碱胁迫条件下草本植物根系力学强度试验研究

本项研究选取适宜于黄河源区寒旱环境生长的两种草本植物垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb）和老芒麦（Elymus sibiricus Linn）作为供试种,通过室内培育种植方法,采用浓度分别为25mmol·L-1、50mmol·L-1、75mmol·L-1、100mmol·L-1的NaHCO₃溶液对垂穗披碱草和老芒麦两种植物进行了碱胁迫处理,同时采用浓度为0mmol·L-1的溶液作为未进行碱胁迫处理对照组。在碱胁迫处理后第15d和第30d,分别测定了两种植物单根抗拉力、单根抗拉强度,以及脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、相对电导率值等4个抗盐碱性生理指标。试验结果表明:碱胁迫对两种植物单根抗拉力影响程度随浓度增加而增大,亦随生长时间增加而增大,其中当碱胁迫浓度为25mmol·L-1时,两种植物单根抗拉力值均大于未进行碱胁迫处理呈正常生长的对照组植物,而当浓度大于25mmol·L-1时,两种植物单根抗拉力值均小于对照组的两种植物;碱胁迫条件下两种植物单根抗拉强度较对照组两种植物均呈增大趋势,增幅为3%～16%,且相同浓度条件下,两种植物单根抗拉强度随生长时间增加而呈降低趋势,降幅为1%～18%;相同浓度和相同生长时间条件下,老芒麦单根抗拉力值较垂穗披碱草大0.13～0.53N,且老芒麦单根抗拉强度值较垂穗披碱草大20～65MPa;由灰色关联分析结果可知,在碱胁迫条件下,脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、相对电导率值等4种生理指标中,相对电导率值与两种植物单根抗拉力及单根抗拉强度关联度相对最大即为0.888～0.996,反映出两种植物单根抗拉力及单根抗拉强度受相对电导率值影响相对较为显著。本项研究对于进一步探讨盐碱胁迫条件下,植物根系力学强度特征和影响机理等方面具有重要理论研究价值,同时利用植物有效防治黄河源土地盐碱化地区水土流失、浅层滑坡、沙化等灾害具有现实意义。     

模拟酸雨对东北地区农作物生长、生理及品质的影响

通过模拟试验,研究不同pH模拟酸雨胁迫对农作物(小白菜)生长、生理及品质的影响,量化不同pH酸雨对小白菜的影响程度。试验结果表明:小白菜植株受害与pH密切相关,酸性越强,胁迫影响越显著,受害程度越重。随着酸雨酸性增强,小白菜生长受抑,生物量、株高等明显降低,食部鲜质量、干质量受影响程度比根部鲜质量、干质量大。在酸雨胁迫下,小白菜游离氨基酸总量、可溶性糖、可溶性蛋白质和维生素C含量均出现不同程度的降低,且酸性越强,受影响幅度越大,弱酸条件下可在一定程度上促进营养物质的合成。酸雨可抑制叶绿素类与类胡萝卜素合成,影响光合作用,最终导致产量降低、品质下降。     

戈壁风沙流结构特性及其意义

通过砾质戈壁风沙流野外实测数据的分析以及风洞模拟实验研究发现：戈壁风沙流结构具有与沙漠风沙流完全不同的风沙流特征,戈壁风沙地表的粗糙度随风速的增大而增加,其表面风沙流输沙量高度分布表现出独特的"象鼻"效应,在一定高度处呈现最大值,并随风速的增加而增高。该"象鼻"效应导致戈壁风沙流结构特征值λ远大于 1,不论风速多大,风沙流都处于未饱和状态的非堆积搬运状态。这种特殊性质比较清楚地解释了敦煌莫高窟千年来不被沙山埋没的谜底。并且在风沙防治工程实践中,采用砾石压沙措施,构造类似与砾质戈壁的下垫面,人工促使风沙流结构呈现"象鼻"形状,可使防沙工程达到理想的输导作用。     

戈壁风沙流结构特性及其意义

通过砾质戈壁风沙流野外实测数据的分析以及风洞模拟实验研究发现：戈壁风沙流结构具有与沙漠风沙流完全不同的风沙流特征,戈壁风沙地表的粗糙度随风速的增大而增加,其表面风沙流输沙量高度分布表现出独特的“象鼻”效应,在一定高度处呈现最大值,并随风速的增加而增高。该“象鼻”效应导致戈壁风沙流结构特征值A远大于1,不论风速多大,风沙流都处于未饱和状态的非堆积搬运状态。这种特殊性质比较清楚地解释了敦煌莫高窟千年来不被沙山埋没的谜底。并且在风沙防治工程实践中,采用砾石压沙措施,构造类似与砾质戈壁的下垫面,人工促使风沙流结构呈现“象鼻”形状,可使防沙工程达到理想的输导作用。     

