控制试验,设置4个降雨梯度(自然降雨量和30%、50%、70%降雨量)模拟黑沙蒿轻度、中度、极端干旱的生长环境;以形态学特征为龄级划分依据,对不同龄级黑沙蒿主要的枝叶性状进行研究。结果表明:(1)黑沙蒿通过增加叶片厚度、减少小枝叶片数量、增大小枝横截面积、减短小枝长度、增大胡伯尔值等多种功能性状的调节以响应不同程度的干旱胁迫。(2)不同龄级植株在枝叶功能性状中具有天然的差异性,高龄级黑沙蒿的叶片厚度、小枝叶片总面积、叶片数量、小枝长度、小枝横截面积等功能性状均显著高于低龄级个体。(3)不同龄级黑沙蒿在应对降水变化时具有差异响应,低龄级黑沙蒿在逆境中主要调节比叶面积、小枝叶片总面积、出叶强度功能性状。随着龄级的增加,黑沙蒿主要调节的功能性状为胡伯尔值,通过提升小枝向叶片供水的潜力增加其抗旱能力。

  • 蔡明玉, 贾飚, 常学礼

    将景观生态学原理运用到沙漠化现状的准确和快捷评估是景观生态学研究面临的一个挑战。本文以2000年和2018年奈曼旗中部沙区土地利用类型数据为基础,选定最大斑块指数(LPI)、边界密度(ED)、聚集度指数(AI)和香农指数(SHDI),借助地理探测器模型和Fragstats软件中的Moving window功能分析了景观格局双因子交互作用及因子分级对沙漠化现状的影响。结果表明:2000—2018年是研究区沙漠化逆转期,沙漠化现状指数由0.393减少到0.288。景观格局双因子交互作用有非线性增强和双因子增强两种形式且对沙漠化现状的影响大于各因子独立作用。不同格局因子分级对沙漠化现状影响存在差异,导致差异原因与不同沙丘类型面积和分布格局有关。在沙漠化现状较强年份(2000年),LPIED分级导致的沙漠化现状显著区,以流动沙丘占优势(30.6%~42.9%),不显著区以固定沙丘占优势(32.0%~44.0%)。在沙漠化现状较弱年份(2018年),SHDI分级导致的沙漠化现状显著区和不显著区都以流动沙丘占优势(均超过79.2%)。景观格局双因子交互对沙漠化现状影响既与时间有关,又与空间范围有关;交互作用对沙漠化现状的影响机制具有非线性特点;研究区范围大小直接影响到景观因子交互作用形式和空间格局(尺度依赖),任何典型案例研究结果不能跨尺度推绎,但方法可以统一。

  • 梁晓磊, 程志花, 翟晓慧, 牛清河, 张益明, 李艳丽

    雅丹地层是雅丹地貌形成发育的物质基础,记录了沉积过程、环境演化、地貌格局等大量的地表过程信息,而沉积物理化分析则成为解读其关键信息的重要前提。易溶盐特征作为重要的环境代用指标对解读雅丹地层沉积演化过程具有重要指示意义。以敦煌雅丹地貌为研究对象,对其出露地层的易溶盐沉积特征、环境代用指标以及沉积环境演化等进行了深入探讨。结果表明:(1)敦煌雅丹地层沉积物优势离子以Mg2+-Na+-Ca2+-Cl--SO42-组合为特征,相应的离子类型主要包括Cl-Na型与SO4-Ca-Mg;(2)主要离子与总含盐量纵向旋回变化特征显著,以硫酸盐和氯化物盐交替演化为主,二者对雅丹易溶盐沉积具有决定性控制作用;(3)环境代用指标Mg2+/Ca2+、Cl-/SO42-等在雅丹环境变化研究中具有一定的局限性,表明雅丹地层并非完全由稳定的湖泊沉积发育而来;(4)雅丹地层是不同沉积环境和动力机制下形成的多种物质交替沉积的结果,主要包括静水湖泊、湖滨、河流、风成和冲积扇远端泥坪物质,其中湖滨、河流与风成沉积物的理化性质相近,难以有效区分,有待进一步深入研究。

