额济纳绿洲土地承载力研究

针对额济纳绿洲生态环境脆弱复杂以及资源、环境、人口和发展之间的矛盾关系,运用系统动力学原理,建立了额济纳绿洲土地承载力系统动力学模型;以额济纳2004年统计数据为基础,预测了未来20 a内3种水土开发速率、投入水平以及人口增长速率与3种生活类型(温饱型、小康型和富裕型)组成的9种方案的土地承载力变化;最后,提出了提高土地承载力的若干对策.

基于遥感与GIS的乌审旗土地利用变化研究

在遥感与GIS技术支持下,以乌审旗1986-2005年5期TM影像为主要数据源,运用土地利用动态度和土地利用转移矩阵对土地利用的数量变化进行了研究,运用定量与定性相结合的景观空间格局分析方法,对土地利用景观格局特征的动态变化进行了分析,并利用社会经济数据对土地利用变化的人为驱动力进行了分析。研究表明:(1)20年间各土地利用类型经历着"涨势"与"落势"的波动。从各土地利用类型的转化方向来看,林地、草地和沙地相互转换频繁;耕地主要转变为林地、草地和沙地;水域主要向其他未利用地转换,其他未利用地主要向草地和沙地转换,工矿用地没有转出。从2005年各土地利用类型的转化来源看,耕地主要是由林地、沙地和草地转变而来;林地主要由沙地和草地转变而来;草地主要是由沙地和林地转变而来;水域主要是由沙地和耕地转变而来;居民地主要是由沙地、草地和林地转变而来;其他未利用地主要是由草地、水域和林地转变而来。(2)土地利用景观格局演变特征表现为:除居民点外各类景观斑块形状指数都呈增加趋势;除水域外,各类景观斑块密度下降、分离度减少;全旗景观优势度下降、多样性升高。(3)人为因素中的人口增长、经济发展以及生态工程的实施对土地利用变化起重要作用。

基于年代数据的青藏高原东北部全新世风沙活动研究

本文对青藏高原东北部全新世风成沉积剖面的年代数据应用概率密度方法结合年代数据分布情况重建了该区全新世风沙活动历史.结果表明:青藏高原东北部早全新世风沙活动强烈,但也存在不同尺度的空间差异,表现在共和盆地、柴达木盆地及青海湖盆地风成砂都广泛发育,但青海湖盆地同期还有古土壤发育,冬给措纳湖流域在这一时期也有少量的风成砂层出现;中全新世古土壤广泛发育,风沙活动较弱,整个东北部具有较好的一致性;晚全新世以来,柴达木盆地和冬给措纳湖流域风成砂发育较好,而共和盆地古土壤广泛发育,同时青海湖盆地风成砂和古土壤均有出现,说明风沙活动强度的区域差异较大,这可能是由于局部地区受到了人为活动强烈干扰的影响.风沙活动强度与区域有效湿度密切相关,区域有效湿度较高时,风沙活动较弱;反之,风沙活动较强.另外,大面积湖泊的存在使得青海湖盆地和冬给措纳湖流域全新世风沙活动的特点与柴达木盆地和共和盆地不尽相同,湖泊水位与湖泊增湿降温效应的相互关系以及物源供给特点可能是造成这一现象的原因.年代数据的概率密度方法相对于频率统计直方图具有一定的优势,充分利用了单个年代数据符合正态分布的特点,能够反映年代数据的范围和精度.

包兰铁路沙坡头段防护体系近地面流场特征

基于地形和流场实测,研究了包兰铁路沙坡头段铁路防护体系近地面流场沿NNW—SSE方向的变化.结果表明,由于地形变化以及人工植被和草方格的存在,防护带内等风速线沿风向呈逐渐变疏和抬高的趋势,各高度的风速总体上呈递减趋势,风速放大率为负;沙丘迎风坡风速放大率为正,流动沙丘迎风坡风速放大率高于固定沙丘迎风坡.沙丘背风坡2.5m高度内风速放大率总体为负.防护带内的固定沙丘背风坡气流通体减速,各高度的风速放大率全部为负,平均为-1.48%/m.防护带内地表空气动力学特征发生变化,其中沙丘迎风坡地表风速廓线接近于对数率;人工植被带地表空气动力学粗糙度显著高于流沙区.

