费县土地利用和土壤侵蚀时空变化分析

深入研究土地利用和土壤侵蚀关系对认识人类活动在自然环境变化中的作用机制具有重要意义。以TM影像为数据源,基于ERDAS遥感处理平台和ArcGIS地理信息系统平台,综合分析了费县1987年和2007年两个典型时期的土地利用、土壤侵蚀的时空变化。结果表明:费县土壤侵蚀主要发生在耕地、林地、草地这3种土地利用类型中;1987-2007年20a间,费县耕地、草地、水域和未利用土地面积减少,林地、建设用地面积增加,土壤侵蚀面积减少,侵蚀等级下降。总体来说,费县土地利用和土壤侵蚀状况都是向良性的轨道发展。建议今后在继续进行退耕还林的同时,推行合理的耕作制度,有效减少土壤侵蚀。

黄泛平原风沙区不同造林年限林地土壤风蚀与理化性质的变化

采用空间代替时间的方法,研究了黄泛平原风沙区不同造林年限林地的土壤风蚀和理化性质。结果表明:土壤风蚀深度随着造林年限的延长而降低,1 a、3 a造林地整体呈风蚀状态,分属于中度与轻度风蚀,5 a造林地蚀积平衡,为微度风蚀,8 a造林地以堆积为主。各林地在不同月份间的蚀积状况不同,1 a造林地各月均为风蚀状态,8 a造林地仅在1月、2月有轻微风蚀。随着造林年限的增加,土壤容重、非毛管孔隙度呈降低趋势,而总孔隙度、毛管孔隙度、土壤含水量、有机质含量呈增大趋势,但造林5 a后,这一趋势减缓并趋于稳定。林地内微地形起伏造成行间风蚀深度、容重、非毛管孔隙大于树下,总孔隙度、毛管孔隙度和含水量小于树下。该研究可为林地经营及其风蚀防治、土壤改良提供依据。

NaCl胁迫对不同白榆品系生物量及光合作用的影响

以3种一年生白榆品系(Y65、Y1、Y34)为试验材料,通过测定5种浓度NaCl处理(0、50、85、120、155 mmol/L)下其生物量、叶绿素含量及光合参数等指标的变化,探讨3个白榆品系的耐盐性差异及其光合参数的表征。结果表明:与对照相比,白榆品系生物量及叶绿素含量随NaCl胁迫增强逐渐降低,高NaCl胁迫(>85 mmol/L)会显著抑制生物量的累积及破坏叶绿素的合成。低NaCl胁迫(≤85 mmol/L)下,3个品系的光合机制以气孔限制为主,通过提高其气孔限制值而降低蒸腾作用,以提高水分利用效率(WUE)而适应盐分胁迫;而高NaCl胁迫(>85 mmol/L)下,则以非气孔限制为主,通过降低WUE而减少根系对地下水分与盐离子的吸收,以此来维持自身生长。3个白榆品系中,使非气孔限制转变为Pn下降主因的NaCl胁迫浓度不同,Y65、Y1的转折点为85 mmol/L,而Y34的转折点为50 mmol/L。结论:3个供试白榆品系中Y65的综合耐盐性较高,是盐碱地种植白榆品系的优先选择。

基于风洞模拟的荒漠草原不同放牧强度抗蚀特征比较

以内蒙古高原荒漠草原亚带短花针茅草原为研究对象,在长期随机区组放牧试验地(对照样地CK、轻度放牧LG、中度放牧MG、重度放牧HG的放牧强度分别为0,0.93,1.82,2.71只羊/hm^2)取原状土样,并进行室内风洞吹蚀试验,研究荒漠草原放牧强度与风蚀速率的定量关系及估测不同放牧强度荒漠草原风蚀总量。结果表明:不同放牧强度处理区的群落结构特征差异显著(p<0.05),但土壤结皮和0—5cm深度土壤粒径组成仅粘粒含量差异显著,其他粒径组成无显著差异(p>0.05);不同放牧强度处理区风速风蚀速率方程有较好的指数拟合,HG和MG区的方程拟合系数R^2大于LG和CK区,且表征风速敏感性的参数B随着放牧强度的增加,从CK的0.15增加到HG区的0.21,表明在放牧条件下,风蚀速率对风速增加更加敏感;风蚀率与风速和放牧强度具有极显著的正相关关系(r=0.601和r=0.563,p<0.01),与盖度和高度具有极显著的负相关关系(r=-0.544和r=-0.535,p<0.05);基于试验区2年的小气象站数据和土壤风蚀方程,短花针茅草原年均风蚀量在110~680t/(km^2·a)之间,随着放牧强度的增大,单位面积年均风蚀量逐渐增加,CK处理区年均风蚀量为115.24t/(km^2·a),大约为HG区风蚀量648.95t/(km^2·a)的17%,MG区和LG区分别是重度放牧区的60%和23%。

