纱网沙障研究进展

沙障在流动沙地治理和植被恢复中发挥了重要作用,而纱网沙障具有材质轻、韧性好、抗拉力强、使用寿命长等优点。本文综述了自1989年以来有关纱网沙障材料选择、设置方式、防风固沙作用及植被恢复成效等研究成果,并提出了纱网沙障未来发展趋势。

氟啶酮与赤霉素组合对沙米种子萌发与出苗的影响

种子萌发出苗是流动沙丘先锋植物沙米(Agriophyllum squarrosum)成功实现自然更新的关键环节,也是制约其人工栽培的重要因素。选取当年采收的沙米种子为试验材料,研究了氟啶酮(fluridone,FL)不同浓度、浸种时长以及与赤霉素(gibberellin,GA3)组合对沙米种子萌发和出苗的影响,筛选有效促进沙米萌发和出苗的FL+GA3组合。研究结果表明,FL溶液浸种能有效打破沙米种子的休眠,其浓度大小和浸种时长决定沙米种子萌发速度的快慢和发芽率的高低,0.1%~10%浓度范围内沙米种子发芽率随FL浓度增大而逐渐提高;3~24 h浸种时间内沙米种子发芽率随时长逐渐增大,浸种时长在24 h发芽率达到最高。单一FL适宜浓度为5.0μmol·L−1,浸种时长为24 h。在FL溶液加入GA3后,协同作用不仅提高了低浓度FL溶液的出苗率,也解决了单一FL溶液处理幼苗死亡率高的问题。优选出5.0μmol·L^(−1)FL+2.0 g·L^(−1)GA3组合,该组合处理后,沙米种子的发芽率提高,发芽速度加快,且幼苗的保存率也达到最高,可为沙米大田人工栽培提供理论依据和技术支撑。

沙漠草方格铺压一体机压草碾轮压草仿真试验与分析

【目的】草方格沙障是一种稻草秸秆压制到沙漠里起减缓风速的机械固沙手段,为减轻劳作强度提高效率,采用机械化作业。旨在研究沙漠草方格铺压一体机压草碾轮压制过程中沙土和稻草秸秆动力学微观机理变化不明晰、压草过程易推草带草、均匀性不稳定和压草碾轮易磨损等问题。【方法】利用有限元仿真和理论分析结合对压草碾轮的结构校核分析,基于离散元(EDEM)仿真软件建立沙土-稻草秸秆-压草碾轮三者互作系统模型,基于模拟仿真的变化规律,研究其微观动力学相互作用机理和压草碾轮磨损情况。【结果】仿真结果表明,压草碾轮结构设计满足要求,有效解决了推草和带草的问题;易磨损区域在外缘锯齿尖和加强筋,且因滑移产生的滑动摩擦会加剧碾轮磨损;锯齿形压草碾轮作业质量优于圆盘形压草碾轮,可有效提高压草合格率11.4%;压草过程产生的沙土扰动轮廓接近压草碾轮触土部分呈V字形,且速度越大沙土扰动越大,压草碾轮磨损越大,铺设越不稳定。【结论】仿真模型呈现了微观作业过程中秸秆、沙土颗粒和压草碾轮的运动特性,同时应用离散元法进行压草过程的仿真模拟与实际作业效果对比,仿真结果与沙漠实地试验工况基本一致,验证压草碾轮设计的可行性和合理性以及仿真模型的准确性,为压沙治沙机械提供了新的方法和参考。

旋周定位变量喷施固沙装置设计仿真与实验研究

【目的】目前我国研制的喷施固沙装置主要依靠液体喷射产生的能量把固沙剂喷洒在沙地表面,喷施位置分散随意,无法有效控制并调节喷施覆盖度,还存在固沙层浅薄的问题,实际治沙效果并不理想。【方法】基于科尔沁沙地环境特征,同时根据低覆盖治沙理论和喷施工艺技术要求,研制了一款可旋周定位喷施工作装置,进行了旋周定位变量喷施固沙工作装置的流场仿真分析及物理样机开发,并结合土槽试验开展了工作装置的喷施性能试验研究。【结果】该喷施工作装置可以实现液态固沙剂的稳定运输、定位喷施以及覆盖度的连续调节,当牵引作业速度为1 km/h时,单根喷杆单次喷施流量约为225 mL/s,在规定的单位作业面积内喷施覆盖度范围符合低覆盖度治沙要求,可达到预期目标。【结论】该研究成果可进一步推动荒漠化的有效治理,为我国固沙技术设备创新发展提供参考。

