沙漠人工植被和流动沙丘的小气候特征观测研究

本文利用１９９２年８月在中国科学院沙坡头治沙试验研究站沙漠人工植被防护体系和流动沙丘下垫面近地面层的微气象观测资料，分析了其小气候特征，效应的物理机制及实际和理论意义。     

中国干旱沙区的生态重建与恢复:沙坡头站60年重要研究进展综述

中国科学院沙坡头沙漠研究试验站建站60年来,服务于国家需求,推动了沙漠科学的发展。在沙害治理、沙漠生态重建与恢复、荒漠生态系统长期生态学、沙地生态水文学\,人工植被稳定性及干旱胁迫生理生态学方面取得了重要进展\.解决了在降水量小于200 mm的干旱沙漠地区植被建设的关键技术,证实了通过人为促进生态恢复是可行的,创造了人类活动(治理和利用)与沙漠自然和谐持续发展的模式;探讨了干旱沙区土壤水循环的植被调控机理,提出了生态恢复的关键技术及其应用模式;理论上探明了人工植被稳定性维持的生态学机理,提出了荒漠系统生态恢复的理论模型;揭示了荒漠生态系统碳、氮循环及其对环境因子的响应;引领了生物土壤结皮的生理生态功能及其水文学研究;拓展了干旱逆境生理生态学的研究。沙坡头站已成为国际沙漠科学与荒漠长期生态学研究的重要平台。     

包兰铁路沙坡头地段铁路防沙体系的建立及其效益

沙坡头地段位于腾格里沙漠东南缘,包兰铁路沿线,属草原化荒漠带。在这严酷的条件下不灌溉的人工植物固沙及铁路防护,能否成功成为多年争论的问题。 沙坡头沙漠科学研究站与铁路单位合作30余年;建立了200毫米以下年降水量人工植物固定流沙的典型区;开创了草原化荒漠带治理沙漠的研究站;总结出"以固为主,固阻结合"的铁路防沙体系及措施。为沙区修筑铁路提出了效益显著、易于推广的示范区;成为国际治沙合作和国内外学术交流的基地。     

腾格里沙漠沙坡头地区固沙植被对生物多样性恢复的长期影响

地处腾格里沙漠东南缘的沙坡头人工固沙植被始建于1956年,46 a来不仅确保了包兰铁路沙漠地段的畅通无阻,而且对区域生态环境的恢复产生了巨大的影响,成为我国干旱沙漠地区交通干线荒漠化防治与生态恢复的成功模式。长期定位监测结果表明:人工固沙植被建立4~5 a后,沙丘表面物理结构初步得到稳定,并由大气降尘形成的无机土壤结皮逐渐演变形成土壤微生物结皮。荒漠藻类、苔藓和地衣等隐花植物在结皮层中得到了大量的繁衍:固沙植被建立46 a后出现藻类24种;苔藓仅有5 种,少于天然固定沙丘结皮上的种类,此外,地衣也在植被区发现,这说明固定沙丘景观逐渐趋于稳定的状态;相对于流沙区,固沙植被区近地面风速降低了 40%,土壤有机质含量增加了60%,其中氮、磷、钾等荒漠生态系统主要限制养分因子及土壤理化性质得到了改善,沙丘表层成土过程明显;土壤水分循环的时空变异驱动了植被的演变,为大量的草本的侵入和定居创造了条件;此外,对鸟类、昆虫和土壤动物及荒漠动物的生存产生了积极的影响。46 a后,固沙植被区共有鸟类 28 种,昆虫 50 种,动物 23种。生物多样性的恢复使原有的相对单一的固沙植被演变成一个结构、组成和功能相对复杂的荒漠生态系统。沙坡头地区生态环境在人为促进下的恢复为我国西部生态建设提供了科学依据。     

考虑生物结皮影响的陆气湍流模式研究

在以前工作基础上,针对腾格里沙漠人工植被区陆气水热传输过程,提出了一个多层陆气耦合模式.特别给出了导水率的计算模型和修正后的根系吸水模式,考虑了结皮层对土壤水分入渗的影响以及植被演化的过程.陆面过程耦合模式分别对大气、植被、土壤作多层划分,以助于细致了解沿高度分布的各物理量.同时,利用本模式对中国科学院沙坡头沙漠站人工植被区陆气水热交换过程进行了数值模拟,模拟结果与实测值吻合较好,可为当地合理利用水热资源和沙漠治理提供科学依据.     

