新疆大气颗粒物污染时空演变及沙尘组分研究

利用2020~2022年新疆环境监测和同期气象要素数据,结合HYSPLIT模式与PM_(2.5)/PM_(10)比值模型,探讨新疆颗粒物浓度的时空变化特征,并研究沙尘暴的主要输送路径、潜在源区及其对大气颗粒物浓度的贡献率.结果表明,新疆月均PM_(2.5)和PM_(10)浓度变化呈波浪型分布,峰值出现在12~次年3月,最低值出现在6~8月;空间分布呈南高北低的特征,南疆年均PM_(2.5)和PM_(10)浓度分别为42~111,151~367μg/m^(3),北疆和东疆PM_(2.5)和PM_(10)浓度年均值相对较低,分别为10~62,21~110μg/m^(3)和28~50,100~145μg/m^(3);新疆69%的城市年均PM_(2.5)和PM_(10)浓度高于国家环境空气质量标准的二级浓度限值;大气PM_(2.5)和PM_(10)浓度呈显著正相关(R^(2)=0.84),春夏秋三季以PM_(10)污染为主,冬季以PM_(2.5)污染为主;PM_(10)是影响新疆空气质量的主要污染物,南疆AQI中PM_(10)贡献率为65%~96%,其次是东疆和北疆,分别为58%~65%和3%~41%;大气PM_(10)严重污染主要发生在春季,由PM_(10)造成南疆空气质量污染比重均在50%以上;塔克拉玛干沙漠是新疆沙尘暴灾害的主要沙源地;沙尘的高低空输送路径明显不同,高空传输主要源于沙漠腹地,而低空输沙源以沙漠东部为主;风蚀沙尘对大气PM_(10)和PM_(2.5)浓度的贡献率分别为85%和66%.

亚寒带荒漠草原不同树种人工林土壤生态化学计量特征

为了阐明亚寒带荒漠草原不同树种人工林间土壤养分含量及生态化学计量特征的差异,通过野外调查与室内分析相结合的方法,在哈萨克斯坦首都努尔苏丹选取种植白桦、樟子松、梣叶槭3种不同树种,林龄为11 a的亚寒带荒漠草原人工林为研究对象,以裸地为对照,对其土壤养分含量及其生态化学计量特征进行了分析。结果表明:(1)土壤养分含量受树种的影响,但不同树种间生态化学计量特征差异不显著。(2)种植人工林后,不同树种人工林土壤有机碳与全氮含量均显著增加,针叶林与阔叶林土壤表层有机C、全N含量差异显著。(3)土壤C、N、P含量呈极显著正相关关系,C含量是C:N、C:P的控制因子,N含量是N:P的控制因子。研究区种植人工林后,虽然土壤养分含量显著增加,但是总体含量仍小于全球平均水平,当地土壤养分仍处于匮乏状态。N是该地区养分循环和植物生长的限制性因素,在人工林生长过程中适当施用氮肥,可加快人工林生长和生态恢复进程。本研究可为哈萨克斯坦首都努尔苏丹的人工林建设和持续经营管理提供科学依据。

北非埃及地区风蚀沙尘时空变化研究

通过分析1990—2020年北非埃及气象观测数据和卫星遥感资料,研究风蚀沙尘的时空变化特点,并阐明主要影响因素。结果显示:埃及近30 a沙尘天气发生频次在20~65 d·a^(-1)之间变化,整体呈现出逐渐降低的变化趋势,总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulates,TSP)年均浓度在400~1200μg·mg^(-3)之间波动,在全球干旱区处于较高强度水平;扬沙天气发生频率最高,其次是浮尘、沙尘暴和强沙尘暴天气,其中春、夏两季扬沙天气日数占全年沙尘天气总日数的60%以上,环境TSP浓度与沙尘天气发生频次高度相关;近30 a埃及地面风速呈现减小趋势,风力侵蚀作用是影响地区空气质量的关键因素;沙尘天气频率与大西洋多年代际振荡(Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO)指数显著负相关,相关系数约为-0.67。本研究为全面了解北非埃及地区风蚀沙尘的时空变化特征和预防沙尘暴灾害提供理论依据和数据支持。

