风蚀事件中农田土壤PM10释放特征

地表风蚀导致的粉尘释放涉及全球变化研究的热点。自然条件下对粉尘释放的观测可以为风洞试验结果提供验证并为开发预测模型提供数据支撑与关键参数。本研究在河北坝上风蚀区,通过观测风蚀事件中农田近地表PM₁₀浓度、垂直通量与流失通量,以及风速和风沙流强度的变化,探讨农田风蚀过程中的粉尘释放特征。结果表明：地表风蚀释尘对近地表粉尘浓度的影响随高度增大而逐渐减弱,各高度的粉尘浓度变化趋势与摩阻风速、输沙率变化趋势相同;粉尘垂直通量和流失通量与摩阻风速呈幂函数关系,与输沙率呈线性关系;农田土壤跃移颗粒的轰击效率α数量级为10^-7m^-1。     

中国北方农牧交错带土壤风蚀时空分布

土壤风蚀是干旱、半干旱地区土壤退化的主要过程,定量评价土壤风蚀是分析土壤退化的重要手段。中国北方农牧交错带是土壤风蚀的典型治理区。采用张春来风蚀预报经验模型,以半月为步长,计算中国北方农牧交错带2000-2012年的土壤风蚀模数。结果表明：中国北方农牧交错带的土壤风蚀状况整体有好转;沙地的土壤风蚀最严重,农田次之,草地的土壤风蚀最低;土地利用方式、风速和植被盖度均对土壤风蚀有一定的影响。     

中国北方农牧交错带鄂尔多斯高原段土壤表层粒度特征

土壤粒度是描述土壤性质的重要参数,研究农牧交错带土壤表层粒度对土壤质量和沙化程度评价具有科学意义。对不同沉积物类型及土地利用方式土壤表层(0~5 cm深度)粒度进行分析。结果表明:(1)沙黄土、覆沙黄土残积物、风化残积物中粉粒最多,其次为极细砂和细砂,这3个粒级含量之和表现为沙黄土(96.51%)>覆沙黄土残积物(88.29%)>风化残积物(77.58%);风成沙土壤表层以细砂(53.85%)和中砂(26.13%)为主。(2)平均粒径由小到大依次为沙黄土(4.78Φ)、覆沙黄土残积物(4.62Φ)、风化残积物(3.80Φ)、风成沙(2.46Φ);分选性由差到好依次为风化残积物、覆沙黄土残积物、沙黄土、风成沙;偏度呈现为正偏或极正偏;峰值表明风成沙(2.30)粒径分布最为集中。(3)同一地表沉积物中,砾石和极粗砂等粗颗粒在农田较多,粉粒在草地较多,极细砂在林地较多;风成沙中,粉粒在固定沙丘略多,细砂在半固定沙丘较多,砾石、极粗砂等粗颗粒仅在流动沙丘地中分布。(4)土壤颗粒分形维数表现为沙黄土(2.5242)>覆沙黄土残积物(2.4373)>风化残积物(2.3554)>风成沙(2.2815);地表沉积物类型不同,表层土壤分形维数与粒级含量相关性有着明显差异。     

中国农牧交错带的气候特征与演变

利用全国620多个站的气象实测资料,研究了我国农牧交错带的气候特征、气候变化,重点分析了干旱对农牧交错带南北摆动的影响.研究表明:我国农牧交错带地形地貌复杂,气候多变,干旱与风沙是其主要自然灾害.气候持续变暖、变干,土地沙化严重,沙尘暴频发.因此,建议农牧交错带进一步加大退耕还林还草力度,加强生态环境保护和治理,以免农牧交错带因气候变化而不断向南侵蚀.     

半湿润地区农田土壤粉尘释放的风洞模拟研究

采用风洞模拟手段对地处半湿润区的北京市农田土壤风蚀中的粉尘释放规律进行研究。结果表明,研究区农田粉尘释放强度随风速增大呈指数规律增大,粉尘在风蚀物的含量随风速增大呈指数规律降低。近地表粉尘质量流量随高度增加呈幂函数规律降低,在风蚀物中的含量随高度增加呈线性增大。粉尘粒径随风速增大而变粗,之后达到稳定状态。近地表粉尘粒度组成沿垂直方向的变化可以划分为两段,0～20 cm高度层的双峰态分布和20～60 cm高度层的三峰态分布。随着高度增加,释尘粒度组成变细。     

华北农牧交错带冬季降雪时空变化特征

基于华北农牧交错带冬季227个台站（1961-2012年）逐日降雪资料,采用多种统计诊断方法分析了冬季降雪的时空特征以及与环流因子的关系。结果表明：初冬降雪高值中心位于内蒙古东北部。在冬春之交时,降雪高值区移至华北南部。1960s和1970s为不同等级降雪的偏多时段,降雪的高值中心由内蒙西部（1960s）东移至河北、山西大部（1970s）。2000s以来大雪在山西、河北的北部地区最为显著,其次是呼伦贝尔地区。降雪频次的变化上可以发现,各区的大雪频次均呈减少趋势,其中Ⅵ区减少的趋势最为显著。在降雪偏少的时段（1980s、1990s）水汽输送较弱,呈西北—东南向;而在其他年代水汽输送较强,近10年水汽输送呈东南—西北向。在年代际上降雪总量与气温、AO指数呈反相关,而中等以上降雪量与气温和AO指数在内蒙古东北部大兴安岭、太行山脉等高海拔地区呈显著正相关。     

