植被毯对内蒙古清水河县黄土丘陵沟壑区黄土边坡产流产沙量的影响

黄土丘陵沟壑区地形复杂,坡陡沟深,水土流失严重,为缓解黄土丘陵沟壑区边坡水土流失严重的问题,以内蒙古清水河县段兰窑流域黄土边坡为研究区,采用3种植被毯措施:豆科植物和禾本科植物混播(以下简称豆禾混播)比例为1∶1+椰丝毯(L1G1)、豆禾混播比例为1∶2+椰丝毯(L1G2)和豆禾混播比例为2∶1+椰丝毯(L2G1)在30°,35°,40°和45°边坡设置径流小区,分析该区域不同自然降雨条件和坡度对边坡产流与产沙量的影响。结果表明:(1)铺设植被毯可以有效的减少黄土边坡产流产沙量。(2)当降雨强度为1~5 mm/h时,各植被毯措施的产流量和产沙量随着坡度的增加呈上升趋势;当降雨强度为30~50 mm/h时,各植被毯措施的产流量和产沙量随着坡度的增加呈先增加后减小的趋势,坡度为40°时出现峰值。(3)3种植被毯措施的减流效益大小依次为L1G1(75.11%)>L1G2(49.3%)>L2G1(48.11%);3种植被毯措施减沙效益大小依次为L1G1(87.96%)>L1G2(60.96%)>L2G1(58.95%)。说明在黄土丘陵沟壑区L1G1是一种有效的边坡水土流失治理措施。

林分密度对柠条人工林林下物种多样性及土壤物理性质的影响

【目的】揭示沙区柠条人工林林分密度对林下草本植物群落物种多样性和土壤物理性质的影响,确定柠条林最适林分密度,为其更好地发挥生态服务功能提供参考。【方法】在库布齐沙漠中段鄂尔多斯市达拉特旗造林总场,选择立地条件相同、林龄相近、密度不同的柠条人工林林分为研究对象,选取林分密度为2880~3200株/hm^(2)(Ⅰ)、1800~2000株/hm^(2)(Ⅱ)、1080~1200株/hm^(2)(Ⅲ)、720~800株/hm^(2)(Ⅳ)的林地,以裸沙地为对照(CK),以草本植物群落多样性表征林下物种多样性,记录不同林分中植物的高度、盖度、冠幅等;用五点取样法在各样地取0~20,20~40,40~60,60~80 cm土层土壤,测定其土壤含水量、体积质量、田间持水量和总孔隙度。通过冗余分析探讨植物群落物种多样性与土壤物理性质的相关关系,通过主成分分析对不同密度柠条林进行综合评价。【结果】(1)草本层植物共20种,以菊科植物为主。随林分密度的降低,柠条林林下草本植物群落的Simpson、Shannon-Wiener、Margalef指数呈先增后降趋势,均表现出林分Ⅲ>林分Ⅳ>林分Ⅱ>林分Ⅰ>CK,各林分Peilou均匀度指数与CK无显著差异。(2)柠条人工林的土壤含水量、总孔隙度和田间持水量均以林分Ⅲ最高,分别为5.10%,30.77%,19.16%,土壤体积质量在不同密度林分间无显著差异(P>0.05)。各林分密度土壤含水量在0~40 cm与40~80 cm土层间存在显著差异(P<0.05)。随着土层加深,土壤体积质量呈增加趋势。(3)各密度柠条人工林样地中物种多样性指数与土壤物理性质指标相关性总体较大。(4)不同密度柠条人工林综合评价结果为林分Ⅲ(2.276)>林分Ⅳ(1.261)>林分Ⅱ(0.294)>林分Ⅰ(-0.815)>CK(-3.017)。【结论】1080~1200株/hm^(2)为研究区柠条人工林林下植被与土壤物理性质恢复的适宜密度。

