石羊河下游民勤绿洲地下水埋深时空分布动态研究

以研究区近20年观测井地下水埋深观测数据分析了石羊河下游民勤绿洲地下水位的年际变化、季节变化动态及空间分布特征,结果表明:研究区地下水埋深年际变化以严格统计直线型加深;季节变化具有春秋季变化剧烈,地下水埋深剧烈加深和快速恢复,夏季地下水埋深加深达顶峰,冬季地下水缓慢恢复的特点;空间变化具有沿绿洲到荒漠方向距离绿洲中心越远地下水埋深越浅,沿石羊河古河道越到下游,地下水埋深越浅的特点。

民勤荒漠区植物物候对气候变暖的响应

近几十年来,全球气候普遍变暖。那么,荒漠地区的气候是不是响应了全球气候的这种变化?在全球气候变化过程中,荒漠区植物物候又是如何响应这种气候变化的呢?显然,研究荒漠地区植物物候对气候变化的响应对于深入研究荒漠植物物候与气候因子的关系以及荒漠地区的植物保护都具有重要意义。运用位于中国西北典型荒漠地区的民勤沙生植物园1974～2007年42种中生、旱生植物的物候观测资料进行分析。结果表明:研究区1974年以来气温抬升幅度大于其他文献的研究报道,春季物候期提前幅度明显大于其他国家文献报道;在气温变暖的过程中,不同月份的气温变化与年平均气温的变化趋势并不完全对应,物候期发生当月的平均气温对该物候期的影响>物候期发生上月平均气温>年平均气温;研究区位于中国典型荒漠化地区,属于干旱荒漠气候,春季气温升高较其他地区更加明显,这就是当地春季物候期提前幅度相对较大的原因所在,也是当地以及中国西北沙区近几十年来沙尘暴天气增多和沙尘暴发生日期提前的原因。植物物候变化既是植物对气候变化的综合反应过程,又是植物适应气候变化的过程,尤其是荒漠植物。因此,物候研究将会成为今后气候学和植物生态学研究的一个重要内容。

民勤沙区人工梭梭林自然稀疏过程研究

通过实地样方调查，对民勤沙区人工梭梭林的自然稀疏过程进行分析，以探讨其自然稀疏机理。结果表明：（1）民勤沙区梭梭经过自然稀疏，15～32a林龄的密度为387．14株·hm^-1。（2）梭梭林内乔木、灌木、草本植物对不同层次土壤水分利用的分异比较明显，草本植物和灌木分别主要利用0～20cm和0～100cm的土壤水分，梭梭主要利用60～120cm的土壤水分。（3）在梭梭林成长过程中，沙丘水分递减，梭梭因水分亏缺而自然稀疏化，且在10a林龄以内自然稀疏过程最明显。（4）当林龄达到15a以上时，植株普遍枯梢，生长不良，植株个体增大缓慢。（5）对于15a及其以上成龄梭梭林进行人工补灌没有显著恢复效果，只是增加草本植物的密度和盖度。

民勤荒漠植被的形成与演替过程及其发展趋势

甘肃省民勤县是我国的典型荒漠化地区,自西汉以来生态环境逐渐退化,植被经历了一个从沼泽植被到盐生草甸植被再到荒漠植被的退化过程。水资源的变化是决定当地植被退化的主导因子,在大面积湖泊、河流背景上是沼泽植被,在干涸湖泊、河床背景上的是盐生草甸植被,在沙质荒漠背景上的是荒漠植被。目前,荒漠植被正处于进一步退化过程中。退化演替的同一阶段存在多种演替过程,现阶段存在着荒漠植被退化演替和盐生草甸植被向荒漠植被演替2种退化过程。20世纪中叶,在当地是从盐生草甸植被向荒漠植被演替的过渡时期,20世纪50年代以来,荒漠植被逐渐占据了优势。目前的天然种子植物共有22个科,72个属,127个种,其中以典型荒漠为主,共有3个植被型,7个群系组,17个群系。植物种类少,群落结构简单,群落随生境的分异性较大。目前的植被正处在进一步退化过程中,植物种类和面积减少,大面积枯梢、死亡,优势种的优势度增大。现阶段决定荒漠植被生长状况的主要是大气降水,植被盖度和密度随年际降水量变化较大,尤其是一年生草本植物。目前影响植被退化的人为因素主要是上游来水量减少,地下水严重超采、草场严重超载和造林密度过大等。在干旱内陆盆地,一旦水资源供给减少,湖盆、河道干涸,泥沙出露,形成沙漠和沙漠化则是必然结果。