  • 葛健辉, 刘冰, 徐宇杰, 孙爱军, 汪克奇, 李冬雪, 赵晖

    黄河首曲是世界高海拔地区生物多样性丰富和生态变化敏感的地区,其环境演变过程如何响应区域气候变化具有重要的科学意义。针对该区末次冰消期以来气候环境重建结果的分歧,以目前已发表的多载体记录为基础,独立集成区域气候变化的框架性过程和地表环境演变历史,进而探讨两者的相互关系。结果表明:(1)该区在13~6 ka气温和湿度持续增加,10~6 ka为气候最优期,6 ka以后气温和湿度逐渐下降,气候变冷变干。(2)18~11 ka地表过程以河湖相过程为主,风沙活动非常弱;11~8 ka河湖沉积过程减弱,风沙活动增强;8~3 ka古土壤大规模发育;3 ka以来广泛发育草甸土。(3)区域地表环境变化过程与气候变化之间存在非同步变化,6 ka以前气候变化对区域地表过程呈正向驱动,6 ka以后对区域地表过程呈负向驱动。基于现代和晚全新世草甸土壤粒度的比较,发现草甸土壤的发育是气候变冷变干背景下风成物质不断加积的产物,进一步暗示区域土壤发育与气候变化间的复杂关系。

  • 安芳娇, 苏永中, 牛子儒, 刘婷娜

    荒漠绿洲过渡带人工固沙梭梭(Haloxylon ammodendron)林生长发育过程中,土壤生物多样性的演变研究是认识干旱区植物-土壤相互作用的重要内容。在河西走廊中段临泽绿洲边缘选择不同栽植时间序列(0、3、6、11、19、28、46 a)的固沙梭梭林,取冠层下和冠层外的表层土样(0~10 cm),研究固沙梭梭林建立后土壤线虫群落组成和多样性变化,探究线虫群落对植被-土壤系统恢复的指示作用。结果表明:在研究区共发现15个属,EucephalobusAcrobeloides为优势属,食细菌线虫(BF)为优势营养类群,占线虫总数50.3%~94.1%。梭梭生长显著提高土壤线虫总数、食细菌线虫丰度和线虫多样性。线虫富集指数(EI)和结构指数(SI)均小于50,土壤食物网随梭梭种植年限增加先稳定后逐渐退化。冗余分析表明,土壤化学性质变化(电导率EC、C/N和土壤有机碳SOC)显著影响线虫群落分布,EC对线虫属总变异解释率最高(32.7%)。土壤线虫作为生物指标揭示了植被-土壤生态系统的演变过程。

  • 朱远忠, 黄文达, 于海伦, 何远政, 王怀海, 史尚彬, 寇志强

    植物功能性状可以响应生境的变化并决定生态系统的功能,探究植物功能性状间的关系及其随温度和降水梯度的变化规律,对认识不同气候条件下植被在群落水平碳水代谢关系和维持水分平衡的生理生态学机制具有重要意义。近年来,有关群落水平功能性状与环境因子关系的研究较少,尤其是半干旱区沙质草地植物群落功能性状对气候梯度响应的研究鲜有报告。因此,本研究以科尔沁沙质草地群落为研究对象,分析了温度和降水梯度上群落功能性状以及性状间的相关关系。结果显示:(1)随着区域温度增加(2.1~6.4 ℃)和降水减少(451.1~370.0 mm),沙质草地群落功能性状变化趋势不一。群落高度和叶面积随温度升高显著增加。群落高度、叶面积和比叶面积随降水减少显著降低,群落叶厚度、叶干物质含量和叶组织密度随降水减少显著增加。(2)群落高度与叶面积显著正相关,叶厚度与叶干物质含量显著正相关,叶面积、比叶面积与叶干物质含量、叶厚度显著负相关,叶组织密度与叶干物质含量呈显著负相关。(3)气候因素驱动了54.66%植物性状变异,其中降水是影响沙质草地群落功能性状的主要影响因子。