积雪变化对地下生态系统影响的研究进展

在气候变化背景下,全球积雪厚度、积雪密度和雪水当量发生着一系列变化,并进一步影响陆地生态系统的水热状况、生物地球化学循环过程以及生态系统的结构与功能。本文综述了北半球积雪变化（雪深、积雪覆盖日数）的现状,积雪生态研究方法及其优缺点,积雪与生态系统相互作用,以及积雪变化对主要陆地生态系统类型（草地、灌丛和森林）地下过程（养分周转、土壤动物和微生物、根系生长）的影响及其机制。研究发现：（1）雪深在40～70 cm时对土壤的保温作用最显著;（2）积雪增加通过加速土壤碳氮循环过程引起碳氮损失,尤其显著发生在相对湿润的生境中,相对干旱的生境中变化不显著;（3）在草地生态系统中,土壤有效磷含量对积雪增加的响应程度受生态系统自身干湿条件调控,即湿润的生境有效磷增加,干旱的生境有效磷降低;（4）积雪增加促进了草地生态系统植物表层根系的生长,积雪减少对植物根系生长的影响程度取决于消极影响（根系损伤和死亡）和积极影响（土壤养分有效性增加）之间的动态平衡;（5）相对于草地生态系统和森林生态系统植物根系生长而言,灌丛生态系统植物根系生长对积雪变化的响应更稳定。本文还提出了现有研究中存在的不足和未来发展趋势。     

异重流沉积研究进展与展望

【意义】异重流（hyperpycnal flow）是一种源自洪水期河口、受重力驱动而沿沉积盆地底部流动、以准稳态存在的高密度沉积物重力流。异重流沉积研究对于地质科学进步、地质灾害防治和油气勘探开发等具有重要的理论和现实意义，已成为地球科学与工程领域的研究热点之一。【进展与结论】通过对国内外相关研究进展的综合分析，结合国内湖相异重流沉积典型实例研究，认为：（1）异重流的形成需要两种流体之间有足够的密度差、蓄水水体有足够的深度和突发的洪水事件3个基本条件，就输入流体密度条件而言，海相（或咸水）环境要远大于陆相（或淡水）环境；（2）异重流的形成主要受控于构造、气候、地形、物源供给等因素的综合作用，活跃的构造、湿润的气候、陡峭的地形和充足的碎屑物质供给有利于异重流的发生；（3）在不同沉积位置和沉积背景条件下，异重岩（hyperpycnite）的沉积特征不尽相同，故难以用单一的标志来判识不同条件下沉积的异重岩；（4）在靠近（分流）河口近端（扇根），异重流沟道可与水下分流河道相连，以主水道的侵蚀、填充作用为主，形成下切的主水道砂砾岩体，以侵蚀面+滞留沉积+正粒序砂岩为主要鉴别特征，可含动物及植物茎...     

风沙流中沙粒浓度分布的实验研究

利用粒子图像测速技术（PIV）,在风洞内对与天然沙接近的石英沙风沙流沙颗粒浓度沿高度分布进行了研究。对 3种不同轴线风速研究结果表明,风沙流中沙粒浓度沿水平方向基本不变,而随高度呈指数衰减,而且其衰减速率与风速密切相关。风速越大,衰减速率越慢;风速越小,衰减速率越快。风沙运动一旦发生时,靠近沙床表面的沙粒浓度随风速变化很小,可以认为趋于稳定,达到最大值。     

城市土地利用对植被特征影响的研究

城市土地利用对植被的影响是城市生态学中研究的重要问题。简单综述了国内外在该领域中的研究现状。通过在北京市进行的研究，对城市植被的特点及其与土地利用的关系进行了分析，结论为：①藜科（Chenpodiac eae）和蓼科（Polygonac eae）植物种类数量相对增加，归化植物占的比例大是城市植物区系的特征；②与非城市区域相比，生活型谱中一二年生植物比例增高，属的区系地理成分构成中世界分布属所占比例也明显提高；③城市土地利用类型对生境和植物群落特征的影响明显；④生境多样化对维持城市植物物种多样性而言，比面积大小具有更为显著的作用。     