天山南坡山前荒漠草地植物群落分布对环境因子的响应——以拜城县为例

为探明天山南坡拜城县山前荒漠草地植物群落分布对地形与土壤因子的响应,本研究选取了拜城山前荒漠草地典型区域进行调查,采用优势度法和典范对应分析(Canonical correspondence analysis,CCA)法,研究山地荒漠草地植物群落分布与地形和土壤因子之间的关系。结果表明:(1)不同调查样点灌木层和草本层物种多样性存在差异,东坡调查样点Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数均表现为灌木大于草本,西坡和北坡调查样点Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数均表现为草本大于灌木;(2)典范对应分析法分析结果表明,地形因子对植物群落的影响大小顺序为:坡向(SA)>坡度(SG)>坡位(SP),土壤因子对植物群落的影响大小为:30~100 cm土层土壤水分(SMC-2)>土壤总孔隙度(STP)>0~30 cm土层土壤水分(SMC-1)。地形和土壤因子对不同植物群落的形成具有一定的筛选作用,30~100 cm土层土壤水分和坡向是影响天山南坡拜城县山前荒漠草地植物群落分布的关键因子。

风蚀沙尘对新疆绿洲城市大气环境的影响研究

通过分析2020年新疆16个绿洲城市的环境监测记录和气象观测数据,研究沙尘天气频率、大气降尘强度和PM_(10)(空气动力直径≤10μm的颗粒物)浓度的变化特征以及风蚀沙尘对绿洲城市大气环境的影响.统计分析结果显示:2020年南疆沙尘天气日数为180 d,是北疆和东疆沙尘天气总日数的4倍以上;新疆地区春夏两季浮尘天气日数占全年沙尘天气总日数的50%以上;北疆、东疆和南疆城市沙尘天气PM_(10)浓度较非沙尘天气分别增加14%~253%、20%~422%和24%~804%.风蚀沙尘造成75%的绿洲城市年均PM_(10)浓度高于国家环境空气质量标准的二级浓度限制,且呈现出由北向南递增的变化趋势;南疆城市风蚀沙尘中PM_(10)贡献率高达67%,其次是东疆和北疆城市,分别为22%和11%.新疆绿洲城市降尘强度和PM_(10)浓度呈显著正相关,南疆最大月均降尘强度为143 t·km^(-2),是北疆和东疆的14倍和8倍;风蚀沙尘造成南疆城市空气质量污染比重均在80%以上,大气能见度显著低于北疆和东疆.总之,风蚀沙尘对新疆绿洲城市大气环境的影响显著,其影响程度与沙尘天气发生频率和地处沙源区密切相关.

人工防护林作用下风沙土成土过程的研究进展

人工防护林是防风固沙、有效防治沙漠化的重要措施之一。在沙漠地区建立人工防护林,可以有效防止土壤侵蚀,促进土壤有机质及黏粒积累,促使地表结皮形成,不仅对流沙起到了固定作用,而且促进了风沙土的成土过程。本文结合植物-土壤相互作用理论,分别从植物地上部分对养分的阻滞、聚集和减少土壤表面蒸发,以及地下部分的固沙和物质的分解与营养补给等方面综述了生物防护林在风沙土成土过程中的作用。同时,从以往的研究发现,在风沙土成土过程中,土壤机械组成变细,比重和容重减小;土壤剖面结构分异显著,分层增加;土壤含水量和养分显著聚集;土壤微生物数量和种类增加,活性增强,酶活性也大幅度提高。总之,随着沙漠生物防护林的建造,林下风沙土性质发生了明显的改良作用,逐渐发展成固定风沙土。说明人工防护林和风沙土的成土过程是协同发展的,这不仅有利于沙漠防护林的可持续管护,也有利于沙漠化的防治和退化生态系统的恢复与重建。