  • 燕宇, 左合君, 闫敏, 席成, 董佳奇, 牛丽梅

    沙漠湖泊动态变化研究对于揭示区域水循环和了解沙漠生态环境具有重要意义。本文利用1986—2020年覆盖库布齐沙漠区域10期Landsat TM/OLI遥感影像提取沙漠湖泊,统计各时期沙漠湖泊数量和面积变化信息,分析库布齐沙漠湖泊数量和面积动态变化的空间特征。结果表明:库布齐沙漠湖泊数量与面积整体表现为减小趋势,现存湖泊22个,面积7.4678 km2;库布齐沙漠湖泊在1986—2020年共干涸26个,现存湖泊中众多小型湖泊呈现增长趋势,但面积较小,对整个库布齐沙漠湖泊的影响较小,>1 km2湖泊中的大青龙湖、天鹅湖以及大道图湖表现为萎缩状态,减少幅度较大,对整个库布齐沙漠湖泊影响较大;降水量、蒸发量和气温不是影响库布齐沙漠湖泊面积变化的主要因素,湖泊面积的空间特征可能由补给来源、补给方式及人为干扰造成。

  • 王伊蒙, 范亚秋, 龙川, 柳本立

    采用历史文献和现代观测资料结合的方法,根据河西走廊沙尘传输路径上不同地区沙尘暴发生的强度和概率关系,获取了143条记录、83个年代数据,初步建立了敦煌地区过去两千年的沙尘天气活动强度序列,并与邻近地区的树轮、冰芯等气候代用指标研究结果进行对比,分析了历史时期沙尘天气的时空分布与气候条件变化的关系。结果显示:敦煌地区沙尘天气强烈且频发时期主要在280—351年、1440—1550年、1720—1840年、1900—1952年等4个阶段,与周围地区自然代用证据所反映的沙尘高发时期基本对应,且大致对应于干旱、寒冷时段。在公元2世纪以前、7—14世纪、16—17世纪反映沙尘天气的文献记录较为缺失,但史料文献数据仍有广泛的挖掘空间。为填补这些空白时段的资料,应深入开展现有历史记录的定年工作,并加强国内外合作,进一步挖掘海外流失文献的价值,这将为敦煌和整个西北地区历史时期气候环境的研究提供更充分的数据支撑。

  • 丁涵泳, 康汉青, 吕晶晶

    针对2021年3月华北两次强沙尘暴过程,研究了10款土壤湿度产品在沙尘源地(戈壁沙漠地区)的空间分布,并选择了其中4款(ERA5、 GLDAS、NCEP/FNL 和 SMAP L3)驱动WRF-CMAQ对两次沙尘暴过程进行模拟。最后结合110个受沙尘影响城市的实际观测结果,对4款产品的模拟效果进行评估,以研究其对两次沙尘过程模拟准确性和实用性的影响。结果表明:(1)仅基于卫星反演的产品,普遍存在缺测区域,且空间分布的异质性较强,4款产品中仅SMAP L3表现较好;“开放环”模型产品和经过卫星数据同化的模型产品在空间分布上均一性较强,质量较高。(2)在沙尘源地,ERA5、ERA5-Land和SMAP L3中的土壤湿度较低,AMSR2-JAXA、GLDAS、GLEAM、NCEP/FNL和SMAP L4中的土壤湿度相对较高。(3)第一次沙尘过程中4款产品对PM10浓度的预测都有一定的低估;第二次沙尘过程中ERA5和SMAP L3高估而NCEP/FNL和GLDAS低估了统计站点的PM10浓度;模拟值的高低与其所基于的沙尘源地土壤湿度均值呈负相关。在两次沙尘暴过程的模拟结果中,SMAP L3和ERA5两款产品表现较好,GLDAS次之,而NCEP/FNL产品造成了对沙尘浓度的明显低估。

