《中国沙漠》创刊20周年

《中国沙漠》的学术宗旨是力图准确、迅速、快捷地报道我国在沙漠学领域中的研究水平、进展、热点、动态与专项研究的全貌与流派。努力把握国家自然科学基金项目的研究动态 ;及时准确反映具有国际先进水平的研究成果 ;追踪报道具有荣获国家省部级研究成果潜力的重大课题的研究成果 ;有计划地组织文稿 ,系统地报道本学科具有极强生命力的项目进展和成果 ,以促进和引导学科发展 ,并发现、培养和造就一批新人 ,为科研事业储备新生力量。

《中国沙漠植物志》景天科（Crassulaceae）增订

通过对中国沙区植物标本整理、鉴定和文献考证，新增加了八宝属、合景天属、红景天属、瓦莲属、黄花瓦松、狼爪瓦松、库布齐八宝、白八宝、白花合景天、合景天、小花瓦莲、卵叶瓦莲、灰毛景天、堪察加景天和唐古红景天等４属、１０种、１变种，并对紫八宝和狭叶费英的名称做了订正。

荒漠植物种子萌发研究进展

对种子自身结构,水分、温度、光照、沙埋深度等对荒漠植物种子萌发的影响进行了综述。硬实种子的不透水性、不透气性以及物理障碍是影响种子萌发的重要因素,通过热水浸种、擦破种皮或果皮、浓硫酸浸泡、低温或辐射处理可以破除硬实的影响。有些荒漠植物果皮或种皮外包有粘液层,这种结构对种子的萌发及幼苗生长有促进作用;部分植物的种胚覆盖物含有生长抑制物质而抑制种子萌发;胚休眠与后熟是影响胚萌发的重要生理因素。雨量大小、分布,降雨次数及土壤湿度是决定荒漠植物种子萌发的重要生态因子;温度影响种子的萌发,变温促进萌发;部分荒漠植物种子的萌发需要光照,有些要在暗中萌发,有些则对光无特异的需求;沙埋深度可调节光照、土壤湿度和土壤温度,从而调节种子萌发。应重视荒漠植物种子对严酷环境适应的研究,从分子水平上阐述其对严酷生境的适应机制。

青海南部地区40多年来气候变化的特征分析

利用1961—2003年气温、降水、积雪等气象观测资料,分析了青海南部地区年际、年代际及各季气候变化的特征和规律。结果表明:该地区秋季气温升高最为明显,这有别于我国华北、东北、西北东部和新疆等地区冬季增温最为显著的特点;降水量冬、春季呈增加的趋势,而夏、秋季呈减少趋势;地表积雪量冬、春季的平均增加量分别为15.1cm和3.8cm,而夏、秋季的平均递减量分别为0.3cm和0.2cm。气候变暖和冬、春季降水增多以及冬、春季平均积雪量的跨季节异常或持续维持是导致青海南部地区20世纪80～90年代雪灾增多的最直接原因之一。冬、春季降水和地表积雪的增加,使得雪灾发生的频次增加,危害程度加重;而夏、秋季降水和积雪减少、气温升高、地表蒸发加大、水资源量减少,干旱出现的几率增大,影响畜牧业生产,制约当地经济发展。

柴达木盆地40多年来的气候变化研究

分析青海省柴达木盆地1961—2002年气象观测资料得出,年度和四季的气温、降水和地表蒸发的气候变化倾向率均为正值。尤其是近10多年来,柴达木盆地气温升高、降水增多、地表蒸发增加,这些气象要素都有利于气候向暖湿方向发展,但考虑到柴达木盆地的降水总量有限(平均每日降水不足0 3mm),而地表蒸发总量又与降水总量比较接近,因此,从气象要素的历史变化和季节分布特征看,柴达木盆地的整体环境状况仍处于比较差的阶段。

