沙漠长寿命沥青路面设计研究

为延长沥青路面使用寿命,以乌玛高速公路中卫段为例,对宁夏沙漠地区气候、环境特征及路面状况进行了调查。根据宁夏沙漠地区试验沥青路面结构进行了演算分析,找到了最适合宁夏沙漠地区使用的沥青路面结构。研究结果表明:一是宁夏北部地区和中部地区的沥青路面的主要病害类型为裂缝,部分路面有凹陷和局部网裂;宁夏南部山区的沥青路面的主要病害类型为裂缝和水损害;二是对拟定的路面结构的力学响应进行了验算分析,初步验证了试验沥青路面结构的合理性;三是通过对现场试验段的路面指标检测,综合检测结果、计算模拟分析和室内试验结果,推荐结构C和结构D作为宁夏沙漠地区沥青路面的优先选择结构。

The Power of the Desert

New mega energy base propels the transformation of Kubuqi Desert into a source of economic growth.DALAD Banner in Ordos,Inner Mongolia Autonomous Region in north China,is characterized by a seemingly endless stretch of barren land.Kubuqi,China’s seventh-largest desert,occupies nearly one-third of the county-equivalent banner’s land area.

桥子库区景观格局变化及驱动力分析

为评价干旱风沙区库区生态环境现状,分析库区生态过程的主要驱动力,探索水库风沙危害防治有效途径,以2011年和2022年遥感影像为主要数据源,对瓜州桥子库区两时段的景观格局进行了对比分析。结果表明,景观多样性指数、均匀度指数、优势度指数均有所降低,沼泽草地、天然草地、天然林景观类型面积减小,斑块趋于破碎化,沼泽草地斑块向扁平化发展,乔木林斑块边界在收缩,沙丘侵入草地及绿洲的边界长度在增加。小范围的生态治理不足以扭转水库遭受风沙危害的局面,景观处于不稳定的沙化过程,地下水位持续下降和年内季节性波动变化是景观格局变化的主要驱动力。

广西石漠化地区环境因子对土壤肥力的影响研究

以广西17个典型岩溶地貌县域的石漠化区域土壤为研究对象,采用野外取样调查和实验室检测分析方法,研究石漠化区域环境因子植被覆盖度、坡度、坡位对土壤肥力的影响。结果表明:土壤水解氮、速效磷和有机质随植被覆盖度增加而增加;坡度增加不利于有机质积累;坡位越低,土壤肥力各项指标越高。建议在坡度陡、坡位高的地方种植浅根性或攀爬类植物或农作物,增加植被覆盖度以提高土壤肥力,改善石漠化状况。

腾格里沙漠固定沙丘结皮层藓类植物的生态功能及与土壤环境因子的关系

通过1998—2001年的野外调查,沙坡头地区固定沙丘结皮层藓类植物共3科、11属、24种,新发现 8 个本地区新记录种。人工固定沙丘仅分布有7种藓类,而自然固定沙丘包括了所有的 24 种藓类,具有较高的物种多样性,构成了复杂的苔藓植物群落。沿坡向随高度的上升,藓类植物的盖度减少,而藻类植物的盖度却有上升的趋势。自然固定沙丘藓类植物盖度明显小于围封的人工固定沙丘。人工固定沙丘随着固定年限的增加,藓类植物的生物量明显增高,不同种类藓类植物的生物量明显不同,综合盖度因素,真藓拥有该地区最大的生物量。不同类型、不同种类的藓类植物结皮厚度和株高之间都存在显著的相关性(P<0 01)。不同固定沙丘藓类结皮土壤的总盐量、阴、阳离子总量都明显高于藻结皮和流沙,苔藓结皮中苔藓植物体内Mg/Ca率在0 50~0 98之间,结皮土壤Ca2+含量明显高于其他3种离子,Na+、K+ 离子含量较少。苔藓植物生物量与土壤磷、土壤有机质呈明显正相关(P<0 05),土壤pH值与土壤磷含量和苔藓植物生物量呈显著负相关(P 分别为<0 01 和<0 05),表明高的 pH值显著影响土壤磷含量和植物生物量。磷含量还与氮含量显著相关(P<0 05),充分表明磷是荒漠生态系统苔藓植物生长发育首要的限制因子。藓类结皮土壤中的有机质、全磷、全氮、速磷。

