内蒙古流动沙地治理技术发展回顾

归纳总结了内蒙古防沙治沙技术发展历程,并按照时间顺序划分了群众经验总结阶段、试验与观测研究阶段、快速发展阶段和新发展阶段等4个阶段。重点介绍了8项典型沙障固沙技术和4项治沙造林配置模式等具体内容,展望了产业治沙技术模式、沙障新材料及其铺设装备以及沙障+乔灌草疏林型配置技术模式等流动沙地治理技术发展趋势。     

“山水林田湖草沙生命共同体”理念下的科尔沁沙地生态治理

“山水林田湖草沙生命共同体”理念为沙地生态环境治理指明了新方向,但是在沙区开展什么研究却是新课题。本文基于生态建设面临的挑战,从山水林田湖草沙一体化治理的角度,探析了科尔沁沙地生态治理的研究方向及应重点关注的问题。     

半干旱典型风沙区植被覆盖度演变与气候变化的关系及其对生态建设的意义

中国北方四大沙地（毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地）是半干旱地区荒漠化发展的典型地区和荒漠化防治的重点区域。分析四大沙地植被覆盖度的时空演变规律及其对气候要素的响应机制,对保护北方生态脆弱区的生物多样性与生态安全具有重要意义。基于1998—2018年SPOT-VEGETATION的植被覆盖度指数（NDVI）数据,结合相应气候资料数据分析发现：四大沙地NDVI年际波动较大,毛乌素沙地和科尔沁沙地植被覆盖度总体趋于好转态势,分别有75.22%和42.06%的面积植被得到改善,而浑善达克沙地和呼伦贝尔沙地植被覆盖度呈非显著下降趋势,其发生植被退化的面积比例分别为60.04%和51.4%。结合极端气候指数分析表明,呼伦贝尔沙地NDVI与持续湿润指数（CWD）的正相关系数最高（r=0.429）,而浑善达克沙地NDVI与持续干旱指数（CDD）的负相关系数最大（r=-0.264）,表明呼伦贝尔沙地和浑善达克沙地植被分别对持续湿润和持续干旱事件响应最为敏感。基于不同沙地的植被变化驱动分区,建议在毛乌素沙地非气候驱动区域继续实施禁牧封育和飞播造林技术,而在气候驱动区域主要采取封育措施;在浑善达克沙地实施生态移民和“以地养地”模式;对科尔沁沙地的疏林草原应采取严格的封育措施;在呼伦贝尔沙地要坚持生物措施与工程措施相结合,形成“外围封禁、边缘治理、内部发展”的生态发展格局。     

西藏八邛公路沙害治理条件评价及方法

雅鲁藏布江中游下段沿岸八一镇至邛多江段公路沙害严重,这里沙害治理成功与否的关键是生物措施和机械措施的衔接。相应的解决办法：一是尽量用其它材料代替麦草做草方格沙障,二是利用菌根造林加速固沙植物生长;同时还分析了沙害治理的方法,并指出了适宜的固沙植物。     

包兰线中甘段麦草沙障固沙区沙结皮的研究

包兰铁路中卫至甘塘段麦草沙障与植物固沙结合治理区的沙地地表结皮起到稳定沙面, 减弱风沙流作用。本文对沙结皮形成条件, 理化性质进行调查和分析。     

呼伦贝尔沙地和松嫩沙地草地沙漠化过程中土壤理化特性变化规律的比较研究

分别在松嫩沙地和呼伦贝尔沙地,选择沙漠化梯度样地,测定了土壤主要理化特性指标,比较了两地土壤沙漠化演变过程的差异。结果表明:①松嫩沙地非沙化草地的土壤黏粉粒、硬度、土壤温度、土壤有机质、全养分、土壤含水量和含盐量明显高于呼伦贝尔沙地,而土壤粗沙含量和土壤容重明显低于呼伦贝尔沙地;②随着沙漠化的发展,无论是松嫩沙地还是呼伦贝尔沙地,其土壤细沙含量、黏粉粒含量、土壤含水量、土壤含盐量、土壤硬度、有机碳、全养分含量均明显下降,土壤粗沙含量、土壤温度、土壤容重明显增加,其变化幅度是松嫩沙地大于呼伦贝尔沙地;③沙漠化对草地土壤理化特性的影响程度表现为松嫩沙地大于呼伦贝尔沙地,其原因主要是松嫩沙地原始土壤的理化性质要好于呼伦贝尔沙地。     

