生物质结皮制剂在民勤流动沙区恢复植被的作用

利用矿物质材料和生物高分子材料的环境友好和吸湿保水的特性制作形成结皮,对立地条件极端恶劣的流动沙丘进行植被恢复。首先将草籽(黄蒿籽)撒播于目的沙丘表面,然后将与砂土混匀的结皮制剂均匀地撒在沙地表面,最后,洒木质素液使结皮凝固并用围栏封育试验区。通过调查结皮制剂施用后沙丘植物的种类、覆盖度、生长状况等植被恢复指标,分析了生物质结皮制剂在流动沙区植被恢复的效果。研究结果表明:结皮封育区内大量草籽萌发,达1000颗/m2;结皮区植物物种丰富度为13,对照区仅为2,物种多样性和均匀度指数也高于对照区,分别为1.57(Shannon-WeaverindexH)、0.41(SimpsonindexD)和0.81(Pielouindex),对照区则分别为0.47、0.40和0.68;结皮区植物生长期较对照延长,2010年早春提前10d萌发,深秋枯黄延迟约20d;结皮区植物在干旱季节亦可生长存活;2010年9月,结皮区沙丘植被盖度可达38%,对照区植被盖度仅为4%。研究结果表明该制剂可能在寒区旱区困难立地条件下的植被恢复工作中具有较大的潜在应用价值。

荒漠—绿洲过渡区灌丛沙包的蒸散特征及模拟

利用长期的观测与试验数据，采用波文比-能量平衡法对甘肃民勤荒漠-绿洲过渡区柽柳、白刺灌丛沙包和裸露流动沙丘的蒸散特征与变化规律进行分析，探讨蒸散量与气象因子的关系，在此基础上，应用土壤-植被-大气连续体（SPAC）的耦合数值模式，对不同植被灌丛的蒸散过程进行模拟。结果表明：在蒸散日进程中，有植被覆盖的柽柳沙包和白刺沙包的蒸散率峰值出现时间比流动沙丘早1-2h，且日最大蒸散速率大小顺序为，柽柳沙包（0．24mm／h）〉白刺沙包（0．20mm／h）〉流动沙丘（0．18mm／h）；柽柳沙包和白刺沙包在7-9月的蒸散量最高，分别占各自生长期耗水量的69．3％和65．4％；影响荒漠-绿洲过渡区灌丛植被蒸散的主要气象因子为日照百分率、气温、空气饱和差以及风速等，它们与日蒸散量的斜率关联度分别为0．717、0．643、0．649和0．705；SPAC耦合数值模式能够模拟不同植被覆盖度下灌丛植被蒸散的变化趋势，模拟值与实测值基本一致，具有很好的稳定性和可靠性。

白刺灌丛沙包生物量的预测模型

本文以甘肃省民勤绿洲外的唐古特白刺 ( Nitratria tangutorum)灌丛沙包为例 ,利用野外便于测定的灌丛沙包长 ( X1)、宽 ( X2 )、高 ( X3 )等指标 ,以线性回归方法 ,分别对白刺灌丛的总的生物量、地上生物量、沙包内生物量和粘土内生物量建立了回归预测模型 。

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。

民勤县固定与半固定沙丘粒度特征分析

沉积物粒度特征可以反映沉积物形成的沉积环境、沉积过程和搬运营力、搬运过程等信息。以民勤县西北部半固定与固定沙丘为研究对象,运用粒度分析方法,对其表层沉积物进行了系统采样分析。结果表明,半固定、固定沙丘的粒度组成均以细沙为主,极细沙次之,二者粒级级配相似,含量却有不同。半固定沙丘平均粒径为2.69Φ,中等分选近对称中等峰度分布;固定沙丘平均粒径为2.66Φ,中等分选近对称尖窄峰度分布。半固定、固定沙丘平均粒径与偏度存在二次多项式关系(R2=0.404 1);峰度与平均粒径、标准离差、偏度呈不显著线性正相关关系(0.550,0.496,0.356);标准离差与平均粒径、偏度之间无相关性。

绿洲边缘固定沙丘水分时空动态变化

2012年4～11月，对甘肃省民勤绿洲边缘固定沙丘0～200cm沙层含水率进行定点测定，研究沙丘土壤水分的变化规律。结果表明：固定沙丘土壤水分呈现出明显的季节动态变化，可划分为3个时期：土壤水分积累期（春季）、土壤水分消耗期（夏季）、土壤水分稳定期（秋季）；沙丘不同部位的水分变化表现为坡脚〉坡腰〉坡顶；在空间上，沙丘坡顶与坡腰土壤水分的变化趋势基本相同，都是先增大后减小最后趋于稳定，只是土壤水分的转折点不同，坡脚土壤水分的变化趋势和坡顶及坡腰的不同，土壤含水率一直在增大；整个土壤含水率自上而下按水分变化规律可划分为3层：表面干沙层、水分活跃层、水分相对稳定层。

不同立地条件下黄花补血草种群生长、繁殖与土壤水分的差异

[目的]揭示不同立地条件下黄花补血草种群生长、繁殖与土壤水分的差异,为黄花补血草的管理提供科学依据。[方法]选取4个不同沙丘类型的黄花补血草地斑块作为试验样地,研究黄花补血草的生长、繁殖以及水分等。[结果](1)不同立地类型黄花补血草种群的生长与繁殖特征存在明显差异,它主要反映在单株地上生物量、高度、冠幅和密度方面;(2)不同类型的沙丘上黄花补血草单株生殖枝数、花量均存在显著差异的相关性;(3)不同立地类型的黄花补血草土壤含水量存在明显差异,但是在不同的土壤深度上土壤的含水率的差异不显著,丘间地不同土壤深度的土壤含水率差异比较大。[结论]干旱荒漠生境条件下最适宜生长的黄花补血草的沙丘类型为丘间地。