尼龙网栅栏防沙效应的风洞模拟实验

通过尼龙网栅栏防风沙效应的风洞模拟实验 ,发现采用尼龙网制成的栅栏 ,其作用兼有疏透和通风两种形式 ,是一种比木质栅栏更优良的新材料 ,其最佳孔隙度为 40 %～ 45 % ,保护区达 30H以上。其积沙效率在中速时超过 70 % ,在特大风时也超过 5 0 %。同时 ,尼龙网栅栏具有一定的导沙性能 ,其临界角约为 45°。如果超过 45° ,导沙效率将降低。

塔克拉玛干沙漠的起沙风速

起沙风速根据观测高度、风速时距以及流体或冲击起动性质分别确定。本文建立了塔克拉玛干沙漠腹地肖塘地区不同高度、不同时距的流体起动与冲击起动风速的相关方程。结果表明：该地天然沙的瞬时冲击起动风速（２ｍ高度）５．０ｍ／ｓ，流体起动风速６．０ｍ／ｓ；１分钟平均流体起动与冲击起动风速为５．２ｍ／ｓ和４．３ｍ／ｓ。气象站观测高度（１１．４ｍ）瞬时流体起动和冲击起动风速为７．８ｍ／ｓ和６．６ｍ／ｓ；１０分钟平均值为７．４ｍ／ｓ和５．９７（≈６．０）ｍ／ｓ。

北方农牧交错区沙漠化的生物过程研究

通过对不同土地利用 /覆盖下 4种类型沙漠化土地的土壤与植被特征、变化规律、动因和互动关系的调查研究 ,结果表明土地沙漠化导致了土壤环境和植被的明显退化。其中严重沙漠化农田和非沙漠化农田相比 ,土壤有机质含量、速效氮、生长季土壤含水量分别下降 6 6 2 %、6 9 0 %、74 8% ,地温由 2 1 5℃上升到 2 2 4℃ ,其中干旱期严重沙漠化农田土壤含水量仅为 2 3% ,已无法满足作物生长需要。土壤环境恶化首先威胁土壤微生物和土壤动物的生存 ,使土壤微生物和动物数量分别下降 95 0 %和 75 9% ,酶活力下降 39 5 %～ 90 6 %。同时植物多样性、种的饱和度和初级生产力大幅度下降 ,如严重沙漠化草地和非沙漠化草地相比 ,3项指标分别下降 85 5 %～88 3% ,87 5 %～ 95 0 %和 80 6 %～ 96 7% ,植被开始发生逆向演替 ,群落优势种不断更替 ,最终形成耐牧耐风沙的沙生植物群聚。旱作农田虽采取了施肥、中耕等管理措施 ,但光合转化效率和初级生产力还是下降了 5 6 7%和5 7 4%。这一过程因其动因不同可分为植被退化 (如放牧 )引起的土地沙漠化和裸露地表风沙流活动直接导致的土地沙漠化 (如农田风蚀和流沙迁移 ) ,前者是植被先行退化进而影响到土壤环境 ,其过程较为缓慢 。

青藏高原土地沙漠化区划

青藏高原是土地沙漠化正在发展—强烈发展的重要区域 ,土地沙漠化区域分异明显。本文在确定区划原则和区划指标的基础上 ,将青藏高原沙漠化区域划分为藏南河谷湖盆区、藏北高原区、阿里高原区、藏东南三江河谷区、柴达木盆地区、共和盆地区、青海湖盆地环湖区、青南高寒区和川西甘南高原区等 9区 2 3亚区 ,各区域土地沙漠化的基本特征、现状与发展态势各有不同。按照高原沙漠化地域分异规律与特点 ,结合生态建设的要求 ,青藏高原沙漠化防治的基本思路是 :全面保护 ,综合治理 ,适度开发 ,协调发展。

沙漠人工植被区土壤呼吸初探

2003年9月底,在沙坡头铁路北面的1956年、1964年、1981年和1987年始植的人工植被区和流动沙丘的迎风坡,分别在阴天、晴天和雨后用CI301SR测定土壤呼吸速率,结果表明:土壤呼吸速率在各样地间、日期间和互作均达到极显著水平;尤其是雨后样地间的差异非常明显。1956年始植、1964年始植、1981年始植、1987年始植样地和流沙不同天气状况下的平均土壤呼吸速率分别为-0.1537μmol·s-1·m-2、-0.0995μmol·s-1·m-2、-0.0583μmol·s-1·m-2、-0.0754μmol·s-1·m-2和-0.0336μmol·s-1·m-2;阴天、晴天和雨后不同样地的平均土壤呼吸速率分别为-0.0342μmol·s-1·m-2、-0.0778μmol·s-1·m-2和-0.1403μmol·s-1·m-2。在沙漠人工植被区,影响土壤呼吸的主要因子是水分,其次是温度与植物群落类型和发育阶段。