不同防沙措施的风沙流及其携沙粒度垂直分异特征

为揭示不同防沙措施影响下风沙流结构及其携沙粒度变化规律,采用木质和尼龙网2种材料制作方格沙障、单行沙障、双行沙障与挡沙墙4种防沙措施模型,利用风洞实验对防沙措施前后风沙流结构进行测定,并结合Mastersizer3000激光粒度分布仪对沙样进行粒度组成分析。结果表明:(1)不同防沙措施迎风侧风沙流垂直分布与未设置防沙措施时基本相似,输沙量随高度的增加而减小,88%以上的输沙量集中在0~10 cm高度层;而背风侧输沙量随高度表现为先增大后减小的变化规律,且随着沙障规格的减小、高度的增加、行间距的变窄、孔隙度的降低输沙量集中范围逐渐向上偏移,输沙量峰值出现的位置由高度较低的透风型方格沙障(7 cm)上移至高度较高的不透风型挡沙墙(26 cm),且近地表0~10 cm高度层积沙量越少。(2)受不同防沙措施影响,不同高度层沙粒粒度特征差异显著,整体表现出随着高度的增加沙粒的平均粒径逐渐减小的变化规律,细沙和中沙主要分布在近地表5~25 cm层,而近地表0~5 cm层则分布有细沙、中沙和粗沙,峰值出现在0.300 mm附近,平均含量约为12.09%;粒度参数变化受防沙措施规格变化影响较小,更多表现在高度层的差异,不同防沙措施各高度层沙粒分选性较好、极正偏,峰度随防沙措施参数的密集化由宽平向中等、尖窄变化,由方格沙障(0.990)、单行沙障(0.990)、双行沙障(0.996)向挡沙墙(1.086)变化,且上述变化规律随指示风速的增大逐渐增强。

库布齐沙漠边缘不同下垫面风沙流物质再分配及对营养元素的富集作用

以库布齐沙漠流动沙地、封沙育草带、防风阻沙林、农田防护林和农田5种下垫面为研究对象,采用野外观测与室内分析的方法对其地表与0~100 cm风沙流中沉积物的粒度及其元素特征进行分析。结果表明:(1)农田和有植被覆盖地表的地表粗糙度较流动沙地明显增加,10 cm处风速减少18%以上,总输沙量平均减少85.6%。(2)不同粒度沙粒中Cu、Fe、Mn、Zn含量差异明显,Cu、Zn元素在粉砂中含量最高,Mn元素在极细砂中含量最高,Fe元素在细砂中含量最多。(3)在风沙流物质再分配作用下,风沙流中粉砂和极细砂含量随着高度的上升而增加,平均较地表增加了约14倍,Cu、Zn、Mn元素含量随之增加,风沙流中随高度上升细砂含量先增加后减少,Fe元素含量也呈现出先增加后减少的趋势,这与原地表中元素含量、地表沉积物不同粒径中元素含量特征密切相关。

库布齐沙漠柠条锦鸡儿灌木林健康评价

随着灌木林的衰退老化,低质、低效等健康问题逐渐凸显,如何对灌木林健康状况作出评价已成为生态学领域和环境科学研究的热点之一。以库布齐沙漠柠条锦鸡儿灌木林为研究对象,通过生态学调查和等级评分方法,构建由4个一级指标,22个二级指标组成的柠条锦鸡儿健康评价指标体系,具有便捷性和适用性。采用专家打分法和AHP层次分析法确定各指标权重,并利用生态系统健康综合指数模型计算。结果表明,库布齐沙漠柠条锦鸡儿灌木林整体综合健康指数为0.5387,健康、轻度低质低效、中度低质低效、重度低质低效占比分别为7.69%、38.46%、46.16%与7.69%,整体处于中度低质低效健康状态,有向重度低质低效发展的趋势。林分活力、土壤条件、群落结构和枯落物条件等是影响柠条锦鸡儿灌木林健康主要因素。

库布齐沙漠生态敏感性GIS分析与评价

生态敏感性评价是开展区域生态环境保护与建设工作的重要手段和环节。本文以库布齐沙漠为研究区,选取高程、坡度、坡向、水域缓冲区、植被覆盖度、土地利用类型6个评价因子,构建库布齐沙漠生态敏感性评价体系。运用层次分析法,结合GIS技术对库布齐沙漠生态敏感性展开分析与评价,并划分5个敏感性等级。结果表明,库布齐沙漠整体生态敏感性较低,以轻度敏感为主;植被覆盖度对其影响程度最大,其次为土地利用类型;不敏感、轻度敏感、中度敏感、高度敏感和极度敏感分别占库布齐沙漠地区面积的27.37%、46.66%、22.00%、2.20%和1.77%;敏感性高的地区主要分布在库布齐沙漠北端,以湖泊、河流及植被保护区居多。研究结果可为库布齐沙漠开展区域生态环境建设和保护工作提供一定的科学建议。

