鄂尔多斯高原毛乌素沙地湖盆周缘植被与地下水关系研究

受气候变化和人类活动的两重影响,鄂尔多斯高原湖泊呈现不同程度的萎缩趋势,对本区的生态环境产生重大影响。在鄂尔多斯高原毛乌素沙漠腹地选择有代表性湖泊—布寨淖尔湖为研究区,在野外调查的基础上,选取典型剖面详细研究优势植被与地下水的关系,系统总结湖盆周缘地形地貌、包气带岩性结构、地下水水位埋深、水化学特征与植物类型和植被种群的关系,分析影响植被生态的主要因素,揭示湖盆周缘生态水文地质分带规律,划分4个生态水文地质区,提出湖盆周缘优势植被沙蒿(Artemisia)、沙柳(Salix psammophila)和苔草(Carex)的适生地下水位埋深。     

地下水浅埋条件下毛乌素沙地农田土壤水分动态特征

为揭示毛乌素沙地春玉米农田在地下水浅埋条件下土壤水分动态特征,本文进行了多年春玉米生长期内农田土壤含水率与地下水埋深监测.监测结果表明:毛乌素沙地种植区浅层土壤含水率随深度增加而变小,深层土壤含水率随深度增加而变大,在枯水年浅层和深层的分界线为50 cm;浅层土壤含水率变化主要受降雨、蒸发、灌溉等外界因素影响,含水率波...     

鄂尔多斯高原植被生态分区及其水文地质意义

保护生态环境是鄂尔多斯高原地下水可持续开发利用中亟待解决的问题。在查清植被生态群落分布特征的基础上,通过分析植被演替的自然驱动因素,将鄂尔多斯高原的植被生态划分为基岩台地植被生态水文地质区、沙盖基岩植被生态水文地质区、沙地植被生态水文地质区和滩地植被生态水文地质区。结果表明,气象和地形地貌控制着区内植被生态的总体分布格局,包气带和地下水因素控制着植被生态的演替,沙地植被生态和滩地植被生态的生长发育与地下水关系密切,是地下水开发时保护植被生态的靶区。     

干旱区植被盖度增加对降水入渗补给地下水的影响——试验研究与数值模拟

随着西北旱区生态恢复工程的实施,该区生态环境持续改善,植被盖度不断增加。但植被冠层截留与蒸腾耗水加剧了包气带水分的亏空程度,减小了降雨对地下水的补给。采用原位试验方法,分析了植被覆盖区和裸土区不同深度土壤水势的变化规律。结果表明,受蒸发和蒸腾的共同作用,植被覆盖区平均土壤水势（-74kPa）远低于裸土区（-16kPa）,且变化剧烈,土壤水以向上运动为主。而裸土区土壤水势高,变化小,40cm以下土壤水向下运移,因此可以持续补给地下水。采用Hydrus-1D软件进行了长序列土壤水数值模拟,定量分析了植被盖度增加与地下水补给的关系。数值模拟结果表明,在裸土条件下,降雨对地下水的补给量介于82~333mm/a之间,平均值为197mm/a,平均降水入渗补给系数为0.53。而在植被覆盖的情况下,地下水的补给量几乎为0。最后,从植被蒸腾耗水和冠层降水截留2个方面讨论了旱区植被盖度增加对降雨入渗补给地下水的影响,提出了旱区水与生态和谐发展的建议。     

中原油田石油污染地下水现状分析

根据油田开发过程中石油散落的途径,分析了石油对地表水和浅层地下水污染方式,通过化验采油区水样样品,确实了石油类物质如甲苯、p-二甲苯／m-二甲苯、1,3-二氯苯等的检出量。呼吁有关管理部们重视地下水石油对生态环境污染问题。     

地下水环境脆弱程度图编图方法研究

由于地下水的过量开采,导致地下水资源乃至地下水环境遭到不同程度的破坏,引起许多与其相关的生态环境问题.为此,本文引用地下水环境脆弱性概念,并以松嫩平原为例,采用先进的理论和方法,以包气带厚度、包气带渗透系数、地下水补给强度及地下水水力坡度等为定量化指标划分不同脆弱程度地区,编制了为统一协调资源与环境,优化开采提供依据的一种新的地下水环境脆弱程度图.     

