在腾格里沙漠东南缘应用沙漠造林器栽植柠条的试验研究

[目的]探究在腾格里沙漠东南缘应用沙漠造林器栽植苗木的保水效果,观测其沙漠造林器是否更有利于苗木成活,同时为提高沙漠地区苗木栽植成活率提供科学支持。[方法]通过采用对比两种栽植方式(铁锹和沙漠造林器)下不同土层土壤含水量,并使用相应公式计算,从土壤有效含水量、土壤水分亏缺程度、土壤水分变异系数等方面进行综合分析,评定哪种栽植方式更好。[结果]①在草方格内进行人工栽植,采用沙漠造林器会大大降低各土层土壤水分的损耗风险,并且造林器作用下的土壤含水量均高于铁锹,最高达1.42倍,最低是1.04倍。②两种栽植方式深度不同,以致柠条根系所在土层不同,进而对水分的利用策略不同。铁锹组柠条主要利用15—40 cm土层土壤水,造林器组柠条主要利用20—50 cm土层土壤水。造林器组柠条根系所对应的土层土壤水分亏缺程度较轻,更有利于柠条的初期生长。③铁锹栽植苗木成活率为45%~55%,沙漠造林器栽植苗木成活率为70%~75%,提高了25%左右。沙漠造林器栽植苗木成活率更高。[结论]从土壤水分保持以及对应的所栽柠条成活率等方面综合来看,相比铁锹栽植,使用沙漠造林器栽植柠条效果更好。

敦煌-格尔木铁路沿线荒漠灌丛风动力环境与沉积物粒度特征

敦煌-格尔木铁路穿越西北干旱荒漠区,地表裸露、沙源丰富、风沙活动强烈。通过野外风沙定位监测和地表沉积物粒度特征分析,揭示了铁路沿线灌丛路段风动力环境和地表沉积物特征。结果表明:研究区年均风速和起沙风频率分别为2.13 m·s^(-1)和3.91%,年输沙势19.89 VU,属低风能环境,年际变率小,季节变化明显,冬季输沙势最高。主导风向相对单一,以南风和西风为主,且随季节变化差异显著。灌丛地表细颗粒占绝对优势,<250μm细颗粒含量超过85%,并以<63μm粉沙为主;无植被覆盖路基边坡<250μm细颗粒含量60%~80%,>500μm粗颗粒含量高达22%。灌丛沉积物平均粒径43.85μm、偏度0.29、峰度1.41、分选系数2.06,边坡处对应值分别为117.18μm、0.16、1.00、2.09,两地沉积物分选较差,灌丛沉积物更细且粒径分布更集中,说明灌丛保护下地表物质较为稳定,细颗粒被较好地保存。

中国沙区公路风沙危害及防治研究进展

本文聚焦公路风沙问题,回顾了中国沙区公路的发展历程、现状与特点,围绕公路沿线风动力环境、沙害特征、致灾机理、风沙防治措施、防护体系结构组成和防护效益等,系统总结了中国沙区公路风沙防治取得的成果以及存在的问题。针对公路沿线流沙和戈壁地表以及区域自然特征的差异,兼顾风沙防治、绿色廊道建植与景观功效,确保沙区公路防护体系持续稳定和效能发挥,系统梳理了中国沙区公路3种典型风沙防治模式。基于中国公路网络骨架体系日益完善的切实需求和沙区公路安全运营面临的挑战,侧重加强高速公路风沙防治工程技术的提升,提出了中国沙区公路未来的研究重点和发展趋势。

青藏铁路格拉段风动力环境及其对铁路沙害的影响

以青藏铁路格拉段沿线主要气象站点1955—2014年的气象数据及部分野外观测数据为基础,从风向、大风沙尘暴日数、输沙势和年均风速变化等方面阐述了青藏铁路格拉段风动力环境特征,并揭示了其对铁路沙害的影响。格拉段铁路沿线风向单一、风能环境较高、铁路沙害可能进一步发展。本研究在青藏铁路沙害监测和防沙体系完善方面具有指导意义,同时也为其他沙区公路、铁路防沙设计提供借鉴。

风沙治理工程综合效益分析——以敦煌黑山嘴风沙口为例

通过对敦煌黑山嘴风沙工程治理区和未治理区近地表风动力环境与土壤理化性质对比分析,研究了风沙治理工程下黑山嘴的防风固沙与土壤改良的综合效益,为今后该区域近地表风沙动力过程的深入研究和风沙灾害综合治理提供了借鉴。结果表明:相较于未治理区,敦煌黑山嘴工程治理区的平均风速、起沙风频率均明显降低,输沙强度减小,年输沙势降低85%,大风天气减少;工程治理区土壤各养分及水盐含量也在一定深度明显增加,全氮、全磷、全钾含量在5 cm土层深度增长率分别达到了322.5%、49.3%、15.1%,全氮、易溶盐对其他组分影响增大,土壤肥力显著提升;两区域土壤电导率与易溶盐含量变化趋势相同,但工程治理区两者含量在土壤表层明显增加,应警惕发生地表盐渍化。