沙漠型景区游步道沿线生态环境对踩踏干扰的响应

植被是沙漠景区水土保持和防风固沙的重要屏障。选取宁夏沙坡头和黄沙古渡景区,采用既成事实法就景区游步道沿线生态环境对踩踏干扰的响应进行调查研究。结果表明:①自然状态下,踩踏干扰主要集中在道路边缘4 m范围内,但不同性质道路差异较大;②采用地表覆盖物响应指数来衡量道路沿线生态环境响应程度,在道路边缘1 m范围内各调查样区受冲击均达到非常严重的程度,只有沙坡头北区沙漠栈道调查路段地表覆盖物响应指数值全部在44.9%以下,属于中等-轻微程度干扰,这是由于栈道两侧木栏作用明显;③游客对游步道沿线沙漠植被盖度可接受改变限度为16.4%,沙漠植被覆盖率应在此水平以下,其中沙坡头北区沙漠栈道两侧植被盖度达到了难以接受程度,说明游客在沙漠中的空旷、苍凉的体验需求与沙漠生态治理之间是天然的难以调和的对立体;④游步道沿线生态环境响应强弱与道路坡度、边坡坡度、游步道两侧生态系统以及游步道宽度具有一定相关性。研究结果也表明,目前游客踩踏干扰已对沙漠景区道路沿线生态环境以及游客游憩体验产生了一定的负面影响。研究对沙漠景区景观和游步道设计、规范游客行为、建立沙漠景区环境容量预警机制、实现宁夏沙漠旅游可持续发展具有指导价值。     

沙坡头沙漠科研30周年学术报告会动态

1985年8月7日至9日,中国科学院兰州沙漠研究所在宁夏中卫县沙坡头举行了"沙坡头沙漠科研30周年学术报告会"。参加这次会议的代表共78人,其中有长期从事沙漠科学研究的科技工作者,也有一直关心和支持沙坡头沙漠研究事业的各级领导。     

沙坡头沙地人工植被的群落学特征

本文论述了包兰铁路沙坡头地段铁路北沙地人工植被的种类组成、结构及动态。根据预测, 如果人工植被试验区象目前这样继续封禁下去, 再过20年, 地面固定较好, 人工栽植地段的花棒、柠条以及目前能够天然下种进行更新的油蒿, 都会先后从人工植被试验区退出。作者对进一步深入研究这一工作还提出了几点建议。     

沙坡头人工植被区中的油蒿种群动态与稳定性

利用种群生态学中的年龄结构、静态生命表和种群动态指数对沙坡头包兰铁路北侧1964年和1981年沙地人工植被区中的油蒿种群结构动态进行分析,发现1981年区和1964年区的油蒿种群都属于增长型,但1981年区的增长性大于1964年区,也就是说,随着人工植被建立的时间延长,油蒿种群结构由快增长型转向慢增长型.因此,沙地中的油蒿种群的动态趋势是由快增长向慢增长,以及衰退方向演变,最终有从人工植被区中消失的趋势.同时,油蒿种群结构的增长型是油蒿能长期存在的种群生态学原因,是它具有适应干旱、半干旱区的沙地生境的生物学特性所决定的.     

“三北”地区治沙讲习班在沙坡头

为总结三十多年来,特别是三北防护林体系建设第一期工程以来的治沙经验和科研成果,交流国内外沙漠、沙漠化防治的信息,提高三北地区治按科研、生产第一线工作者的理论水平,由中国地理学会沙漠分会和宁夏林学会,在中国科学院兰州沙漠研究所沙坡头沙漠科学研究站联合举办的“三北地区治沙讲习班”,历时四十天,于今年元月五日结束。     