  • 韩敏, 高永, 贺明辉, 燕如, 白芳, 杨文源, 李小乐, 袁晓满, 杨娟

    研究各演化阶段藏锦鸡儿(caragana tibetica)沙堆沉积特征与灌丛形态之间的耦合关系,分析演化过程中藏锦鸡儿灌丛沙堆随时间的变化,阐明各演化阶段藏锦鸡儿灌丛与沙堆的关联性以及沙堆表层沉积物特征,可揭示藏锦鸡儿灌丛发育过程中沙堆的变化及其灌丛阻沙能力的变化。基于野外调查,在样地选取3个演化阶段(发育阶段、稳定阶段和活化阶段)的藏锦鸡儿灌丛沙堆,测量灌丛和沙堆的形态参数,研究沙堆与藏锦鸡儿灌丛之间的相关关系,然后对不同部位的沉积物进行采样,分析沉积物特征。结果表明:藏锦鸡儿灌丛沙堆形态以椭圆形为主,各演化阶段藏锦鸡儿灌丛沙堆长轴、短轴、沙堆高、水平尺度、底面积和体积都呈现活化阶段>稳定阶段>发育阶段。沙堆沉积物发育阶段整体粒级含量居中;稳定阶段灌丛坡顶细砂和粉粒含量较大,呈现逐渐增加的趋势;活化阶段颗粒含量高,沿迎风坡底—坡顶—背风坡底,峰值呈先增大后减少的趋势,间接体现了灌丛沙堆对沙粒的拦截作用。灌丛形态与沙堆沉积物各参数相关性在稳定阶段最大,说明灌丛与沉积物之间由于灌丛呈现椭圆形,灌丛在稳定阶段固沙能力最强。藏锦鸡儿在发育阶段由于灌丛较小,形态与沙堆沉积物各参数相关性不强。藏锦鸡儿灌丛与沉积物之间随演化过程的进行越来越不稳定。

  • 康小虎, 李琳, 孙超, 刘鹄

    黄河流域甘肃段水资源供需矛盾突出,地下水环境承载负荷较高,针对该区域开展地下水可持续性评估可为全省乃至整个黄河流域的高质量发展提供重要参考。在地下水监测数据验证的基础上,利用GRACE、GLDAS数据对黄河流域甘肃段2002—2022年的地下水储量变化量与地下水可持续性进行了分析。结果表明:期间区域地下水储量季节性波动显著、年际变化较大,地下水储量呈下降趋势;地下水系统整体可靠性和脆弱性较高,可恢复性与可持续性较低。空间上,区域内地下水系统的可持续性指数(Sustainability Index,SI)呈现整体降低、区域增加和较高持续性区域范围缩减、中心转移的特点(SI为0~0.5);时间上,研究期间可持续性指数呈波动下降趋势,但下降速率持续放缓,部分年份可持续性指数有所升高。影响地下水可持续性下降的主要因素为人类活动开采消耗地下水(如农田灌溉和工业用水);政策因素(如水资源管理举措)在一定程度上减缓了地下水下降速率与持续恶化趋势。未来应考虑采用节流保护、开源控制的举措,促进黄河流域甘肃段地下水资源可持续性的逐步提升。

  • 任嘉隆, 刘继亮, 王永珍, 方静, 冯怡琳, 高安岭, 宋嫒霞, 辛未冬

    地表节肢动物是荒漠生态系统食物网中的主要类群,降水脉动引发的资源变化会影响地表节肢动物聚集,从而影响荒漠生态系统的结构及功能。本文于2018—2020年1—12月在中国科学院临泽内陆河流域荒漠生态系统长期观测场内利用陷阱法对72个样点进行地表节肢动物样品采集并对小气候进行连续观测,系统探讨了降水及温度年和月波动影响下戈壁荒漠地表节肢动物及主要科的空间分布格局。结果表明:(1) 2018—2020年共捕获地表节肢动物24 834头45科,优势科由拟步甲科、象甲科、叶甲科、平腹蛛科、粪金龟科和蚁科组成。(2) Moran's I指数分析结果表明戈壁荒漠地表节肢动物个体数在16 m的空间尺度上多为显著正相关,而在56~96 m的空间尺度上为显著的负相关性;半方差函数和普通克里格插值表明在特定的空间尺度内地表节肢动物科会形成集群,在不同时间尺度上表现为强空间异质性特征。(3) 象甲科、粪金龟科、平腹蛛科和蚁科空间分异多由结构性因素控制,拟步甲科和叶甲科空间分异由结构性因素和随机性因素共同调控。(4) 年降水量增加对拟步甲科、象甲科、叶甲科和粪金龟科的空间群落聚集具有正相关影响,而对平腹蛛科和蚁科的群落聚集则有负相关影响,温度与地表节肢动物空间聚集和扩展存在正相关关系。总之,降水变化改变了戈壁荒漠地表节肢动物对灌木及蚁穴塑造的微生境的响应模式及依赖程度,进而影响了不同年份地表节肢动物在空间上的聚集变化。

