塔里木公路防护林生态工程营建与维护

塔里木公路防护林生态工程建设是在沙漠腹地生物防沙试验研究的基础上,依据公路沿线自然条件和立地条件,选择和确定防护林生态工程营建的植物种、林地结构布局以及灌溉方式。塔里木公路防护林生态工程全长436km,林带宽度72～78m,林带面积3128hm^2；植物种选用抗逆性极强的柽柳、沙拐枣、梭梭、胡杨、沙枣等灌木及乔木；树种配置采用行间混交,林带结构选用株行距为1m×2m或1m×1m；整体布局包括阻沙带和固沙带；灌溉方式为滴灌；水源为公路沿线的高矿化度地下水。初步观测表明,防护林工程防护效益和环境改善作用明显,防护林灌溉取水没有对地下水环境形成负面影响。

塔里木沙漠公路防护林植物沙拐枣气体交换特性对干旱胁迫的响应

利用LI 6400光合作用系统测定了干旱胁迫和正常灌溉两种处理下,塔里木沙漠公路防护林中乔木状沙拐枣(Calligonum arborescens)净光合速率、蒸腾速率以及水分利用效率等气体交换特性的日变化及季节变化动态。分析得出:两种处理下沙拐枣净光合速率在不同生长季的日变化动态均为单峰型;蒸腾速率除8月干旱胁迫处理下表现出微弱的双峰变化外,其余也为单峰型;干旱胁迫显著降低了沙拐枣的光合能力和蒸腾能力,而且随着干旱胁迫时间的持续,净光合速率和蒸腾速率降低的幅度在不断增加。干旱胁迫所引起的土壤含水量的降低和植物体内的水分亏缺并没有提高沙拐枣的水分利用效率,反而使其有着明显的下降。但尽管如此,沙拐枣在持续干旱的情况下依然能够维持生长,它通过适当降低蒸腾减少水分散失和降低光补偿点以提高弱光利用能力等方法来进行必要的光合积累,这说明沙拐枣有着极强的耐旱能力和适应极端环境的本领,而且通过沙拐枣在长期干旱胁迫处理下的顽强表现,也充分说明沙漠公路防护林在人工管理过程中依然存在着进一步节水的可能性。

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物生物量与土壤环境因子的关系

为探讨极端干旱区风沙土土壤微生物与土壤环境因子的作用规律,采用相关分析法研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物生物量与理化因子和酶活性的关系.结果表明:土壤容重和粒径减小(R<-0.84)、含水量和孔隙增大(R>0.85)时,防护林地中土壤微生物数量和生物量有增大趋势,由容重与微生物量的相关性主导;土壤养分含量与土壤微生物数量和生物量呈正相关,主要由速效养分和放线菌、微生物生物量C、P的相关性所致;土壤酶活性与土壤微生物数量和生物量的相关性差异较大,R在0.51～0.91,主要取决于蔗糖酶、磷酸酶与放线菌、微生物量C的相关;土壤盐分增加不利于土壤微生物生物量的积累(R<-0.71);土壤微生物数量与生物量呈较高正相关(R>0.63).实践中应为干旱区林地土壤微生物营造良好的土体,促进土壤物质循环.

塔里木沙漠公路沿线不同立地类型风沙土的理化性质研究

通过对塔里木沙漠公路沿线不同立地类型风沙土物理、化学性质特征进行了初步研究，结果表明：沙漠公路沿线的风沙土，机械组成以极细砂粒和细砂粒为主；pH值均在8～9之间，为中性偏碱性；盐分含量具有显著差异，空间变异性大；养分和有机质含量较少，并未表现出明显的变化；微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn)的有效含量普遍偏低，尤其是Mn、Cu、Zn处于极低水平。

塔里木沙漠公路风沙危害分异规律的研究

从塔里木沙漠公路风沙危害的影响因素入手 ,分析了公路沙害水平分异和垂直分异的原因 ,并给出相应的分异规律。公路沙害的水平分异是在不同风沙地貌背景上不同的风力及组合综合作用的结果 ,同时受人为因素对防沙体系设置的影响 ;公路沙害的垂直分异通过不同地貌部位体现出来 ,它是由地形地貌对风动力、有效沙物质量。