西北干旱半干旱区春小麦生长对气候变暖响应的区域差异

对分别位于西北特干旱、干旱、半干旱3种主要气候类型区的敦煌、武威（1981—2005年）、定西3个农业气象观测站(1986—2005）年的气候变化对春小麦各个物候期及其产量的影响进行分析，结果显示：不同台站的气候变化模式在时间和空间上都不同，武威和定西的气温增加而降水量减少，气候均呈现暖干化趋势，但前者的变化量大于后者。所不同的是敦煌站的气温和降水量都呈增加趋势。相关分析结果，一方面显示了在不同的气候类型区，影响春小麦生长的主导因子不同，影响敦煌、武威、定西3站春小麦生长期天数和产量的主导气象因子分别为≥0℃积温、日均温、降水量。另一方面也显示了同一气象因子对不同地区作物的影响程度、强度和方向都不同，日均温的增加对不同地区春小麦生长期的负效应表现为武威＞敦煌＞定西；≥0℃积温对春小麦生长期和产量的正效应表现为敦煌＞定西，对武威春小麦的生长期有正影响，而对产量有负影响；降水量对半干旱雨养农业区定西春小麦生长期和产量的正影响最大且极为显著（P＜0.01）；日照时数对不同地区春小麦整个生长期和产量的正影响敦煌＞定西＞武威。气候变化最终导致敦煌站春小麦的产量以8.8 g/（m2·a）的速率显著增加，武威、定西受气候暖干化的影响，春小麦产量分别下降0.3 g/（m2·a）、5.5 g/（m2·a）。造成这些差异的主要原因可能是各地的气候条件不同，其次是各地的栽培条件、田间管理（如灌溉、施肥、病虫害防治）等非气象因子的不同所致，各地作物的生长及产量形成都是气象因子和非气象因子共同作用的结果。 [HT5H]关〓键〓词：[HT5K]区域差异；响应；气候变暖；春小麦  [HT5H]中图分类号：P463.2;S162.5〓〓〓文献标识码：A[HT5SS][HK]     

氮素输入影响下淡水湿地碳过程变化

通过野外控制试验和室内培养试验研究了氮素输入对淡水沼泽湿地碳循环过程的影响。结果表明，氮素的输入能够提高沼泽湿地碳的生物累积，但过多的氮素输入则引起植物生产力的降低，并对常年积水沼泽湿地有机物质的分解有抑制作用。在非淹水条件下，氮素输入后有机物质的分解速率明显大于淹水条件，说明水文条件和氮素输入对枯落物的分解过程都有重要的影响，只是在不同环境条件下的响应存在一定的差异。氮素输入后，植物—土壤系统CO2排放量增大；但是，过多氮素输入后植物—土壤系统呼吸速率降低，这说明一定量的氮素输入可促进植物的生长和根的发育，对微生物的活性也有一定的影响，但过多的氮素输入则会对这些过程产生一定的抑制作用。氮素输入对土壤溶解有机碳（DOC）有明显的影响。氮素输入后，根层土壤DOC含量明显降低（P<0.05），不同土壤深度DOC的变化有一定的差异。     

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。     

火星探测器着陆区地貌环境特征初释

2个火星探测器着陆区均为平原地貌, 但形态特征、物质结构和动力过程都有明显差异。勇士号着陆区主要为风蚀区,而机遇号着陆区主要为风积区;前者为板状砾质平原,后者是基岩出露的波状砂质平原。可能常年有主风向,它们属于无表水环境下极干旱的风成地貌,缺少融冻过程,风化速度远低于地球环境。地貌结构与物质都证明,火星过去曾有液态水存在。限于着陆区环境及探测器功能,如果水存在于地下深部,这两个探测器很难发现。     

风沙动力与风沙工程学─—国外发展趋势和我们的任务

风沙动力与风沙工程学当前研究的热点─—主要反映在加深对风沙现象的理解、风沙灾害防治与资源开发三个方面出发，提出了我国在风沙运动力学、土壤风蚀、土地沙漠化的动力机制与过程、风沙地貌形成发育规律、风沙沉积学特征及其形成机制、沙尘暴形成机制以及风沙灾害防护工程技术原理等六个方面的研究建议。     

风沙动力与风沙工程学——国外发展趋势与研究对策

风沙动力与风沙工程学当前研究的热点－主要反映在加深对风沙现象的理解、风沙灾害防治与资源开发三个方面出发，提出了我国在风沙运动力学、土壤风蚀、土地沙漠化的动力机制与过程、风沙地形成发育规律、风沙沉积学特征及其形成机制、沙尘暴形成机制以及风沙灾害防护工程技术原理等六个方面的研究建议。     

The equilibrium gravel coverage of the deflated gobi above the Mogao Grottoes of Dunhuang, China

Blown sand has caused considerable damage to the Dunhuang Mogao Grottoes of China. Controlling the blown sand requires a clear understanding of the processes that govern its production and movement. Experiments were conducted in a wind tunnel and in the field to define the relationships between sand production and gravel coverage in the gobi above the Mogao Grottoes. The gravel that covers the gobi’s surface controls wind erosion, irrespective of its shape and size. The equilibrium coverage by gravel over which no further sand is emitted due to wind erosion increases and the equilibration time that is taken to form the equilibrium gravel coverage decreases with increasing wind velocity. Gravel coverage has reached an equilibrium state in the portion of the gobi directly above the grottoes, but decreases towards the Mingsha Mountains. Drifting sand from these mountains is the main source of sand damage at the Mogao Grottoes. If no additional sand from the mountains were supplied to the gobi, gravel pavements would reach an equilibrium level of coverage and prevent further production of blowing sand. Sand blown from the gobi represents secondary reactivation of sediments originally produced in the Mingsha Mountains. Therefore, to control the blowing sand above the Mogao Grottoes, emphasis should be placed on controlling erosion from the Mingsha Mountains rather than local erosion of sand in the gobi.     