腾格里沙漠沙坡头地区固沙植被对生物多样性恢复的长期影响

地处腾格里沙漠东南缘的沙坡头人工固沙植被始建于1956年,46 a来不仅确保了包兰铁路沙漠地段的畅通无阻,而且对区域生态环境的恢复产生了巨大的影响,成为我国干旱沙漠地区交通干线荒漠化防治与生态恢复的成功模式.长期定位监测结果表明:人工固沙植被建立4～5 a后,沙丘表面物理结构初步得到稳定,并由大气降尘形成的无机土壤结皮逐渐演变形成土壤微生物结皮.荒漠藻类、苔藓和地衣等隐花植物在结皮层中得到了大量的繁衍:固沙植被建立46 a后出现藻类24种;苔藓仅有5种,少于天然固定沙丘结皮上的种类,此外,地衣也在植被区发现,这说明固定沙丘景观逐渐趋于稳定的状态;相对于流沙区,固沙植被区近地面风速降低了40%,土壤有机质含量增加了60%,其中氮、磷、钾等荒漠生态系统主要限制养分因子及土壤理化性质得到了改善,沙丘表层成土过程明显;土壤水分循环的时空变异驱动了植被的演变,为大量的草本的侵入和定居创造了条件;此外,对鸟类、昆虫和土壤动物及荒漠动物的生存产生了积极的影响.46 a后,固沙植被区共有鸟类28种,昆虫50种,动物23种.生物多样性的恢复使原有的相对单一的固沙植被演变成一个结构、组成和功能相对复杂的荒漠生态系统.沙坡头地区生态环境在人为促进下的恢复为我国西部生态建设提供了科学依据.

近45a我国沙尘暴和扬沙天气变化趋势和突变分析

利用1954—1998年我国334个站每月沙尘暴和扬沙发生日数资料,通过线性趋势估计和多项式函数拟合等方法分析了沙尘暴和扬沙日数的长期趋势变化和周期变化,发现沙尘暴和扬沙日数的总体趋势是下降的,沙尘暴和扬沙年平均日数都是在20世纪50年代最高,60年代减少,之后70年代又有回升的趋势,到80年代又减少,90年代最少。沙尘暴日数的变化存在着6.7a的周期及2.59a和3.38a的周期,并且2.59a和3.38a的周期都通过了α=0.1的显著性检验。扬沙不存在显著性周期。由于资料长度的限制,无法对22a以上的长周期进行分析。利用滑动t检验法和气候跃变参数Jy分析了沙尘暴和扬沙日数的突变问题,发现沙尘暴和扬沙日数从80年代到90年代的变化率最高,沙尘暴和扬沙分别在1985年和1984年发生了由多到少的突变。我国北方强沙尘暴的发生次数从50年代到90年代呈上升趋势,从而使沙尘天气对我国的影响不但没有减弱反而有增强的趋势;近年来,大范围的强沙尘暴天气出现的频率增加、程度增强、范围扩大,因此保护生态环境,防止土地荒漠化,是我们目前面临的紧要任务。

荒漠植物叶片碳同位素组成及其水分利用效率

水分通常是影响荒漠植物生长的主要限制因子 ,然而当前很少有关于荒漠群落中植物水分利用效率的报道。作为指示水分利用效率的可靠指标 ,叶片稳定碳同位素组成 (δ13 C值 )可以用来探讨植物适应干旱环境的强弱程度。对阜康和金塔同种或同属的植物叶片δ13 C的测量结果表明 ,干旱可使植物叶片δ13 C升高 :年降水量每增加 1mm ,叶片δ13 C则降低 0 0 1‰～ 0 0 15‰。阜康荒漠灌木叶片δ13 C值明显高于草本 ,这样的趋势也存在于甘肃金塔主要荒漠植物中 ,与前人的报道也基本一致。说明灌木可能更适应干旱胁迫 ,并且这种现象可能是全球荒漠生态系统的一种共性。对阜康四种荒漠代表植物红砂、梭梭、补血草和骆驼刺的SOD活性的测定结果间接地支持了这一结果。进一步的分析表明 ,藜科、豆科和某些禾本科植物适应干旱环境的能力相对较强。