东北漫岗黑土区地形因子对浅沟侵蚀的影响分析

浅沟侵蚀是坡耕地上重要的产沙方式之一,地形是控制其发生及发展的关键因素。通过对东北漫岗黑土区两个小流域的地形因子和浅沟侵蚀进行相关分析发现,浅沟长度、侵蚀体积与坡面长度呈显著相关,与汇水面积也有较好的相关。根据地形临界理论,确定了研究区浅沟和切沟侵蚀发生的地形临界(S-A)关系:SEG=0.052A-E 0G.148和SG=0.072 A-G 0.141,可以用来预测小流域内可能发生浅沟侵蚀以及浅沟向切沟侵蚀转变的部位。在地形分析的基础上,建立了预测浅沟长度的回归模型,交叉验证表明模型对单条浅沟长度的预测误差较大,平均误差37%;而预测浅沟总长度效果较好,预测浅沟总侵蚀量与实测值的误差也只有6%。

沙坡头铁路防护体系内风沙沉积的粒度特征

包兰铁路沙坡头段铁路防护体系内，由于下垫面性质发生变化，流沙区至人工植被带地表沉积物中表层土壤的黏粒和粉沙含量显著增大，平均粒径减小，颗粒分选性显著变差。防护体系内表层沉积物中的粉沙含量与地表相对高程反相关，黏粒含量与地形起伏没有直接关系，颗粒平均粒径、分选性与地表相对高程正相关。在土层垂直方向上，表层0-5cm内土壤粉沙含量较高，颗粒分选性差；5cm以下深度内土壤粉沙含量减少，颗粒分选性变好。在防护体系内沙丘地貌的不同部位，沙尘沉积速率不同。据此估算表明防护体系内固定沙丘迎风坡顶部沉积速率为0．147cm／a左右；背风坡和丘间地平均堆积速率大于0．588cm／a。

农田耕作措施对近地表风沙运动的影响

我国北方传统耕作模式的犁耕、耙磨及磨平整地措施对农田近地表风沙活动影响显著。通过对春季半干旱沙区农田风沙活动的观测，本文对犁耕、耙磨磨平两种处理下近地表0～60cm内输沙率和风沙流结构随田块长度的变化规律进行了研究。结果表明，耙磨磨平处理破坏了犁耕在农田地表形成的非可蚀性土块结构，使近地表0～60cm内输沙率增大，在强沙尘事件中增加幅度可达数10倍。犁耕地表上输沙率随田块长度的增加呈指数关系递增，而耙磨磨平后风沙流发育的饱和路径长度减小，在强沙尘事件中近地表输沙率随田块长度的增加而递减。此外，上风向处犁耕地表低层输沙比例（Q（0-10）／Q（0-60））小于耙磨磨平地表，且随田块长度的增加逐渐增大，而耙磨磨平后风沙流结构随田块长度的变化不大。

典型黑土区小流域浅沟侵蚀季节差异分析

通过2005年对黑龙江鹤山农场两个小流域进行定位观测,研究了典型黑土区浅沟侵蚀特征及其季节差异,并对作物类型和耕作措施对浅沟侵蚀的影响进行了分析。结果表明,两流域年浅沟侵蚀量达285.9 m3km-2和290.8 m3km-2,仅浅沟侵蚀量就超过了黑土区的土壤允许侵蚀量。浅沟侵蚀量呈现出沿坡面波动的变化,沿坡面向下存在浅沟侵蚀的强弱交替带。春夏浅沟侵蚀在侵蚀强度、浅沟形态及主要影响因素3个方面存在差异,春季浅沟侵蚀受融雪、冻融影响显著,侵蚀较夏季严重;与春季相比,夏季浅沟长度变短、宽度变大、深度变浅,浅沟体积与长度的相关性较春季差,这与夏季暴雨历时短、雨强大以及植被盖度大有关。耕作措施和作物类型影响浅沟侵蚀深度和浅沟分布,尤其在夏季比较明显。