陕北农牧交错带土地利用动态变化研究

根据1991-2001年土地利用详查数据,利用土地利用动态度模型、区域差异模型、土地利用程度模型和信息熵模型,对陕北农牧交错带这一典型地区土地利用的时空变化及变化趋势进行了详尽分析。研究表明：陕北农牧交错带耕地、未利用地和水域减少,林地、牧草地、园地、居民点及工矿用地、交通用地增加；研究区土地利用变化速度较快,年变化率达到0．31%,其中园地的年变化率最大；耕地、园地、林地、牧草地和交通用地的空间变化明显；11年来,陕北农牧交错带土地利用处于发展期,利用方式日趋无序。     

农牧交错带不同土地类型土壤动物生态特征研究——以内蒙古卓资山为例

对内蒙古中部农牧交错带不同土地类型土壤动物进行研究,发现线虫占绝对优势,个体数占总个体数的64.95%.线虫个体数在不同土地类型的差异显著.线虫、蜱螨类和弹尾类构成研究区中小型土壤动物的优势类群.天然草地各生境土壤动物的类群数和个体数均高于撂荒地、半裸露坡地和裸露坡地.大型和中小型土壤动物的类群数和个体数的垂直分布具有表聚性.根据土壤动物聚类分析的结果,可将采样的6个生境分为3类:天然草地、人类干扰停止后自然恢复的坡地和裸露坡地.CCA排序表明土壤含水量对中小型土壤动物类群分布影响最大.土地利用方式相近的生境,土壤动物种类组成和个体数量相似程度较高.土壤动物组成的差异能够较好地反映土地类型的差异.     

干旱半干旱区农田土壤风蚀特征及参数化研究进展

干旱半干旱地区是中国的农业后备战略基地,然而近年来该地区农田土壤风蚀现象严重,沙/尘释放量显著增大,威胁农业的可持续发展和生态系统平衡。目前绝大部分的天气和气候模式仅考虑了沙漠地表起沙,忽视退化农田的土壤风蚀起沙,导致起沙通量模拟存在很大的不确定性。对20世纪50年代以来干旱半干旱区农田土壤风蚀起沙特征及参数化做了详细的分析总结,回顾并梳理了干旱半干旱区农田土壤风蚀观测和数值模拟的研究脉络以及存在的问题,为提高农田起沙的模拟精度提供了有效参考,对中国干旱半干旱区农田土壤风蚀防治、土地荒漠化治理以及理解未来土地利用改变对大气污染的影响具有重要意义。     

河北坝上土地利用方式对农田土壤风蚀的影响

采用集沙仪、风速廓线仪和土壤紧实度仪对河北坝上地区多种土地利用方式的风蚀因子和输沙量进行观测。结果表明：土壤含水率与输沙量相关性最大,是影响风蚀量的关键性因子。回归拟合显示,风蚀因子与输沙量均符合三次函数方程。在各土地利用方式中,退耕地的地表粗糙度、土壤含水率和土壤硬度最大,其次为东西向莜麦留茬地、小麦留茬地、南北向莜麦留茬地,再次为油菜留茬地和弃耕地,最小为翻耕地。输沙量退耕地最小,其次为东西向莜麦留茬地、南北向莜麦留茬地、小麦留茬地,再次为油菜留茬地和弃耕地,最大为翻耕地;输沙量垂向分布随集沙高度增加呈幂函数减少。因此,适宜增加退耕地和留茬地的分布面积,减少翻耕地面积和垄向沿盛行风向分布的地块有利于降低农田土壤风蚀程度。     

基于GIS的东北农牧交错带土地利用变化的生态环境效应案例分析

利用遥感数据，相关专题地图和社会经济统计数据。在GIS的支持下，以位于中国东北农牧交错带的吉林省镇赉县作为典型研究区，探讨了东北农牧交错带土地利用变化影响生态环境演化的机制。运用马尔柯夫模型对镇赉县土地利用变化进行空间统计分析。并从景观生态格局，土地荒漠化和水环境等三方面对土地利用变化的生态环境效应进行了实证分析。     

柴达木盆地环境演化与绿洲农牧业变迁初步研究——以诺木洪绿洲为例

位于柴达木盆地南缘的诺木洪绿洲农牧业曾兴盛于约3300aBP,衰亡于约2900aBP之后的全新世晚期,诺木洪绿洲农牧业在这一发展过程中曾出现过一次间断。因此,可将晚全新世诺木洪绿洲农牧业的发展分为前后两期。全新世气候与环境的变化深刻地影响着盆地绿洲农牧业的出现、发展与衰亡。从诺木洪绿洲农牧业兴盛与衰亡史中可知,约于3300aBP在柴达木盆地就有了绿洲农牧业,而且盆地绿洲农牧业深受盆地环境变化的控制,干旱和沙漠化是盆地绿洲农牧业走向衰亡的直接原因。     

