浑善达克沙地东南缘固定沙丘风蚀坑动态变化

浑善达克沙地沙漠化主要以风蚀坑发育导致的固定沙丘活化为表现形式。利用2010、2013、2016年3期高分辨率卫星影像数据及地面调查数据,借助ArcGIS软件,采用目视解译方法,分析探讨了风蚀坑形态变化及其与气候要素和人类活动之间的关系。根据风蚀坑在固定沙丘发育部位及几何形状,可分为碟形、碗形、槽形、簸箕形和不规则形。2010—2016年,各类风蚀坑变化形式以扩展和新生为主,风蚀坑总面积及数量趋于增加,2010—2013年坑体面积增长了6.74 hm²,新生11个;2013—2016年面积增加了4.89 hm²,新生7个。在人类活动干扰减小的背景下,风蚀坑的发展主要受气候要素变化的影响,其中风速及输沙势的减小对风蚀坑而言,只是起到了减缓作用。风蚀坑形态本身也是其主要影响因素。     

浑善达克沙地锦鸡儿属(Caragana)灌丛沙堆形态特征研究

灌丛沙堆在维持草地生态功能和土地沙漠化过程中扮演着非常重要角色.浑善达克沙地分布着众多灌丛沙堆,其中以锦鸡儿属(Caragana)灌丛沙堆最为典型.选择不同沙漠化程度(轻度沙漠化、中度沙漠化、重度沙漠化、严重沙漠化)沙地上的锦鸡儿属灌丛沙堆,进行野外调查和灌丛沙堆形态指标测量,对比不同沙漠化程度沙地上锦鸡儿属灌丛沙堆的...     

沙丘风蚀坑的形态及动力过程的研究进展

随着风沙活动对全球变化的响应研究不断深入,沙质海岸、湖岸和半干旱区草原环境中不同程度植被覆盖沙丘及其风蚀坑的动态得到了广泛的重视。本文对沙丘风蚀坑的形态及动力学特征的研究成果作了初步总结,着重阐述了沙丘风蚀坑内气流场、沙粒输移和蚀积变化。最后,提出了沙丘风蚀坑研究巾存在的问题和主要研究趋势。     

浑善达克沙地植物群落主要类型与特征

浑善达克沙地植被在维护草原与沙地生态系统稳定、保护京津冀地区生态安全方面发挥着重要作用.因水分条件的不同,浑善达克沙地植被从东到西具有明显的地带性,物种组成和群落结构差异明显.本研究在野外样方调查的基础上,对浑善达克沙地不同降水条件下的植被类型进行了划分,分析了不同水分条件下群落的物种组成和多样性特征.结果 表明:(1...     

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑形态发育模式分析

 野外调查测量呼伦贝尔沙质草原风蚀坑分布和形态参数,根据不同发展阶段的风蚀坑形态特征的差异、形态参数间相关关系和拟合结果分析了风蚀坑的形态演变和发育、成因、规律。发现不同发展阶段风蚀坑形态参数之间的控制关系和扩展模式不同,各形态参数之间具有较好的幂函数关系。对于风蚀坑的侵蚀坑而言,坑长增长速度最快,其后依次是坑宽和坑深,坑后积沙体具有类似规律。风蚀坑坑后积沙的3个形态参数,受侵蚀坑3个参数的联合控制,但受坑深的控制最为显著。风蚀坑出现的起始形态、地形特征、植被、气流场、气候条件、人类活动的扰动等对其形态和发育具有重要影响,并且形态和发育反作用于植被、气流等,形成形态与气流、植被之间的响应与反馈。     

风蚀坑形态-动力学研究进展

风蚀坑是沙质海岸、湖岸及干旱、半干旱区沙质草原地区受风蚀作用形成的洼地。受风蚀坑地形的影响,坑内气流的风速、风向发生了变化,通过输沙过程的局部差异改变了风蚀坑的蚀积格局,并对风蚀坑形态进行改造。而形态的变化又反作用于近地表气流,由此产生风蚀坑形态-动力学的响应与反馈。总结并扼要评述国内外近年来风蚀坑形态-动力学及其发育演化方面的研究进展,分析现有研究的不足,以期对今后此类研究提供借鉴。     

固定沙丘风蚀坑风沙动力学观测研究

风蚀坑是固定沙丘活化的标志,也是沙漠化的首要环节。本文利用三杯风速仪、风向标及阶梯式集沙仪,对浑善达克沙地南缘固定沙丘风蚀坑的气流及输沙进行了观测。结果表明,气流进入风蚀坑后,经历了扩散减速—辐合加速—分离减速—逐渐恢复的过程。入风方向的微小变化、地形及植被导致风蚀坑气流结构、强度及输沙模式趋于复杂。与轴线平行（< 10°）的纵向气流使侵蚀坑内减速区西移,风速及输沙率由坑底向两侧壁及积沙区增加;与轴线斜交（≥ 10°）的气流使减速区东移,气流沿两侧壁向东加速及输沙。积沙区顶部的气流汇集与植被的作用使其加积增高。气流—形态相互作用使风蚀坑加深和纵向延伸并伴随侧向扩展。     

