生物结皮影响下沙漠土壤表面凝结水的形成与变化特征

在水资源匮乏的沙漠生境,凝结水是植物、生物结皮、无脊椎和脊椎小动物的重要水分来源之一。采用微渗计法对比研究3种生物结皮类型(藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮)和自然裸沙对地表凝结水量及凝结水蒸散过程的影响。微渗计的规格为内径6cm,高3.5cm的PVC管。研究结果表明:不同类型地表的总凝结水量之间存在极显著的差异(P<0.01),总凝结水量随生物结皮发育水平呈显著增加的趋势,依次为:裸沙<藻结皮<地衣结皮<苔藓结皮,即生物结皮的存在有利于沙漠地表凝结水的形成。不同类型地表凝结水量的日均值有所差异。对于同一地表类型,凝结水量的最大值为最小值的数倍。黎明时,苔藓结皮的凝结水量最大,而裸沙的凝结水量最小,地衣结皮和藻结皮居中。凝结现象自20:00～22:00,次日8:00～9:00结束。大多数日出后凝结现象仍继续发生。不同类型地表的凝结及蒸散过程经历2个阶段:日出前凝结水量呈缓慢增加的趋势,日出后随温度的升高凝结水量快速减少,其中以苔藓结皮凝结水量下降最为迅速。凝结水量主要受温度、大气湿度、凝结面类型、气象条件和生境等方面因素的影响。

古尔班通古特沙漠风沙土土壤蒸发特征

土壤表面蒸发是降水的无效损失，其大小直接决定着降水转化为有效土壤水的效率，从而间接决定了植物可利用水分的多寡。在降水稀少的沙漠区，定量认识土壤蒸发的大小和其所占降水的比例显得尤为重要。在2004年全生长期（5～9月）应用自制的微型蒸渗仪（Micro-Lysime-ter）测定了风沙土（有结皮覆盖的丘间低地和裸露沙丘顶部）和对照的荒漠盐碱土的土壤蒸发。结果表明：在相似的气象条件下，风沙土区的丘间低地和荒漠盐碱土的日平均蒸发量分别约是裸露沙丘（风沙土区）的2倍和3倍。整个生长期裸露沙丘的累积蒸发量为18．7mm，丘间低地为38．8mm，荒漠盐碱土为52．1mm。根据整个观测期的累积蒸发量和累积降雨量计算得出的蒸发降雨比分别为：裸露沙丘0．20，丘间低地0．42，荒漠盐碱土0．62，表明裸露沙丘由降水转化为土壤水而储存的比率最高。同时，从数据分析中可以看出：在风沙土区0～5cm土层的含水量对土壤蒸发起决定作用，而盐碱土区的土壤蒸发则受到更深层次土壤水分的影响。裸露沙丘低的土壤蒸发、高的降水转化效率，为植被恢复奠定了良好的基础。因此，裸露沙丘的低蒸发量可以视为植被状况对生态水文过程的一种良性反馈。

北京平原地区裸露土地的时空分布

利用 2 0 0 0年冬季和 2 0 0 1年夏季两个时相的卫星遥感 TM影像数据 ,结合详细的野外实地考察与验证 ,估计了北京平原地区主要裸露土地类型的空间分布和面积。结果表明 ,冬季裸地的总面积是夏季的 5 .5倍。在各类裸地中 ,以裸露农田的面积最大 ,成为导致北京冬、春季节沙尘污染最重要的本地沙源。此外 ,沙荒地、建筑工地和其他裸地是引起局部地区沙尘污染的本地沙源。为了控制北京地区的沙尘污染 ,需要建立城市森林体系和调整耕作方式。

基于RS和GIS的黄河故道地区土地沙质贫瘠化评价——以河南省中牟县为例

土地沙质贫瘠化是土地沙漠化在黄河故道地区的典型表现形式,对该区域的生态环境和人类可持续发展构成了巨大威胁。利用Landsat TM数据,在遥感与地理信息建模技术支持下,构建了像元为尺度的土地沙质贫瘠化定量化评价模型。通过对模型中的植被盖度、地表温度和裸沙占地百分比等3个关键因子的遥感反演,可实现对研究区土地沙质贫瘠化程度的自动化评价,并对其空间分布进行制图输出。

与永久性草地相比长期裸露侵蚀对英国Bridgnorth砂壤的影响

对位于英国东Ｓｈｒｏｐｓｈｉｒｅ的Ｈｉｌｔｏｎ试验点中，已裸露１２年的坡地侵蚀小区内的Ｂｒｉｄｇｎｏｒｔｈ砂壤进行调查分析，并与小区相邻的自然草地作比较，结果显示，裸露砂壤土的有机质和大多数营养元素的含量显著低于草地；草地的有机质含量较裸地高２１５倍；草地含有较高比例的粗砂（０３５５～２０ｍｍ），尤以０５００～１０ｍｍ部分较为突出，以及较少的粘粒（＜０００２ｍｍ）和石砾（＞２ｍｍ）；说明，粗砂易于流失，Ｂｒｉｄｇｎｏｒｔｈ砂壤被长期侵蚀后，粗砂趋于减少，粘粒、石砾所占比例则逐渐增加．结果同时还指出，裸土的ｐＨ值不断降低，草地的粘粒和粉粒含量与坡度呈显著正相关，粗砂与坡度则负相关，这与福林等人研究的裸土的情形相似．以上结果表明，如果坡地被长期暴露，并且不投入任何营养物质，土壤肥力将迅速下降，质地发生变化，而种草可以保持和改善土地生产力。