库布齐沙漠柠条林空间分布格局与景观特征研究

揭示库布齐沙漠灌木资源分布与景观特征,对优化区域灌木资源分布结构,增加其保护与利用效能,稳固防沙治沙成效具有重要意义。基于GF-2遥感影像、DEM、气温、降水等数据,使用地理空间分析技术解析库布齐沙漠柠条林的分布现状与景观特征。结果表明:1)库布齐沙漠的柠条林斑块数量约2.2万个,总面积约2.1万hm2,占库布齐沙漠面积的1.49%。杭锦旗的柠条林斑块最多,东胜区最少;流动沙地的斑块最多,盐碱地最少。斑块多分布于高程984~1 093 m的区域,高程增加柠条斑块数量减少;随着温度升高、降水量增大,斑块数量增加,年降水量309~356 mm区域最多。2)库布齐沙漠不同区域景观特征与地势地貌、气温、降水、柠条林种植类型以及荒漠化防治作用有关。北部区域高程低、盐碱地多,属于库布齐沙漠扩张边缘,以连片成条带状生长的防沙阻沙柠条林为主;南部高程高、气温低,以防风固沙林与水土保持林为主;西部高程低、流动沙地多,气候干旱,属于荒漠草原带,以天然散生柠条林为主;东部水热条件好,多分布于退耕还林区域及道路两旁。库布齐沙漠应加大西部柠条林保护与修复力度,更新改造沙漠北部老化退化柠条林种植格局以增强其稳定性,库布齐沙漠东部水热优势显著,应继续增加柠条林种植面积,为柠条产业发展供给充足林草资源。

基于沉积物粒度及其砾石盖度的沙砾质地表分类特征

地表沉积物粒度与砾石盖度是影响戈壁地表风蚀沙尘释放的重要地表参数。本研究以苏宏图不同类型戈壁为研究区域,通过野外观测、室内粒度分析和数字图像解译,定量分析了戈壁的粒度及砾石盖度参数,结果表明:(1)平均粒径(M_(Z))、分选系数(σ_(0))、偏度系数(S_(K))、峰度系数(K_(G))与全粒径参数(C、μ)指示了沙砾质地表成因的一致性。(2)全粒径参数(μ、Dc)可表达地表的异质性;粗砾质地表(μ=0.004~0.087,μ=0.050;Dc=0.540~3.084,Dc=1.444),中砾质地表(μ=0.001~0.186,μ=0.078;Dc=0.630~2.740,Dc=1.388),细砾质地表(μ=0.002~0.117,μ=0.070;Dc=0.054~1.270,Dc=0.646);3种沙砾质地表其砾石盖度百分含量平均值分别为16.01%、4.53%和4.44%。(3)基于砾石盖度、沉积物粒度组分、MZ、Dc间的关联关系,可作为沙砾质戈壁地表进行分类的指标性参数。

不同施肥方式下盐碱土土壤理化性质特性分析

【目的】土壤盐渍化是目前世界面临的最主要的环境问题之一,直接影响着农业的可持续发展。土默川平原是内半干旱地区典型的盐渍化区域,也是内蒙古盐碱土集中分布区之一,盐碱土作为极为敏感和脆弱的土壤资源,其受土地利用方式的影响程度明显高于其它土壤类型。为深入了解微藻肥对盐碱土的影响,明确改良作用,优化施肥方案,揭示微藻肥改良盐碱土的机理,促进盐碱地的合理利用。【方法】以微藻肥对盐渍化土壤的改良为研究对象,通过野外取样的方式,测定农田地和改良地不同土层深度理化性质指标,分析不同浓度梯度下的微藻肥对盐碱土土壤特性的影响。【结果】(1)10#样方(微藻肥2,施用浓度:30L·hm^(-2))的土壤密度较CK对照区降低0.146g·cm^(-3)。12#样方(微藻肥3,施用浓度:45L·hm^(-2))的土壤孔隙度较无植被对照区增大11.158%。(2)10#样方(微藻肥2,施用浓度:30L·hm^(-2))的pH值较CK对照区减少了0.76,土壤全效氮含量较CK对照区增大0.167g·kg^(-1)。9#样方(微藻肥2,施用浓度:30 L·hm^(-2))的土壤全效磷含量较CK对照区增大0.194 g·kg^(-1),全效钾含量较CK对照区增大了6.63g·kg^(-1)。(3)通过分析土壤理化指标间的相关性可得,土壤pH值与土壤全效氮呈显著负相关关系(r=-0.810,P<0.01),全效磷与全效钾呈显著正相关关系(r=0.879,P<0.01)。【结论】微藻肥的施用对盐渍化土壤的改良起到了显著的积极作用。微藻肥的施用不仅能够改善土壤的物理和化学性质,还有助于优化土壤养分结构,为盐渍化土壤的改良和可持续发展提供了有力支持。