沙坡头固沙区蓝藻的生物量和群落结构特征

[目的]揭示不同沙生灌木不同栽植年限根部和尼龙网格内表层的蓝藻生物量和群落结构特征,阐明蓝藻在不同沙生灌木根部和尼龙网格内表层的定殖情况。[方法]用显微镜计数法和体积换算法测得蓝藻的生物量;根据蓝藻种的形态、结构、大小等特点,利用《中国淡水藻类》、《中国淡水藻志》等参考书将其鉴定到种。[结果](1)3种沙生灌木不同栽植年限根部和尼龙网格内表层的生物量不同。1956年花棒根部的蓝藻个体数量最高(9.84×108个/g),而1981年花棒和1987年油蒿的最低(3.16×108个/g);1964年油蒿根部的蓝藻平均总体积最大(1.04×1013μm3/g),而1964年柠条的最低(6.00×1011μm3/g);1987年油蒿根部的丝状蓝藻百分比最高(98.4%),而尼龙网格内表层的最低(38.75%);(2)3种沙生灌木不同栽植年限根部和尼龙网格内表层的群落结构不同。共分离出25种蓝藻,属于色球藻目、颤藻目和念珠藻目。其中,巨颤藻最常见,且分离出点型念珠藻、嫩柔微毛藻和线形眉藻3种固氮蓝藻。[结论]3种沙生灌木根部的蓝藻生物量高,种类丰富,说明这3种沙生灌木根部是蓝藻定殖与繁衍的有利场所。

机械沙障组合对土壤含水量及温度的影响

工程治沙技术的应用日益广泛,机械沙障是最早应用于防治风沙危害的工程措施之一,然而对于机械沙障如何影响沙土物理性质的研究较少。利用中子水分仪和温度计,对宁夏沙坡头地区两种机械沙障组合(直立式沙障+平铺式沙障)下不同土层的土壤含水量和温度进行测定分析,以未铺设沙障的裸沙为对照,为揭示工程固沙措施间接防风固沙机理提供科学依据。结果表明:机械沙障布设初期,直立式沙障加平铺式双层网明显提高了土壤温度,但随着布设时间的推移逐渐趋于稳定;机械沙障直接影响着土壤水分的再分配,不同机械沙障组合对土壤水分的再分配有着不同的影响,且有一定的蓄水保水作用。

高密度聚乙烯(HDPE)蜂巢式沙障对土壤水分的影响

先以机械沙障固沙、再进行生物固沙,是常见的治沙模式。近年来传统材料沙障与新型材料沙障的固沙效果差异一直引人关注。用中子水分仪分别测定流沙、高密度聚乙烯(HDPE)蜂巢式沙障和半隐蔽草方格沙障内的土壤含水量,通过对比流沙和两种机械沙障铺设下的土壤含水量、土壤蓄水量对降雨的响应关系以及在植物不同生长时期下的不同土层土壤含水量变化,评价其固沙效果。结果表明:(1)两种机械沙障对土壤水分都有较好的蓄积效果,且HDPE蜂巢式沙障蓄水量高于草方格沙障(P<0.001);(2)在较长的干旱时间里,草方格沙障的土壤蓄水量变化比新型HDPE蜂巢式沙障滞后;(3)HDPE蜂巢式沙障和草方格沙障都有较好的保水效果,但HDPE蜂巢式沙障因高度持久的优势,保水效果更高;(4)HDPE蜂巢式沙障60~110 cm土层的土壤含水量明显高于草方格沙障土壤含水量且固沙时间越长效果越明显,从铺设中期开始HDPE蜂巢式沙障60~110 cm土层土壤含水量为7%的情况连续出现,有时部分土层会出现土壤含水量在8%以上的情况;(5)HDPE蜂巢式沙障对植物个体生长的间接作用比草方格沙障大。

不同生物气候区生物土壤结皮蓝藻物种多样性

丝状蓝藻作为荒漠区的先锋拓殖生物,在干旱半干旱的生物地球化学循环和生态修复过程中发挥着重要作用。本研究对3个不同生物气候区(民勤,大陆性荒漠气候;盐池,中温带大陆性气候;玛曲,高原大陆性气候)藻结皮中培养分离到的67株丝状蓝藻进行丝体的形态描述和16s rRNA分子鉴定。结果表明:67株丝状蓝藻隶属于颤藻目(Oscillatoriales)、聚球藻目(Synechococcales)和念珠藻目(Nostocales);3个生物气候区的蓝藻群落组成存在差异;具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)为3个不同生物气候区的共有藻;玛曲和民勤没有共有蓝藻属;微鞘藻属(Microcoleus)和颤藻属(Oscillatoria)是民勤和盐池的共有蓝藻属;玛曲和盐池只有Nodosilinea共有蓝藻属。在3个生物气候区的藻结皮中,只在玛曲培养分离到固氮蓝藻(Calothrix desertica),而在其他2个区未分离到。

聚乳酸(PLA)网格沙障耐老化性能及防沙效果

通过甘南玛曲高海拔沙化草地实地铺设和实验室加速老化试验,探索在高原极端环境下透风率20%-49%聚乳酸(PLA)网格沙障的使用寿命和防沙效果。结果表明,PLA网格沙障不仅耐辐射、耐老化,且防沙效果好,可成为严酷气候环境下替代草方格的一种新型沙障。