沙坡头人工植被固沙区天然降水的入渗和分配研究

土壤、植被冠层与大气界面间(SVAT)物质传输过程日益成为水文学研究最感兴趣的领域,降水量的迁移与转换是非灌溉区SVAT主要的物质传输过程.干旱半干旱区稀疏灌丛蒸散量占降水量的90%以上,因此对降水入渗与水分在土壤内植物根际区再分配的研究显得十分重要.试验于2001年8月17日至9月30日在中国科学院沙坡头试验站进行,主要观测人工植被荒漠灌木柠条(Caragana korshinskii) 灌丛固定沙丘降水入渗与再分配过程.结果表明:在7次不连续降水过程中,土壤入渗深度与降水强度呈简单线性相关关系,土壤入渗速率约为降水强度的10倍.当次降水过程中降水强度小于0.46 mmh-1时,土壤入渗速率约为0 cm*h-1,此时的降水对沙区土壤基本上没有水分补给作用.受荒漠灌木柠条根系吸水作用的影响,其根系密集剖面深度40～140 cm内降水水分入渗积累不明显.降水入渗速率及入渗深度受土壤剖面初始含水率多寡而变化,干燥土壤剖面有助于提高瞬时入渗速率.降水以后随着时间的推移,人工固沙区微环境内空气温度、湿度等气象条件适宜,柠条生长进入相对旺盛阶段,其根系密集层140 cm深度处土壤含水率在总体上下降的过程中,表现出昼消夜长的趋势,试验期间翌日 8:00时土壤含水率值略高于前一日20:00时水分值 0.1%～0.3%.     

人工固沙区一年生植物小画眉草种群异速生长动态研究

通过对沙坡头人工固沙区一年生植物4 a的连续观测,我们得到对于一年生植物来讲水分竞争是个体分异的根本原因,种群中个体间的竞争主要是对有限水分的争夺.随着水分梯度的变化,小画眉草种群从一开始的没有竞争到为有限水分而发生的根系竞争.水分条件的暂时好转,个体又把大量能量用于建造茎杆、枝叶等支持组织,光竞争能力随之加强.发育出较多浅层须根系用于在降雨季节迅速吸收降水是一年生植物非常有利的一个竞争手段.     

沙坡头没蒿和柠条叶片δ13C 和 N 含量的季节变化特征

通过对腾格里沙漠东南缘沙坡头人工固沙区油蒿和柠条叶片稳定碳同位素分辨率（△）和N 含量的测定，研究了不同种植方式下油蒿和柠条叶片△ 和 N 含量的季节变化及其关系。结果表明：在不同种植方式下，两种植物的△ 与 N 含量在不同月份之间均存在显著差异。油蒿叶片 △ 极显著高于柠条的：在不同种植方式下，油蒿单种下 △ 显著高于混种，柠条则反之。 油蒿叶片 N 含量极显著低于柠条的：不同种植方式下柠条叶片 N 含量无显著差异，而单种油蒿叶片 N 含量则显著低于混种。在 △ 与 N 含量的关系中，柠条叶片 △ 与 N 在两种生境、单种和混种下均极显著正相关，雨明柠条叶片 N 含量可以作为其 △ 与 N 含量的季节变化及其关系在不同微生境有所差异。     

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0.147 cm/a左右;背风坡和丘间地平均堆积速率大于0.588cm/a。     

包兰铁路沙坡头段不同编制结构的枝条阻沙栅栏防护效应风洞模拟

对包兰铁路沙坡头段枝条阻沙栅栏流场结构进行风洞模拟试验。结果表明:气流在经过横向、竖向阻沙栅栏时均出现了明显的流速分区。气流在经过阻沙栅栏时速度会减弱,但是竖向枝条阻沙栅栏的综合阻风防沙效果明显优于横向阻沙栅栏,同时竖向枝条阻沙栅栏制作上具有工序简单、原材料广泛及不受枝条长度限制的特性,因此,在防沙治沙应用中,竖向枝条阻沙栅栏更适合推广。虽然孔隙度是阻沙栅栏设计的重要技术参数,但栅栏结构对风沙流场产生直接影响,是决定着其对风沙活动防护效应高低的关键因子。     

沙坡头降水特点分析

沙坡头地区降水稀少, 多年平均降水仅186.6mm, 且分布不均。平均降水年变率为27%, 易形成干旱。因此, 在流沙固定中应加强机械固沙措施的研究和抗旱植物品种的培育和引进。     

怀念我们的老师李鸣冈研究员

李老离开我们一年了,我们作为他的学生,对他的爱国主义和献身于我国沙漠事业的革命精神,犹历历在目,今天我们更加怀念他。     

沙漠型旅游区体验项目承载力研究——以宁夏沙坡头景区为例

沙漠型旅游区依藉独具特色的自然景观资源而开发出的丰富多彩的体验项目已成为沙漠旅游最大的亮点和核心吸引物。但随着游客的快速增加,沙漠生态环境、游憩设施等受到较大冲击甚至突破容量极限,从而导致游客体验质量下降,影响到沙漠旅游的可持续发展。鉴于此,以宁夏典型沙漠型景区沙坡头为例,以最受游客欢迎的滑沙、黄河飞索、皮筏漂流、沙海冲浪和骆驼骑行等5类体验项目为研究对象,分别从资源本体及游客体验感知角度对承载力进行评估。结果表明：（1）各类项目实际游客接待量已接近或超过设施承载力上限,远高于游客体验最佳时的承载力水平;（2）限制不同类型项目承载力的关键因子有所差异;（3）游客体验承载力往往低于项目设施承载力水平。根据测评结果找出每类项目承载力的关键限制因子,并基于现有游客量预测了部分项目的可扩展承载力。     

腾格里沙漠东南缘风沙活动动力条件分析——以沙坡头地区为例

利用腾格里沙漠周边气象站的观测资料,结合风沙活动规律及其环境特征,以沙坡头地区为重点研究对象,详细分析了沙漠东南缘风沙活动动力特征.研究区风况具有明显的方向性和季节性变化,主要有来自沙漠外围的西北风、东北风和东南风.西部边缘以西北风为主,东部还受来自阿拉善高原的北风和东南风的影响.冬季盛行西北风,夏季短暂时期盛行东北风.另外,利用沙坡头站1980-2000年风速自记资料(数据采集时间间隔为10分钟),对起沙风况和输沙势进行了详细的统计和计算.从全年起沙风玫瑰分布来看,大于起沙风的主风向频率可分为3组,即多年平均的主风向为W-NNW,次主风向为NE-E,再者为WSW-S.多年平均输沙势DP为358.7 VU.风能属于中能环境(200～399 VU).多年平均方向变率(RDP/DP)值为0.46,属于中比率.年均合成输沙势RDP为164.42 VU,集中分布在130～200 VU范围内.年均合成输沙方向RDD为134.19°.     

宁夏沙坡头沙漠扩张的时代:来自黄河阶地光释光年龄证据

由于新构造运动作用,宁夏沙坡头地区从早更新世以来发育了多达9级的黄河阶地.在高阶地上部发育非水相结构的黄色粉砂-砂沉积物.光释光测年结果最老为74ka,大部分年龄处于末次冰期的早期.这与黄河阶地的形成时代不一致,推断这些沙沉积物并不是与阶地同时形成的,而是末次冰期干冷环境下的风成物质.这些风成沙沉降到阶地面后,进入以砾石为主的黄河阶地堆积物而保存下来,可能指示了腾格里沙漠东南缘沙漠在末次冰期干冷气候背景下的扩张.本研究提供了在末次冰期气候干冷背景下腾格里沙漠扩张和风沙活动增强的直接证据.