青海共和盆地多石在沟河道沙丘现代风水交互过程

选择青海共和盆地多石在沟河道中6道新月形沙丘链作为研究对象,采用Trimble4700DGPS与常规测量手段,结合野外风沙观测与自动气象站数据,初步观测分析了2006年多石在沟河道沙丘在不同季节的形态变化过程,计算出2006年风季前比雨季后多石在沟河道沙丘体积减小了548.3m3,风积量为2351m3,流水的蚀平量为2899m3,2006年风水两相营力对河道沙丘的侵蚀贡献率约为45%∶55%,流水的搬运作用强于风力的堆积作用。但从较长的时间尺度来看,研究区的风力侵蚀作用强于流水侵蚀作用,河道沙丘不断增大。多石在沟河道沙丘是一个典型的风水交互作用系统,河道成为风力与流水交互作用的"中转站",在风水的交替作用下,沉积物由风积环境进入流水环境中。

土地利用/覆盖变化对地表蚀积过程的影响——来自^(137)Cs示踪的证据

土地利用/覆盖变化不仅影响地表137Cs总量的再分配,而且显著影响土壤137Cs剖面分布。坝上地区各类土地利用/覆盖条件下137Cs总量的再分配,显示该区总体处于风蚀环境,其中农田和撂荒地是风蚀最严重的土地利用类型;137Cs剖面分布则指示了土地利用/覆盖变化过程中的土壤风蚀/堆积过程的转换,蚀积过程的转换证实了风蚀重灾区退耕还林还草,特别是退耕还草,对控制土壤风蚀、改善生态环境的重要意义。分析还认为,利用137Cs示踪方法计算土壤风蚀/堆积速率时,应格外注意样地的土地利用/覆盖变化过程。

青海共和盆地威连滩冲沟侵蚀遥感监测的初步结果

利用2006年高分辨率的快鸟影像和1982年的航空像片,结合GPS雨季前后精确测量数据,在GIS软件支持下,对青海共和盆地沙沟河流域的一个典型冲沟,从不同时间、空间尺度上对冲沟侵蚀进行动态监测研究。初步结果表明:冲沟的侵蚀速率快,主要表现在沟头的溯源侵蚀;冲沟的沟型基本没变化,但沟头变化明显;预测冲沟以每年12m速度发展是可信的,并指出冲沟侵蚀给当地村民的生产、生活以及龙羊峡水库带来了较为严重的危害。

青海湖湖东沙地全新世风成沉积物磁化率特征及其环境意义

在亚洲季风控制区,黄土-古土壤序列中的磁化率能够很好地反映土壤成壤强度和区域沉积环境变化,但在风成砂-古土壤序列中磁化率的古气候意义仍有待研究。选取青海湖湖东沙地典型风成砂-古土壤序列,基于AMS14 C和光释光测年结果,结合土壤学中传统的土壤发育指标,对沉积物的磁化率特征及环境意义进行分析。研究表明在青海湖盆地风成砂-古土壤序列里,磁化率与成壤强度密切相关:(1)剖面磁化率总体表现为古土壤层最高、弱发育古土壤层次之和风成砂层最低的规律。相较低频磁化率χlf,频率磁化率χfd%能够更好、更细致地反映沉积环境的变化;(2)剖面中磁化率与成壤强度有关(正相关),因成壤作用对两剖面原始物源各粒级组分的改造程度不同,磁化率与黏粒和粉砂正相关;(3)基于剖面磁化率以及粒度特征的综合分析,将青海湖湖东沙地全新世以来气候环境划分为3个阶段:10kaBP以前气候冷干,成壤作用微弱;10~4kaBP气候暖湿,成壤作用显著;4kaBP至今,气候逐渐趋于冷干,成壤作用渐弱。

采用不同方法测量切沟的误差分析

使用卷尺测量切沟的体积和面积是研究土壤侵蚀中最常用也是传统的测量方法,着重分析了使用卷尺测量切沟时,测得切沟体积的误差。其误差主要包括由卷尺精度限制而导致的误差,以及由测量原理所造成的系统误差。运用误差传递公式计算由卷尺精度限制导致的误差,这种误差与测量相邻横截面的间隔长度无关,只与测量仪器即卷尺有关;对于不同的切沟,卷尺精度导致的误差占所测切沟体积的百分比也是基本相同的,不到2%。由测量原理造成的系统误差又可分为两种：由于横截面不规则造成的系统误差,最多可达到体积的2%;由于相临两个横截面之间形状不规则造成的系统误差。在野外测量的时候,每次测量距离保持在10 m左右比较合适。卷尺测量与差分GPS测量的切沟体积的比较表明,单次测量误差较大,在10%左右,而两次测量的体积差,即两种方法所得的切沟体积的年际变化量相差不大。也就是说明,用卷尺测量切沟体积的年际变化是有效的。

