荒漠植被红砂(Reaumurta soongorica)水热响应的年轮学研究

红砂是黄土高原荒漠植被带主要建群植物种之一,在植被恢复重建和生态建设中具有重要意义。本文以皋兰县40 a天然植被封育区为例,运用树木年轮学方法,对不同坡向红砂与当地水热条件变化的时空响应及分布格局进行了研究。研究结果表明,红砂具有明显的年轮特征,可以进行树木年轮方面的研究。虽然不同坡向水分条件和植被状况有很大差异,但红砂径向生长对区域水热变化具有非常一致的响应模式:同生长季降水呈正相关关系,尤以7月降水量最为显著;同生长季气温呈负相关关系,以6月最为显著。根据不同坡向红砂年龄分布格局分析结果,并考虑到水土流失的防治效果,黄土高原西部荒漠植被带的封育期限不宜少于10 a。

近百年来西居延海湖泊水位变化的湖岸林树轮记录

通过对西居延海柽柳树轮年表与气象、水文要素进行相关分析,结果表明:标准年表和西河下游5～8月平均地下水位变化呈显著正相关,而且这一相关具有明确的生物学意义.利用标准化年表和地下水位的相关关系,重建了西居延海近100a以来5～8月的水位变化,检验表明重建结果是可靠的.结合西居延海在1960—1962年干涸的史实和重建水位变化曲线,将湖岸林柽柳树轮年表涵盖的近百年分为湖水水位和地下水水位变化两个时期.其中湖水水位上升阶段为1932—1952、1956—1958年,下降阶段为1920—1932、1952—1956、1958—1960年,持续时间分别为20a、2a、12a、5a和2a;地下水水位上升阶段为1974—1981、1996—1997年,下降阶段为1961—1973、1981—1995、1997—2002年,持续时间分别为8a、1a、13a、15a和5a.

2000年来黑河中下游水土资源利用与下游环境演变

额济纳地区2ka来水系有自东向西迁移的过程,主要受水尾闾湖从东部古居延泽向西部东、西居延海转移;绿洲时空分布格局也随水系从古居延绿洲向额济纳绿洲发生迁移;荒漠化过程则由古居延三角洲下部向中部和中上部扩展。

干旱区多枝柽柳的生长特性

多枝柽柳是分布最为广泛的柽柳属植物之一,也是维持干旱区荒漠生态系统的关键植物种。本研究运用树轮年代学和树干解析方法,对额济纳地区不同生境条件下多枝柽柳的年轮生长、高生长和地径生长等方面的特征进行初步探讨。多枝柽柳每年形成1个年轮,树盘偏心生长极为普遍,完整树轮大多在10龄以内区域,10龄以外都呈单个或多个不完整年轮生长区。多枝柽柳单枝在1～4年高生长缓慢,4～8龄之间属于快速生长期,10年以上生长速率急剧下降。不同地下水位条件下三组样本径生长年增长速率达到极大值的年龄分别为21、56和74年,水环境条件是影响多枝柽柳径向生长的主要因素。同一年年轮宽度随枝高呈减小趋势。多枝柽柳边材的树轮数一般在3～5轮之间,进入老龄阶段有增加趋势,边材宽度随年龄增长逐渐减小。

胡杨(Populus euphratica)径向生长日变化特征分析

利用树木径向生长测定仪、自动气象站和土壤水分自动监测仪,在黑河下游胡杨河岸林内,同步监测了胡杨径向生长日变化和太阳辐射、气温、空气相对湿度及主要根系层土壤水分动态等环境因子.结果表明:胡杨径向生长日变化呈抛物线形,每日16:00～20:00时达到最低值点,随后逐步上升至翌日06:00～09:00时达到最高值点,完成一个由收缩期、膨胀恢复期和生长期3阶段构成的日变化周期;不同季节,胡杨径向生长变动幅度存在较大差异.就监测样树而言,不同胡杨个体,胸径越大,日净生长量越大.对各环境因子统计表明,胡杨径向生长日变化与总辐射、气温和土壤体积含水率呈负相关关系,与空气相对湿度呈正相关关系.各环境因子对胡杨径向生长影响存在延时滞后作用,特别是土壤水分条件.

黑河下游胡杨季节尺度径向生长变化研究

利用半径型树木生长测量仪,于2009—2010年生长季对西北内陆河-黑河流域下游荒漠河岸林优势树种-胡杨径向生长进行了监测,结合环境气象、水文因子同步监测资料,对胡杨季节变化节律和环境影响因素进行了研究.结果表明:按照胡杨径向生长日变化特征,将其分为增长型(ΔR+)、负增长型(ΔR-)和持续增长型(ΔR++)3种类型.在生长季,胡杨径向生长季节变化呈"S"型,可分为前期缓慢增长(P1)、迅速增长(P2)和后期微弱增长(P3)3个阶段;ΔR+/++类型在这3个阶段中所占比例分别为63.64%,85.51%和48.61%;5月末至8月初是胡杨年轮形成的主要阶段,在该阶段气温和地下水位埋深均表现出显著的相关关系,但地下水位埋深应是最根本的因素.因此,在树木年轮学应用方面,胡杨可以用来反演区域水环境变化,包括河道径流和地下水位变化等.在荒漠河岸林管理方面,满足春夏季地下水位条件和适度频率的春汛,是保证该地区胡杨河岸林正常生长和保持合理种群结构的前提.