基于风洞试验的风沙区光伏阵列近地表形态变化规律研究

[目的]研究库布齐沙漠中段沙区光伏阵列扰动下地表形态变化规律及其与风环境的关系,为科学制定沙区光伏电站次生风沙危害防治技术方案提供理论依据。[方法]运用风洞试验方法,分析光伏阵列与风向之间夹角为0°,45°,90°,135°和180°时光伏阵列地表蚀积空间分布规律和地表形态剖面特征。[结果]夹角为±90°时,迎风侧前两排电板区域地表蚀积变化表现为风蚀以中度和重度为主,堆积以轻度为主。第3—5排电板区域在前两排电板的遮蔽作用下风沙活动强度大幅降低。夹角为±45°时所有电板区域蚀积变化规律较为相似;45°时蚀积变化表现为风蚀以中度和重度为主,堆积以中度和轻度为主,小范围出现重度堆积现象;-45°时风蚀和堆积均表现为以轻度和中度为主。以8m/s风速条件为例,不同夹角条件光伏阵列地表蚀积强度表现为:45°>90°>-45°>-90°>0°。夹角为0°时最小,蚀积变化极差仅为1.265cm。夹角为45°时最大,蚀积变化极差可达5.429cm。夹角绝对值相等符号相反风况条件下,夹角为正值相较负值时光伏阵列地表风沙活动更为强烈。夹角为45°时蚀积强度是夹角为-45°时的1.566倍,夹角为90°时则是夹角为-90°时的1.269倍。[结论]沙区光伏阵列次生风沙危害的防治技术方案设计应充分考虑区域主害风向条件。

沙区光伏阵列对近地层风沙输移的干扰效应

沙漠地区建设光伏阵列后,地表吹蚀和堆积过程引起的地貌变化不仅严重威胁到了光伏组件固定结构的稳定,而且间接加速损耗了电板发电功率。为探究沙区光伏阵列扰动下近地层风沙输移特征,在库布齐沙漠中段的200MW光伏电站腹地区域,通过同步测定光伏阵列腹地电板不同部位(板间、板前和板后)和上风向无光伏设施覆盖的流动沙地近地层输沙率,同时利用HOBO小型移动气象站记录观测期风速和风向信息,分析不同风速风向条件下光伏阵列整体阻沙率、局部不同部位风沙流结构及通量模型。结果显示:光伏阵列与风向夹角在–12.30°~82.19°范围内,光伏阵列阻沙率为35.34%~93.02%,当夹角超过45°时,光伏阵列平均阻沙率可达84.63%;随光伏阵列与风向之间夹角增大,板间和板后位置风沙输移高度有向上层移动的趋势,而板前位置则更加贴近地表;双参数指数函数可以较好地模拟光伏阵列内不同部位近地层30cm高度范围内输沙率随高度的变化规律。研究结果有助于认识沙漠地区建设光伏阵列后近地层风沙输移规律,可为科学制定次生风沙危害防治技术方案提供依据与参考。