密怀地区风沙化环境的成因及防治

潮白河流域密怀山前地区处于古北口－天竺东北信风带，自然和人为因素导致风沙化环境渐趋强烈，成为首都沙尘暴天气中就地起沙的源区之一。通过综合治理可以减轻沙尘污染程度，改善首都环境质量。     

典型城市环境空气中总悬浮颗粒物源项分析实例研究

采用回归分析和假设检验结合的方法,分采暖期和非采暖期对吉林省4个典型城市环境空气中总悬浮颗粒物和各类污染源中的无机组分进行了研究。结果表明:受体与污染源具有同源性。在采暖期,吉林市、白城市、通化市和四平市大气污染的主要来源是道路尘和土壤风沙尘,而建筑尘和煤灰对空气质量的影响较小;在非采暖期,4个城市的主要污染源分别是道路尘、土壤风沙尘和扬尘,而煤灰和建筑尘对4个城市空气质量的污染较小。研究结果有利于制定相应的大气颗粒物污染防治规划,以便提高污染防治的针对性、科学性和有效性,为大气污染防治规划提供科学依据。     

古尔班通古特沙漠工程地质问题--以输水工程为例

沙漠的工程地质问题随工程类型的不同而不同。本文以输水工程为例,概要地论述了沙漠工程地质问题。风沙危害是沙漠中带有普遍性的问题,频繁而强劲的风力和地表充足的砂粒为风沙危害提供了条件;砂土湿陷性主要与其密度大小有关,当砂的干密度达到1 64g cm3时,湿陷性系数均小于0 015,即可消除湿陷性;渗透变形的形式为流土,破坏临界比降为0 9～1 73,属抗渗能力低的细粒砂土;天然沙漠砂为不冻胀砂,当含水量≤18%时为不冻胀—弱冻胀砂,饱和时为冻胀砂;挖方形成的高边坡在风蚀作用下使坡面增长,裸砂面积加大,加剧对渠道的淤积。     

Air density effects on aeolian sand movement: Implications for sediment transport and sand control in regions with extreme altitudes or temperatures

Aeolian sand transport results from interactions between the ground surface and airflow. Previous research has focused on the effects on sand entrainment and mass transport of surface features and wind velocity, but the influence of air density, which strongly constrains airflow characteristics and the resulting sand flow, has not been widely considered. In the present study, entrainment, saltation characteristics and transport rates were examined at nine experimental sites ranging in elevation from ?154 m below sea‐level (Aiding Lake) to 5076 m above sea‐level (Tanggula Mountain pass on the Qinghai–Tibetan plateau). At each site, a portable wind tunnel and high‐speed camera system were set up, and the friction wind velocity, threshold friction velocity and sand flow structure were observed systematically. For a given volumetric airflow, lower air density increases the wind velocity. Low air density also creates a high threshold friction velocity. The Bagnold wind erosion threshold model remains valid, but the value of empirical parameter A decreased with decreasing air density and ranged from 0·10 to 0·07, the smallest values reported in the literature. For a given wind velocity, increased altitude reduced total sand transport and creeping, but the saltation rate and saltation height increased. The present results provide insights into the fundamental mechanisms of the initiation and transport of sand by wind in regions with an extreme temperature or altitude (for example, alpine deserts and low‐lying lake basins) or on other planets, including Mars. These results also provide theoretical support for improved sand‐control engineering measures. The data and empirical equations provided in this paper improve the ability to estimate threshold and transport conditions for wind‐blown sand.     

黄河中游岩土侵蚀问题及防治对策探讨

黄河中游出露地层岩性主要有古生界奥陶系碳酸盐岩、石炭系和二叠系碎屑岩;中生界三叠系砂泥岩、侏罗系砂泥岩和白垩系砂泥岩;新生界古近系砂泥岩、新近系(原为第三系)红土及第四系风积黄土和现代风积沙。第四系黄土厚度大,结构松散,遇水易解体,具湿陷性,是黄河中游粗泥砂的主要物源;第四系风积沙分布于黄河中游北部,亦是黄河中游粗泥砂的主要物源。岩土侵蚀类型有五:一是风力侵蚀—风沙侵蚀;二是降雨对谷坡面的面状冲刷—坡面侵蚀;三是地表径流对谷底的侧蚀—沟谷侵蚀;四是滑塌对谷坡坡体的破坏—重力侵蚀;五是潜蚀。并对不同侵蚀类型提出了不同的防治对策。