浑善达克沙地黄柳活沙障防风固沙效益的研究

通过研究浑善达克沙地流动沙地上黄柳活沙障的防风固沙效益,对设置3 a后的不同类型的活沙障进行测定和分析,得出如下结论:沙障设置3 a后,沙地趋于固定,障内植物种类明显增多;设置黄柳活沙障的区域内下垫面粗糙度显著增大,风速明显减弱,而且黄柳网格沙障降低风速的能力较带状沙障强,其顺序为:4 m×4 m黄柳网格沙障>6 m×6 m黄柳网格沙障>间距4 m的黄柳带状沙障>间距6 m的黄柳带状沙障﹥流沙;当旷野平均风速为7.86 m·s-1时,只有流沙和间距6 m的黄柳带状沙障起沙,其他几类活沙障内均不起沙。     

呼伦贝尔沙地风成砂-古土壤剖面记录的全新世气候变化北大核心CSCD

沙地和沙漠是干旱半干旱地区重要的地质档案载体,记录着丰富的气候演化和沙漠变化信息,尤其是位于东亚温带季风区的呼伦贝尔沙地,蕴含着丰富的东亚季风和人类活动信息。然而受沙丘流动性影响及研究手段的匮乏,目前对于呼伦贝尔沙地全新世以来的气候信息知之甚少。本研究针对呼伦贝尔沙地两个典型风成砂-古土壤沉积序列,进行了多指标如粒度、磁化率、色度、地球化学和总有机碳(TOC)分析,同时结合岩性特征重建了呼伦贝尔沙地全新世以来的气候演化历史。结果表明:两个剖面古土壤层的细颗粒组分、磁化率、化学蚀变指数(CIA)、Rb/Sr、TOC呈高值,而(CaO+Na2O+MgO)/TiO2和亮度呈低值。此外,在6356±31~2235±51 cal.a BP和1620±42~498±17 cal.a BP年龄阶段出现两个明显的变化趋势,指示了呼伦贝尔沙地气候向暖湿方向的逆转,且风成砂层(气候干冷)向古土壤层(气候暖湿)过渡是逐渐进行的,而由古土壤层(气候暖湿)向风成砂层(气候干冷)过渡是骤然变化的。通过与呼伦贝尔沙地古土壤年龄汇编对比,当前研究的古土壤发育年代与邻区的气候暖湿期对应较好,表明呼伦贝尔沙地的正逆演化过程受区域气候演化控制。沙地古土壤发育时间与太阳辐射高值相对应,表明太阳辐射驱动的东亚夏季风变化是呼伦贝尔沙地气候逆转的主要因素。此外,近2000年来人类活动的增强可能对风沙活动加剧造成了一定影响。     

风沙治理工程综合效益分析——以敦煌黑山嘴风沙口为例北大核心CSCD

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。     

洮、霍两河下游地区土地沙漠化成因及治理模式研究

该地区沙地是松嫩沙地的一部分。土地沙漠化是影响该地区农牧业发展和生态环境恶化的主要因素之一。它的分布一是呈西北-东南向,由沙垅组成;二是呈西南-东北向,由沙丘组成。主要为轻度和潜在沙漠化。它的成因主要有丰富的沙源;冬,春干旱风大;以及人为破坏植被和土被等所致。该沙地形成于5000a BP前,土地沙漠化发展具有三性特征。试验示范表明轻度和潜在沙漠化土地,宜采用林,果(含瓜),药(含草),杂(杂粮)复合生态治理模式。     

毛乌素沙地固沙造林针叶树种选择的研究

选择樟子松、油松等五种针叶树种在毛乌素沙地进行栽植试验,通过对成活率与保存率、生长量、蓄积量、抗逆性等14年的观测,从单项及多指标综合选优及排序,确立樟子松为毛乌素沙地针叶树造林的优选树种。     

辽西北风沙地不同林草措施土壤水文效应研究

选取辽西北沙地典型农牧交错地带为研究区域,以荒草地作为对照,研究樟子松林地、杨树林地、灌木林地、人工草地4种植被恢复措施下0~100 cm土层内土壤容重、孔隙度、蓄水能力和土壤饱和导水率（K_fs）等土壤水分物理性质的变化特征。结果表明：杨树林地表层土壤容重最小,其次是灌木林地、樟子松林地、人工草地,荒草地最大;随土层的递增,土壤容重均表现出增大的趋势。各样地土壤毛管孔隙度随着土壤深度的增加均呈现出明显的下降趋势,与土壤容重呈显著负相关关系（p=-0.583^*,n=5）。不同植被恢复措施土壤蓄水容量具有一定差异,其范围在3 761.59~4 366.94 t·hm^-2之间,其中蓄水容量最高的是杨树林地,达到了4 366.94 t·hm^-2,蓄水容量最低的是荒草地,为3 761.59 t·hm^-2。不同植被恢复措施有效蓄容位于1 315.50~2 047.62 t·hm^-2之间,其中以杨树林地最大,樟子松林地最小。5种沙地类型K_fs排序为灌木林地（2.49 mm·min^-1）>人工草地（1.81 mm·min^-1）>荒草地（1.73 mm·min^-1）>樟子松林地（1.61 mm·min^-1）>杨树林地（1.44 mm·min^-1）,人工草地和荒草地的K_fs随土层增加先减小后增大,樟子松林地、杨树林地和灌木林地先增大后减小。该地区林木恢复措施效果优于草地,应着重发展林木恢复措施。     