浑善达克沙地全新世中晚期地层化学元素特征及其气候变化

在系统考察浑善达克沙地的基础上,选择沙地北部锡林浩特全新世地层剖面样品进行全量化学元素分析和¹⁴C年代测定;并根据地球化学特征的变化,推论8kaBP以来的气候变化过程。结果表明,8kaBP以来区域气候具有干旱化的趋势,并经历了6个冷干暖湿变化旋回,气候变化可划分为4个阶段:8060~7100aBP,气候寒冷干旱;7100~5500aBP,气候温暖半湿润;5500~3500aBP,气候发生频繁的干湿波动;3500aBP特别是2200aBP以来气候以干旱为主。     

浑善达克沙地苔藓物种多样性

调查了浑善达克沙地10类植被地面生苔藓植物物种多样性及分布。结果表明：（1）该区共发现苔藓植物23科54属115种,其中苔类6科7属9种,藓类17科47属106种（包括变种）;具有4种生长型,其中茎叶体苔类4种,叶状体苔类5种,顶蒴藓类63种,侧蒴藓类43种;优势科有丛藓科（Pottiaceae）、真藓科（Bryaceae）、柳叶藓科（Amblystegiaceae）、青藓科（Brachytheciaceae）等;优势属有真藓属（Bryum）、青藓属（Brachythecium）、细湿藓属（Campylium）等;该区苔藓植物可分为10个区系地理成分,以北温带成分为主;白桦（Betula platyphylla）林、湿地、沙地云杉（Picea mongolica）林、爬地柏（Sabina vulgaris）灌丛等生境下苔藓植物多,且随着水分增加物种数量和生长型类型增加,优势种个体亦增大;（2）Shannon-Wiener多样性指数与Patrick丰富度指数变化趋势基本一致,而Simpson优势度指数变化相反,土壤水分和空气湿度是苔藓植物物种多样性和丰富度的主要影响因子;（3）除了沙地云杉林与臭柏灌丛和白桦林外,物种相似系数总体较低。     

浑善达克沙地地区的气候变化特征

利用浑善达克沙地地区8个典型气象站近50a的气候资料,以及锡林郭勒盟南部1903-1975年旱涝等级指数数据,主要运用Excel分析了该区时空气候变化特征。近50a来,整个浑善达克沙地地区气温升高的趋势和全球变暖表现一致,而且气温升高更加显著。无论从100a尺度还是50a尺度上看,整个区域在不同的年代都存在有较大的干湿差异;然而降水量的变化趋势表现不同,在50a尺度上,整个区域降水量呈波动中微弱减少的态势,且存在区域差异。从气温、降水量、蒸发量以及平均相对湿度的变化情况看,都有趋势表明浑善达克沙地以朱日和为代表的西北部地区,较中部和东南部有明显暖干化趋势,将可能是未来生态环境更加脆弱的地区。整个区域自1970年以来,年平均风速在减小,但近40a来浑善达克沙地西部地区沙尘暴一直在发展;东部地区的沙尘暴在1980年以前呈增加的趋势,1980年以后则明显减少,但新近频繁发生的沙尘暴表明,东部地区沙尘暴的发展也应当引起关注。     

浑善达克沙地气候因子对沙尘暴频率影响作用的模拟研究

 利用浑善达克沙地气象台站的常规气候资料,分析了气候要素和沙尘暴频率的多年变化状况,建立了能够很好描述区域沙尘暴频率年际变化的沙尘暴指数,并建立了适合浑善达克沙地气候特征的气候因子影响沙尘暴频率指数模型。结果表明,浑善达克沙地自1960年后气候逐渐变暖,并有微弱变湿趋势,沙尘暴年日数自1994年起波动增加,2000年出现极大值;沙尘暴年日数与沙尘暴指数的相关系数达0.7左右;建立的气候影响指数模型,能够用来解释当前浑善达克沙地沙尘暴频率的分布格局。     

浑善达克沙地遥感监测研究

基于对20世纪80年代、90年代和2002年3期陆地卫星影像的解译,通过统计计算和对比分析方法,研究了浑善达克沙地20多年来植被和土地覆盖的变化情况。结果表明,浑善达克沙地内部植被退化总趋势明显,东、西部各形成了一个植被重度受损区;由于沙地周边的湿地和灌木丛环、沙地内部湿地形成的网状结构对沙地的扩张有一定的抑制作用,同时人类活动的强度和作用时间还比较有限,而且现在的气候不像沙地形成时那样恶劣,虽然沙地内部植被发生退化,但沙地总体范围保持相对稳定;近年来沙地退化趋势受到一定的抑制,主要得益于生态建设工程的实施和禁牧封育等措施。另外,对沙地的保护与利用进行了探讨,提出了有参考价值的建议。     