风沙环境下防风挡沙墙复变作用规律的风洞模拟

【目的】风沙防护是干旱环境下人类基础设施建设和维护的关键工程问题之一,为探明不透风防风阻沙措施风沙运移的变化规律,筛选特殊风沙区域防护体系构建合适设置参数。【方法】采用风洞模拟对不同风向夹角条件下防风挡沙墙的气流速度场、风沙流结构以及沙粒阻截率/输导率的变化规律进行研究。【结果】(1)迎风侧模型4倍障高处始终为气流急剧变化的拐点,且不随着指示风速的变化而变化;当指示风速小于10 m/s,背风侧弱风区或静风区的范围随着指示风速的增大而增大,大于12 m/s则呈相反规律;同一指示风速作用下,随风向夹角的增大有效防护范围逐渐增加。(2)迎风侧积沙主要集中于近地表0~10 cm,平均占总输沙量的85.31%;45°、60°、75°与90°4种风向夹角条件下背风侧输沙量主要集中在20~30 cm高度范围内,分别占总输沙量的71.25%、88.75%、85.25%、86.00%。(3)背风侧0~10 cm高度层沙粒截留随指示风速的增加而增加,75°夹角时最大,平均为95.64%;10~30 cm高度层沙粒输导随着指示风速的增加有增大趋势,45°夹角时最大,平均为81.09%。【结论】指示风速的变化对防风挡沙墙气流速度场变化规律影响不显著,而对背风侧弱风区或静风区的范围影响较大,75°时有效防护范围最佳;迎风侧输沙量随高度的增加逐渐减少,背风侧随高度的增大呈现出先增加后减少的变化趋势;作为防风阻沙措施风向夹角应设置为75°左右。

乌兰布和沙漠梭梭-甘草人工治沙植被群落表土粒度特征研究

文章通过对乌兰布和沙漠人工植被区不同建植年份内不同植被覆盖度的梭梭(Haloxylon ammodendron)-甘草(Glycyrrhiza uralensis)植物群落的地表颗粒粒度特征的研究,探讨不同建植年份以及不同植被覆盖度群落地表土壤风蚀粗粒化差异及特征,揭示沙区梭梭-甘草群落配置模式的植被治沙效果,结果表明:①低盖度(<20%)梭梭-甘草人工植被群落地表土壤粒度随建植年份增加其组分变化不显著,中高盖度(>20%)梭梭-甘草人工植被群落地表土壤粒度随建植年份增加粉沙黏土组分含量显著增加。显然,中高盖度梭梭-甘草群落对沙化地表阻沙固尘能力显著,显著增强地表抗风蚀性。②土壤中细小颗粒(如黏粒、粉粒)的数量与颗粒的分形维数值呈正比关系,细小颗粒数量随分形维数值的增加而增多,同时分形维数值越大,其颗粒的平均粒径、偏度数值就会越小。

库布其沙漠不同下垫面风沙流结构及元素特征

为揭示风沙运动过程中不同下垫面风沙流结构和Cu、Fe、Mn、Zn元素的输移特征,对库布其沙漠北缘流动沙地、封沙育草带、防风阻沙林、农田防护林、农田5种典型下垫面1 m高度内风沙流及其Cu、Fe、Mn、Zn元素输移特征进行了分析。结果表明:各下垫面风速廓线呈“J”形增长,有植被覆盖地表0~30 cm风速显著下降,其中封沙育草带风速减弱最明显,降低了76%,且随着高度的上升降低幅度逐渐减小。各下垫面风沙流活动主要集中在0~20 cm高度层内,输沙率随高度呈负幂函数递减,流动沙地和防风阻沙林在0~20 cm高度内输沙率迅速降低,在20~50 cm高度内降低幅度减缓,50 cm以上趋于稳定,其余下垫面在0~10 cm高度内输沙率迅速降低,10 cm以上趋于稳定。风沙流中微量元素含量均大于地表中含量,随高度上升Cu、Mn、Zn元素含量逐渐增加,Fe元素呈现出在农田中线性递增,其余下垫面先增加后减少的趋势。