猫头刺盾状移动式固沙障防沙效应风洞模拟试验研究

[目的]猫头刺盾状移动式固沙障是运用仿生学原理,由盾状铁网筛与上方扎制固沙灌木猫头刺(Oxytropis aciphylla)茎叶构成的一种新型固沙障。对猫头刺盾状移动式固沙障的防风固沙效应进行试验,以确定最佳固沙障类型,并揭示其防风固沙机理,为野外工程防沙措施的选择和制定提供理论依据。[方法]通过风洞模拟试验,在6,10,14,18 m/s 4个风速条件下测量了猫头刺盾状移动式固沙障的风速流场,并在10,14,18 m/s 3个风速条件下对该固沙障进行了携沙风吹蚀试验。对照分析了原位自然型与不同类型,不同大小仿生猫头刺盾状移动式固沙障的防风沙效应。[结果](1)气流在经过猫头刺盾状移动式固沙障时速度均会减弱,形成明显的减速区。在6 m/s时,减速沉降区均达到了20 H(H为沙障高度,H=11 cm);随着风速增加,减速沉降区缩小。风速10与14 m/s时,减速沉降区为15 H;且在风速18 m/s时,也能维持15 H的减速沉降区。(2)3种风速梯度下,猫头刺盾状移动式固沙障的平均输沙量是无沙障的13.8%(10 m/s风速),21.1%(14 m/s风速),23.4%(18 m/s风速)。[结论]结构完整,直径更大的猫头刺盾状移动式固沙障具有最好的防风沙效果。该移动式仿生固沙障防风沙效果好,可移动,可组合并可机械化编制,在防治荒漠化、防风固沙领域有广阔的应用前景。

2019--2023年科尔沁沙地研究相关文献产出统计分析

基于中国知网数据库,利用文献计量学方法统计分析2019—2023年产出的科尔沁沙地研究相关学术论文的发文数量、作者、基金项目论文等,探究科尔沁沙地研究相关文献分布规律。结果显示,中国知网于2019—2023年共入库166篇科尔沁沙地研究相关学术论文;独立作者论文共13篇,合著论文共153篇,合著率达92.17%;第一作者共有136人,主要分布于内蒙古、辽宁、北京、甘肃等省、自治区、直辖市;硕士研究生和副高级职称者为该统计年限中主要作者群;各类基金项目论文共142篇,占论文总数的85.54%。

1987—2022年库布齐沙漠沙化土地时空动态及趋势预测

研究选取1987—2022年遥感影像,基于3S技术,采用NDVI像元二分法模型统计沙化土地时空动态变化;利用地理探测器对影响沙化土地空间变化的影响因子进行定量分析;最后选取PLUS模型预测了2032年沙化土地分布格局。结果显示:①35 a间库布齐沙漠植被覆盖整体呈增长趋势,由13.59%增长到30.43%;自西向东呈现流动沙地到固定沙地的明显划分,北部沿黄段植被居多。②流动沙地面积减少50%;半固定沙地面积增长10%,主要来自流动沙地治理;固定沙地增长89.80%,其中2017年涨幅最大为2.3%。③沙化耕地35 a间由13.98%增长至17.56%,平均每5 a增长约1%~2%;沙化耕地面积增加的30.83%来源于半固定沙地,6.49%来源于流动沙地;沙化耕地弃耕或蚕食导致草地面积增加18.97%。④社会经济因素是库布齐沙漠土地利用变化的主导因子,未来库布齐沙漠将向半固定沙地,固定沙地增加,林地、草地、耕地等资源型用地面积增加的方向发展。研究区沙化土地减少植被覆盖增加,可为后续沿黄段沙漠治理与沙漠工程实施提供借鉴和数据参考。