宁夏黄河以东固定沙丘土壤粒度特征及小尺度空间分异

为探明固定沙丘粒度特征及小尺度空间差异,以宁夏河东沙区典型固定沙丘作为研究对象,通过网格法布点采样,分析研究该区域土壤粒度特征。结果表明:研究区颗粒组成以中沙和细沙为主。不同地貌部位的颗粒组成不同,丘间地、背风坡、迎风坡部位的粉沙体积分数、极细沙体积分数依次减小,细沙体积分数依次增加,背风坡的中沙、粗沙体积分数高于迎风坡。丘间地、背风坡、迎风坡的粒度分布曲线形态相似,均在主峰处差距最大。在粒径小于200μm时,丘间地的体积分数累积量高于背风坡、迎风坡的累积量,且细沙、中沙的累积量最多,曲线斜率最大。研究区风沙土的平均粒径在(2.04~2.10)Φ,分选性为中等及较好,土壤颗粒的偏态属于近对称分布,峰度曲线分布为中等状态。平均粒径与标准偏差、偏度、峰度之间存在一定的相关性,且不同地貌部位相关性存在差异。丘间地平均粒径与标准偏差、偏度呈正相关,与峰度呈负相关;背风坡平均粒径与标准偏差、偏度、峰度都呈正相关但相关系数匀较小,迎风坡的参数相关性最不显著。

青藏高原典型区域沙尘天气与气候要素关系分析

利用青藏高原沙尘活动典型区内10个站点的气象观测资料,分析了高原东北部、北部、西部、西南部近40多年来沙尘活动日数的演变规律及其与平均气温、相对湿度、平均风速、降水量等主要气候要素的相关关系.结果表明:近40年来,研究区内沙尘活动主要集中于冬、春两季,年沙尘活动日数、年均风速处于下降趋势,年均气温、年降水量呈现上升趋势,年均相对湿度变化平缓.沙尘活动日数与各气象因子在不同的时间尺度有不同的相关关系.除共和、都兰、格尔木、拉孜、山南月沙尘活动日数对月均气温滞后的正相关性显著提高外,其他站点、气候要素对于沙尘活动的影响均没有滞后效应.沙尘天气的高发期对应着暖干气候,低发期对应着冷湿气候.

行政村地名分布与自然地理要素关系的初探——以毛乌素沙地与黄土高原交界地区为例

地名作为对地表特定地域空间的指称,可以反映特定时期地域的地貌、水文、植被等自然环境特征。以位于毛乌素沙地与黄土高原交界的榆林地区5个市(区)县的1704个行政村名作为离散点,在ArcGIS中进行核密度分析(Kernel Density)和多距离空间分析函数(Multi-Distance Spatial Cluster Analysis)分析,并对地名蕴含的自然地理要素信息进行了分类统计和特定自然要素地名的缓冲区分析(Buffer)。结果表明:区内行政村的分布总体呈现显著的集聚分布,其中榆阳区和横山区的聚落密度最高。1704个行政村名与自然要素有关的为1542个,占85.97%。其中以水文类要素命名的地名最多,占41.73%;地貌类的地名占31.04%,此外还有与方位、植被、颜色等要素有关的地名。水文类地名的分布可以指示环境变化。部分水文类聚落点与现代河流湖泊距离较远,可能与近两千年来气候总体呈干冷趋势发展,有关风沙活动加强,地表水环境恶化,一些河流流量减少甚至消失有关。