呼伦贝尔沙地沙丘砂来源的定量分析— 逐步判别分析(SDA)在粒度分析方面的应用

以呼伦贝尔沙地砂物质的粒度分析资料为基础,利用两组间的逐步判别分析(SDA) 来筛选决定不同沉积物间差异的主导因子,根据主导因子的个数、Mahalanobis距离D2、通过统计学检验的信度琢等3个因素,来定量地确定两个总体间的相似性大小。分析结果表明:呼伦贝尔沙地的风成沙丘砂主要来源于海拉尔组砂(Q3),但河流冲积砂和古土壤也有不可忽视的作用;在嵯岗镇附近及其以西的海拉尔河下游宽阔河谷中,自然条件下河流冲积砂也可以成为风成沙丘砂的主要沙源。     

科尔沁沙地樟子松人工林土壤粒径分布特征

为揭示科尔沁沙地不同林龄沙地樟子松人工林对风沙土粒径分布特征的影响,以中龄、近熟和成熟沙地樟子松人工林风沙土为研究对象,以裸沙地风沙土为实验对照,采用激光衍射技术测定土壤样品粒度组成,计算分析土壤粒度参数特征,绘制土壤粒配曲线。结果显示：（1） 科尔沁沙地樟子松人工林风沙土以砂粒为主,其次是粉粒,黏粒含量最少。随林龄的增长,土壤黏粒、粉粒含量呈增加趋势,砂粒含量呈减少趋势。裸沙地风沙土砂粒含量多高于同层林地土壤。（2） 科尔沁沙地樟子松人工林风沙土质地较粗,分选性较差,偏度值多为正偏度,峰度值多为尖窄,0~10 cm和10~20 cm风沙土分形维数分别为2.18~2.43和1.98~2.17。裸沙地风沙土质地更粗,分选性更好,分形维数更小。（3） 科尔沁沙地樟子松人工林风沙土的粒度频率分布曲线均为双峰型。随林龄的增长,10~20 cm风沙土的土壤颗粒细化滞后于0~10 cm。林地悬移组分的含量高于裸沙地,裸沙地跃移组分的分选性高于林地。科尔沁沙地不同樟子松人工林风沙土粒径分布特征存在显著差异,本研究结果可为科尔沁沙地土地沙漠化防治及生态修复提供理论依据。     

呼伦贝尔沙地沙丘砂来源的定量分析--逐步判别分析(SDA)在粒度分析方面的应用

Quantltatively determining the sources of dune sand uis one of the problems necessarily and urgently to be solved in aeolian landforms and desertification research. Based on the granulometric data of sand materials from the Hulun Buir Sandy Land, the paper employs the stepwise discriminant analysis technique (SDA) for two groups to select the principal factors determining the differences between surface loose sediments. The extent of similarity between two statistical populations can be described quantitatively by three factors such as the number of principal variables, Mahalanobis distance D^2 and confidence level α for F-test. Results reveal that: 1) Aeolian dune sand in the region mainly derives from Hailar Formation (Q3), while fluvial sand and palaeosol also supply partially source sand for dunes; and 2) in the vicinity of Cuogang Town and west of the broad valley of the lower reaches of Hailar River, fluvial sand can naturally become principal supplier for dune sand.     

毛乌素沙地绿洲化过程中生态服务价值及生态网络格局演变

揭示沙地生态系统服务价值及其稳定性网络格局的动态演变规律,对沙地分区治理及农、林、牧产业结构调整具有重要意义。以1986年以来土地利用变化数据为基础,统计分析毛乌素沙地生态系统服务价值（ESV）时空分异规律,以生态服务价值最大化为目标和策略,利用最小累积阻力模型（MCR）,探讨了毛乌素沙地生态网络格局演变规律。结果表明：（1）1986—2020年,随着毛乌素沙地绿洲化过程的推进,林地取代沙地成为毛乌素沙地的主导地类,2020年林草覆盖率达71.38%。（2）1986—2020年,毛乌素沙地生态服务价值整体上升了198.76亿元,1986—2006、2006—2020年沙地生态服务价值增长速率分别为每年2.51亿元和10.62亿元;从空间上来看极高生态服务价值区集中分布在河南乡和毛盖图苏木,至2016年以来逐渐扩展到苏米图苏木、嘎鲁图镇等区域。（3）生态网络格局呈明显的双区分异,即生态网络稀疏的西北区,以沙地复垦地、流动沙丘和半流动沙丘为主;以及生态网络稠密的东南区,以林草覆盖率较高的固定沙地和河流、湖泊水资源丰富地区为主,且随生态服务价值高值点迁移,稳定性网络结构逐年向东北方向偏移。     