民勤沙区几种荒漠植物群落的现实生态位研究

民勤沙区属于典型的干旱荒漠气候，植被以灌木荒漠为主，盖度一般只有5％～15％。植物群落内生态位宽度悬殊，植物种之间的生态位相似比例很小。生态位宽度和生态位相似比例小是受制于干旱荒漠生境条件的结果，是干旱荒漠生态环境中稀疏荒漠植物的主要特征之一。植物的现实生态位宽度与年际降水量关系密切，在地貌、土壤颗粒、土壤水分、土壤养分等影响因子中，土壤水分是主导因子。当地地下水位深20m左右，植物无法利用，植物种之间对资源的竞争主要表现为对水分资源的竞争，降水资源是植物种之间竞争的关键资源。同一种植物在不同群落中的生态位宽度变幅较大，不同群落内部植物种竞争关系的差异是由物种的生态位和由相对稳定的地貌、土壤条件以及随年际变动的降水条件共同作用的结果。群落中的优势种植物的生态位最宽，当优势种生态位减小时，一年生短命植物往往会进入群落中。荒漠植物的冠层单一，以冠幅占样方面积比作为植物的特征值计算其生态位特征值比较准确可靠。

沙漠戈壁光伏电厂的生态学意义

光伏发电作为一种新兴的能源产业发展很快,近些年来在我国西北沙漠、戈壁地区也建立了一批光伏发电厂。那么,在沙漠、戈壁上建造光伏电厂有无生态学意义,有何生态学意义呢?文章运用河西走廊的气象资料和民勤沙区的光照观测资料以及植被观测资料,对此作了探索性分析。结果表明,1 m2的光伏电池板转换的太阳能相当于民勤沙区260.75 m2沙漠植被利用的太阳能。我国沙漠、戈壁面积广大,沙尘暴和风沙流发生频繁。沙漠、戈壁地区光照资源丰富,在沙漠、戈壁上发展光伏产业,不仅具有可观的经济效益,而且具有显著的生态学意义:一方面能有效调节地表的热力平衡,防止和减少沙尘暴和风沙流,光伏发电与防沙治沙相得益彰,是一种经济产出和生态防护双赢的产业;另一方面,无需占用耕地和其他可用土地资源,有利于保护国家的耕地"红线"。沙漠、戈壁地区也是多风的地区,光伏发电厂辅之以风力发电均有利于转化、消耗沙漠、戈壁地区沙尘暴和风沙流的动力源,由此减少沙尘暴和风沙流的发生。

民勤荒漠区4种植物的防风固沙功能对比分析

梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙蒿(Artemisia desertorum)、白刺(Nitraria tangutorum)和膜果麻黄(Ephedra przewalskii)是民勤荒漠区主要的牧草,分布面积较大。为了研究荒漠区牧草植物的防风固沙功能,在牧草利用的同时兼顾防风固沙功能。本研究用民勤荒漠区4种主要防风固沙植物样方调查资料,通过计算单株植物的纵断面积和单位面积上的纵断面积,以及单株植物的固沙沙堆体积和单位面积上的固沙沙堆体积,对4种主要植物群落的防风功能和固沙功能进行了对比分析。结果表明,单株(丛)的防风功能的排序为白刺>梭梭>沙蒿和膜果麻黄,单株(丛)的固沙功能白刺>膜果麻黄,单位面积上防风功能的排序为沙蒿>梭梭>白刺>膜果麻黄,单位面积上的固沙功能白刺>膜果麻黄;单位面积上防风固沙功能的排序为白刺>沙蒿>梭梭>膜果麻黄。如果只选择防风,则应选用沙蒿;如果侧重点是固沙,则应选用白刺;如果二者兼顾,则应选用白刺和沙蒿。

