黄河流域西柳沟中游输沙势及风沙入黄量估算

以十大孔兑之一的西柳沟风沙区为研究区,通过野外监测与室内分析相结合,对研究区风况和输沙势特征进行分析,同时开展风沙流活动观测,测定流域两岸不同下垫面输沙通量,再通过函数拟合法科学估测风沙入黄量.结果表明:(1)研究区属于中等风能环境区,年均起沙风风速为6.41m/s,年均起沙风频率为17.85%,最大风速为11.37m/s;(2)不同时间尺度合成输沙势方向趋于一致,均以偏东南方向(SE,SSE)为主,年方向变率指数属于中等变率,年合成输沙势方向(RDD)为SSE方向,直接导致大量沙物质输入河道;(3)不同下垫面垂向输沙通量存在显著差异,流动沙地、半固定沙地和固定沙地风沙入黄量占比分别为77.09%、15.30%和7.61%.流域地表输沙率垂线变化表明不同下垫面总输沙率与风速均呈较好的指数函数关系,因此利用输沙率(q)、起沙风时长(h)与断面长度(d)之间关系,估算西柳沟流域年均风沙入黄总量约为8.09×10^(5)t/a.本文旨在探究西柳沟流域不同下垫面输沙率与风速两者之间耦合关系,为风沙入黄防治工作提供数据基础,从而降低风沙问题对黄河流域造成的安全隐患.

NaCl胁迫对紫穗槐幼苗生长及生理特性的影响

为进一步探讨紫穗槐幼苗对NaCl胁迫的适应机制,选取1年生紫穗槐幼苗为供试材料,采用盆栽灌浇盐水控制土壤盐含量的方法进行胁迫处理,设计NaCl含量分别达到土壤干重的0.1%、0.3%、0.5%、0.7%4个梯度,以不作任何处理作为对照(CK),研究不同浓度NaCl胁迫下紫穗槐幼苗的生长与生理指标变化。结果表明,随着土壤盐浓度的增加,紫穗槐幼苗的株高生长量、分枝长度生长量、基径生长量及叶片相对含水量均呈下降趋势,紫穗槐幼苗叶片的叶绿素含量、抗逆性酶活性及可溶性蛋白质含量呈先上升后下降的趋势。0.1%土壤盐浓度下叶绿素含量出现峰值,SOD活性及可溶性蛋白质含量在0.3%土壤盐浓度下出现峰值,POD活性在0.5%土壤盐浓度下出现峰值。总体上,紫穗槐幼苗可以适应0.1%~0.3%的NaCl胁迫,表现出一定的耐盐性。

近自然恢复状态下荒漠草原不同群落表土粒度特征研究

通过对希拉穆仁围封区域荒漠草原近自然恢复状态下不同类型群落地表颗粒粒度特征的研究,探讨草地不同类型群落地表土壤风蚀粗粒化差异及特征,从而为该地区草原地表粗化程度评估和植被群落稳定、草地退化防治提供依据。本试验以希拉穆仁荒漠草原围封16年的以蒙古韭(Allium mongolicum)、银灰旋花(Convoloulus ammannii)、克氏针茅(Stipa krylovii)、羊草(Leymus chimensis)、洽草(Koeleria glauca)、短花针茅(Stipa brevii))6种植物为优势种的不同类型群落表层土壤为研究对象,利用激光衍射技术测量地表0~2 cm土壤粒度组成,分析不同类型群落表层土壤的平均粒径、标准偏差、偏度、峰态等粒度参数变化情况,探讨风蚀颗粒频率分布范围。结果表明:表层土壤粒度组成均以砂粒、粉粒为主,黏粒含量较低。偏度可作为有效粒度参数指标。除克氏针茅群落土壤粒径分布呈单峰分布外,其余群落基本呈双峰或多峰分布。研究区近自然状态下易风蚀颗粒范围为110~250μm。因此,当地应继续坚持长期围封,防止草原土壤向粗粒化方向发展。