地下水位埋深对典型草原河岸植被的影响

采用野外地下水位定位监测与样地调查相结合的方法,研究了锡林河流域不同地下水位埋深下植被群落的数量特征。结果表明,随地下水位埋深的增加,植被的水分生态型从湿生向中旱生和旱生过渡;河岸群落的物种组成和生物量都呈现出先增加后减少的趋势,Simpson指数,Shannon-Wiener指数以及Margalef指数均呈现出先上升后下降的趋势,而Pielon指数则呈现先降低后升高的变化趋势。地下水位埋深为1.7m时,物种组成、生物量、Margalef指数最大,Pielon指数最小;地下水位埋深增大至5.8m时,物种数、生物量、Margalef指数开始下降而Pielon指数升高,且Simpson指数、Shannon-Wiener指数最大;地下水位埋深超过5.8m时,物种数、生物量与多样性指数变化平缓。

乌兰布和沙漠不同土地利用类型粒度特征分析

以乌兰布和沙漠段流动沙丘、沙丘前草地、沙丘前农田为研究对象,对沙丘各部位和草地、农田不同深度（0~1m）土壤粒度特征的变化规律进行了分析。结果表明：流动沙丘土壤以细砂为主,农田以粉粒为主,草地以细砂和中砂为主;随着土层深度的增加农田土壤粒径增大,草地粒径减小,沙丘无明显变化;流动沙丘粒度分布曲线为单峰,而草地和农田为双峰。农田偏度呈现近对称到极正偏态的分布趋势,分选较差;草地则呈近对称到正偏态再到极正偏态分布的趋势,分选较好到很差;沙丘分选很好,分选性差异不大。

短花针茅荒漠草原不同退化程度的植被特征

通过野外调查与室内分析探讨了不同退化程度的荒漠草原植物群落特征,结果表明:各样地均以多年生植物为主,重要值在所有物种中呈先分散再集中的趋势,重度退化样地有一二年生植物及矮灌木出现;随着退化程度的增加,群落生物量、群落高度及群落盖度显著降低,而群落密度呈相反的趋势,群落地下生物量由深到浅呈"T"形分布;Margalef指数在中度退化样地最大,Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数都随退化程度的增大呈逐渐增大趋势。

不同放牧退化程度的大针茅典型草原有机碳储量特征

以内蒙古大针茅典型草原不同放牧退化程度样地为研究对象,通过分析地上植物、凋落物、根系、土壤中有机碳,研究草原植被—土壤系统有机碳储量变化规律,从碳储量角度为合理利用草原提供指导。研究结果表明：（1）不同退化程度典型草原地上植物有机碳储量为25.67-65.26g/m^2,凋落物有机碳储量为9.86-39.35g/m^2,且对照和轻度退化样地均显著高于中度和重度退化样地;（2）根系（0-40cm）有机碳储量为436.84-848.17g/m^2,土壤（0-40cm）有机碳储量为5773.37-6575.42g/m^2,且轻度退化样地均显著高于其他样地;（3）植被—土壤系统的有机碳储量为6245.75-7509.33g/m^2,从大到小依次为LD〉MD〉CK〉HD,87.56%-92.44%储存于土壤中,表明适度放牧利用有利于发挥草原生态系统的碳汇功能。