民勤沙区主要植物的物候特征

选择在民勤沙区有代表性的48种植物,利用1985—2004年的观测资料,先就48种植物的9个主要物候期按平均期距进行系统聚类,进而对聚类结果按中生、旱生和沙地旱(中)生植物归并为类群。研究结果表明:从中生植物到旱生植物再到沙地旱(中)生植物,同一物候期的多年变幅增大;从旱生植物到沙生植物的物候期的多年变幅大于从中生植物到旱生植物的多年变幅;不同植物的物候期差异主要表现为从花蕾花序期开始到果实脱落末期的各个物候期,从中生植物到旱生植物再到沙地旱(中)生植物,这些物候期表现出逐渐延迟的趋势;当地冬季漫长,夏季持续日数较长,秋季最短,春季和秋季物候频数分布较多,植物活动日数相对较短;运用聚类分析方法研究包括中生植物、旱生植物和沙地旱(中)生植物的物候特征,能更好的从不同植物类型来揭示植物物候特征。

粘土沙障及麦草沙障合理间距的调查研究

确定机械沙障障间距的基本原理是障间风蚀沙量等于积沙量。障间凹曲面面积与障间距及沙面坡度之间存在着显著的回归关系 ,运用这种回归关系就可以建立障间风蚀沙量等于积沙量的等式方程。在民勤沙区取样分别建立粘土沙障和麦草沙障的风蚀沙量等于积沙量的等式方程 ,计算出沙面坡度 0°～ 8°和 0°～ 1 0°的粘土沙障和麦草沙障间距分别是 2 53 1～ 1 85 9cm和 2 61 4～1 55 0cm ;粘土沙障高度应为适宜高度范围内的最小值 ;粘土沙障在障高为 1 5cm、沙面坡度 >8°时障间没有风蚀。麦草沙障在坡度>1 0°时障间没有风蚀 ;1 5cm高的粘土沙障和固沙有效高度 1 3cm的麦草沙障的最小间距分别是 1 85 9cm和 1 55 0cm ;若需要在固定就地沙面的基础上接纳外来流沙或者需要风蚀部分就地沙粒时 ,可将接纳沙量或风蚀沙量的平均厚度作为参数之一计算障间距 ;按照风蚀沙量≤积沙量的障间距设置的沙障 。

民勤沙区植被退化与年际降水量关系的定位研究

民勤沙区荒漠植物盖度随年际降水量变化明显,植被在随年际降水量变化的波动中退化。在一般年份,白刺、梭梭、沙蒿等灌木上部发生枯梢,在降水量偏少或分布异常年份会整株枯死,所以有的年份植被盖度和灌木高度反而会降低。不同植被群落分布的地貌条件和土壤条件有较大差异:白刺以白刺沙丘的形式存在,白刺沙丘0～30cm土壤含水率在1.4%～2.0%之间;膜果麻黄仅分布在粘砾石质滩地上,0～30cm土壤含水率<0.8%;沙蒿分布在低缓的半固定沙丘、流动沙丘和覆沙滩地上,0～30cm土壤含水率在0.9%～1.7%之间。植物通过土壤水分变化对降水作出反应,土壤水分条件对降水的反应受土壤颗粒的影响,细砂粒对降水反应灵敏。优势种植物高度与7月下旬～9月下旬的降水量之间存在较大的正相关;草本植物平均盖度与7月下旬～9月下旬和5月下旬～7月下旬期间的降水量之间存在较大的正相关。全年降水量主要影响植被总盖度。5月下旬～7月下旬的降水量对植被的影响较全年降水量更为明显。

民勤沙井子地区地下水动态研究

水是民勤沙区生态演替起主导作用的因子，随地表来水锐减，地下水在民勤沙区农、林业生产及水分平衡中起至关重要的作用。通过对民勤沙井子地区３５年来地下水的动态分析，用ＧＭ（１。