耕作土壤表面的空气动力学粗糙度及其对土壤风蚀的影响

土壤表面粗糙度是影响耕作土壤抗风蚀能力的一个重要因素。根据风速廓线计算得到的空气动力学粗糙度,可以简捷而有效地刻画土壤表面的空气动力学性质。风洞模拟实验表明,耕作土壤表面的空气动力学粗糙度主要取决于暴露地表的土块直径,在土块大致均匀分布的条件下,直径愈大,空气动力学粗糙度愈大。土壤风蚀速率则随空气动力学粗糙度的增大而迅速减小,二者具有良好的相关性。     

提高北方农牧交错带农业生态系统生产力的对策与建议

北方农牧交错带是中、东部平原农区的重要生态屏障,在我国具有重要的地位,并由于其系统生产力水平低下,生态和经济问题比较严重而倍受关注。如何协调农牧业生产及农牧民收入稳定增长,提高农业系统生产力是该区域的核心研究问题。围绕提高其系统生产力实现可持续发展的目标,提出了一些具体的对策和建议。     

中国北方农牧交错区交通用地风蚀个例分析-以河北丰宁县坝上大滩镇东沟村为例

对中国北方农牧交错区风蚀变化最为明显的地区进行定点研究,并选取一个小流域作为研究对象。测量了农村交通用地的土壤风蚀状况,计算结果表明：交通工具对十壤作用加速了土壤风蚀过程．扣除车轮挤压地面下降外,交通工具引起的土壤风蚀速率在2．9～3．8cm／a之间。由此可见。在减缓农牧交错区土壤风蚀方面。农村交通道路风蚀问题必须予以考虑。根据社会经济的发展．对交通道路进行固化可减缓这类用地的风蚀状况。     

从县域尺度的生态系统服务看农牧交错带的生态建设与结构调整

以农牧交错带的典型县——内蒙古武川县为例,计算出武川县生态系统水土保持、涵养水源、气候调节和维持营养物质循环等服务的总价值为6179638.49万元,是2000年该县国民生产总值的151倍,而其中草地发挥了巨大的作用。通过研究该县的生态系统服务功能和价值,试图为农牧交错带地区的生态建设与农业结构调整的战略问题提供理论上的支持。     

中国北方农牧交错带农业经营方向初探——以晋陕蒙甘宁青地区为例

农业(包括农林牧副渔业等)是对生态环境依附性很强、影响又大的基础产业。要使农业快速、稳定发展,又不损害生态环境,实现可持续农业发展,必须选择正确的农业经营方向。从农牧交错带的资源状况、农业生产对生态环境的负面影响以及建立特色产业3个方面,肯定了研究区宜牧而不宜农,探讨了牧农错位的原因和过程,以及由以农为主向以牧为主经营方向转变的有利条件,并提出了大力发展草食性畜牧业的对策建议。     

Ecological Carrying Capacity of Grasslands and Animal Husbandry Sustainability in Central Asia

Grassland ecosystems are one of the most important terrestrial ecosystems on the earth. Central Asia has the largest contiguous grazing area in the world and good conditions for the development of animal husbandry. However, in the past 30 years, the grassland ecosystem in Central Asia has experienced significant degradation, and the livestock industry has also experienced an overall decline to the point that livestock products are now dependent on imports. The ecological footprint method was used to analyze the change trend and characteristics of grassland ecological carrying capacity and ecological occupation in Central Asia. The grassland ecological capacity in Central Asia was found to be much higher than the global level, and great potential still remains for further development and utilization. The international trade of livestock products in Central Asian countries showed a deficit, and the net import of livestock products increased year by year. Net imports reached 9.5% in 1992-2016, and the dependence on foreign countries increased significantly, which is not conducive to the sustainable development of animal husbandry in Central Asia. In the future, the counties of Central Asia should optimize the aspects of policy, management and technology to improve the productivity of grassland animal husbandry, strengthen grassland ecological protection, and realize the coordinated and sustainable development of their grassland ecological economic systems.     

豫北平原的沙质草地及其畜牧业发展

豫北平原的沙质草地分布于黄河多次泛滥改道冲积形成的沙丘、沙地。其主要类型有:①以白茅、达乌里胡枝子为主的草从草地;②刺槐、杨树等林地下层以藜、白茅、茜草等为主的林下草地;③以碱茅、狗牙根等为主的低湿草地。沙质草地的主要特征为种类组成简单,牧草产量低(<2 000 kg·hm^-2)且利用过度。但多种优良栽培牧草在沙地生长良好,可获较高产量。在沙地开发中,应针对各草地类型采取相应措施改造为人工、半人工草地。同时应结合沙地多种林木、果树和经济作物种植,建设农牧林复合经营的系统。畜牧业开发应以产业化为主导,发展适应市场需求的优良畜种,实行适度规模经营。