防风固沙草方格铺设机设计及改进

目前,由于全球气候变暖和干旱,导致全世界土地沙漠化更加严重。草方格可以有效增加沙地表面的粗糙度,在草方格里面,气流场内部和地表形态会发生某些变化,从而降低近地面的风速,改变沙漠地区风沙运动的条件,有效治理土地荒漠化。基于人工铺设草方格劳动程度大、效率低、成本高等缺点,设计了一款草方格铺设机,其可以将成卷的草垛进行铺设,从而实现地面的高效覆盖。此草方格铺设机以提高工作效率、减轻人力劳动、保证铺设质量为设计目的,可以有效助推土地沙漠化修护进程。

沙坡头自然保护区不同固沙技术生态效益监测评价

【目的】为了深入了解设置沙障后不同固沙条件下植被物种组成、多样性的变化规律。【方法】以扎设草方格、尼龙网格、草绳方格固沙的沙地植被恢复技术示范区为研究对象,分析不同固沙模式对土壤风蚀、水分和电导率以及草本植物群落组成的影响,总结不同固沙模式对沙地植被恢复区的土壤风蚀、水分和电导率及植物多样性指数的影响规律。【结果】结果表明,①从总风蚀速率来看,流动沙丘风沙活动最强,为0.15 cm·d^(-1),且以沉积为主;草方格沙丘风沙活动最弱,为0.04 cm·d^(-1);土壤风蚀的总风蚀速率较流动沙丘减小0.11 cm·d^(-1)。沙丘风蚀与沉积的净变化速率在草方格沙丘最小,为-0.04 cm·d^(-1);流动沙丘最为剧烈,为0.15 cm·d^(-1);土壤风蚀的净变化速率较流动沙丘减小0.19 cm·d^(-1)。②流动沙丘和尼龙网格沙丘在不同土层深度的土壤水分和电导率无明显变化(P>0.05);草绳方格沙丘土壤水分含量由大到小依次为表层、深60 cm、深40 cm(P<0.05),不同土层深度电导率差异不显著(P>0.05);草方格沙丘土壤电导率由大到小依次为表层、深60 cm、深40 cm(P<0.05),土层深度对水分含量的影响较小(P>0.05)。③不同固沙模式对多度和物种数无显著影响(P>0.05)。不同固沙模式中,草本植被多样性指数无显著差异(P>0.05),表现较为一致的趋势;草方格沙丘的香浓-威纳指数、均匀度指数、物种数均最高,分别为0.93、0.57和1.80。【结论】综合分析表明,草方格固沙模式下植被恢复效果较好,对土壤水分和电导率影响较小;草绳方格固沙对土壤水分和电导率的影响较大。建议在后续沙地生态修复时,以草方格固沙为主,草绳方格为辅。

荒漠化防治过程中的地方政府职能履行问题研究——以宁夏中北部H县为例

通过调查2004—2019年间宁夏H县土地荒漠化动态变化情况,收集了大量资料,并采用高分辨率遥感监测数据与现地调查、无人机观测相结合的技术方法,梳理汇总数据后得到各类型荒漠化及沙化土地面积。结合H县地理面貌、地区植被、土壤类型、气象、水文、“三调”国土类型等评价指标,介绍了H县防沙治沙现状,概述了H县防沙治沙过程中政府履职情况,指出了H县防沙治沙中政府职能履行存在的问题,并提出了优化H县防沙治沙中政府职能履行的对策。

中国北方农牧交错区沙漠化发展过程及其成因分析

通过历史文献记载、遥感监测和野外调查等手段,研究了中国北方农牧交错区历史时期以来的沙漠化发展过程,认为在晚全新世气候干湿波动的背景上,研究区的沙漠化状况在20世纪80年代以前以发展为主,而在之后的近20a里则出现逆转。对研究区近50a来的气候及土地利用方式变化的分析表明,气候因素中降水的多变性是研究区土地沙漠化发生的自然背景,而滞后于气候变化的土地利用方式改变则是研究区沙漠化最主要的成因。

尼龙网栅栏防沙效应研究

通过尼龙网栅栏防沙效应的野外监测与风洞模拟实验的系统研究 ,结果表明 ,A字形尼龙网栅栏防沙体系 ,不仅具有阻沙功能 ,而且具有良好的导沙功能 ,扩展了栅栏的应用范围 ,同时也为戈壁风沙的防治提供了成功的经验 .尼龙网栅栏兼有疏透和通风两种形式 ,是一种比木质栅栏更优良的防沙材料 .其最佳孔隙度为 4 0 %～ 4 5 % ,保护区达 30 H以上 ,积沙效率在中速时超过70 % ,在特大风时也超过 5 0 % .尼龙网栅栏具有导沙性能 ,其临界角为 4 5°,如果超过 4 5°。