乌兰布和沙漠乌海段新月形沙丘表层沉积物粒度与重金属分布特征

以乌兰布和沙漠乌海段下风向新月形沙丘为研究对象,运用样方调查与室内实验相结合的方法,对比分析新月形沙丘表层土壤及降尘中沉积物粒度特征,Mn、Cu、Zn、Cr、Fe等重金属元素及其与粒径的相关性及重金属来源,并对其潜在生态风险进行评价.结果表明：（1）沙丘不同部位粒径主要以极细砂和细砂为主,降尘主要以极细砂、粉粒为主,但上风向沙丘粒度主要以细砂和中砂为主,工业化使沙丘表面粒径细化.（2）沙丘表层及降尘中重金属含量表现为Fe＞ Mn＞Cr＞Zn＞Cu,Mn、Cu、Zn、Cr含量均高于背景值,且降尘中重金属含量与沙丘具有明显差异性.重金属变异系数表现为Cu＞ Fe＞ Zn＞ Mn＞ Cr,Mn、Zn中等变异（15％～36％）,Fe、Cu高度变异（＞36％）;Mn、Zn、Cu、Cr发生富集,富集系数均大于1.（3）Mn、Zn、Cu与细颗粒物质含量呈明显正相关,Zn、Cu在中砂范围呈负相关,Fe均呈负相关.（4）Cu、Zn、Cr主要来源于工业污染,部分Cu、Zn来源于人们日常生活;部分Fe、Mn来源于工业污染,其余来自于地球风化.乌海段下风向新月形沙丘属于低生态风险和轻度生态危害状态,但需控制Mn、Cu、Zn、Cr含量的增加与富集.

希拉穆仁草原两种主要植物光合特征对草地退化的响应

用LI-6400便携式光合作用测定系统对希拉穆仁草原短花针茅和糙隐子草的各项光合指标进行了测定,结果显示:随着草地退化程度加重,短花针茅和糙隐子草的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度及气孔导度均表现为轻度退化>中度退化>重度退化,短花针茅和糙隐子草的光合速率、蒸腾速率随草地退化的加剧而降低,短花针茅的各项光合指标降低幅度比糙隐子草相应指标降幅大。短花针茅的水分利用效率低于糙隐子草而光合速率高于糙隐子草,表明其对环境特别是干旱的耐受能力低于糙隐子草。土壤全氮、全磷和含水量是影响不同退化程度草原短花针茅光合特性的主要因素,而不同退化程度草原糙隐子草光合特性主要受土壤含水量影响。

乌兰布和沙漠沿黄段不同土地利用类型对土壤分形特征的影响

为揭示乌兰布和沙漠沿黄段耕地、草地和林地等土地利用类型的土壤分形特征与防蚀固沙效果的关系,采用野外取样与室内分析相结合的方法,分析了该区3种土地利用类型的土壤颗粒粒径分布、分形维数及其关系。结果表明:不同土地利用方式对土壤粒径分布与分形维数影响明显,草地及林地以粉粒、黏粒为主,耕地则以细砂、极细砂为主,分形维数呈现林地>草地>耕地的趋势。分形维数与<0.05mm和>.0.05mm粒径含量分别呈极显著正相关和负相关,其大小由<0.05mm的粉粒和黏粒含量决定,分形维数也可做为研究区域防蚀固沙效果的评价指标。

内蒙古自治区公路雪害区划与防治对策

公路雪害区划是公路建设和雪害防治的基础。基于服务于公路的原则,文中采用Map GIS地理信息系统和聚类分析、因子分析等多元统计分析等手段,利用内蒙古自治区多年的与积雪相关的气象资料,包括年最大积雪深度、年积雪日数、年均气温、年日最低气温≤0℃的日数、积雪季节平均气温、积雪季节平均风速、年大风日数等指标及地形地貌、公路网密度等其他指标,依据区划原则,按区域-一级区(区)-二级区(亚区)-三级区(小区)四个等级,综合进行了内蒙古自治区公路雪害区划。公路雪害区划分无雪害区域与有雪害区域两个区域,无雪害区域分为1个区1个亚区和2个小区,有雪害区域又分为重度危害区、中度危害区和轻度危害区3个区,7个亚区和15个小区;在此基础上,分析了各个亚区的雪害分布中心和防治重点区域,提出了防治对策。