基于植被结构分析法的生态植被与地下水关系研究——以鄂尔多斯盆地内蒙古能源基地为例

生态植被与地下水关系研究是干旱半干旱地区地下水合理开发利用的基础。以植被空间分布和地下水埋深为基础资料,本文尝试提出大尺度生态植被与地下水关系半定量化分析的新方法——植被结构分析法,并以鄂尔多斯盆地内蒙古能源基地为例进行了示范研究。利用植被结构图分析法,可在定量研究生态植被与地下水关系基础上,统计分析地下水开发后生态植被出现演替的临界水位,并预测生态植被的整体演化趋势。     

额济纳绿洲地下水动态与植被退化关系的研究

根据"九五"期间承担的原地质矿产部重点项目和科技部攻关项目的研究成果,对额济纳绿洲地下水动态和均衡特征进行了全面分析:近年来额济纳平原地下水补给量小于排泄量,含水层储量每年减少92.5×10\6m3,地下水处于负均衡状态;中深层地下水动态变化不显著,潜水动态变化复杂,水位普遍下降,部分地区降幅在2.0～3.0 m. 受地下水动态变化影响,绿洲区植被严重退化,胡杨林、柽柳林等地表植被大面积死亡,土地沙漠化加剧,绿洲的主要生态功能衰退. 在分析地下水动态变化对绿洲植被影响的基础上,提出了通过改变水资源利用方式,调整地下水动态,保护和恢复绿洲植被的途径和措施.     

毛乌素沙漠地震勘探历程及效果

总结陕西省煤田地质局物探测量队在毛乌素沙漠开展地震勘探攻关的三个阶段及各阶段取得的成果,认为该区虽然表浅层地震地质条件复杂,地震勘探难度较大,但勘探精度基本上可以达到解释5m断层的的精度。并以国家重大产业技术开发专项的依托工程,内蒙古鄂托克前旗新上海庙地区SZT井田三维地震勘探为例,对地震激发、接收技术进行改进,并采取精细静校、地表一致性振幅补偿等处理手段,结合多参数信息,进行资料精细解释。成果表明：依托工程野外原始资料甲级率达到70％以上,获得的三维数据体信噪比高,构造及煤层解释成果可靠、准确。     

风成沉积地层化学元素记录的毛乌素沙地气候变化

毛乌素沙地位于东亚季风边缘区,是研究全球气候变化和沙漠变迁的理想场所。选取沙地东缘风成砂/古土壤/湖沼相沉积序列,以常量化学元素含量及比值变化揭示了全新世的气候变化。结果表明：常量化学元素氧化物含量在全剖面上呈SiO₂ > Al₂O₃ > K₂O > Na₂O > Fe₂O₃ > MgO > CaO,且在不同沉积相中含量存在差异;常量化学元素氧化物与<63 μm粉黏组分及磁化率的相关性分析显示,Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO三者之间呈显著正相关性,且与粉黏组分、低频磁化率（X_lf）也呈显著正相关性,表明<63 μm粉黏组分、X_lf可以反映夏季风的强弱;全新世气候变化存在多次暖湿冷干波动,10.39 ka BP之前出现3次快速的气候颤动,表现为3层风成砂与3层湖沼相互层沉积,指示存在3次冬夏季风交替变化;10.39~9.34 ka BP、8.68~8.29 ka BP、2.72~1.34 ka BP为3次明显的冬季风势力增强、风沙活动加剧的相对冷干气候;在9.34~8.68 ka BP、8.29~2.72 ka BP、1.34~0.62 ka BP为3次明显的夏季风盛行、降水增多、生草成壤的相对暖湿气候;0.62 ka BP之后与现代气候状况相近。化学元素及其比值反映出毛乌素沙地具有千百年尺度的气候波动,并与北半球其他地区气候变化有着良好的对比。     