塔里木沙漠公路防护林咸水灌溉土壤盐渍化状况研究

为了研究塔里木沙漠公路防护林建林后土壤在咸水灌溉条件下的盐渍化状态,本文通过对塔里木沙漠公路防护林建林后沿线土壤盐分分布状况的监测,结合防护林建林前土壤盐分状况普查资料,运用统计分析、相关性分析及灰色关联分析,对防护林沿线的40个监测点的土壤盐离子、土壤盐渍化的现状及驱动力作了初步研究。研究结果表明:塔里木沙漠公路防护林建成后,土壤盐分各离子含量均较建成前有了显著增加,其中,阳离子含量Na++K+>Mg2+>Ca2+,阴离子含量Cl->CO23->SO24->HCO3-;防护林沿线土壤盐渍化类型以氯化物型与硫酸盐-氯化物型为主,分别占到监测点的84.2%与15.8%;有近81.6%的监测点已达到中度盐渍化程度;灰色关联分析结果表明,引起塔里木沙漠公路防护林土壤盐渍化的主要驱动力依次是灌溉年限、地下水矿化度,地下水pH和地下水埋深。

咸水灌溉下塔里木沙漠公路防护林盐分平衡及盐分运移

应用生态系统物流理论，把土壤-植物-大气作为一个完整的系统，将植物、土壤和地下水作为三个分室，建立分室流动模型，对植物和土壤间的盐分平衡进行定量研究，探索咸水灌溉条件下塔里木沙漠公路防护林盐分运动的规律。结果表明：塔里木沙漠公路防护林使用大量咸水灌溉后盐分并没有在根层土壤0～2m土层中累积，而是储藏在2m以下或渗漏到地下水。其中，0～2m土体盐储量减少125．1t，地下水位1．50m以上至2m土体盐储量增加79．9t，45．2t盐分重新回到地下水。根层土壤0～2m土层中土壤脱盐明显。灌溉后各土层的全盐量在0．5--0．9g／kg之间，远低于土壤原始全盐量1．47g／kg。这是咸水灌溉下植物能够正常生长的主要原因。研究对于确定塔里木沙漠公路防护林合理的灌溉制度及预测和评估该地区盐渍化的发生发展具有重要意义。同时，也为塔里木沙漠公路全线绿化和水分管理提供科学依据。

塔里木沙漠公路植物固沙灌溉方式比较研究

在塔里木沙漠公路沿线两侧建立植物固沙体系时首先应确定适宜的灌溉方式。从 1998年开始 ,我们根据不同灌溉方式本身的优缺点与前期试验结果 ,结合立地条件 ,在塔里木沙漠公路L2 92 处选择沟灌、畦灌与滴灌进行植物固沙灌溉方式比较试验 ,对不同灌溉方式植物生长状况、沙层盐渍度变化、灌溉制度及成本投入比较分析后认为 ,滴灌不受起伏沙丘地形限制 ,水分利用效率高 ,能够保证植物正常生长 ,且费用最低 。

咸水灌溉对塔里木沙漠公路防护林植物生长的影响

通过不同矿化度咸水造林实验和对塔里木沙漠公路防护林工程沿线不同矿化度水灌溉林地进行定位调查,选取成活率、株高、冠幅、地径、地上生物量及结实状况等反映造林苗木生长状况的常规指标,分析了不同矿化度咸水灌溉对乔木沙拐枣(Calligonum arborescons)、梭梭(Haloxylon ammodendron)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)3种植物生长状况的影响。研究结果表明,灌溉水矿化度对这3种植物的成活、营养生长和结实均有显著影响。随矿化度升高,整体表现为抑制作用;盐胁迫影响程度与灌水矿化度存在阈值变化现象。灌溉水矿化度在20 g/L以上时,梭梭不能结实,但成活和生长基本未受影响;乔木沙拐枣和多枝柽柳的存活阈值为15~20 g/L,抗盐阈值分别在15 g/L和20 g/L左右;3种植物抗盐能力依次为:梭梭(多枝柽柳(乔木沙拐枣。