沙坡头地区固定沙丘结皮层藓类植物的繁殖和生长特性研究

采用撒茎法和分株法2种栽培法培养藓类植物,实验结果表明:①新生枝和原丝体在老茎上反复产生,由原丝体产生配子托;②新生枝和配子托发育成正常的植物体;③生长速率测定表明在培土试验条件下植物体每天增长0 33～0 34mm。研究为固定沙丘结皮层中藓类植物的繁殖和生长提供了实验依据。

科尔沁沙地榆树疏林草地物种多样性及乔木种群空间格局

应用多样性指数对科尔沁沙地榆树疏林草地的物种多样性进行了研究,并用空间格局指数测定了乔木种群的分布格局。结果表明,灌木层多样性较低,而草本层物种多样性较高。在生活型功能群中,一、二年生草本处于优势地位,多年生草本具有稳定群落的效应;在生态功能群中,旱生、中生植物占有主体优势,但在群落中又存在植物功能互补效应。乔木种群的分布格局呈现出聚集分布,在其发育过程中具有不同的动态变化特征,即幼苗、幼树阶段为聚集分布,到了成树阶段为随机分布。

贵州六盘水石漠化的特点、成因与防治

贵州六盘水市石漠化面积 2 5 75 km2 ,约占国土总面积的 2 6 % ,是贵州乃至整个西南岩溶区石漠化最严重的地区之一。六盘水石漠化的特点在西南岩溶区很有代表性 :一是岩石裸露、植被覆盖率低 ;二是坡度大、岩溶裂隙发育 ;三是土地质量差、环境容量小 ;四是旱涝灾害频繁。石漠化的产生与发展既有自然方面的原因 ,如 :强烈的岩溶化过程 ,陡峻、封闭的地形 ,地表、地下双层岩溶结构 ,缓慢的土壤形成过程 ,植物的生态效率低等 ;又有人为的原因 :大规模砍伐森林 ,烧山 ,不合理利用土地 ,过度放牧等。六盘水石漠化主要防治措施应包括 :(1)是开发和调蓄表层岩溶水资源 ;(2 )是通过土地整治 ,改善土地利用结构 ;(3)是以因地制宜培植当地名特优植物资源为主体 ,发展生态农业 ;(4 )是控制人口数量 ,提高人口素质 ;(5 )开展扶贫和生态恢复示范工程。

中国沙质荒漠化土地监测评价指标体系

中国是受荒漠化影响较重的国家，保护环境资源可持续发展，及时掌握荒漠化时空变化信息，有效的实施宏观管理，是荒漠化治理的主要内容。为此，依据地表形态和生态状况的变化确定植被盖度、裸沙地占地百分比和土壤质地３项评价指标，从不同侧面指示特定土地的生产力，并将各指标因子量化，给出沙质荒漠化（风蚀荒漠化、沙化）现状综合评价模型。根据国情和沙质荒漠化遥感监测需要，这次提出的沙质荒漠化现状评价指标比较直观、便捷、实用，可以通过卫星影像目视解译或用数字影像在微机上用图像软件按象元水平解译遥感图像、制图。通过在三个不同气候区域的野外调查，验证利用遥感信息获取数据的可行性，证明沙质荒漠化监测评价指标体系适用于遥感和计算机技术进行分类评估沙化的空间分布。

油蒿(Artemisia ordosica)抗旱生理生化特性研究初报

测定了宁夏沙坡头地区固沙植物油蒿体内活性氧自由基的变化、膜伤害的程度、抗氧化保护酶系统以及光合特性与叶绿素含量的变化 ,对油蒿适应干旱胁迫的机理进行了分析。结果表明 ,灌溉地油蒿的MDA、·O-2 、H2 O2 、脯氨酸的含量以及CAT、SOD的活性低于固定沙丘的油蒿 ,而植物体内蛋白质的含量、POD的活性高于固定沙丘的油蒿。固定沙丘油蒿中的Chla、Chlb含量和H2 O→PCIP电子传递速率低于灌溉地油蒿。因此 。