森林经营方式对不同林龄落叶松林枯落物及土壤水源涵养能力的影响

研究森林经营方式对不同林龄落叶松林林下枯落物及土壤水源涵养能力的影响,为该研究区落叶松人工林经营与水土保持措施的制定提供理论依据。2021年8月在赤峰市旺业甸林场选取近自然经营、常规经营和未经营措施下的落叶松幼龄林、近熟林和成熟林为研究对象,采用野外调查取样与室内实验分析相结合的方法,对比分析不同经营方式下落叶松幼龄林、近熟林和成熟林林下枯落物与土壤的持水能力,并运用熵权法对落叶松林枯落物及土壤水源涵养能力进行综合评价。结果表明,9种样地类型枯落物总厚度介于2.37~5.83 cm,总蓄积量介于11.27~37.07 t/hm^(2),不同林龄落叶松林林下枯落物最大持水量和有效持水量的变化趋势由大到小顺序均为成熟林、近熟林、幼龄林;不同经营方式落叶松林林下枯落物最大持水量和有效持水量由大到小顺序均为未经营、常规经营、近自然经营;不同林龄落叶松林林下土壤总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量和毛管持水量的变化规律由大到小顺序均为幼龄林、成熟林、近熟林;不同经营方式落叶松林林下土壤孔隙度及持水量的变化规律由大到小均为近自然经营、常规经营、未经营;落叶松林在未经营措施下成熟林阶段林下水源涵养能力最高,在常规经营措施下幼龄林阶段林下水源涵养能力次之,在常规经营措施下近熟林阶段林下水源涵养能力最低。

托克托县生态系统服务价值与景观生态风险时空变化及其关联性

随着我国城市化水平的提升,不合理的土地利用及资源的过度开发导致区域生态系统服务功能出现退化、景观破碎化程度增加的现象,给生态安全带来了考验。基于RS、GIS、Geoda等软件,以1990、2000、2010年和2020年4期托克托县遥感影像为数据源,核算托克托县1990-2020年的生态系统服务价值和生态风险指数,并对两者时空变化及相关性进行分析。结果表明,1)30 a间托克托县生态系统服务价值总量由17.84×10^(8)元降低到17.77×10^(8)元,较高及高等级生态风险占比呈现缓慢降低趋势,总体下降24.6%,区域生态状况总体状况呈现好转;2)托克托县景观生态风险指数与生态系统服务价值的空间自相关表现为显著负相关关系;3)托克托县景观生态风险指数高的区域对应生态系统服务价值有增大的可能性,生态风险指数低的区域其生态系统服务价值也会随之降低。

基于风洞模拟的不同出风口高度导风板的聚风效应

[目的]揭示不同出风口高度导风板下的风速流场特征及规律,阐明其聚风效能,进而为导风板配置模式提供理论支撑。[方法]应用风洞模拟手段,测定不同风向夹角(β=90°,β=60°,β=45°和β=30°)条件下,不同出风口高度(h=3 cm,h=5 cm,h=7 cm,h=9 cm)导风板的流场特征,分析1/2出风口高度处的相对风速。从而选取风向夹角(β)、出风口高度(h)、来流风速(V 0)以及距离导风板的水平距离(x)等对导风板1/2出风口高度处各点位风速〔V(x)〕进行多元回归建模。[结果](1)各风向夹角条件下,不同出风口高度导风板均形成一定范围的强风区和增速区,但不同出风口高度及风向夹角下其流场特征存在差异。β=90°时,h=3 cm和h=5 cm导风板的增速区和强风区影响范围分别为最大;β=60°时,h=9 cm导风板形成的增速区和强风区影响范围均最大;β=45°和β=30°时,h=9 cm导风板增速区和集流加速区影响范围均最大。(2)β=90°和β=60°时,各导风板1/2出风口高度处相对风速随水平距离的变化近似呈“N”形。由于狭管效应,在0.5 H(H为模型高度)处达到相对风速峰值,而后气流发生扩散,到2 H处降至最低值。随迎风夹角减小,导风板垂直风向投影面积急剧减小,过境气流在板后汇集,此时对水平测点1 H后气流有较强加速效果。(3)1/2出风口高度处导风板风速预测模型为V(x)=-0.144+0.145 h+(-0.022)β+0.808 V_(0)+0.092 x(R^(2)=0.758)。[结论]风向夹角β=60°时,h=9 cm导风板聚风效果最优;构建的预测模型参数选用较为合理,模型拟合程度较高,可为导风板干扰下1/2出风口高度处各点位风速预测提供理论支撑。