蒙古高原交通干线风沙(雪)危害防治技术方案

中蒙俄经济走廊建设是“一带一路”的重要组成部分,将丝绸之路经济带与俄罗斯欧亚大铁路、蒙古国“草原之路”对接联通,对推进区域经济合作发挥着重要作用。区域自然灾害防治是陆路交通干线建设与安全运营的重要关键。中蒙俄经济走廊蒙古高原段在气候变化和人类活动共同作用下,草场退化及风蚀荒漠化问题较为普遍,风沙(雪)害防治则是区域交通干线安全保障的重要课题。结合前人相关的试验理论分析,基于多次大范围实地考察,本文综述了当前蒙古高原交通干线的风沙(雪)害的主要类型及发生机制,预判了路面积沙是未来高等级公路的主要沙害类型;针对现有公路和铁路及未来高等级公路的风沙(雪)危害,结合蒙古高原的生态环境特点,制定了相应防治技术方案和建设性建议,可为蒙古高原段交通干线建设提供科技支撑。

裸露与沙埋对极端干旱区凋落物分解和养分释放的影响

为了评估沙漠公路防护林林带裸露与沙埋处理下的凋落物分解和养分动态特征,以梭梭(Haloxylon ammodendron)和乔木状沙拐枣(Calligonum arborescens)同化枝、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)叶凋落物为研究对象,用凋落物分解袋法进行分解试验。结果表明:(1)3种凋落物的质量损失在2种处理下均存在显著差异,沙埋处理下凋落物质量损失大于裸露处理,至分解试验结束,裸露处理下梭梭、乔木状沙拐枣和多枝柽柳的失重率分别为7%、6.8%、18.1%;沙埋处理下梭梭、乔木状沙拐枣和多枝柽柳的失重率分别为23.7%、9.7%、21.9%;(2)分解过程中,2种处理下凋落物C、N、P含量变化不太一致,梭梭与乔木状沙拐枣同化枝的N与P含量均呈净富集状态,而C含量则呈现净释放状态;多枝柽柳叶的N和P含量分别呈净富集、净释放状态,C含量为富集-释放状态;(3)分解速率k值与相关因素分析表明,凋落物初始N、P、C:N与C:P含量对分解速率影响显著(P<0.01)。这些结果说明,在极端干旱区,沙埋对凋落物的分解过程有显著的积极影响。

新疆防沙治沙存在主要的问题与对策——科学发展生态产业,破解防沙治沙困境

党的十七大和十八大做出了建设生态文明的重大战略决策和部署。防沙治沙是我国当前面临的最严重的生态问题之一，是我国生态建设的重点和难点，已经成为我国推进生态文明建设的一项十分艰巨的历史任务。

沙漠特色观赏植物引种与种植示范园建设

为亮化、美化沙漠极端环境,引种具有观赏价值的新疆乡土植物,建立适应沙漠环境的特色植物景观。构建以乡土特色观赏植物为主,乔灌草结合,花色精致搭配,花型层次明晰的沙漠观赏植物配置模式。克服沙漠腹地极端干旱、土壤贫瘠、大风沙尘、风沙危害、咸水灌溉、昼夜温差大等诸多不利因素,在沙漠腹地建成沙漠观赏植物种植示范园,让"死亡之海"闪现亮丽沙漠特色植物景观,极大地丰富了沙漠地区绿化景观设计素材。

塔克拉玛干沙漠公路人工防护林植被的C、N化学计量特征及其固存能力研究

以塔克拉玛干沙漠公路沿线生物防护林为研究对象,研究防护林三种主要建林植物不同器官的C、N含量及其生物量,并估算其C、N固存能力及固碳释氧价值。结果显示：沙拐枣每个器官的生物量均显著高于梭梭和柽柳（P〈0.05）,个体的总生物量是梭梭和柽柳的2~3倍。整个防护林在建林8 a后的总生物量达到90 571.3 t。C、N含量在不同器官中的含量不尽相同,三种植物均表现为凋落物C含量最低。而植物叶中的N含量均显著高于枝,凋落物和根系（P〈0.05）。建林8 a后梭梭单株及凋落物的固碳量为1 404.6 g,固氮量为201.5 g,柽柳单株及凋落物的固碳量为1 449.7g,固氮量为195.4 g,沙拐枣单株及凋落物的固碳量和固氮量显著高于其他两种,分别为3 979.8 g、520.9 g,（P〈0.05）。建林8 a后整个防护林的总固碳值为35 886.3 t,总固氮值为4 917.7 t。整个防护林的固碳总价值为22 555.3万元,释氧价值为50 320万元,总的固碳释氧价值达72 875.3万元。