草地近地表风速脉动及其与平均风速、摩阻风速的关系

[目的]研究草地近地表脉动风速与平均风速、摩阻风速之间的关系,揭示草地风速脉动规律。[方法]利用三维超声风速仪对天然草地近地表风速进行连续观测。[结果]草地近地表风速存在明显的脉动特性,脉动强度与平均风速之间呈显著线性正相关。湍流度在较小风速下分布非常分散,随平均风速的增大而趋于集中,在2~14 m/s风速范围内概率分布峰值对应的湍流度为0.23。摩阻风速与瞬时风速之间缺乏相关性;1 s时距下摩阻风速与平均风速呈显著线性正相关,但风速脉动导致摩阻风速计算结果波动仍非常明显;1 min时距下摩阻风速波动范围降低至10%以下,摩阻风速与平均风速线性相关性极为显著。[结论]风速脉动对摩阻风速的计算有很大影响,采用1 s或1 min时距的平均风速,可有效降低这一影响。

民勤绿洲不同演化阶段白刺灌丛沙堆表面土壤理化性质研究

以民勤绿洲作为研究区域,对不同演化阶段灌丛沙堆表面土壤样品进行了采集和分析。结果表明,随着灌丛沙堆的不断演化,土壤性质发生了显著的变化。不同演化阶段灌丛沙堆表面颗粒组成仍以砂粒为主,从雏形阶段到稳定阶段,砂粒含量逐渐减少,在稳定阶段达到最小,pH值和砂粒的变化趋势一致,粉砂、粘粒、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量增加,在稳定阶段均达到最大;灌丛沙堆活化后,其砂粒含量和pH值重新出现增加趋势,而粉砂和粘粒的含量开始减少,有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量也迅速下降;除稳定阶段迎风坡和背风坡有机质、全氮和全磷含量差异比较显著外,其他演化阶段不同坡向粒度和养分差异均不显著;有机质、全氮、速效氮的含量在灌丛沙堆演化过程中变幅最大,全磷和速效磷次之,全钾和速效钾的变幅最小。

塔克拉玛干沙漠石油公路中段防沙体系粒度特征及沉积作用浅析

通过分析塔克拉玛干沙漠石油公路K290处防沙体系横断面沉积沙样粒度特征、粒度空间分异特征及沉积作用,得出如下结论:前沿阻沙栅栏内外两侧以粗沙沉积为主,固沙带内以细沙沉积为主,其中植物固沙带内粉沙含量较高,固沙带草方格沉积物分选性最好。在垂直方向,愈向表(0～1 cm)层细颗粒含量越多。对沙样跃移组分进行主成分分析及因子分析,结果表明,跃移组分第一主成分表征跃移组分最粗和最细两部分粒径的空间分布特征,其沉积受栅栏影响明显;第二主成分表征跃移组分中间粒径区间的沙粒分布特征,其沉积动力受栅栏与林带影响显著,受草方格影响微弱。主成分与平均粒径值回归分析表明,0～1 cm层与5～6 cm层第一主成分、10～11 cm层第二主成分对应的粒径区间是跃移组分的主要部分。因子分析结果显示,0～1 cm层、5～6 cm层因子载荷与10～11 cm层因子载荷所对应的粒径区间存在差异,其中10～11 cm层第一、第二因子载荷分别对应两个粒径区间,说明沉积作用复杂。

末次间冰期以来毛乌素沙漠河湖相沉积发育年代起讫

毛乌素沙漠地处东亚季风西北边缘,沙漠内部广泛发育风成沉积和河湖相沉积物,尤其是河湖相沉积物,因其沉积连续、分辨率高、受到的扰动较少等优点而被广泛用于古气候环境的重建。自末次间冰期以来,研究区发育了多期河湖相沉积,为探讨气候变化和湖泊消涨之间的关系提供了可能。文中通过对前人已有研究进行全面梳理,从88个典型剖面中筛选出54个具有代表性的沉积剖面及306个河湖相沉积的年代数据,对其进行归一化汇总、整理和校正,构建末次间冰期以来毛乌素沙漠河湖相沉积的发育年代框架。结果表明末次间冰期以来毛乌素沙漠河湖相沉积主要发育在以下三个时期:末次间冰期(140-70 ka B.P.)、末次冰期间冰阶(55-23 ka B.P.)以及末次冰消期至中全新世(15-3.0 ka B.P.)。结合区域对比和机制分析,认为毛乌素沙漠末次间冰期以来河湖消涨扩缩过程与东亚季风强弱变化关系密切。