  • 高树棠, 陶玉玲

    在乡村振兴战略背景下,为实现脱贫攻坚成果与乡村振兴的有效衔接,基本医疗保险需要发挥长效减贫作用,推动脱贫地区生态文明和经济可持续发展。本文利用中国家庭追踪调查(CFPS)数据2012—2020年的农村家庭数据,运用多期双重差分(DID)及双重差分倾向得分匹配方法(PSM-DID),检验了作为基本公共服务的城乡居民医保整合政策带来的防贫绩效,进而研究政策对农村家庭的减贫长效作用。结果显示:实施城乡居民医保整合政策能够显著降低农村家庭贫困脆弱性,也发挥了良好的长效减贫作用;通过异质性分析发现城乡居民医保整合政策对低收入及中等收入人群、贫困脆弱程度较高、无老人家庭、无住院成员家庭及生态脆弱地区家庭更能有效发挥其减贫效应;机制检验表明城乡居民医保整合可以通过增加农村家庭资本积累、降低医疗保健支出、提升健康水平以及提升主观社会地位发挥减贫长效作用。

  • 陈阳, 吕萍, 曹敏, 夏子书, 马芳, 余军林

    沙漠湖泊对气候变化的响应相较其他湖泊更敏感,同时湖泊也对局地气候有一定的反馈。当前国内对沙漠湖泊的研究主要在巴丹吉林沙漠,腾格里沙漠也存在诸多沙漠湖泊,然而相关研究较少。基于全球地表水体数据集分析腾格里沙漠湖泊区2001—2020年水体面积变化,结合该区域气温、风速、降水量、蒸发量等数据,利用趋势分析、灰色关联分析、皮尔逊相关性分析等方法,探究腾格里沙漠湖泊群对气候变化的响应机制及湖泊对局地气候的反馈作用。结果表明:(1)在2001—2020年,湖泊群面积处于波动状态,相对变率为10.05%~13.66%。(2)湖泊区年均气温和风速波动较小,年降水量和年蒸发量呈波动上升趋势。(3)湖泊对气候变化的响应表现为湖泊群面积与气温呈负相关,与降水量呈正相关;湖泊对局地气候的反馈表现为沙漠湖泊区的气温和降水量高于非湖泊区。

  • 管超, 武子丰, 哈斯额尔敦

    利用高分辨率影像,分析了库布齐沙漠西缘地区格状沙丘及沙丘场的迁移与形态变化,并结合区域气象数据探讨其动力机制及演变过程。结果表明:2003—2012年格状沙丘的主梁由顺直变为向东凸出,部分位置出现断裂形成缺口,同时主梁局部弯曲较大与相邻副梁相连形成“长沙脊”;2012—2020年,主梁变形幅度减小,部分位置变为顺直,但沙丘表面出现了新的小型副梁。迁移速率上,主梁从2003—2012年的4.66 m·a-1下降到2012—2020年的3.74 m·a-1,而副梁从2003—2012年的5.00 m·a-1上升到2012—2020年的5.70 m·a-1。2003—2012年副梁整体向东延伸, 2012—2020年副梁向东延伸的同时向南摆动。这种形态变化和迁移特征的原因主要在于区域风况的变化,即2003—2020年研究区风况逐渐由西风为主的单一风况过渡到北风、西风和西南风共存的多风向风况。次风向的增强使得沙丘的发育模式由横向沙丘转为主副梁共同发育,这使得主梁迎风坡发育新的小型副梁,副梁的出现改变沙丘迎风坡的气流结构,进而改变主梁的形态。从1970年至今,库布齐沙漠西缘格状沙丘迁移与形态变化主要原因在于风况的转变,即区域风况由中风能-钝双峰型(1970—1979年)变为低风能-锐双峰型或低风能-宽单峰型(1980—2009年),再变为中风能-锐双峰型(2010—2020年)。风况的变化改变了格状沙丘的发育模式,进而影响其迁移和形变特征,这说明格状沙丘主副梁的发育需要多风向作用来维持,区域风况是格状沙丘形变的主要因素。