塔里木沙漠公路防护林带土壤入渗研究

为了探明塔里木沙漠公路防护林带咸水灌溉土壤入渗特性,在塔里木沙漠公路防护林带内选取5种不同种植年限的土壤,并取3种不同矿化度水,应用Guelph入渗仪测定土壤水分入渗过程,并进行模型拟合与分析。结果表明:不同种植年限对土壤初始入渗速率、饱和导水率有显著影响,尤其是0-10cm,10-15cm层土壤,随着种植年限增加土壤初始入渗速率、饱和导水率呈减小趋势。咸水灌溉条件下,土壤饱和导水率较淡水大。不同深度土壤入渗特性有差异,表现为25-40cm,40-60cm层土壤饱和导水率较其他层大。用常用的入渗模型对入渗过程进行模拟,可以发现通用经验模型对研究该区域土壤入渗有最好的适用性,Kostiakov模型也较适用,Horton模型在该区域土壤入渗研究中适用性相对较差。

塔里木沙漠公路不同地貌部位的高立式沙障阻沙特征

对塔里木沙漠公路不同地貌部位的高立式沙障的阻沙效果分析表明 :垄间平地路段高立式沙障可以在 2～ 3年内有效阻止防沙体系外的沙子进入体系内 ,不但能有效阻止体系外风沙流进入体系内 ,而且降低了体系外沙丘移入体系内的速度 ;垄体、垭口和过渡区路段的高立式沙障 ,仅在短时间内有效阻止体系外风沙流进入体系内 ,不能使体系外沙丘移入体系内的速度降低 ;垄间新月型沙丘 (链 )路段的高立式沙障能明显降低体系外沙丘移入体系内的速度 ,使体系外沙丘遇高立式沙障后顺高立式沙障方向移动 ,但最终能越过高立式沙障进入体系内 ;在垄间线形沙丘分布路段 ,丘体附近的高立式沙障在 2～ 3年内既被埋没 ,其他地段的高立式沙障设置 4～ 5年后才能被埋没。

塔里木沙漠公路沿线地下水流速流向测定

本文在沿塔里木沙漠公路设置的监测井中,利用日本Alec Electronics公司生产的MODEL GFD4型地下水流向流速计,对塔克拉玛干沙漠腹地的地下水流速流向作了一次测定,结果显示:沙漠公路沿线地下水平均流速为:0.01 cm/min,即52.56m/a;地下水流动方向在沙漠北部主要以ENE方向为主,沙漠中部除个别井点外主要以EN方向为主,沙漠南部尼雅河下游监测井中流向由ENN方向和WNN方向构成,牙通古斯河下游观测井处以ESS方向为主。地下水流动方向的控制因素主要有:盆地总体地形因素、河流流量变化、局部地形因素。

塔里木沙漠公路沿线浅层地下水化学特征

为研究新疆塔里木沙漠公路沿线浅层地下水水化学特征及其成因,运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、相关性分析和离子比值等方法分析研究区2014年20组浅层地下水水样测试结果,并探讨沙漠公路沿线水化学演化过程的主要控制因素。研究结果表明,浅层地下水中主要阴阳离子为SO42-和Na+;TDS介于543.61～10 249.74mg/L,平均值为4 087.58mg/L;pH值的范围在7.11～9.05,平均值为7.87;总硬度超过450 mg/L的水样占95%;地下水水化学类型以SO4·Cl-Na型、SO4·Cl-Na·Mg型和SO4·Cl-Na·Ca型为主;地下水中SO42-和Na+是TDS的主要来源,且SO42-和Na+主要来源于岩盐或蒸发岩溶解;各主要离子间均有较好的相关性,其来源具有一致性;大气降水作用对研究区地下水化学组分几乎没有影响,地下水主要受蒸发浓缩和岩石风化作用影响;地下水中主要离子来源受硅酸盐岩和蒸发盐岩风化溶解影响较大,同时受到碳酸盐岩的溶解和阳离子交换作用影响。

塔里木沙漠公路风沙危害与防护体系研究进展

分别从塔里木沙漠公路沿线的自然环境条件、公路风沙危害、机械防沙体系和生物防沙体系4个方面,介绍了十几年来塔里木沙漠公路风沙危害与防护体系研究成果,并简要论述了研究中存在的主要问题及今后研究的发展方向。

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物活性研究

对不同立地类型、不同生长年限、不同季节、不同树种的防护林土壤微生物数量及区系组成进行研究,分析了土壤微生物与土壤环境因子的相关关系,结果表明:咸水灌溉条件下塔里木沙漠公路防护林和人工绿地建成后,土壤结构和养分状况得到改善,微生物活性大幅度提高;土壤微生物区系组成中,细菌占绝对优势,放线菌次之,真菌最少;表层微生物数量远多于下层土壤;林地外围距林缘近的土壤微生物活性较强,3m以外微生物数量已接近流沙地微生物量;各类土壤微生物分布具不同的季节性规律,且不同立地类型防护林土壤微生物分布差异明显;随造林年限的增加,防护林的改土作用更加显著。土壤微生物分布与土壤养分含量和土壤pH值显著相关。