沙柳沙障的防风固沙效益研究

研究测定了1m×1m,1m×2m,2m×2m,2m×3m,2m×4m,2m×5m,3m×3m,3m×4m,4m×4m,4m×5m,3m×6m等11种规格沙柳沙障内的风沙活动过程和分布规律。结果说明,不同规格沙障内输沙率随着风速的变化其变化趋势不同,小规格沙障内输沙率与风速呈对数曲线关系,大规格沙障内输沙率与风速之间呈指数曲线关系。沙柳沙障中近地表0～4cm范围内,风沙流中的相对含沙量沙丘下部明显大于沙丘中部和上部,说明沙障导致了近地表风沙流结构发生变化。面积等于或小于1m2的沙障可以完全控制地表风蚀,当沙障面积增加到一定程度后,风蚀深度增加很快。不同规格沙障的防护效益,在大风条件下,小规格沙障的成本效益高于大规格的沙障;在小风情况下,大规格沙障的成本效益大于小规格沙障。

中国沙漠形成演化的初步研究

古风成砂及风尘沉积物是地质时期沙漠形成演化的直接或间接标志。通过对中国北方大量的新生代古风成砂的特征分析、类型划分、年代测定和岩性岩相对比,初步建立了中国北方沙区新生代古风成砂地层序列,恢复了早第三纪、晚第三纪和第四纪时期中国沙漠形成演化的轮廓,进而探讨了第四纪沙漠的发展模式与沙漠性质。

基于RS与GIS的干旱区绿洲景观格局变化研究——以金塔绿洲为例

景观生态学是宏观生态研究的一个新领域。景观格局变化研究,是目前景观生态学的研究热点。利用遥感的手段获取试验区1990和2000年景观格局的基础数据,并利用GIS做分析的工具,计算出6个指标值,采用格网化的方法,将研究区域的景观斑块转化成5m×5m的格网,进行空间分析,计算得出了景观斑块的转移矩阵,为景观格局在空间上的变化分析打下基础。分析显示:①多样性、均匀性、优势度3个指标数值上有很大的相关性,只需考虑多样性;②绿洲景观格局的变化与水资源的变化密切相关;③绿洲有沙漠化的威胁;④城镇居民点用地扩展迅速,主要在未利用土地上发展,金塔绿洲内城镇居民区有城市化的趋势;⑤城镇居民点破碎化指标值未能真正体现其景观特性,当不考虑少数几个大的斑块时,能够得到较为理想的结果。

陕北长城沿线地区1986—2000年沙漠化动态变化分析

以毛乌素沙地的东南缘部分———陕北长城沿线地区为研究区,以1986—2000年沙漠化动态数据为依据,分析了陕北长城沿线20世纪80年代中期到2000年沙地变化情况。结果表明:该地区14a来沙漠化土地减少735 1km2,局部处于稳定的逆转过程,沙地逆转以半固定沙地和半流动沙地为主。但耕地、草地和林地沙漠化仍非常严重,而且新增沙漠化土地中极重度沙漠化土地所占比例较大。近14a来,沙漠化逆转的原因主要是人类采取了一系列积极的治理沙地措施和国家政策导向。但是由于人口的增加,滥垦、滥牧和滥樵的继续存在,及大规模煤矿资源开发和治理保护的不相协调,致使土地仍在发生沙漠化。

库姆塔格沙漠综合科学考察成果初报

库姆塔格沙漠地处塔里木盆地罗布泊地区南缘,南以阿尔金山为界,北抵阿奇克堑谷地,向东可延伸至甘肃省境内,总面积约2.29×104km2,是我国第六大沙漠。考察发现,库姆塔格沙漠气候极干旱,地表植被稀疏,野生动物极少,沙丘流动性大,沙丘类型多样,在其东北部分布着世界上独一无二的羽毛状沙丘。库姆塔格沙漠沙丘下伏地形复杂,沙漠腹地分布出露连续的地层剖面,其蕴藏着反映沙漠形成演化、气候变化与古疏勒河变迁的大量环境信息。开展库姆塔格沙漠综合科学考察,对揭示库姆塔格沙漠的形成与演化、古疏勒河变迁及其与罗布泊退缩的关系、以及西北干旱区气候与环境对青藏高原隆升和全球变化的响应具有重要的科学意义。同时,开展库姆塔格沙漠风沙活动规律、风沙危害的研究以及野生动植物的分布、生态习性等方面的科学考察,对保护世界级的敦煌自然与文化遗产、极干旱地区荒漠生态系统的生物多样性都具有重大现实意义。