沙坡头地区固沙植物油蒿、柠条蒸散状况的研究

应用一组自动称重式lysimeter对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区半灌木油蒿 (Artemisiaordosica)与灌木柠条 (Caraganakorshinskii)植丛的蒸散与流沙区蒸发比较 ,在生长季节进行两年连续观测研究。结果表明 ,植丛生长季节蒸散约占同期降水量的 90 %以上 ,根层 2 2 0cm深度以下无降水补给作用。裸沙蒸发量与深沙层补给量分别占降水量的 70 5 %与 12 6 %。湿润年 (P =2 15 8mm ,其中生长季P =183 7mm)生长季内油蒿与柠条植丛日平均蒸散速率接近 ,分别为 0 86mm·d-1,0 87mm·d-1。干旱年 (P =12 1 0mm ,其中生长季P =114 0mm)油蒿植丛日平均蒸散速率降低为 0 6 8mm·d-1,而柠条植丛日平均蒸散速率仍然高达 0 80mm·d-1。由油蒿、柠条植丛月蒸散量比较 ,干旱年柠条在降水相对集中且丰沛的月份具有较高的蒸散量 (如 1991年 8月 ,ET为 6 6 3mm(相当于蒸散速率 2 15mm·d-1) ) ,致使根层年内贮水量亏缺量 (ΔS =- 42 .6mm)较油蒿植丛严重 (ΔS =- 18 7mm)。而油蒿植丛在全生长季保持低下蒸散水平 ,表明由于植物种利用水分的机制不同 ,其植丛ET随年降水变化差异明显。但是 ,较之于湿润年均呈现下降趋势。在湿润年 ,裸沙区日均蒸发量为 0 6 0mm·d-1,而在干旱年 ,其蒸发速率降低为 0 44mm·d-1,相应的月?

水分胁迫对牛心朴子植株生长及渗透调节物质积累的影响

采用PVC管种植模拟土壤干旱的方法,研究了牛心朴子 Cynanchumkomarovii 在水分胁迫下植株生长及渗透调节物质的积累情况.结果表明:牛心朴子植株地上部对土壤水分比较敏感,随水分胁迫程度的加强和胁迫时间的延长,植株生长显著变缓,直至停止生长,而根/冠比值则有所加大;可溶性糖是牛心朴子根系主要的渗透调节物质,随着土壤水分胁迫程度的加重,根系中的可溶性糖呈明显的增加趋势,叶中的可溶性糖则随胁迫的加重而呈下降趋势,说明在干旱胁迫下牛心朴子的同化产物大部分分配于根系之中;Pro在牛心朴子叶、茎、根的渗透调节中也起着重要作用,随土壤水分胁迫的加重,其在根、茎、叶中的积累明显增加;而无机离子在牛心朴子渗透调节过程中的作用很小.

毛乌素沙地臭柏年轮生长动态的研究

以毛乌素沙地天然臭柏为材料 ,用实体解剖镜和光学显微镜研究观察臭柏的年轮形态特征 ,应用树干解析法研究毛乌素沙地沙丘顶部臭柏和滩地臭柏的径向生长和伸长生长动态。结果表明 :沙丘顶部臭柏偏心生长明显 ,长径与短径比为 14 0 .36 % ,伪年轮发生频率为 12 .0 7% ;滩地臭柏偏心生长不明显 ,长径与短径比为 10 5 .2 2 % ,伪年轮发生频率为 1.80 % ;根据年轮数推断 ,沙丘顶部臭柏群落的年龄至少有 12 3a以上 ,滩地臭柏年龄有 5 0a以上 ;沙丘顶部臭柏径生长缓慢 ,生长过程中没有明显的峰值 ,年平均生长量为 0 .94mm ,累积生长曲线的S型特征不明显 ;滩地臭柏的径生长高峰出现在 35年 ,年平均生长量为 1.5 1mm ,是沙丘顶部臭柏的 1.6倍 ,累积生长曲线的S型特征也不明显 ;沙丘顶部臭柏的匍匐茎长度与年龄之间表现出指数函数关系 。