沙漠化逆转过程中毛乌素沙地土壤风蚀可蚀性影响因子的变化特征

[目的]揭示毛乌素沙地沙漠化逆转过程对土壤风蚀可蚀性的影响,为该区风蚀防治和生态重建提供科学参考。[方法]选取1986—2021年共8期遥感影像,以ENVI 5.3和ArcGIS 10.7为平台对毛乌素沙地不同时期土地沙漠化进行反演,同时构建研究区2021年沙漠化差值指数(DDI),并按照自然断裂法将毛乌素沙地土地分为非、轻度、中度、重度和极重度5种沙漠化类型代表沙漠化逆转的不同阶段。根据反演结果,应用空间代替时间的方法,对不同沙漠化类型土壤进行样品采集,并对土壤机械组成、土壤有机质含量、土壤结皮、植被因子等土壤风蚀可蚀性影响因子进行测试分析。[结果]毛乌素沙地1986—2021年沙漠化整体呈逆转趋势,沙漠化土地面积由1986年的47877.81 km^(2)缩减至2021年的45914.06 km^(2),以56.11 km^(2)/a的速率逆转。该区土地沙漠化可分为3个时期:1986—2001年为沙漠化发展期,土壤黏粒、粉粒百分含量、有机质含量呈降低趋势,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈增加趋势;2001—2011年为沙漠化显著逆转期;2011—2021年为沙漠化稳定逆转期,逆转期内,土壤黏粒、粉粒百分含量和有机质含量呈增加趋势,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈降低趋势,且逆转程度越大,各因子变化速率也越快;随着沙漠化程度减弱,土壤黏粒、粉粒百分含量、有机质含量呈线性增加趋势,递增率分别为1.55%,7.08%和1.98%,土壤砂粒百分含量、结皮因子和植被因子值呈线性下降趋势,递减率分别为8.62%,0.13%和0.23%。[结论]毛乌素沙地沙漠化逆转过程使土壤结构变细,结皮发育,植被增加,土壤抗蚀性增强,对土壤风蚀起到显著抑制作用。

毛乌素沙地沙柳沙障对植被群落及土壤理化性质的影响

以毛乌素沙地3、6、9年3个不同年限的沙柳沙障为试材,采用植被调查及土壤理化性质测定的方法,研究了不同年限沙柳沙障对沙地植被群落恢复及土壤理化性质变化特征的影响,以期为毛乌素沙地生态环境修复提供参考依据。结果表明:1)沙柳沙障的布设加速了沙地植被的演化进程,由早期的沙米和沙竹的先锋植物群落不断的向沙柳人工植物群落演替,并不断的向植物多样化方向发展。2)随设障年限的增加,土壤中砂含量分别降低了15.87%、35.05%、48.27%,细砂含量分别增加了25.51%、52.11%、69.16%;随土层深度增加,土壤各粒径含量变化幅度逐渐减小。土壤含水率较裸沙地有效提高了51.99%~217.31%,而土壤容重降低了3.03%~7.27%。3)随设障年限的增加,有机质含量较裸沙地增加了23.90%~164.80%,全氮含量增加了15.40%~115.40%,土壤pH得到有效的降低,各理化性质间均存在显著相关关系。毛乌素沙地通过采用沙障固沙的生物措施,可以有效的改善土壤理化性质以及植被恢复效果,有利于促进土壤理化性质更好的演替和发育,为沙地植被建设、土壤管理以及荒漠化防治提供参考依据。

戈壁风沙运动及其对下垫面砾石盖度影响的风洞模拟

通过风沙环境风洞模拟测定不同风速、不同砾石盖度下戈壁近地表风沙流输沙量、风沙流结构和粒度特征,分析床面砾石盖度在不同风速下的变化规律,揭示戈壁地表风沙运动及其对下垫面砾石盖度变化影响。结果表明:(1)将床面砾石盖度以12%为界分为低、高盖度,低砾石盖度高风速下(18~24m·s^(-1))戈壁地表输沙量随风速变化明显,输沙量曲线出现拐点,呈“象鼻效应”,随风速增加拐点上移,砾石盖度越小输沙廓线曲率越大,相较于高风速,低风速下(6~18 m·s^(-1))戈壁地表输沙量大小变化不明显,说明低砾石盖度下输沙量变化主要受风速调控,高砾石盖度对风沙流有抑制作用。(2)随床面砾石盖度增加,输沙粒度频率分布曲线有下移趋势,砾石盖度对输沙颗粒频率分布规律影响较小,均表现为单峰分布,只对曲线峰值粒径所占质量百分含量有所影响,说明风速一定时,风沙流中输沙颗粒粒度分布受砾石盖度影响较小。(3)在风沙运动过程中,随作用风速增大,戈壁床面砾石盖度呈线性增加,且二者呈线性强相关,高风速下不同盖度变化量大于低风速下盖度变化量。