狼毒浸提液对3种牧草种子萌发和幼苗生长的影响

采用培养皿滤纸法研究狼毒浸提液对紫花苜蓿、披碱草和冰草的化感作用,分析狼毒浸提液对3种牧草种子萌发和幼苗生长的作用规律和作用强度,以期为退化草原的恢复提供理论依据。结果表明:1)5种浓度梯度狼毒浸提液处理对紫花苜蓿种子发芽率均具有抑制作用,125g·L^-1处理下种子发芽率较对照相比减少33.56%;对披碱草和冰草种子具有“低促高抑”现象,25g·L^-1处理下披碱草种子发芽率较对照增加19.76%,冰草增加45.91%。2)狼毒浸提液对紫花苜蓿幼苗苗高呈现低浓度(≤50g·L^-1)促进生长,高浓度(≥75g·L^-1)抑制生长,对披碱草幼苗苗高呈现低浓度(≤25g·L^-1)促进生长,高浓度(≥50g·L^-1)抑制生长。狼毒浸提液对冰草幼苗根长具有抑制作用,较对照相比减少78.21%。狼毒浸提液处理下3种牧草种子萌发和幼苗生长均受到抑制作用,且随着狼毒浸提液浓度的增加,抑制作用逐渐增强。

封育措施下荒漠草原针茅植物-土壤C、N、P化学计量特征

以内蒙古希拉穆仁典型荒漠草原封育措施(完全封育、季节封育)下优势植物短花针茅及克氏针茅为研究对象,通过测定其叶片、枯落物和土壤C、N、P含量及化学计量特征,分析封育措施下两种针茅养分变化特征及养分限制因素。结果表明:1)两种针茅叶片及枯落物C、N、P含量均表现为完全封育>季节封育,土壤N含量为完全封育(2.54 g·kg^-1)<季节封育(2.75 g·kg^-1);2)两种针茅植物叶片C/N、C/P表现为季节封育>完全封育(P<0.05),说明完全封育降低了两种植物的固碳能力,土壤C/N与C/P均表现为完全封育(6.03、39.80)>季节封育(4.92、36.58)且差异显著(P<0.05);3)不同封育措施两种针茅叶片N/P>16,说明封育下两种针茅植物在研究区内主要受P的限制。研究结果进一步为荒漠草原可持续恢复管理提供科学指导。

Wind and sand control by an oasis protective system: a case from the southeastern edge of the Tengger Desert, China

Wind and sand control are important factors in combating desertification and protecting oases.An oasis protective system can provide these benefits,but quantitative research on protection effects has been lacking to date.This research describes an oasis protective system in the southeastern border of the Tengger Desert.The system consists of a sand barrier belt,a shrub and herbaceous plant belt,and a farmland shelter belt.The system was compared to a bare dunes area as the control zone.The study investigated windproof effect,sediment transport,and erosion through field observations.Results showed that the roughness of the shrub and herbaceous plant belt,farmland shelter belt,and sand barrier belt were increased compared with bare dunes.The shrub and herbaceous plant belt provided the highest windproof effect values for the same wind velocity measurement height,and the windproof effect values for different protective belts were as follows:shrub and herbaceous plant belt>farmland shelter belt>sand barrier belt.The sand barrier belt provided effective wind and sand control at heights from 0 to 50 cm above the ground.The total sediment transport for each protective belt is as follows:bare dunes>sand barrier belt>shrub and herbaceous plant belt>farmland shelter belt.The sediment transport decreased exponentially as the height increased.In the bare dunes and protective systems,the sediment transport is mainly within 30 cm of the ground surface.The wind erosion intensity for this protective system was as follows:bare dunes>sand barrier belt>shrub and herbaceous plant belt>farmland shelter belt.This research offers quantitative evidence for how oasis protective systems can effectively intercept sand and prevent erosion in oases.The results of this study can be applied in similar regions.

Wind-sand movement characteristics and erosion mechanism of a solar photovoltaic array in the middle of the Hobq Desert,Northwestern China

The operation and power generation of utility-scale solar energy infrastructure in desert areas are affected by changes in surface erosion processes resulting from the construction of solar photovoltaic(PV)power stations.However,few studies have addressed the interactions between solar PV arrays and aeolian erosion processes.In this study,wind flow field characteristics and the vertical distribution of sediments were investigated in the near-surface transport layer at three different locations with respect to the solar PV arrays in a 200 WM-p PV power station in the central Hobq Desert,northwestern China.The results indicate that the sediment transport varied around the panels,with the greatest transport occurring between the panels,followed by behind and in front of the panels.The sediment fluxes of all of the observation sites obey an exponential function.The secondary flow field zones formed around the PV panels:the conflux accelerating zone between the panels,the resistance decelerating zone of the under panels,and the transition zone of the rapid velocity increase in front of and behind the panels.This resulted in a greater shear force in front of the panels under the downward flow diversion effect of PV panels,and the wind erosion depressions were finally formed here.The results of this study provide information for planning better technical schemes for wind-sand hazards at solar PV power stations,which would ensure operational stability and safety in desert areas.