塔克拉玛干沙漠南缘新月形沙丘移动特征

新月形沙丘的移动特征可以反映区域内风沙运移和地貌演化过程,对于科学开展风沙灾害防治具有重要意义。本文利用卫星遥感影像与气象再分析数据,研究了塔克拉玛干沙漠南缘6个新月形沙丘群2012—2022年的形态变化与移动特征。结果表明:(1)研究区域内新月形沙丘平均移动速率为6.86 m·a^(-1),移动方向与对应区域内盛行风方向基本一致;(2)不同区域内新月形沙丘形态参数之间的关联性呈现显著差异;(3)沙丘高度、下垫面植被覆盖、年均降雨量以及地表温度与沙丘移动速率呈负相关关系,分区拟合结果有差异;(4)且末西南区域的年平均输沙通量约为77120.5 kg·m^(-1)。研究结果反映了新月形沙丘移动规律的复杂性,不同地理环境因子的影响程度或存在显著差异,需结合实地情况进行具体分析。同时,在沙丘演化过程中,形态参数的动态变化反映了沙丘迁移的内在机理,进一步为新月形沙丘的发育机理提供了实证数据,也为沙丘危害防治和土地规划提供了参考依据。

罗布泊钾盐矿区绿化施工与管护技术（英文）

罗布泊钾盐矿区绿化工程项目区位于素有"绿化禁区"之称的罗布泊腹地,该工程克服了极端干旱、高温、多风大风、盐土和盐尘等诸多不利环境因素,采用了适宜的盐土改良措施和管护技术,让"死亡之海"出现了人工绿色,同时改善了矿区的办公环境,为极端环境下的绿化工程提供了成功案例。

3类典型株型草本植物对沙面风蚀抑制作用的研究

植物自身具有维持生境稳定性的独特功能,而植物株型为主要作用要素之一。研究不同株型草本植物在沙质荒漠地区的地面抗风蚀作用,可以为制定生态恢复措施提供重要的科学参考。通过风洞实验,对3种植物株型(匍匐状、球状、丛状)的草本植物在5种覆盖度(25%、30%、35%、40%和45%)条件下的沙面风蚀率进行了测定,并分析了各株型的风蚀抑制率。结果表明:(1)3种株型草本植物随覆盖度增加,空气动力学粗糙度和对风速的削减均逐步增加。在覆盖度较低时,不同植物株型之间的风蚀抑制率差异较大,球状和匍匐状植物株型固沙能力相对较高,而丛状植物株型固沙能力相对较低;较高风蚀抑制效率植物株型可以达到较低风蚀抑制效率植物株型在较高覆盖度条件下的固沙效果。(2)在覆盖度30%时,匍匐状和球状植物的风蚀抑制效率分别为47.55%、55.70%,分别接近丛状植物覆盖度40%(48.46%)和45%(56.94%)的风蚀抑制效率。(3)3种株型草本植物的风蚀抑制效率均随覆盖度增加而增加,覆盖度越小,三者差异越大,反之覆盖度越大差异越小;3类植物株型的风蚀率匍匐状最低,球状次之,丛状最高;风蚀抑制效率匍匐状最高,球状次之,丛状最低。

结皮量与含水率对尾矿风蚀影响的风洞模拟研究

尾矿风蚀是影响周边环境空气质量和人体健康的重要因素。以喀拉通克铜镍矿加乌尔尾矿库尾矿为研究对象,通过风洞试验,对不同风速、含水率和结皮量条件下的尾矿风蚀率、风蚀颗粒释放特征进行研究。结果表明:尾矿风蚀率、风蚀颗粒量及其碰撞能量随着试验风速的增加而增加,随着尾矿含水率和结皮量的增加而减小。首次出现颗粒碰撞的风速随着尾矿含水率和结皮量的增加而增加。尾矿风蚀颗粒主要分布在3 cm高度内,占总风蚀颗粒的50%以上。在结皮不被吹破的情况下,结皮的抗风蚀效果要优于含水率。因此,结皮抗风蚀效果与风速和结皮量有关,10 m/s以下风速任何结皮量均能有效抗风蚀,12 m/s需25 g以上结皮量,14 m/s需50 g以上结皮量;而含水率在任何试验风速下需达到2.72%以上才有较好的抗风蚀效果。