不同固沙区结皮中微生物生物量和数量的比较研究

沙地生态系统是温带干旱区、半干旱区的重要草地类型, 沙地的稳定性是生态系统健康的重要条件。在中国科学院沙坡头沙漠试验研究站, 笔者对不同程度固沙区结皮和流动沙丘表层中的微生物生物量和数量进行了比较研究。结果表明: 自然和人工植被固沙区结皮及流沙表层的微生物数量分布不同, 细菌数量比真菌和放线菌数量多数百倍, 在所有微生物类群中, 细菌数量最大, 微生物总数的变化取决于好气性细菌数量的多少, 但生物量却与之不同。在不同程度固沙区结皮中, 微生物生物量大小依次排列为: 自然植被区>1956年人工植被区>1964年人工植被区>1982年人工植被区>流沙区, 微生物生物量在自然植被固沙区中最多, 分别是1956年、1964年、1982年人工植被固沙区和流沙区的2.63、4.17、9.25和44.29倍, 表明微生物生物量随人工植被的栽植年代增加而增大, 在流动沙丘中最小, 而菌丝生物量方面是1956年人工植被固沙区已与自然植被固沙区十分接近。微生物生物量和数量与沙丘固定程度、人工植被栽植年代、结皮厚度、苔藓种类等均呈正相关, 人工植被栽植年代越长, 结皮越厚、微生物生物量和数量也越大。在不同年代人工植被固沙区结皮中, 微生物生物量和数量与相对稳定的自然植被固沙区相比, 仍未达到稳定状态。     

腾格里沙漠东南缘沙坡头地区流沙治理后地表形态的变化

地表形态变化是沙漠化发生发展及其逆转过程的最基本指征.本文研究了沙坡头地区格状沙丘治理后这一变化的逆转特征,揭示了以半隐蔽式麦草沙障(草方格)和以人工植被为主体的综合防治体系内地表过程的强度对其影响因素的分析表明,这种地表形态变化是在自然因素基础上深受人为治理措施影响的系统变化过程。     

沙坡头沙漠试验研究站荣获全国绿化委员会、国家人事部、国家林业局“全国防沙治沙先进集体奖”

在 2 0 0 2年 6月 1 7日联合国荒漠化防治日 ,沙坡头沙漠试验研究站被全国绿化委员会、国家人事部和国家林业局授予“全国防沙治沙先进集体奖” ,它将极大的鼓励全站科研工作者进一步宏扬为沙漠科学事业的献身精神 ,发扬老一辈科学家艰苦奋斗的创业精神 ,不断求实、创新 ,为沙漠治理和西部生态环境的建设做出新的贡献。被国内外学者赞誉为“世界沙都”和“沙漠明珠”的中国科学院沙坡头沙漠试验研究站是新中国成立后 ,中央政府从开发和建设大西北的战略出发 ,在 2 0世纪 50年代制定了修筑包兰铁路的宏伟蓝图 ,中央的决定召唤了一大批风华正…     

沙漠化及其防治

P425．6 2007021157沙坡头铁路防护体系内风沙沉积的粒度特征=Grain-size characteristics of aeolian deposits in the shelterbelt of railway at Shapotou/张春来,邹学勇…//地理研究．—2007,26(1)．—75～82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     

沙漠化逆转过程的耗散理论应用

用耗散结构理论探讨了沙漠化逆转过程的时间序列和空间结构,论述了沙漠化逆转过程中的“涨落”现象、耗散结构的形成及非平衡相变的发生。指出属于开放系统的沙漠化逆转过程表现为时间序列的有序和空间结构的无序,是多重耗散结构下的从无序到有序的过程,并在特定的条件下具有自我调控的组织能力。熵增代表着沙漠化过程,负熵增代表着沙漠化逆转过程。这对研究沙漠化过程的平衡稳定有序与非平衡稳定有序的关系,恶化与逆转、单因素与综合、部分与整体的关系提供了新的理论武器,并认为耗散结构理论的思想有助于建立一门有关“过程”的沙漠生态学,以丰富沙漠化研究的理论意义。     