乌兰布和沙漠流动沙丘下风向降尘粒度特征

选择乌兰布和沙漠典型流动沙丘进行定点野外观测,分析了沙丘下风向不同距离及不同高度降尘的粒度特征及其来源。结果表明：乌兰布和沙漠降尘空间变化大,降尘以细沙为主,随着距离的增加,细沙物质逐渐减少,粉沙和极细沙含量显著增加。降尘平均粒径2.5～3.1Φ,且随距离、高度的增加而变大。分选系数随着距离、高度的增加而变差;2m高度偏度近乎对称,若设沙丘高度为H,则只有在距离为8H时正偏,高0.5m处降尘在距沙丘0.5～1H近对称,2～8H皆是正偏;峰度随距离的增加逐渐变窄,且2m高度的变化晚于0.5m高度。乌兰布和沙漠降尘以局地物质为主,远源物质及区域物质比例很低。〈70μm的远源物质及区域物质的降尘与下风向距离呈正相关,主要来源于沙漠边缘的荒地、河湖沉积物、农田草地,而〉70μm的局地物质的降尘与下风向距离呈负相关,主要来源于沙丘下垫面沙粒的气流短距离输送。

乌兰布和沙漠不同下垫面冬季沙尘通量

为揭示乌兰布和沙漠不同下垫面冬季沙尘通量的垂直分布,在野外实地监测的基础上对乌兰布和沙漠3种下垫面冬季输沙量进行测量分析。结果表明：近地表0-100cm高度内冬季输沙量流动沙丘〉梭梭固定沙丘〉白刺半固定沙丘。各下垫面输沙量随高度呈下降趋势,流动沙丘、白刺半固定沙丘、梭梭固定沙丘符合幂函数分布,流动沙丘、梭梭固定沙丘输沙量集中于0-20cm高度,白刺半固定沙丘集中于0-40cm高度。风沙流幂函数通量系数a、b与粒径〈0.1 mm和粒径〉0.5 mm颗粒含量负相关,与粒径0.1-0.25 mm颗粒含量正相关,与粒径0.25-0.5mm颗粒含量不相关。沙粒跃移高度在流动沙丘、白刺半固定沙丘和梭梭固定沙丘分别集中于0-3.59、0-4.33和0-2.36cm;跃移高度与粒径〈0.05 mm和0.1-0.5 mm颗粒含量正相关,尤其与粒径0.1-0.25mm颗粒含量呈指数函数正相关,与粒径0.05-0.1mm及〉0.5mm颗粒含量无明显相关性。乌兰布和沙漠流动沙丘在冬季仍具有较大的侵蚀状态,白刺半固定沙丘处于弱风蚀状态,梭梭固定沙丘处于堆积状态,造成地表积沙。在冬季,梭梭固定沙丘仍然发挥着防风固沙的能力,成为冬季固定风沙的重要防线。

绿洲边缘新月形沙丘表层沉积物粒度与重金属分布特征

本文以乌兰布和沙漠绿洲边缘工业化城市乌海市下风向典型新月形沙丘为研究对象,分析了新月形沙丘各部位0-10 cm沙物质、沙丘前50 m处大气降尘的粒度及重金属元素变化特征,探讨了重金属物质的来源及其与粒径的相关性,评价了重金属的潜在生态风险.结果表明：沙丘各部位沉积物粒度均以细砂为主,较对照沙丘极细砂含量增高而中砂含量减少.而降尘主要以极细砂、粉粒为主,降尘在沙丘表面的沉降堆积使沙丘表层沙物质细化.沙丘与降尘的重金属含量均为Fe〉Mn〉Cr〉Zn〉Cu;Mn、Cu、Zn、Cr含量均高于背景值且发生富集.Mn、Zn含量在空间分布上呈中等变异;Fe、Cu含量在空间分布上为高度变异.Mn、Zn、Cu含量与细颗粒含量呈显著正相关,Zn、Cu含量与中砂含量呈负相关,Fe含量与细砂和中砂含量均呈负相关.Cu、Zn、Cr为人为污染因子,Mn、Fe为自然源因子,但Cr、Mn、Fe又受到自然地质背景和人类活动的共同控制.乌海市下风向新月形沙丘属于低生态风险状态,为轻度污染,需加强废气的治理控制以防重金属污染的进一步加深.