中国北方沙尘暴现状及对策

中国北方主要包括 :甘肃河西走廊及内蒙阿拉善盟 ;新疆塔克拉玛干沙漠周边地区 ;内蒙阴山北坡及浑善达克沙地毗邻地区和蒙陕宁长城沿线四个主要沙尘暴中心和源区。我国沙尘暴从 2 0世纪 5 0年代以来呈波动减少之势 ,90年代在减少中有回升 ,2 0 0 0年和 2 0 0 1年更是急剧增加 ,预示着新一轮沙尘暴活跃期已经开始。生态环境恶化和气象条件的变化是我国北方沙尘暴增多的原因。目前人类控制天气的能力还很有限 ,减缓沙尘暴灾害频度与强度的关键在于搞好地面的生态保护与建设。坚持“预防为主、保护优先、防治并重”的生态保护与建设方针 ;建立和完善生态保护的法规和政策体系 ,停止导致生态环境继续恶化的一切生产活动 ,对于超出生态承载能力的地区可以采取一定的生态移民措施。

干旱半干旱地区土壤微生物结皮的生态学意义及若干研究进展

土壤微生物结皮广泛存在于干旱半干旱地区 ,且具有重要的生态学意义。文章对微生物结皮的形成、发育过程的特点 ,以及它对微生境的影响 ,包括对土壤理化性质、风蚀水蚀的抗性、土壤水分时空分布特点、养分及微量元素地球生物化学循环等土壤学过程和对植被的影响与作用等方面的国内外研究进展进行了综述 ,并对一些有争议研究结论进行了分析 ;

荒漠植被影响土壤水文过程研究述评

简要回顾了有关荒漠植被对土壤水文过程影响的试验研究,介绍了荒漠地区土壤水文过程研究的主要方法以及基本的土壤水分平衡方程,并对特定区域土壤水分动态与植被结构之间的关系进行分析,以期对今后从事该领域的研究与管理者有所启示。由于荒漠地区土壤水文特性具有极高的变异性,因此,阐明荒漠植被区土壤水分动态,确定这一特殊生态系统内植被格局与土壤水文过程的关系,可在理论上回答雨养型人工植被建设与荒漠地区生态恢复工程中,土壤水文过程影响植被结构与格局的基础性科学问题。

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。

陇中黄土高原夏季地表辐射特征分析

利用实测辐射资料揭示了陇中黄土高原半干旱区夏季辐射特征。结果表明:该地区夏季晴天辐射比较强烈,总辐射最大瞬时值超过1000W·m-2,有时甚至超过太阳常数。春小麦下垫面平均总辐射与典型晴天的日变化比值在0 6～0 8之间,净辐射比值在0 4～0 6之间,在裸地时也表现出同样的特点,表明在半干旱区云和降水对地表辐射的影响比较大。此外,日平均反射率起伏较大,最大为0 24,最小为0 11;春小麦下垫面的地表反射率为0 17,裸地为0 20。植被叶表面的水珠会导致反射率增大,而风速的增大会引起反射率的突变。受土壤湿度及太阳高度角和天气状况等因素的综合影响,不同天气条件下的地表反射率日变化呈现出比较大的差异。

风沙对黄河内蒙古河段河道泥沙淤积的影响

通过对黄河内蒙古河段河道淤积泥沙打钻采样,以及黄河沿岸及支流产沙地层采样分析对比,暴雨、洪水等分析追踪河道淤积泥沙源地表明,黄河内蒙古河段河道泥沙淤积主要来源于乌兰布和沙漠及十大孔兑(沟谷)的库布齐沙漠和丘陵沟壑梁地。通过输沙平衡法计算该河段河道泥沙淤积量得知,1954—2000年该河段淤积泥沙总量约20 11亿t,其中大于0 1mm的粗沙为15 57亿t,占总量的77 424%;小于0 1mm的泥沙约4 54亿t,占总量的22 57%。风成沙入黄淤积量是:乌兰布和沙漠6 0552亿t;库布齐沙漠5 8499亿t;二者约占大于0 1mm粗泥沙总量的76 46%。