不同下垫面沙通量估算——以策勒绿洲—沙漠过渡带为例

通过对研究区域风速和沙通量的实测数据,分析了策勒绿洲—沙漠过渡带上流动沙地、半流动沙地和固定沙地下垫面风沙活动参数,并进行了不同下垫面模型的推导与验证。研究结果表明:(1)空气动力学粗糙度受到地表植被盖度和风速的共同影响,流动沙漠起沙后,空气动力学粗糙度随风速的增大而升高,半流动沙漠和固定沙漠空气动力学粗糙度随风速的增大而降低,空气动力学粗糙度随地表植被盖度和植被高度等的增大而升高。(2)策勒绿洲—沙漠过渡带流动沙漠、半流动沙漠、固定沙漠的沙通量模型利用Bagnold模型与实际沙通量校正后确定,流动沙漠、半固定沙漠、固定沙漠的幂值分别为3.65、3.57、2.92,B值分别为4.33×10~(-11)、6.27×10~(-11)、2.61×10~(-9)。(3)2014年3~9月,策勒绿洲沙漠过渡带流动沙漠、半流动沙漠(植被盖度约为10%)、固定沙漠(植被盖度约为40%)的输沙通量分别为5 679.4 kg·m~(-1)、1 033 kg·m~(-1)和176.2 kg·m~(-1),植被对下垫面沙通量的影响显著,半流动沙漠的沙通量为流动沙漠的18.2%,固定沙漠沙通量占流动沙漠沙通量的3%。     

不同下垫面沙通量估算——以策勒绿洲—沙漠过渡带为例北大核心CSCD

通过对研究区域风速和沙通量的实测数据,分析了策勒绿洲—沙漠过渡带上流动沙地、半流动沙地和固定沙地下垫面风沙活动参数,并进行了不同下垫面模型的推导与验证。研究结果表明:(1)空气动力学粗糙度受到地表植被盖度和风速的共同影响,流动沙漠起沙后,空气动力学粗糙度随风速的增大而升高,半流动沙漠和固定沙漠空气动力学粗糙度随风速的增大而降低,空气动力学粗糙度随地表植被盖度和植被高度等的增大而升高。(2)策勒绿洲—沙漠过渡带流动沙漠、半流动沙漠、固定沙漠的沙通量模型利用Bagnold模型与实际沙通量校正后确定,流动沙漠、半固定沙漠、固定沙漠的幂值分别为3.65、3.57、2.92,B值分别为4.33×10^(-11)、6.27×10^(-11)、2.61×10^(-9)。(3)2014年3~9月,策勒绿洲沙漠过渡带流动沙漠、半流动沙漠(植被盖度约为10%)、固定沙漠(植被盖度约为40%)的输沙通量分别为5 679.4 kg·m^(-1)、1 033 kg·m^(-1)和176.2 kg·m^(-1),植被对下垫面沙通量的影响显著,半流动沙漠的沙通量为流动沙漠的18.2%,固定沙漠沙通量占流动沙漠沙通量的3%。     

沙坡头昆虫区系初步研究

本项研究根据昆虫的生境, 把沙坡头昆虫区系分为流沙区(S区), 沙地人工植被区(M区)和沙地农业改良利用区(A区)。S区以拟步甲科(Tenebrionidae)昆虫为优势种; M区以象甲科(Curculionidae)、螟蛾科(Pyralidae)、草蛉科(Chrysopidae)、和蝗科(Acridiidae)等多科昆虫为特征; A区以金龟甲科(Scarabaeidae)等多科农业昆虫为优势种。分析沙坡头昆虫区系组成, 灰斑古毒蛾(Orgyia ercae)有大发生现象, 但其寄主——花棒(Hedysarum scoparium)在人工植被演替过程中的地位已不重要, 所以沙坡头昆虫区系的指示作用表明, 控制花棒在人工植被中的发展就可以达到昆虫区系改造的目的。     

中国地理学会沙漠分会成立30周年学术讨论会在烟台召开

"中国地理学会沙漠分会成立30周年暨纪念钱学森‘沙产业理论'学术讨论会"于2010年7月30～31日在山东省烟台市鲁东大学召开.会议由中国地理学会主办,沙漠分会承办,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室和内陆河流域生态水文重点实验室、沙坡头沙漠试验研究站、奈曼沙漠化研究站、临泽内陆河流域研究站以及鲁东大学地理与规划学院和生命科学学院协办.     

包兰铁路沙坡头段防护体系研究综述

包兰铁路是中国第一条穿越沙漠的铁路,其中沙坡头段风沙危害最严重,防护体系对铁路的建设和安全运营至关重要.在综合分析相关文献的基础上,从研究区防沙措施及效果、防护体系结构特征、合理宽度设计等方面,总结了 60余年来包兰铁路沙坡头段防护体系的研究成果,并指出防护体系当前存在的问题(生态环境脆弱,局部地段土壤水分条件恶化、人...