苏尼特右旗荒漠草原三种放牧方式下群落斑块特征

利用景观指数、分形模型以及稳定性指数、单变量点格局方法,对内蒙古苏尼特右旗荒漠草原不同放牧方式下群落微斑块特征、形状分形及稳定性、分布格局进行探究,以期揭示荒漠草原微斑块自身特征及其与环境的关系。结果表明:1)3种放牧方式下群落斑块特征差异明显。休牧状态下芨芨草斑块面积占景观整体面积的91.15%,蔓延度指数(CONTAG)为77.92,连接性较好,为优势斑块,分形维数为1.43,稳定性较差;自由放牧状态下银灰旋花斑块空间分布最为密集;轮牧状态下锦鸡儿数量最多,分离度指数(SPLIT)为46.99,破碎化程度较高,分形维数为1.88,形状最不规则。2)3种放牧方式下各斑块类型在样地尺度范围(120 m×120 m)内主要呈聚集分布,且自由放牧状态下各斑块类型的聚集规模均较大,表明其资源分布不均匀。

基于“农林卓越计划”下的水土保持与荒漠化防治专业人才培养的几点思考

作为农业大国的中国需要农林卓越人才的培养,卓越人才培养符合时代对人才的需求。水土保持与荒漠化防治专业为农业学科的重要学科,其人才培养方式与其他学科既有共同点,又有独特的鲜明特点。本文对水土保持与荒漠化防治专业卓越人才培养支撑体系、深化卓越人才培养模式改革以及培养模式的构建进行探讨,得出水土保持与荒漠化防治卓越人才的培养应强化专业实践教学,构建完善“3+1+1”实践教学模式;构建创新型学习模式,培养创新性人才;同时需加强专业外语教学,培养国际化专业人才。以期为高等农林院校制定水土保持与荒漠化防治专业卓越人才培养计划提供参考。

农牧交错区不同土地利用类型土壤颗粒组成和有机质特征

[目的]探讨阴山北麓不同土地利用类型土壤颗粒组成和有机质特征。[方法]选取内蒙古阴山北麓农牧交错区天然草地、旱作农田、弃耕地(弃耕2年)、新开垦农田(开垦1年)4种不同土地利用类型,分析典型样地土壤颗粒机械组成、土壤颗粒分形维数和有机质含量之间的关系。[结果]试验区土壤表层颗粒含量主要是粉粒和极细砂含量,其余粒级土壤颗粒的影响程度较小。0~80 cm土层中0~50μm粒级颗粒含量与分形维数呈一定函数关系,土壤分形维数与黏粒(<2μm)和粉粒(2~50μm)百分含量呈正相关,与其余粒级相关性不大。0~50 cm土层,4种土地利用类型土壤颗粒分形维数随土层深度的变化发生不同程度波动,总体上随深度增加呈上升趋势,且天然草地分形维数变幅最大,为0.083。0~80 cm土层颗粒平均分形维数由小到大依次为弃耕地(2.186)<新开垦农田(2.230)<旱作农田(2.275)<天然草地(2.290)。4种土地利用类型中弃耕地由于处在恢复阶段,在各层的有机质含量均表现为最低。[结论]4种土地利用类型中,天然草地土壤黏粒和粉粒含量最高,平均分形维数最大,有机质含量较高。

荒漠草原不同植被覆盖下土壤粒度组成与速效养分特征

为探究不同植被覆盖度对土壤粒径分布和养分特征的影响,以不同植被覆盖度下的土壤为研究对象,对比分析了不同土层深度土壤速效磷、速效钾、碱解氮、有机质含量以及土壤机械组成及其各项指标之间的关系。结果显示:植被从低覆盖度到中覆盖度,土壤粘粒、粉粒含量分别增加50%、66.55%,差异显著(P<0.05);3种植被盖度下土壤有机质含量均向表层聚集,中覆盖到高覆盖土壤有机质含量增加85.73%,速效磷、碱解氮和速效钾含量均增加;土壤养分与粒径存在一定的相关性,植被盖度与粉粒和有机质呈显著正相关,与速效钾呈极显著正相关,相关系数为0.628。土壤粉粒与有机质、碱解氮呈显著相关,与速效钾呈极显著正相关。植被覆盖度低、地表裸露的地区极粗砂含量增加,较细的沙粒含量降低,引起土壤肥力下降。