  • 卢燕, 吴万平, 曾勇

    天山北麓绿洲荒漠过渡带生境脆弱,通过揭示该区域植被生态学特性,进而推测其演替趋势,以期为生态保护提供理论基础或参考建议。在该区设置39个典型样地进行调查,运用重要值、生态位宽度、生态位重叠度、χ2检验、Pearson相关检验和Spearman秩相关检验等方法对优势植物生态位特征与种间联结性进行分析。结果显示:(1)研究区优势物种28种,生态位宽度差异显著,生态位宽度测定结果与重要值变化趋势无显著相关。骆驼刺(Alhagi camelorum)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)、梭梭(Haloxylon ammodendron)等生态宽度指数较大,其中骆驼刺BLBS分别为12.11和2.77,占绝对竞争优势。(2)研究区优势植物的生态位重叠指数普遍偏小,对环境资源的需求相似性不大,种间竞争较弱。簇生泉卷耳(Cerastium fontanum)和白车轴草(Trifolium repens)、早熟禾(Poa annua)和簇生泉卷耳等竞争关系明显,角果藜和早熟禾,早熟禾和骆驼刺等竞争较弱。(3)研究区植物群落呈不显著正联结,3种检验显示多数种对间呈不显著关系,各物种间呈独立分布格局,稳定性相对较差,关联性相对较弱,处于演替的初期阶段,结构和功能尚未完善,有正向演替的趋势。(4)物种间的Pearson相关系数、Spearman秩相关系数与相应的生态位重叠程度之间均显著正相关(P<0.01,斜率>0),表现为种间正(负)联结越强,生态位重叠程度越大(小)。

  • 缑永涛, 吴永祥, 彭波, 杨昊, 马金库, 王朝晖, 白海龙, 何明珠, 谭明亮, 邵梅, 逯军峰

    自乌玛高速公路(G1816)腾格里沙漠路段通车以来,其风沙防护体系有效地保障了公路的安全运营。但某些沙害比较严重路段,大风季节偶有路面积沙现象。定量评估防护体系防风固沙效应对完善高等级公路风沙防护体系具有重要意义。基于野外地形测量和风况分析对两个典型断面的风沙活动进行研究。结果表明:防风固沙措施配置单一(仅配置草方格沙障)的断面K357防护体系内发生风蚀和积沙的区域较大,而配置措施较全的断面K358防护体系内发生风蚀和积沙的区域较小。断面K357草方格沙障带起沙风平均风速、起沙风频率比上风向流动沙丘区显著降低,输沙势比流动沙丘区减小了36.4%,合成输沙势减小了20.7%。此外,在断面K357上风向靠近路基砾石覆盖带已形成3个长度40.2~46.3 m的横向沙丘,观测时段内3个沙丘的高度增加了0.12~0.23 m,沙丘脊线沿西北-东南方向移动了2.13~2.48 m,移动方向和合成输沙势的方向一致。而断面K358由于上风向光伏电厂的建设造成流动沙丘区风速减小,其流动沙丘观测点的起沙风频率仅为5.73%,至草方格沙障带流场恢复,起沙风频率增加到21.78%,可见上风向光伏电厂的建立对高速公路防护体系和公路安全运营有积极影响。总之,乌玛高速公路腾格里沙漠段局部路段防护体系内风沙灾害严重,新形成的沙丘向公路移动对公路安全运营造成威胁,对沙害严重路段防护体系进行进一步完善迫在眉睫。