紫色砂页岩裸露边坡快速生态修复技术

针对滇中紫色砂页岩裸露边坡的特点,应用人工土木工程,稳定边坡地质条件;客土培肥;利用营养袋苗带土团移栽核心植物,快速实现紫色砂页岩裸露边坡的生态修复;次年实行点播、穴播与移栽相结合,边坡地面覆盖度达90%以上,达到紫色砂页岩裸露边坡快速生态修复的目的。

降雨强度和坡度对裸露铁尾矿砂坡面产流产沙的影响

采用室内人工模拟降雨技术,研究短历时暴雨和坡度对裸露铁尾矿砂坡面产流产沙的影响。结果表明:(1)不同降雨强度条件下,不同坡度间的坡面径流量、产沙量及径流泥沙含量均呈现随着降雨历时的增加而增加的动态变化趋势,不同的是径流量在15～24 min后逐渐趋于稳定。(2)不同降雨强度条件下,裸露铁尾矿砂坡面径流量及产沙量与坡度相关关系均存在临界降雨强度,该临界降雨强度约为90 mm/h。(3)不同降雨强度条件下,不同坡度间的产沙量及径流泥沙含量随着降雨强度的增加,二者与坡度的关系均由负相关逐渐转变为正相关。(4)当降雨强度从60 mm/h增加到120 mm/h的过程中,不同坡度条件下的径流量及产沙量与降雨强度总体上呈逐渐上升的趋势,局部存在特殊情况。当坡度从25°增加到35°的过程中,不同降雨强度条件下的径流量及产沙量与坡度的关系均不明显;但同一坡度条件下,随着降雨强度的增加,径流量和产沙量均逐渐增加。研究成果为揭示降雨强度和坡度对裸露铁尾矿砂产流产沙机理提供参考。

砂结比对固结磨盘加工钽酸锂的影响

目的提升钽酸锂晶圆的加工效率和表面质量。方法采用8000#金刚石和树脂结合剂热压制成金刚石丸片,并拼接成固结磨盘,研磨钽酸锂。针对丸片配方的砂结比展开研究,设置3组砂结比变量11∶9、7∶3、17∶3,对应磨粒的质量分数分别为55%、70%、85%。通过单个磨粒晶胞模型计算磨粒裸露比,即单位面积内磨粒裸露数与总磨粒数的比值(Ng/N)。分析不同砂结比下磨粒与结合剂的分布状态变化,以及对加工钽酸锂晶圆表面粗糙度和材料去除率的影响规律。结果3组磨粒质量分数55%、70%、85%制作的金刚石丸片,其磨粒裸露比分别为1.79%、2.26%、2.47%,加工后对应的晶圆表面粗糙度分别为4.558、1.634、2.999 nm。磨粒质量分数为85%的丸片材料去除率最高,70%次之,55%最低。研究发现,磨具表面磨粒裸露比随磨粒质量比的增加而增加,当加工表面裸露颗粒越多时,其加工效率越高,材料去除速率越大。过低的磨粒质量比使得裸露磨粒少,晶圆表面材料去除不均匀,表面出现冗起,表面质量差;过高的磨粒质量比又使得树脂对磨粒的陷阱效应削弱,加工后晶圆表面易产生明显划痕。结论提高金刚石固结丸片砂结比,能有效地改善丸片表面的磨粒裸露比,实现钽酸锂高表面质量和高材料去除率的晶圆加工,但过高的砂结比极易导致表面划痕的产生。

不同覆沙厚度下松嫩平原盐碱裸地上的种植效果

松嫩平原土地盐碱化严重限制了当地农牧业的可持续发展,覆沙并在覆沙层种植作物是盐碱化土地的有效利用途径。为此在松嫩平原盐碱裸地上进行不同厚度覆沙(10、20、30、40 cm),并连续2年分别种植玉米(Zea mays)、向日葵(Helianthus annuus)、大麦(Hordeum vulgare)及苜蓿(Medicago sativa)(第2年补播),探究不同厚度覆沙4种作物的种植效果。结果表明,覆沙后第1年种植4种作物均能生长,但长势较弱,第2年长势较强。覆沙40 cm玉米产量为5621 kg·hm^(−2),是覆沙10 cm的3.27倍(P<0.05),但与覆沙20、30 cm差异不显著(P>0.05)。覆沙30 cm苜蓿的干草产量和根干重高于其他覆沙厚度,分别达8597和3367 kg·hm^(−2),且分别是覆沙10 cm的3.00倍(P<0.05)和1.29倍(P<0.05)。覆沙40 cm向日葵和大麦籽粒产量显著高于覆沙10 cm,分别提高33.4%和269.5%,而覆沙20、30 cm与覆沙10 cm之间差异不显著(P>0.05)。因此,覆沙后种植玉米和苜蓿分别推荐覆沙20 cm以上和覆沙30 cm;种植向日葵和大麦推荐覆沙40 cm。研究结果表明,盐碱裸地上覆沙可成功种植作物。