民勤荒漠区主要植物群落的稳定性及生态效应

以民勤荒漠区5种主要植物群落10个样方12年的定位观测资料为基础,运用植被盖度和投影盖度2个指标对荒漠区植物群落的稳定性及其生态效应进行分析,以期阐释随着全球变暖荒漠植物群落的稳定性和生态效应的变化规律。观测结果表明,沙蒿(Artemisia arenaria)的植被盖度和麻黄(Ephedra przewalskii)的植被盖度以及沙蒿的投影盖度和梭梭(Haloxylon ammodendron)人工林的投影盖度显著下降,白刺(Nitraria tangutorum)的植被盖度亦下降。分析结果表明:(1)植被盖度相对较低的群落的稳定性较强,而植被盖度相对较高的群落的稳定性相对较差。(2)当年降水量是决定植被盖度及其投影盖度的关键因子。(3)单位面积的白刺的生态功能最大,其次是麻黄,再次是白刺+梭梭,单位面积的沙蒿的生态功能最低。荒漠区植被稀疏,植株枝条分布极不规则,以冠幅计算所得的植被盖度不能反映植被实际覆盖地表的状况。

民勤荒漠区几种主要固沙植物群落的水分平衡特性

为了研究在自然状态下植物群落的自然稀疏密度、水分营养面积和耗水量等水分平衡特性,选择民勤荒漠几种典型植物群落,运用连续4 a的样方观测资料,分析了天然沙蒿、天然麻黄和人工梭梭林群落在自然降水条件下植物群落的自然稀疏密度、水分营养面积和耗水量等水分平衡特性。结果表明:天然沙蒿、天然麻黄和人工梭梭林群落在当地的自然稀疏密度相对稳定。群落中成年梭梭林的年耗水量与他人在同一地区用蒸渗仪且地下水位控制在1.4 m时测定的3 a幼苗的耗水量相当,梭梭密度较他人用降水量和蒸腾量、蒸发量推算的密度偏小。实验条件下单株植物的耗水量并不等于群落中个体的平均耗水量,在自然状态下研究得到的单株耗水量较在实验条件的下结论更为真实。植物蒸腾耗水量方面研究的真正有意义的是其在接近凋萎时的蒸腾耗水量,而不是特定供水条件下的几个特定值。

甘肃民勤荒漠区18种乔木物候与气温变化的关系

在全球气候变暖的大背景下,荒漠地区的植物物候是怎样响应气候变暖的?为了弄清这个问题,对甘肃民勤荒漠区沙生植物园内18种乔木34a的物候观测资料进行了分析。分析结果表明:自1974年以来,甘肃民勤荒漠区气温抬升幅度高于全国和全球水平,尤其在2、3月气温抬升最为明显,春季物候期提前幅度明显大于国内外其它文献报道;物候期发生当月的平均气温对该物候期的影响>物候期发生上月平均气温的影响>年平均气温的影响;研究区春季气温升高较其它地区更为明显,这就是当地春季物候期提前幅度相对较大的原因。荒漠植物物候变化既是植物对气候变化的综合反应过程,又是植物适应气候变化的过程。

生态系统健康评价方法在退化梭梭群落分析中的应用

健康序列评价指标的确定是健康序列分析的关键。本文运用模糊判别方法对民勤沙区梭梭群落的健康状况进行了判别分析,建立的退化植物群落健康评价指标体系包括了植物的状态指标、病态指标、多样性指标和自然更新能力指标等4个方面,分析结果较好地反映了不同群落的健康状况,且反映了优势种植物和伴生植物与群落健康序列的关系。一般来说,对于多个研究对象的健康状况进行比较排序要比只对一个研究对象的健康状况做出评价容易得多。对于荒漠植物群落应该分别乔木、灌木和草本植物进行一级判别和二级判别,对二级判别则必须进行灵敏度分析。