采煤沉陷区植物根系损伤及修复研究进展

煤炭是我国的主要能源之一,煤炭开采引起的一系列生态环境问题,一直是学者们关注的热点。煤炭开采引起的问题主要表现为地表沉陷,其导致了矿区地表植物根系的损伤,因根系损伤使矿区植物生长发育严重受阻,有的甚至死亡,最终导致了矿区生态环境的恶化。本文以综述矿区根系损伤问题为出发点,重点围绕造成根系损伤因素、根系力学特性、受损根系自修复特性、微生物技术修复受损根系等研究成果进行总结和探讨,指出矿区植物根系损伤及修复研究中的不足,并对其今后的研究和发展方向提出建议与展望。研究表明未来应继续完善根系损伤及修复技术理论体系,加强根系损伤及修复技术研究成果间的联系,以期为矿区生态环境恢复治理提供技术支撑。

呼伦贝尔市季节性干旱演变特征

呼伦贝尔市是我国重要的农、林、牧业综合发展的地区,为提高该地区应对季节性旱灾的能力,本研究选用呼伦贝尔近30年的降水量数据,计算标准化降水指数(SPI),运用经验正交函数及不同干旱指标分析了该区域季节性干旱时空分布特征。结果表明:呼伦贝尔不同季节干旱特征差异显著,秋季的干旱强度为0.86,冬季干旱频率为36.67%;从影响范围(干旱站次比)看,夏、秋季呈显著上升趋势,呼伦贝尔季节干旱均表现出全区一致性的特点,中部地区干旱距平变率较大。从干旱频率和干旱强度的空间变化可以看出,呼伦贝尔西部和东南部地区干旱发生频繁且强度较大,其中新巴尔虎右旗、阿荣旗和扎兰屯是呼伦贝尔干旱的重点防范地区。

地方农林院校“荒漠化防治研究进展”研究生课程教学改革探索

“荒漠化防治研究进展”是水土保持与荒漠化防治专业硕士研究生的必修课程,根据课程性质及以往的授课模式,再结合内蒙古农业大学的实际情况,从课程内容安排、教学手段、考核评价方式等方面探索了“荒漠化防治研究进展”课程改革措施。进一步优化了课程内容,尝试采用探究式、参与式等教学方法,初步建立了具有农林特色的“荒漠化防治研究进展”课程体系,激发了学生学习的学习热情,提高了学生的科研创新能力。

不同干扰方式对荒漠草原景观格局的影响综述

通过查阅放牧、旅游、围封等3种人为干扰方式对荒漠草原景观格局影响的相关文献,归纳其主要研究结果,认为放牧会导致草原斑块化现象发生,不同的放牧方式使草原斑块的空间分布格局变得复杂化,较大尺度斑块被割裂,植物群落株丛趋向于小丛化,进而导致草原整体景观趋于破碎化与复杂化;旅游破坏了植被斑块的完整性,导致植物多样性减少,其中旅游道路表现出强烈的分割作用,被分割后的草原整体景观破碎化程度加剧,呈现出具有多种要素分布的格局状态;围封促使围栏内植被状况逐渐好转,植物多样性和生产力得以提高,植被覆盖度显著增加,形成由于植被覆盖度空间差异所引起的辐射状景观格局,但长时间围封会使景观多样性降低。

库布齐沙漠200MWp太阳能基地内光伏板下表层土壤粒度特征研究

为了探明光伏板下表层土壤粒径分布的规律,在库布齐沙漠200 MWp太阳能基地进行了研究,试验选择表层0~5 cm土壤为研究对象,利用激光衍射技术分析土壤粒度特征。结果表明:表层土壤粒级分布以中沙和细沙为主;由北向南,土壤粒度值"Ф84-Ф16"和"Ф75-Ф25"的变化趋势相同;因光伏基地建设带来的土壤扰动对粒径分布影响不明显;板下中点最易成为沙尘暴沙源,板前沿中点最难成为沙尘暴沙源;平均值、极值分布在主风向迎风区域沿风向方向有规律变化,在非主风向迎风区域沿光伏板倾斜朝向方向有规律变化;迎风区土壤粒度特征受主风向影响较大,因此风蚀沙埋防治重点区域应放在光伏阵列主风向迎风边缘处。

Crisis of Water Resources on the Ulan Buh Desert Oases, Inner Mongolia, China-A Case Study of Dengkou County