“滞后泌水”导致承台砂线缺陷的技术分析与试验研究

在承台海工混凝土中掺入新型复合氨基醇阻锈剂后出现"滞后泌水"现象,导致砂线的外观缺陷,就此进行了试验研究与成因分析表明,含气量过大是造成"滞后泌水"的根本原因。

现代黄河三角洲沉积相分析

基于大量的文献调研,应用Google earth软件对黄河三角洲区域地貌进行取点分析,结合区域地质、沉积背景,绘制沉积微相图、沉积模式图,研究了黄河三角洲的沉积相和沉积机制,并详细分析了三角洲的发育模式。研究发现:黄河三角洲河流作用强于波浪作用而形成了其独特的鸟足状形态;三角洲发育典型的三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲三层结构;三角洲平原相沼泽微相十分发育;三角洲前缘相河口砂坝微相较为发育;平原分流河道断流现象加剧。

砂砾含水层成井工艺的反冲淘沙法

当前在砂砾含水层的成井工艺中,均采用常规程序。即在所设计的砂砾含水层部位,配置相应的滤管,滤管外仍采用缠丝,再包扎尼龙滤网。管外投填滤砂。用活塞提拉或空压抽水洗井。此为传统工艺。由于受传统工艺束缚,缺乏对砂砾含水层结构的具体分析。施工工艺的针对性、对策性欠妥。多数成井井阻大,产水效率低。笔者在施工中,改变传统理念。提出反冲淘砂法成井。取得极为理想的效果,且施工工艺简单,井阻系数小,绝大部分为超完善井,产水效果佳。可视作砂砾含水层成井之新工艺。

风沙流输沙通量垂向分布研究——以塔克拉玛干沙漠南缘流沙地表风沙流观测为例

于2010年4—6月在塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外缘流沙地进行风速、风向和输沙量同步观测,利用观测到的28组数据对输沙通量的垂向分布进行研究。结果表明,在4.5～8m.s-1的风速区间内,总输沙率随风速增长速率较慢,大于8m.s-1时增长迅速。在较小风速时,4个高度层(1cm、3cm、9cm和19cm)的输沙比率变化不明显,当风速大于6.6m.s-1时,1cm和19cm高度输沙比率的调整较为明显,前者减小而后者增加,中间两层(3cm、9cm)则维持一定波动。不同的蚀积条件对于输沙通量的垂向分布具有一定的影响,平均跃移高度则在一定程度上反映了地表沙粒的吹蚀和堆积过程。在4种常见的描述输沙通量垂向分布的模型中,Zingg的修正幂函数具有最好的拟合程度,但反映的风沙流信息最少,简单幂函数的参数包涵了最为丰富的风沙流信息但拟合程度最差,指数函数同时具有较好的拟合程度和参数意义,Fryrear的幂函数则与指数函数恰恰相反。在沙物质以极细沙为主的塔克拉玛干沙漠南缘,指数函数较之简单幂函数能更好地描述该区域输沙通量的垂向分布,验证并补充了风洞实验的结果。综合比较认为,指数函数能更好地描述塔克拉玛干沙漠南缘输沙通量的垂向分布。

有机混合物的制备及其在退化沙地恢复方面的应用

针对科尔沁沙地沙漠化和农牧业生产中的重大生态和经济问题,利用微生物定向培育技术,选择土壤和牛粪混合的菌源母质筛选出具有较强分解能力的纤维素分解菌群（NMCel）;将玉米秸秆和牲畜粪便按照5∶3（干重比）的比例混合,加入稀释后的NMCel菌液进行有氧发酵,发酵60d后制备成具有一定保水性、透气性和粘性的有机混合物。这种有机混合物对裸沙的修复能力较好,可以显著提高裸沙地表土壤碳氮含量和促进裸沙地表生物结皮的形成。有机混合物的最佳播撒方式是：在裸沙表面播施差不嘎蒿（Artemisia halodendron）、胡枝子（Lespedeza davurica）、狗尾草（Setaria viridis）等固沙植物种子后播撒1kg·m-2有机混合物,然后覆盖遮阴网。有机混合物的播撒使沙丘裸露创面的植被盖度从6%增加到26%,保水性提高24%~47%,抗风蚀能力提高了5.4~8.6倍。