  • 程莉, 宁志英, 杨红玲, 李玉霖

    沙漠化是科尔沁沙地土地退化的主要原因,科学合理的治沙措施能够有效控制风沙侵害,有助于植被-土壤系统的重建与恢复。本研究以科尔沁沙地高大流动沙丘和平缓流动沙丘为研究对象,通过分析自然恢复、种植差不嘎蒿(Artemisia halodendron)和设置草方格沙障3种固沙措施下植被群落特性和土壤理化性质的变化趋势,从而为该类型沙丘固沙措施的筛选提供科学指导。结果表明:(1)不同固沙措施下平缓流动沙丘植物物种丰富度为设置草方格沙障(20种)>种植差不嘎蒿(18种)>自然恢复(15种);高大流动沙丘植物物种丰富度为设置草方格沙障(14种)>种植差不嘎蒿(8种)>自然恢复(5种)。(2)高大和平缓流动沙丘土壤理化性质差异不显著;设置草方格沙障显著增加土壤有机碳、全氮含量(P<0.05);随着恢复年限延长,土壤养分含量显著增加(P<0.05)。(3)高大和平缓流动沙丘中土壤有机碳含量、全氮含量与物种丰富度呈显著正相关关系(P<0.05)。综上所述,草方格沙障能够显著改善植物群落物种丰富度,增加土壤养分以改善土壤质量,是最有利于科尔沁沙地流动沙丘生态系统恢复的措施。生态恢复是一个相对漫长的过程,随着固沙年限增加,自然恢复、种植差不嘎蒿和设置草方格沙障均有利于科尔沁沙地流动沙丘的生态恢复。

  • 杨红玲, 姚博, 苏永中, 李玉霖

    北方农牧交错带是继北方草原之后的中国第二大生态安全屏障,是典型的生态脆弱带。本研究以北方农牧交错带人工林为研究对象,通过野外调查和室内分析,在区域尺度上探讨了人工林土壤理化性质的空间分布格局,并结合气候因子和树种特征,阐述了乔木林和灌木林土壤理化性质差异以及人工林土壤理化性质随气候梯度的变化规律。结果表明:(1)农牧交错带人工林土壤整体呈弱碱性,电导率153.55±3.02 μS·cm-1、土壤容重0.53~2.28 g·cm-3、土壤含水量12.54%±0.62%,土壤全碳和全氮含量分别为13.74±0.61 g·kg-1和0.88±0.05 g·kg-1。(2)农牧交错带人工林土壤自西向东酸性增强、容重下降、含水量增加、全碳含量下降、全氮含量增加。(3)在气候梯度上,人工林土壤pH、电导率、容重与降水量显著负相关,而土壤含水量、全碳和全氮含量与年降水量显著正相关;人工林土壤全碳和全氮含量与年均气温和干燥度指数均显著负相关。(4)区域尺度上,乔木林土壤pH显著低于灌木林土壤,灌木林土壤全碳和全氮含量均高于乔木林。

  • 李慧卿, 褚建民, 李清河

    对中国东部荒漠草原——内蒙古苏尼特左旗、苏尼特右旗以及二连浩特荒漠草原的主要植物群落类型及特征进行了系统性调查研究,对《中国植被》未收录的主要植物群系类型进行了补充。以遥感技术、1∶100万中国植被图为基础,当地资料记载为补充,调查了100 m×100 m植物群落样地60个。根据样地内植物种重要值排序,完成群丛、群系的命名、分类。应用T检验及相关性等统计方法完成分析。结果表明:该区域小半灌木荒漠草原群系组有盐爪爪群系、珍珠猪毛菜群系、红砂群系、小叶锦鸡儿群系、狭叶锦鸡儿群系、驼绒藜群系、蒙古莸群系、松叶猪毛菜群系、长梗扁桃群系、霸王群系、沙木蓼群系;丛生禾草荒漠草原群系组有戈壁针茅群系;杂类草荒漠草原群系组有银灰旋花群系、碱韭群系、蒙古韭群系、细叶薹草群系等。其中,《中国植被》未收录的群系包括沙木蓼群系、蒙古莸群系、小叶锦鸡儿群系、狭叶锦鸡儿群系、松叶猪毛菜群系、长梗扁桃群系以及银灰旋花群系、蒙古韭群系、细叶薹草群系等。在该区域荒漠草原,灌木群落在植物种高度、盖度及生物量(干)方面与草本群落有显著性差异,且高于草本群落;灌木植物对草本植物生长的影响有一定的群落尺度范围;在灌木群落内,灌木植物种密度、生物量对草本植物种丰富度、盖度及高度生长有一定的负影响,对群落外的草本植物影响不显著。