中国北方半干旱和半湿润地区沙漠化的成因

通过对我国北方半干旱和半湿润地区沙质荒漠化的综合分析后认为，第四纪期间不同时间尺度沙漠化的成因是有差异的。1万年前的更新世期间，人类对生态环境的破坏作用甚微，沙漠化的出现和逆转主要受地球轨道要素制约的万年以上时间尺度的全球气候变化控制；1万年来的全新世特别是近2000年的历史时期，人类对生态环境的作用已越来越大，但沙漠化仍然主要受制于千年和百年尺度的气候波动；20世纪以来的现代时期，沙漠化过程既受数十年或数年的干湿气候波动作用，也受到人类不合理的经济活动的影响，但后者是主要的。

近2 ka河西走廊及毗邻地区沙漠化过程的气候与人文背景

根据古城废弃、湖泊退缩、频降尘期等发生时代的相对一致性,确定历史时期河西走廊沙漠化过程存在3次大发展时期,即南北朝、唐末五代和明清两朝,它们均对应近2ka来的气候干冷阶段。清代中期河西走廊人口密度突破了干旱地带人口压力的"临界指标",水资源利用率超过40%,是晚近沙漠化土地迅速扩大的主要原因。

科尔沁沙地自然与人为因素对沙漠化影响的累加效应分析

采用滑动平均法分析了科尔沁沙地年平均温度、年降水量(代表自然因素)和耕地指数、草场载畜量(代表人为因素)对沙漠化影响的累加效应。结果表明,年平均温度和年降水量的累加作用持续的时间较短(在4a之内),其中年平均温度对沙漠化影响的累加效应作用在2a最大,但作用不明显;年降水量对沙漠化的影响以4a最高,累加效应最明显,关联系数为0.801,而且二者之间有较显著的回归关系。年降水量和年平均温度的波动特点是决定累加作用时间和影响强度的关键。代表人为因素的耕地指数和草场载畜量对沙漠化影响的累加效应都比较明显、作用持续的时间较长(大于8a),其中耕地指数对沙漠化的影响以7a的累加效应最明显;草场载畜量对沙漠化的影响以10a的累加效应最明显,耕地指数和草场载畜量与沙漠化之间存在着较显著的回归关系。人口持续增长导致的对资源环境压力的增大是耕地指数和草场载畜量对沙漠化影响产生累加效应的根本原因。

沙漠化过程中生物量损失的初步评估——以内蒙古科尔沁地区为例

内蒙古科尔沁地区近50a来沙漠化土地经历了发展—再发展—逆转的过程,到2000年,该地区的不同类型和程度的沙漠化土地总计达50200km2,态势依然严峻。研究表明,沙漠化过程中生物量的损失主要体现在生态系统的退化中,其基本特征是伴随着生态系统的结构功能逐渐受到破坏,植被沙生化和土壤沙质化,最终导致低级的沙漠(地)生态系统的形成,生物生产量的降低。2000年度科尔沁地区旱作农田由于沙漠化过程所造成的地上生物量损失约为68.6万t,放牧草地的地上生物量损失量约为1008.2万t,总的损失量为1076.8万t。而在可以进行计算和评估的41a间,该地区由于沙漠化过程所造成的地上生物量损失量约为44148.8万t。

青海共和盆地土地沙漠化及其防治

共和盆地在自然带上属半湿润森林草原地带与干旱荒漠地带之间的高原温带内半干旱干草原和干旱荒漠草原的过渡生物气候亚带,高寒干旱的气候和丰富的第四纪砂物质是我国沙漠化得以发生、发展的地区之一,这对当地农牧业生产,特别是龙羊峡库区造成巨大威胁。为此,本文探讨了该区土地沙漠化现状、危害的基础上,并提出土地沙漠化的初步区划、防治原则、途径和措施。