全新世以来毛乌素沙地东南缘成壤环境演变研究——以榆林镇北台为例

古土壤是重建古环境重要的信息源。毛乌素沙地东南缘的古土壤在发育程度上尚未有明确解释。陕西省榆林市的镇北台地区位于毛乌素沙地东南边缘,对气候响应敏感。本文选取厚度为524 cm的镇北台（ZBT）剖面,按照古土壤2 cm、风成砂5 cm的间隔共采集古土壤样品156个,风成砂样品58个。基于6个AMS¹⁴C和3个OSL年代样品,推测剖面古土壤底部年龄为10 cal.ka B. P.,顶部年龄为3.2 cal.ka B. P.;并结合土壤微形态特征,对镇北台剖面沉积物中常量元素特征与成壤强度进行分析探讨。结果表明,镇北台（ZBT）剖面常量元素组成以SiO₂、Al₂O₃和Na₂O为主。CIA指数指示剖面处于脱Ca、Na为主的初级风化阶段,反映了毛乌素沙地东南缘全新世以来可能以相对干旱的气候环境为主,风化成壤作用较弱,但其中也不乏幅度较小的冷暖气候旋回。土壤微形态特征也表明ZBT剖面风化程度较弱,主要矿物由石英、长石、云母和岩屑矿物构成,可见胶结物和泥岩岩屑等土壤形成物。其成壤强度变化与化学元素特征表现一致：10.0~8.1 cal.ka B. P.左右,成壤较弱,气候向暖湿转变;6.9 cal.ka B. P.左右,成壤作用稍有加强;5.5~3.7 cal.ka B. P.左右,成壤作用最强,气候相对暖湿,化学、生物风化加强,但此阶段具有明显的不稳定性

     

Geochemical characteristics of Holocene aeolian deposits and their environmental significance in the Mu Us Desert,northern China

This paper addresses the surface and Holocene aeolian deposits in the southeastern Mu Us Desert, N. China, systematically analysing the evolution of the geochemical characteristics of aeolian sand–palaeosol sequences and their environmental significance. Our results indicate that the geochemical components of the Holocene aeolian deposits and surface deposits had the similar material sources, sediment transport and deposition processes in the study region, which were dominated by SiO₂, Al₂O₃, and Na₂O. In the weathering process of the Jinjie (JJ) profile, the Na, K, and Si presented the slight leaching and migration in general, while the other elements were relatively accumulated. The Holocene aeolian deposits and surface deposits incurred weaker geochemical weathering under cold and dry conditions and were only weakly leached, which implies a relatively arid environment in the Holocene epoch and the modern era. The weathering degree was controlled by the regional temperature and precipitation, and was probably more sensitive to the precipitation changes. In the sedimentary profile, the geochemical parameters and migration of elements demonstrated that there have been several alternating warm–wet and cold–dry intervals in the Mu Us Desert in the Holocene epoch; there were relatively warm and wet conditions prior to 4.6 ka, and it has been cold and dry since then. Six millennial‐scale dry events were recorded during the Holocene, which were not only accordant with the history of palaeoclimatic changes in the different latitudes and archives of the Northern Hemisphere, but also correspond to the millennial‐scale variation of cosmic radiation and solar activity during that period. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

微量元素记录的毛乌素沙漠全新世气候波动--以萨拉乌苏流域DGS1层段为例

选取毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域具有代表性的滴哨沟湾剖面全新统(DGS1层段),结合微量元素与测年分析结果,探讨了该地全新世千年尺度的气候波动.结果表明,P、V、Cu、Zn、Sr、Ni、As、Cr、Pb属于易迁移-较稳定元素,其含量在沉积相中主要呈现为古土壤< 沙丘砂 <湖沼相,Co、Rb、Nb、Ba、Cl、Zr属于稳定-惰性元素,主要呈现为古土壤 >沙丘砂 >湖沼相,说明沙丘砂是冬季风主导下的沉积,古土壤和湖沼相是夏季风主导下的沉积.以Rb和Sr两种元素在垂向上峰谷交替的变化特征为依据,将DGS1记录的全新世气候分为升温期(11 000~10 130 a B.P.)、大暖期(10 130~6 590 a B.P.)、降温期(6 590~3 760 a B.P.)和寒冷期(3 760~0 a B.P.)四个阶段,这与国内外的相关研究结果一致,表明萨拉乌苏河流域全新世的气候变化是全球环境变化影响下的结果.     