气候变化对浑善达克沙地生态环境演变的影响

利用近43 a气象观测资料,分析得出浑善达克沙地气温在逐年升高,降水量减少,蒸发量加大,平均风速、大风日数、沙尘暴日数呈逐年减少态势。其中温度升高、降水减少、蒸发量增加,对浑善达克沙地生态恢复不利;而平均风速尤其是大风日数、沙尘暴日数逐年减少对该地区生态保护、建设有利。通过1976年、1987年和2002年的遥感卫星监测结果验证：流动沙地面积不断增加,进一步表明浑善达克沙地的沙漠化正在扩展,这与该地区气候的恶化密切相关。     

浑善达克沙地天然沙地榆种内竞争研究

采用逐步扩大范围的方法确定影响沙地榆对象木的最佳竞争范围,利用Hegyi提出的单木竞争指数模型,对浑善达克沙地天然沙地榆种内竞争强度进行定量分析。结果表明,在沙地榆群落中,对象木的最佳竞争距离为8 m,沙地榆种内竞争强度随着植株径级的增大而逐渐减小。竞争强度与对象木胸径服从幂函数关系,从模型预测结果可知,当沙地榆胸径在30 cm以内时,竞争强度变化显著;当沙地榆胸径达30 cm 以上时,竞争强度变化很小。采用逐步扩大范围的方法能有效地确定竞争木范围,较好地反应浑善达克沙地天然沙地榆种内竞争关系。应在沙地榆胸径达30 cm前采取适当的人工疏伐措施来促进植株生长和增强生态系统的稳定性。     

浑善达克沙地黄柳活沙障防风固沙效益的研究

通过研究浑善达克沙地流动沙地上黄柳活沙障的防风固沙效益,对设置3 a后的不同类型的活沙障进行测定和分析,得出如下结论:沙障设置3 a后,沙地趋于固定,障内植物种类明显增多;设置黄柳活沙障的区域内下垫面粗糙度显著增大,风速明显减弱,而且黄柳网格沙障降低风速的能力较带状沙障强,其顺序为:4 m×4 m黄柳网格沙障>6 m×6 m黄柳网格沙障>间距4 m的黄柳带状沙障>间距6 m的黄柳带状沙障﹥流沙;当旷野平均风速为7.86 m·s-1时,只有流沙和间距6 m的黄柳带状沙障起沙,其他几类活沙障内均不起沙。     

浑善达克沙地春季沙尘暴期间沙尘启动及传输特性研究

沙尘暴是一种强烈的风蚀过程,同时又加剧了荒漠化进程。沙尘气溶胶的生态环境及气候效应已成为国际社会关注的焦点问题。采用“IMGRASS”春季野外实验期间在内蒙古浑善达克沙地东南部的桑根达来观测点得到的沙尘气溶胶的粒谱,计算了该沙地10 m高度的沙粒启动速度,并估算了该沙地沙尘气溶胶的传输距离。     

毛乌素沙地沙漠化过程及其气候因子驱动分析

通过对20世纪80年代,90年代,2000年3个时期遥感图像解译,分析了毛乌素沙地沙漠化过程及其驱动机制,认为毛乌素沙地近20 a来沙漠化程度有所减轻,植被覆盖有所增加。气候因素和人为因素是导致植被覆盖增加的决定因素,近20 a中该区年际气候变化表现为增温和降水波动,通过多元回归分析确定降水和气温是影响毛乌素沙地植被变化的关键气候因子, 气温升高是促使本研究区植被覆盖增加的主要气候因素,气温升高引起的生长季节的延长和生长加速是研究区NDVI增加的主要原因,即气候变暖促进了该区植被覆盖增加。人为因素的影响表现在20 a来农田和林地的大面积增加。     

浑善达克沙地春季风沙活动特征观测研究

通过野外实验观测和室内分析整理的方法,对浑善达克沙地不同程度沙漠化土地的春季风沙活动特征进行了研究。结果表明：输沙率随风速增加成非线性增大;相同风速下,随着土地沙漠化程度的增加,输沙率成指数式增加;春季由于植被高度有限,覆盖度小于10%与覆盖度大于25%的沙地,对风场的响应,表现出明显不同的风沙流结构;不同程度的沙漠化土地上,发生风蚀搬运的物质组成也明显不同;研究区春季影响风沙活动的因素,主要是土地沙漠化程度,降水的迟早以及残存的灌木与多年生草本植物的多少等。     

浑善达克沙地榆树种群结构、格局及动态研究

以浑善达克沙地榆疏林为研究对象,研究了沙地榆疏林种群结构、分布格局与动态特征。结果显示：①丘间低地沙地榆种群呈衰退型种群。固定沙丘沙地榆种群呈增长型种群;②沙地榆种群总体分布格局呈聚集分布,都随着尺度的增大,聚集强度呈减小的趋势;③种群空间分布动态分析表明,丘间低地沙地榆种群,幼、中树随着立木级增大其聚集强度逐渐减弱,大树则在5 m×5 m尺度上呈现出随机分布;固定沙丘沙地榆种群,小、中树随着立木级的增大其聚集强度呈现逐渐增强的趋势,而大树则在10 m×10 m的尺度上呈现出随机分布。物种分布格局主要与物种本身的生物生态学特性和生境有关,育林作业面积应不低于25 m²。