Landscape pattern change and driving force of blowout distribution in the Hulun Buir Sandy Grassland

The land coverage pattern changes for the past 50 years in a typical region of the Hulun Buir Sandy Grassland were interpreted and analyzed based on a series of remote sensing images in 1959, 2002, 2004 and 2009. The temporal and spatial changes of landscape patterns were revealed and the driving forces were analyzed. The results show that all land coverage types had large variable amplitudes. The grassland area decreased, whereas other areas increased. Owing to implementation of artificial sand fixation from 2004 to 2009, the areas of flowing blowouts and depositional area decreased by 71,369 and 128,835 m², respectively. The average patch area reduced, but the number of blowouts increased, fractal dimension increased, and blowout structure became complex. The fragmentation index increased, whereas contagion index decreased. Driving force analysis shows that human factors such as overgrazing are slightly larger than natural factors of increased temperature and decreased precipitation.     

半干旱区沙地高速公路防风固沙林营造技术及其效益研究

榆靖高速公路穿越毛乌素沙地腹地,风沙对公路的危害十分严重,主要表现为风沙对路面和路基边坡的风蚀和沙埋。提出了榆靖高速公路两侧防风固沙林综合防护体系,从公路路基向外依次为平整固沙绿化带,上、下风侧带宽都为20 m;草方格沙障与植物固沙带,上风侧带宽为260～330 m,下风侧带宽为100～150 m;前沿阻沙带,设置1～1.2 m高的高立式栅栏,走向与主风方向垂直;封沙育林育草保护带,上风侧带宽为300～500 m,下风侧带宽为200～300 m。4个防护带融为一体,起到了降低风速,固定流沙的作用,发挥出强大的防风固沙效益,极大地减少了风沙对公路的危害,保证公路畅通无阻,安全运营。     

灌丛对沙质草地土壤结皮形成发育的影响及其作用机制

为了了解灌丛对沙地土壤结皮的影响及其作用机制, 2006—2007年在科尔沁沙地调查了灌丛群落土壤结皮的发育特征, 并进行了田间模拟降尘、添加凋落物和结皮生物接种的试验。结果如下:①大气降尘、凋落物和微生物接种均可明显促进沙地土壤结皮的形成;②湿润、遮荫环境要比干旱、光照环境更有利于沙地土壤结皮的形成,但土壤结皮形成和发育对水分的敏感程度要大于对光照的敏感程度;③灌丛的存在对于流动沙地土壤结皮的形成发育具有明显的促进作用,沙地栽植灌木后通常会产生肥岛效应,在冠层下逐步形成结皮,并由灌丛内向外扩散;④灌丛促进沙地土壤结皮发育的主要机制是灌丛具有降风滞尘、拦截凋落物、遮荫保湿的功能,能使土壤黏粉粒、有机质、土壤养分和水分含量明显增加,为结皮的形成发育创造了良好物质条件和环境条件。     

樟子松固沙林土壤碳截存及土壤呼吸对干湿变化的响应

 在科尔沁沙地测定分析了流动沙丘栽植樟子松林23 a后的土壤碳截存作用,以及林地和流动沙丘土壤呼吸对干湿变化的响应。结果表明:①流动沙丘造林后土壤容重减小,土壤颗粒中极细沙和黏粉粒含量显著增加;②樟子松林地0~5 cm和5~15 cm层土壤有机碳截存量分别为221.8 g·m-2和113.9 g·m-2,截存速率分别为9.64 g·m-2·a-1和4.95 g·m-2·a-1;CaCO3-C截存量分别为4.0 g·m-2和2.5 g·m-2, 截存速率分别为0.17 g·m-2·a-1和0.11 g·m-2·a-1;③干旱条件下土壤呼吸随气温的升高呈现指数减小;无论是干旱还是降雨后,林地土壤呼吸速率均显著高于流动沙丘;④降雨刺激后土壤呼吸显著增加,林地增加的幅度显著高于流动沙丘;林地地表凋落物去除后土壤呼吸速率下降,并且在降雨后下降更为明显。