塔里木沙漠公路防护林苗木保存率特征及影响因素分析

通过全部调查法对防护林工程的次年苗木保存率进行了详细调查,结果显示:(1)由于造林环境恶劣,塔里木沙漠公路防护林工程苗木保存率较低,约70%;(2)梭梭、柽柳、沙拐枣三种苗木的保存率不同,基本表现为梭梭和沙拐枣大于柽柳,而且在不同矿化度条件下也存在差异,矿化度较小时差异不大,而随着矿化度的增加差异增大;(3)三种苗木的保存率都随灌水矿化度的增加而逐渐降低,但矿化度小于10 g/L时,变化规律性不强;(4)公路沿线苗木保存率呈一定的空间分异规律,在防护林横断面不同部位、垄间不同沙丘密度、纵向复合沙垄区不同地貌部位和公路沿线不同大地貌单元之间,苗木保存率存在差异。研究结果对于极端干旱环境中造林和塔里木沙漠公路防护林可持续性研究具有借鉴意义。

基于J2EE的塔里木石油公路交通安全信息系统架构与实现

在WebService结构的基础上,提出一种B/S结构的交通安全管理信息系统;介绍了塔里木石油公路交通安全信息系统的设计模式;阐述了在传统的Web平台的缺点与局限性下选择基于J2EE的系统架构平台的选择的理由;并对基于J2EE平台的多层体系构架设计与实现方法进行详细分析;给出了系统的主要功能模块及其关键技术,如系统的集成、查询、发布和工作流的实现等;最终实现了塔里木石油公路交通安全信息管理的信息化、网络化。

咸水灌溉下塔里木沙漠公路防护林水分平衡研究

应用水平衡原理对塔里木沙漠公路防护林土壤水分运动规律进行研究,估算了塔里木沙漠公路防护林体系的耗水特征,为今后的灌溉方案设计提供依据。研究结果表明:沙漠公路防护林水平衡区在1 a的水平衡期内,2 m土体水分储量和植物生长周期密切相关,早春至初夏及秋季2m土体储水量均增加,但盛夏土体储水量下降明显。2 m以下土层储水量在整个水平衡期均增加,土体中的水分在向土壤下层运移。水平衡各项中灌溉量836.5 mm;蒸散量372.6 mm;渗漏到2 m土层以下的水量为304.5 mm;净渗漏量7.8 mm。即:流出灌溉区的水量为684.9 mm,占总灌溉量的81.9%。因此,塔里木沙漠公路防护林节水灌溉仍具有较大节水空间,能够采用合理的灌溉制度减少水资源浪费,保障塔里木沙漠公路永续利用。

塔里木沙漠公路风沙危害评估指标体系

本文通过对塔里木沙漠公路沿线风沙危害环境的综合分析，提出了沙漠公路风沙危害程度的评估指标和评估方法，并对不同程度公路沙害的空间分布特征作出概括。

咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林土壤盐分分布特征分析

对塔里木沙漠公路防护林地进行实地取样分析,研究咸水滴灌条件下土壤盐分变化规律及其离子分布特征。试验采用5个矿化度水平的咸水灌溉处理:29.70(1号井),25.90(2号井),20.99(8号井),16.95(14号井)和5.75 g·L-1(18号井)。试验结果表明:咸水滴灌对土壤盐分含量和离子组成有显著影响,土壤积盐程度随灌溉水矿化度的增大而加剧,土壤盐分组成以Cl-、Na+和SO42-为主;不同盐分离子在土壤剖面上的分布特征不同,Cl-、Na+、Mg2+和SO42-四种离子的分布较一致,在垂直滴头向下方向浓度最低,远离滴头径向浓度逐渐增大,Ca2+和HCO3-在剖面上的分布存在明显的不一致性,在水平方向上远离滴头HCO3-离子浓度向上层聚集,Ca2+则表现为向下层淋溶。研究结果对极端干旱区高矿化度咸水的合理开发利用及防护林的可持续发展具有理论意义和应用价值。