黑河流域绿洲环境演变因素研究

根据历史和现代研究资料,系统分析了影响黑河流域绿洲演变的自然和人文因素。自然因素包括气候、地质地貌、风沙活动及自然灾害等方面,是绿洲演变的大背景。人文因素包括战争、民族习惯与政府政策导向,交通、政治、经济地位,人口压力及资源需求的增长。人文因素是十分错综复杂的,自人类社会形成以来就愈来愈强烈,而且加剧自然因素的作用程度与范围,甚至在一定时空条件下完全可以掩盖自然因素对绿洲的作用。基于上述认识,认为对于整个流域来讲,上、下游应将水源涵养和生态保护作为建设重点,中游作为经济建设的重点区域,上、中、下游优势互补、共同发展,达到整个流域资源、环境、经济的可持续发展。

干旱沙漠地区春小麦的水分与氮肥利用效率研究

在沙坡头试验站养分循环池进行的水肥正交试验中,研究了不同水肥条件对小麦生长和产量形成的影响及其水肥利用效率。试验结果表明,在设计水肥条件下,肥料因素对小麦生长和产量形成的影响大于水分因素;中高水肥条件下,水肥协调有利于小麦生长和获得高产。灌浆期植株上部有效叶面积的大小和维持时间与经济产量的形成有很显著的正线性相关。该地区小麦水分利用效率较高的适宜土壤水分范围在田间持水量的40%左右,适宜的肥料(N肥)经济施用量为300kg·hm-2左右,目标产量为7 0t·hm-2。

近百年来人类活动对黑河流域水环境的影响

在总结前人研究成果的基础上 ,系统论述了黑河流域近百年来的水环境变化。流域水环境包括流域水系、水资源时空分布以及水资源质量等方面。近百年来 ,由于人类活动强度的增加 ,河流湖泊水系逐渐从自然水系、半自然水系演化为人工水系 ,地表径流基本上为人类所控制 ,使水资源利用主要集中在中游和下游上段地区 ,下游河道年平均断流天数从 5 0年代的 37.6d上升至 90年代的 89.9d,尾闾湖西居延海于 1 960年干涸 ,东居延海处于干涸和充水交替状态。水资源在年际和年内的分配都发生了极大变化。由于工农业发展、水资源利用方式、重复利用率提高以及人工合成物质的使用和排放等多种因素 ,流域水质持续恶化。由于人类活动的特点 ,在整个环境演变过程中定量分析人类活动的影响还没有适宜的理论和方法。

极端干旱区湖岸柽柳径向生长对水环境演变的响应

该文利用黑河下游内蒙古西居延海3道湖岸堤上的湖岸林柽柳树轮年表,研究了柽柳树轮生长对水环境演变的生态响应.对3个年表进行的主成分分析结果表明,第一主成分的贡献率达到53.3%,它反映了3道湖岸堤上柽柳轮宽生长对同一环境因子的共同响应;第二主成分的贡献率达到30.7%,它反映了3道湖岸堤上柽柳轮宽生长对第一主成分以外因素的响应.相关分析表明,第一主成分与生长季节(5—8月)湖泊水位波动呈显著正相关关系,第二主成分与区域年降水量呈显著正相关关系,与地下水位波动呈微弱负相关关系.上述结果表明,在地下水位可以满足湖岸柽柳生长条件下,地下水位的变化对柽柳轮宽生长作用占绝对优势.反之,天然降水将对维持柽柳的基本生存具有重要的贡献.柽柳径向生长的生态响应模式不仅体现在3道湖岸堤的空间尺度上,同样体现在同一样点年表在时间序列上的变化.通过石羊河、黑河和塔里木河3个干旱区内陆河流域柽柳生态水位对比,认为非地带性植被———柽柳的最大生态水位差异是由于区域降水差异造成的.

黑河流域水环境演变及其驱动机制研究进展

基于近几十年来诸多学者对西北干旱区典型内陆河流域——黑河流域水环境演变诸方面研究成果,综述了上游山区成水环境、中游绿洲用水环境和下游荒漠天然绿洲水成环境在不同时间尺度上的演变过程及其驱动机制。通过对各种古环境代用指标的对比研究表明:在大尺度上,流域上下游表现出阶段性的一致性水环境演变趋势;在小尺度上,则表现水环境演变的时空异质性。驱动机制方面,在空间上,流域上、中、下游水环境演变的气候变化和人类活动影响驱动作用各有侧重;在时间上,表现为不同尺度上气候变化与流域人类活动耦合作用的驱动机制。

额济纳蒙古族民间景观格局反映的区域环境状况

以内蒙古额济纳旗为例,对当地土尔扈特蒙古族自18世纪初定牧于此开始,至20世纪之前形成的水域、植被和沙丘3大类蒙古族民间自然景观类型进行了研究.水域景观格局特征表明,相对于现代生态环境状况,在20世纪之前,额济纳冲积平原水环境较为优越,整个地区水域景观广布,地下水埋藏较浅.在植被景观格局方面,两河地区主要以胡杨-沙枣河岸林和河岸湿地为主;两湖地区主要以芦苇沼泽-芨芨草草甸和湖岸梭梭林为主;整个地区植被景观处于早期演替阶段.绿洲内部荒漠沙丘景观分布格局体现了干旱荒漠地区的景观基质特征.