沙坡头植被固沙区生物结皮对土壤水文过程的调控作用

生物结皮的土壤水文过程一直是学术界比较关注的争议性问题。通过对生物结皮的生态调查和水文物理实验分析、野外人工模拟降雨条件下的土壤水动力学试验、以及天然降雨后土壤水分的动态监测,分析了生物结皮对降雨渗透、土壤水分再分配和土面蒸发等土壤水文过程的调控作用,认为:(1)生物结皮层不仅降低了水分渗透速度和深度,还引起了土壤水分渗透的不稳定性,即指状流的出现;(2)生物结皮的逐年发育使土壤水分的分配格局和分配过程发生了很大变化,土壤水分再分配过程有明显的浅层化趋势,即生物结皮的降雨拦截作用;(3)生物结皮通过降低反射率和提高毛管作用,大大提高了土面蒸发。生物结皮对土壤水文过程的调控作用正在深刻地改变着固沙区的土壤水环境。

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。

荒漠植物生活史对策研究进展与展望

植物种群生活史是指植物种群从种子萌发到种子形成所经历的全部过程,它包括植物种群生活周期各个阶段(繁殖、种子、补充与生长)的生活史特征以及与同一生境内其他生物之间和环境的相互作用。而生活史对策是生物在长期的自然选择下形成的、以各种生活史特征表现出来的适应对策,即由自然选择塑造的生物体外形和习性。本文综述了国内外植物生活史对策的研究历史、进展和生活史对策的研究内容以及生活史对策理论在荒漠植物研究中的应用。指出生活史研究仍存在不足首先是研究内容上,资源分配在多年生植物中的权衡仍未被有力证明,邻体效应与繁殖分配的关系在个体水平上仍不明了,多年生植物在不同邻体效应和生境下将采取何种繁殖对策目前尚无明确的结论;繁殖分配与性分配之间的关系,引起花序结构上资源分配差异的原因,各种繁殖对策中繁殖分配异同与维持机制等问题仍有待于进一步的研究;种子大小的变异机制以及生物学意义仍未得到令人满意的答复,更需分子水平上的研究来解释其机理。在群落水平上种子大小与萌发能力的关系不明确,萌发过程的时间扩散方式报道甚少。因此,这些方面的研究工作急待加强。

沙坡头人工植被区微生物结皮对地表蒸发影响的试验研究

微生物结皮是干旱半干旱地区生态系统的重要组成部分,其生态水文过程受到了广泛关注,但对微生物结皮在地表蒸发过程中的作用存在较大的争议。笔者利用微型Lysimeter对沙坡头地区几种典型微生物结皮和流沙地表的蒸发过程进行了试验观测,并与水面蒸发进行了对比分析。结果表明,结皮和流沙地表的蒸发速率随时间的变化趋势基本相同,但在不同的蒸发阶段具有各自不同的特点,总的说来,发育良好的苔藓结皮导致相对较少的无效降水,但在更长的时间维持较高的蒸发速率;流沙和初步发育的降尘结皮导致了较多的无效降水,但由于降水的入渗深度相对较深,需要更长的时间完成蒸发过程。

中国北方沙漠化土地时空演变分析

对2000年中国北方256×104km2区域内沙漠化土地的遥感监测结果表明:沙漠化土地总面积现已达到38.57×104km2,其中轻度和潜在沙漠化土地13.93×104km2,占沙漠化土地面积的36.1%;中度沙漠化土地9.977×104km2,占25.9%;重度沙漠化土地7.909×104km2,占20.5%;严重沙漠化土地面积6.756×104km2,占17.5%。与20世纪50年代后期到70年代中期和80年代后期的沙漠化土地发展状况相比,目前我国沙漠化土地演变趋势具以下特征:(1)沙漠化土地仍在蔓延,面积已由1987年的33.895×104km2增加到了2000年的38.569×104km2,13a中净增4.674×104km2;(2)沙漠化土地继续呈加速发展的趋势,年平均发展速率从20世纪50年代后期到70年代中期的1560km2、70年代中期到80年代后期的2100km2发展到90年代的3600km2;(3)部分旱农区以及农牧交错地区沙漠化土地出现明显逆转,但荒漠草原地区沙漠化土地面积继续扩大,并且程度有所加剧。