民勤沙尘暴分布的地理因素及其前期气象特征

民勤沙区沙尘暴频繁,沙尘暴的分布与其所处的地理位置和当地的地表特征密切相关。河西走廊是我国寒潮南下的必经要道,民勤县恰位于这条寒潮路径的中心线路上,沙尘暴的发生季节、发生次数均与寒潮存在显著相关关系。民勤境内及其周围沙漠广布,且大面积沙漠裸露,易形成以沙漠为中心的高温低压区,与西西伯利亚向东南方向扩散的冷高压形成明显的气压梯度。当地的沙尘暴以中沙尘暴和强沙尘暴为主,沙尘暴发生的季节、时间等都具有一定的规律性,沙尘暴的主风向以NW、WNW为主,与该路径上的寒潮方向完全一致。沙尘暴前期在气温、气压、风速、风向等气象要素方面均会表现出明显的异常特征,当地沙尘暴的季节分布特征也异常明显,依据沙尘暴前期气象要素的异常特征和沙尘暴分布的季节特征以及沙尘暴在前站后站之间的运移方向和速度就可以对沙尘暴进行预测、预报和预防。

民勤荒漠植被退化演替的三个阶段

甘肃省民勤县是中国的典型荒漠化地区。为了研究荒漠化过程中植物的退化特征,该文通过样方调查和查阅地方史志、文献资料的方法研究了民勤荒漠植被退化的阶段。研究结果认为,民勤自西汉以来生态环境逐渐退化,植被退化经历了3个阶段:在大面积湖泊、河流背景上是沼泽植被,在干涸湖泊、河床背景上的是盐生草甸植被,在沙质荒漠背景上的是荒漠植被。现阶段存在着荒漠植被退化演替和盐生草甸植被向荒漠植被演替2种退化过程。目前的植被正处在进一步退化过程中,植物种类和面积减少,大面积枯梢、死亡,优势种的优势度增大。现阶段决定荒漠植被生长状况的主要是大气降水,植被盖度和密度随年际降水量变化较大,尤其是一年生草本植物。目前影响植被退化的人为因素主要是上游来水量减少,地下水严重超采、草场严重超载和造林密度过大等。

民勤沙井子地区降水特征及干旱周期分析

利用民勤治沙综合试验站３４年（１９６１～１９９４年）降水的观测资料，对沙井子降水量、降水日数及其季节分配、降水强度、降水变率及降水保证率进行了统计分析，并采用降水变率和湿润指数（ＭＩ）。

降水在沙丘中的运动特征研究——以甘肃民勤沙区为例

自然降水和辅助人工模拟降水试验表明在民勤沙区,降水在沙丘上的下渗深度主要受沙面状况的影响。沙丘表层土壤田间持水量大小影响降水下渗,表层粉粒和粘粒含量影响田间持水量,降水量的大小与水分下渗深度的相关性并不显著;降水强度在29.8mm·d-1以内时,固定沙丘上的最大含水层为10～15cm,降水的下渗速率只有10～15cm·d-1;在半固定沙丘上,28.2mm·d-1以内的降水的最大含水层为30～35cm,降水的下渗速率只有15.0～17.5cm·d-1;在流动沙丘上,21.7mm·d-1以内的降水强度的最大含水层为130～135cm,降水的下渗速率可达32.5～33.8cm·d-1;在固定沙丘和流动沙丘上,8mm·d-1以内的降水很快蒸发损失,而在半固定沙丘上能保存较长时间;与固定和半固定沙丘相比,流动沙丘表面水分(即7～8mm以内的降水)最易在短期内蒸发损耗。

河西走廊沙区沙面稳定性指标的观测研究

民勤、武威—古浪、临泽３个沙区９个指标的研究结果表明，沙面稳定性主要与植被盖度、≤０．０７４ｍｍ细沙土含量、０．３～０．１ｍｍ中细沙含量及＞０．５ｍｍ粗沙含量有关；０．３～０．１ｍｍ的中细沙是沙面中最不稳定的因素，≤０．０７４ｍｍ细沙土主要为粘土成分。沙面稳定及活化的组合作用主要是以细沙土与植被盖度为代表的固化作用和以细沙土为代表的固化作用以及以０．３～０．１ｍｍ中细沙为代表的活化作用；临泽、武威—古浪沙区较民勤沙区不易固定的原因主要是活动性大的中细沙显著多于粗沙；于降水前在沙面上施撒粘土可大面积固定沙丘，尤其在水分条件限制造林密度不易过大或造林难以成活的重沙害区是一种有效的固沙措施。