民勤沙区沙丘的基本特征及其移动规律研究

民勤沙区的沙丘包括新月型沙丘、新月型沙丘链、沙垄、沙堆和复合型沙丘及沙丘链5种类型;沙丘高度一般为4～10 m;沙丘走向有横向(NE-SW)和纵向(NW-SE)以及多风向形成的不规则形.沙丘移动的基本特征是:(1)风是沙丘移动的动力,风向单一时沙丘移动速度快.(2)沙丘越高移动速度越缓慢.(3)沙丘自西北向东南方向移动为主.(4)沙丘移动的方式有前进式、摆动式和摆动前进式3种.(5)植被盖度越大移动就越缓慢.(6)一年中5月份移动速度最快,9月份最为缓慢.

降水在沙丘中的渗透过程研究

观测研究结果表明 :⑴降水在沙丘上下渗深度与降水量及降水强度成正相关 ,与气温成负相关。民勤沙区雨季降水量在 4 0mm以上时在沙丘中的下渗深度可以达到 5 0～ 90cm。在当地 ,秋季降水尤其是秋季连续降水是沙丘储存水分的主要来源。⑵降水在沙丘上的下渗速率与降水量正相关 ,降水量大 ,主要含水层的含水率则高 ,下渗速度自然就快。⑶降水后梭梭根部沙面 0～ 5cm含水率高于流动沙丘 ;降水停止 1d以后对应于流动沙丘的最大含水层梭梭根部的含水率明显降低 ;降水停止 1d后在流动沙丘降水下渗深度内的平均含水率高于梭梭沙丘对应层含水率 ,且随时间推移这个差值在增大。⑷在 0～ 4 5mm的降水量范围内 ,不论是流动沙丘还是有梭梭林的沙丘 ,其降水的主要含水层在表层 0～ 2 0cm范围内。⑸当地 8月上旬 <12mm的降水量在降水停止后的 7～ 8d内蒸发殆尽 ;4 3.5mm的降水量在降水停止后第 10天时 0～ 15 0cm沙层含水率折合水层深度较降水前多 17.2 8mm ;2 1.7mm的降水量在降水停止后第 10天时 0～ 15 0cm沙层含水率折合水层深度较降水前多 10 .6 6mm ;在降水过程中和降水后的

复杂地形下的近地层风沙运动模拟

本文利用FLUENT软件模拟了奇华胡安沙漠复杂微地形的流场,发现风速模拟精度优于QUIC软件的结果。为了进一步研究复杂地形下的沙粒运动规律,在甘肃民勤某沙丘迎风面上测量了脉动风速、输沙强度和输沙量,并模拟计算了沙丘风场、沙丘不同位置处的单宽输沙率及输沙量,结果表明沿着沙丘基线的输沙率从沙丘的右角开始逐渐增加,在沙丘纵剖面与丘基线的交点处达到最大,而后又逐渐减小。

民勤绿洲边缘人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林衰败过程中植被组成动态及群落相似性

以民勤绿洲边缘未退化(ND)、轻度退化(SLD)、中度退化(MD)及重度退化(SD)的人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林为研究对象,通过野外定点监测与样方调查方法对其植被组成、物种多样性、优势种种群结构变化以及群落间相似性进行了研究。结果表明:(1)ND、SLD及MD林地植物群落灌木层植被均由4种植物组成,SD林地灌木层由3种植物组成,其优势种演替过程为单优种梭梭—共有种梭梭、红砂、白刺—单优种红砂;在草本层中,ND林地出现6种植物,SLD、MD及SD林地均出现9种植物,其优势种演替过程为五星蒿、盐生草—画眉草、黄花矶松。(2)人工梭梭林退化过程中,灌木层优势种梭梭、白刺和红砂种群龄级结构动态变化分别为稳定型—衰退型、增长型—稳定型—衰退型、持续增长型。(3)4种类型林地植物群落物种多样性指标数也发生了不同程度变化,但整个林地植被趋向于更稳定方向发展。(4)4种林地植被群落两两之间的相似性为ND与SD之间的相似性最低,MD与SLD之间的相似性最高。这说明人工固沙林逐渐衰败过程其实质是林地固定改变了林地生境,植物群落发生了由沙生植物群落向沙旱生植物群落演替。因此,在民勤绿洲边缘开展人工固沙林恢复与重建工作时,应将沙旱生植物红砂作为植物材料之一。

新月形沙丘维持相对稳定的两种过程

新月形沙丘顶部稳定性是风沙地貌学尚未解决的科学问题。研究新月形沙丘的顶部稳定性,对于绿洲边缘风沙运动规律揭示、防沙工程建设和沙区生态环境保护等具有重要的现实意义。选择民勤沙区新月形沙丘,通过测定沙丘各部位风速、风蚀风积和粒度等,分析了新月形沙丘顶部稳定机理。主风向(NW)作用是新月形沙丘最高点与沙脊线重合、沙丘前移和高度降低的过程;反向风(SE)作用是沙丘最高点与沙脊线分离、沙丘背风坡风蚀与沙丘增高的过程。由于研究区以NW风为主,新月形沙丘沿NW-SE方向前移,SE风只能风蚀减缓沙丘背风坡的坡度。人为干预将会阻止或减少从迎风坡向沙丘顶部输送沙量,使得新月形沙丘背风坡尤其是背风坡上部风蚀过程增强,新月形沙丘逐渐过渡为抛物线形沙丘。