毛乌素沙地风沙滩区降水入渗响应研究

为研究毛乌素沙地地下水浅埋区降水入渗补给滞后响应时间,确定补给滞后的影响因素,为该地水文生态保护与地下水资源评价提供科学依据,以陕北毛乌素沙地风沙滩区为研究区,基于原位试验数据和相关分析法,分析土壤含水率和地下水位对降水入渗的响应机制,运用土壤水均衡分析探讨降水入渗响应与各影响因素的关系式。结果表明,小雨型降水土壤含水率响应深度为0~10cm,中雨型为10~90cm,大雨型与暴雨型均>90cm。最大响应深度z与降水量P显著线性相关。在地下水位一定的前提下,随着前期累计降水增大,当前降水入渗响应深度也增大,前期累计降水对当前降水入渗的影响时段在144 h以内。雨后土壤水分与地下水补给均存在滞后。入渗响应滞后时间与土壤深度呈正比,与降水强度和土壤初始导水率的差成反比。     

The Role of Groundwater in the Salt Lakes in the Badain Jaran Desert,China

正The Badain Jaran Desert is the second largest desert in China with tallest sand dunes on the earth.In contrast to the extremely dry climate,there are about 100 lakes spreading regularly over the depressions among high     

毛乌素沙地全新世地层粒度组成特征及古气候意义

分析结果显示,毛乌素沙地粒度自西北至东南逐渐变细、磁化率值逐渐变大。这一规律不仅表现在地表,而且在不同地点同一层位也有明显反映。说明了毛乌素沙地的形成过程与东亚季风联系密切。就所选剖面分析来看,本区在更新世晚期及全新世早期气候比较寒冷干燥,东亚冬季风影响较明显,此时为堆积成沙期,自北至南堆积的砂粒渐细,砂层渐薄;全新世中期气候温暖湿润,东亚夏季风影响显著,此时为较明显的成壤期,表现在自北至南普遍可见发育较好的黑垆土层,且南部的成壤作用比北部好,土壤的厚度也大;全新世晚期至今,气候向干冷的方向转化,但变化幅度远小于末次冰期     

陕北统万城地区历史自然景观及毛乌素沙漠迁移速率

十六国时期夏国都城--统万城位于陕西省靖边 县城北无定河北岸,今天的自然景观属 于沙漠,仅存稀疏的次生灌丛和草本群落。但是,在约1600年以前,当地为温带干草原, 在塬面或山丘上分布有侧柏林,沟谷、河岸边生长喜温湿的乔木,河流、湖泊、沼泽中水生 植物繁盛,在丘间低洼处或盐碱土上分布有灌木和草本植物。当时该地区的年平均温度为7 8℃～9.3℃,最热月平均温度23.0℃～24.9℃,最冷月平均温度-12℃～-5.6℃,年 较差285℃～38.2℃,年 降雨量403.4～550.0 mm,最大月降雨量83.8～123.9 mm,最小月降雨量为4.4～1 2.2 mm。 当时的年平均温度比现在高出0.2℃～0.7℃,年降雨量也高出60～100 mm。如此的历史景 观今天 已经向南迁移,侧柏林或森林草原退缩至延安以南。在此近 1600年的时间里,毛乌素沙漠 分布范围不断扩大,其南部边缘推进了约200 km,推测沙漠扩展的速率达到平均125 m/ a。     

末次冰期毛乌素沙地湖泊消涨过程:沉积证据

毛乌素沙地位于东亚季风边缘区,对于气候变化响应敏感。基于沙地的侵蚀-堆积关系,在侵蚀作用为主的沙地西北部和中部很难找到沉积相对连续且分辨率较高的地层剖面,因此已有的末次冰期古气候环境研究多集中于堆积作用为主的沙地东南缘的萨拉乌苏河河谷地区。本文选取位于沙地腹地,厚度为3.5 m的风成砂-河湖相沉积序列——神水台（SSTG）剖面为研究对象,基于AMS¹⁴C和OSL年代数据,推测得出剖面中湖相层的上界和下界分别为约24.2 ka B.P.和42.7 ka B.P.,依据沉积地层和环境代用指标分析结果,针对末次冰期毛乌素沙地湖泊消涨的一般过程进行了探讨。结果表明,自约5万年以来,由神水台（SSTG）剖面指示了两次明显的湖泊主要发育期,时间分别约为42.7~34.3 ka B.P.和31.1~24.2 ka B.P.,期间粘土含量、有机质、红度均表现为低值,为含淡水螺壳化石的典型湖泊相沉积,且与毛乌素沙地已有湖泊发育的年代结果基本一致。在两期湖相层之间的砂层,平均粒径、砂含量表现为峰值,指示了一次明显的湖泊消退的过程,其时间约为34.3~31.1 ka B.P.;在湖相层上下可能均为风力作用为主导的风沙沉积。通过区域对比并初步探讨其可能的驱动机制,结果表明SSTG剖面记录的湖泊消涨过程主要受控于东亚季风强度的变化。