Hetao Plain, composed of hundreds of oases, is one of the most important grain-producing areas in China. Most crops, especially wheat and corn, depend on irrigation, thus water availability is a key issue for grain productivity on this land. The Yellow River is the main water source for irrigation and a crisis of water resources for agricultural use occurs because of increasingly reduced river flows and water-using competition with industry and human residential use. In order to understand the current situation and distribution of water resources on these oases, we collected 20-yr＇s data of river runoff, irrigation volumes, infiltration and precipitation to examine the relationships between water resources distribution and its agricultural use. We found that the oasis in Dengkou county was short of water resources with a water deficit rate of 5.14% in 2010. Based on the trend of the data, water deficit will continue to increase as the population grows in the future. Water resource is a limiting factor to agricultural development in this region and proper management of water use and strategies for water resource conservation are urgently needed. Especially, based on our results we suggest that current irrigation methods need to be greatly improved to save the water that was lost from evaporation.

不同添加剂对库布齐沙漠4种灌木青贮pH值和有机酸的影响

青贮饲料的pH值和有机酸含量能够直观地反映青贮饲料的品质,是衡量青贮饲料质量的重要指标。本研究以库布齐沙漠北沙柳、柠条锦鸡儿、杨柴+花棒、甘草为对象,通过添加0.2‰乳酸菌、1.0‰纤维素酶、3.0%DM糖蜜和0.5‰青贮专用复合酶对青贮饲料pH值和有机酸的影响。结果表明:(1)各处理方法均使青贮pH值降低,其中添加纤维素酶制剂和糖蜜制剂后北沙柳、柠条锦鸡儿青贮效果明显,杨柴+花棒、甘草青贮效果不明显。(2)添加纤维素酶制剂和糖蜜制剂后北沙柳pH值较对照组分别降低0.97(P<0.05)、0.51(P<0.05),乳酸含量较对照组分别增加17.03 mg·g^(-1)、7.64 mg·g^(-1),乙酸含量较对照组分别增加0.43 mg·g^(-1)、1.11 mg·g^(-1)。(3)添加纤维素酶制剂和糖蜜制剂后柠条锦鸡儿pH值较对照组分别降低0.68(P<0.05)、0.51(P<0.05),乳酸含量较对照组分别增加74.22 mg·g^(-1)(P<0.05)、74.92 mg·g^(-1)(P<0.05),乙酸含量较对照组分别增加2.64 mg·g^(-1)、4.35 mg·g^(-1)。

基于文献计量的荒漠灌丛研究现状及热点分析

以中国期刊全文数据库(CNKI)和Web of science数据库中与荒漠灌丛有关的文献为国内和国际文献基础数据源,利用Origin 2019按年份统计发文量、论文增长率和文献共被引次数,通过Bibexcel将筛选出的高频关键词生成共词矩阵,利用Ucinet和Netdraw等软件得出高频关键词共现网络化可视图。利用SPSS进行聚类分析,将高频关键词分为4大群集,分析荒漠灌丛领域研究趋势和热点问题。结果表明:(1)国际与国内荒漠灌丛研究在发文量上虽然个别年份有所回落,但整体呈上升趋势。(2)国际上对于荒漠灌丛均为小尺度研究,物种入侵、促进作用、竞争关系为国际关于荒漠灌丛领域的研究现状,而国内关于荒漠灌丛方面的研究热点则侧重于大尺度上的空间分布规律及其空间异质性。总结得出,荒漠灌丛的研究在国内外都是重点问题,国内对于荒漠灌丛的研究热点在其空间分布格局,国际上对于荒漠灌丛的研究倾向于其竞争关系分析。

基于多重分形的半干旱区弃耕农田土壤粒径分布特征

为阐明农田弃耕后土壤质量演变特征,在阴山北麓中段农牧交错区内选择当年耕地、弃耕1 a、2 a、3 a、4 a5种类型土地进行研究,测定弃耕农田0-80 cm层土壤颗粒特征和有机质含量,基于多重分形理论分析的基础上,探究土壤粒径分布与有机质含量的关系。结果表明：砂粒含量与多重分形参数（D0、D1、α0）之间存在正相关关系,与有机质成极显著负相关;研究区内土壤随着砂粒含量的增加,土壤粒径分布范围逐步变宽,分布越离散,土壤向粗粒化方向演替。随着弃耕年限的延长,表层（0-10 cm）土壤表现出黏粒、有机质含量呈一致减少趋势,黏粒含量与土壤有机质呈极显著正相关。因此,可以考虑用黏粒含量反应土壤有机质变化趋势。