努尔苏丹樟子松人工林土壤粒度组成特征研究

为了揭示努尔苏丹不同林龄樟子松人工林对土壤粒度组成的影响,通过野外采样与室内分析相结合,分析了努尔苏丹周边不同林龄樟子松人工林土壤粒度与分形维数特征,研究了分形维数与土壤特性之间的关系。结果表明:(1)研究区土壤粒度组成以粉粒为主,砂粒次之,黏粒最少,樟子松人工林的种植能够显著提升土壤表层细颗粒物质含量。不同林龄人工林深层土壤颗粒含量差异不显著。种植樟子松人工林对土壤粒度的影响主要在表层区域。(2)土壤分形维数变化在2.059~2.569之间,在人工林生长过程中分形维数呈现先增大后减小的趋势,并在种植年限为15 a时达到最大。土壤分形维数与黏粒、粉粒具有正相关性,20μm粒径是反映研究区人工林土壤分形维数的临界粒径。(3)研究区土壤分形维数与土壤有机质、全氮含量呈极显著正相关关系,土壤分形维数可以用来评价土壤的养分状况。研究结果可以为努尔苏丹人工林建设和生态恢复提供理论依据。

肉苁蓉加工炮制现代研究进展

肉苁蓉加工炮制历史悠久,本文对肉苁蓉的现代加工炮制研究状况作系统文献研究,以便为肉苁蓉的产地加工技术研究以及酒蒸增效炮制原理的阐明提供理论参考和指导。

膨润土在沙漠化防治和生态恢复中的应用前景

从膨润土的特性、资源分布、土壤改良作用、在固沙材料中的应用等多个方面,综述了膨润土及其产品在沙漠化防治中的应用前景及存在的问题,提出膨润土复合产品在沙漠化防治和生态恢复中的发展思路,即根据膨润土复合产品的实际功效、经济投入、环保特性及可持续性等,筛选出价格低廉、功能高效、可以大规模生产及推广应用的多种膨润土复合产品,将其分别应用于沙漠到绿洲过渡带的生态恢复、人工林沙产业、林草退化区、戈壁、公路铁路渠道工程等防沙领域,综合改善沙区生态环境,实现膨润土复合产品在沙漠化防治和生态恢复中的健康发展。

干旱砾漠区防护绿地植物群落配置模式研究

以乌鲁木齐南部冲积扇砾漠区防护绿地的27个植物群落配置模式为研究对象,结合层次分析法与模糊综合评价,对不同植物群落配置模式的生态效果进行综合评价并排序。结果表明:樟子松-白滨藜-粉苞菊+伊犁绢蒿、白榆-中亚沙棘-粉苞菊+准噶尔铁线莲、裂叶榆-中亚沙棘-粉苞菊+顶羽菊、沙枣-白滨藜-粉苞菊的配置模式生态效果表现良好;基于植物群落生态效果相似性和景观功能需求,对优化配置模式进行多样化扩展分析,提出了三维绿量大、盖度高、适应性强的乔灌木和自然草本组成的植物群落优化配置模式,为干旱砾漠区防护绿地建设提供理论依据和技术支撑。

北疆农田防护林衰退现状及治理对策--以石河子市150团为例

北疆的准噶尔盆地风沙活动频繁,盆地边缘营建的防护林极大地改善了区域环境,保障了绿洲内人民的正常生产生活。但受2000年以来节水灌溉技术推广的影响,部分区域防护林出现了严重的衰退状况。通过实地踏勘走访,结合Google Earth卫星影像资料,对石河子市150团的防护林现状进行了分析,结果显示,该地区防护林主副林带间距过大,大部分林网残缺不全,衰退情况严重。此外,防护林的衰退使农户遭受严重损失,对农户承包经营防护林的积极性造成了消极影响。通过进一步研究,总结出导致防护林衰退的主要原因为病虫害严重、林带水分补给状况差、防护林混交比例低等。根据调查结果,提出了合理布设林网、混交林代替纯林、改进灌溉措施等治理对策。