额济纳地区历史时期的农牧业变迁与人地关系演进

通过对额济纳地区历史时期的农牧业更替以及绿洲环境演变过程的认识,综合其水系变迁、绿洲迁移、荒漠化过程和人类活动中心的转移等方面,将该地区人地关系演进分为以下四个阶段:汉代以前的生态自然平衡阶段,人地自然和谐;两汉至元代的生态失衡阶段,人地矛盾加剧;明清生态自然恢复阶段,人地矛盾缓和;近代生态环境恶化阶段,人地矛盾尖锐。随科技水平提高,人类对自然规律认识程度增强,必将有利于促进人地矛盾的缓解,最终达到人地协调发展的状态。

两千年来黑河流域水资源平衡估算与下游水环境演变驱动分析

利用地方史志、历史地理、树木年轮和近代器测记录相关的黑河流域历史时期人口变动、水土资源开发利用、下游湖泊变化、流域水资源和气候变化等资料,通过对比上游出山水资源量、中游人类活动水资源利用量和下游湖泊面积变化,在千年-百年时间尺度上对流域水资源平衡进行了估算,并分析了历史时期各阶段下游湖泊水环境和天然绿洲演变过程和驱动机制.研究结果表明:在黑河流域,气候变化条件下的上游山区水资源总量和中游走廊平原区绿洲人类活动用水后下泄的水资源量,决定了下游水环境演变过程;在两千年来显现出不同历史阶段的流域水资源平衡模式和下游水环境演变特征,以及气候变化和人类活动在不同历史时期的耦合驱动机制.

干旱区沙地资源农业利用模式的经济生态综合评判

采用多层次模糊综合评判对干旱沙区比较典型的（Ⅰ）小麦玉米带作模式、（Ⅱ）沙地衬膜种稻技术模式、（Ⅲ）沙地长龙架葡萄栽培模式、（Ⅳ）沙地果树微灌栽培模式，（Ⅴ）枣粮间作模式５种沙地利用模式进行了经济生态综合评价。讨论了在多因素决策的情况下５种模式的优先排序：Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅲ。评判因子权值确定采用判断矩阵分析法，模糊矩阵合成运算选用加权线性变换模型Ｍ（５，＋）进行求解。

掺Er^(3+)/Yb^(3+)氟氧玻璃的上转换发光特性

制备了新的Er3+/Yb3+共掺氟氧硅酸盐微晶玻璃,测试了材料的荧光光谱和吸收光谱。上转换光谱表明:有红(645 nm)、绿(545,522 nm)、蓝(480 nm)4个发光中心,分别对应Er3+的4F9/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2、2H11/2→4I15/2、4F7/2→4I15/2跃迁。发光曲线拟合斜率分别为1.81、2.39、1.95、2.15,均为双光子吸收过程。样品经热处理降低了声子能量,大大提高了上转换效率。采用Judd-Ofelt理论对样品光谱进行了分析,拟合得到了强度参数。

延津沙地葡萄园品种换优与苗木综合扩繁技术

采用硬枝嫁接、绿枝嫁接、绿枝压条、硬枝扦插技术实现了沙地劣质葡萄园的换优建园和优质苗木的快速繁育。

延津沙地葡萄优质栽培技术

对延津沙地引种筛选的葡萄品种及其重要栽培技术加以总结 ,以期对周边同类型沙地提供可行的配套技术 。

延津沙地种植业栽培模式试验研究

分析了延津试区在综合开发治理前后耕作制度的演化 ,依据沙地种植业遵循的原则和生态学原理 ,对试区的几类十多种果粮间作、作物多熟种植模式配套栽培技术及经济效益进行了总结。

基于热传导理论的屋顶保温层厚度的优化与设计

为了更好地满足人们对建筑物的舒适性与健康性的要求,针对提高建筑物的保温性能与节约能源、降低建筑造价相互矛盾的现状,运用热传导理论对屋顶的最佳保温层厚度进行了讨论,建立最佳保温层厚度的优化模型。首先,利用多层平壁稳定热传导公式,确定周期内年平均节能费用与保温层厚度的函数关系式;然后以平均节约费用最高为目标建立优化模型,利用MATLAB计算出珍珠岩的最佳保温层厚度应为12.8cm;最后分析并计算了三种可替换保温材料的最佳保温层厚度,绘出三种材料保温层厚度与年单位面积节约费用的效果图,并综合考虑节能效益及材料造价等多方面因素,最终得出聚氨酯为最佳保温材料的结论。