沙坡头流动沙丘固沙植物引种栽培卅五年

通过对沙坡头流动沙丘35年来不灌溉条件下引种栽植固沙植物工作的回顾提出:(1)固沙植物选择的原则:国外引种需在温带范围内的沙地,能忍受-25℃的低温。国内引种应在半荒漠、荒漠区内,年雨量在300mm以下的沙地。不采用任何乔木和湿生系列的种。既要选择先锋种又要有演替中期种。能适于流动沙丘迎风坡混交或背风坡栽植。(2)引种固沙植物成功的标准:成活率较高,在70％以上。生长迅速,能在数年内起固沙作用并能开花、结果。寿命较长,在10年以上。能在迎风坡形成人工植被或在背风坡起固沙作用。最好能天然更新。     

沙坡头地区固沙植被土壤水分动态研究

沙坡头地区始建于1956年的无灌溉人工固沙植被,是我国交通干线防沙体系的成功模式。利用40余年的土壤水分定位观测数据,分析了不同期间建立的固沙植被土壤水分的时空变化特征及对植被的影响。结果表明,固沙植被发展至9~10a后土壤含水量开始明显下降,特别是较深层(>100cm)的含水量下降明显;0~40cm层土壤水分含量与降水相关显著,而降水对40~300cm层土壤水分的含量影响不显著;深根系固沙植物对根际区域水分的利用,进一步恶化了固沙区土壤深层的水分状况,进而抑制了这些植物的生长和生存,间接地影响了原有固沙植被组成和稳定性;经过40多年的演变,固沙植被中优势灌木种的盖度从最大盖度47.6%降至6%~9%,群落中草本和微生物结皮层得到发育。当深根系灌木的盖度降低至6%~9%时,深层土壤可维持一个相对稳定的低含水量。     

沙坡头地区苔藓植物区系初步研究

报道了沙坡头地区藓类植物2科、5属、13种,除前人报道的2种外(真藓Bryum argenteum和硬叶对齿藓长尖变种Didymodon rigidulus var. ditrichoides),其它11个种是首次记录,棕色对齿藓Didymodon reedii是中国新记录种。并提供了种的检索表、分类学特征、生境和分布等有关信息。     

沙坡头地区固定沙丘一年生植物小画眉草种群动态研究

通过对一年生草本植物小画眉草(Eragrostis poaeoides)种群动态的研究,可以看到小画眉草的萌发和生长以及数量动态对于降水的强烈依赖,使得草本植物的萌发具有成批性,小画眉草有4批出苗。开始出苗后由于连日高温干旱,致使第一批苗全部死亡。之后,由于降水较多且相对较集中,出苗、生长发育与自疏死亡成连续过程,观察到的是其净结果。由于水分对种群的制约,种群间对水分的竞争必然导致自疏现象。一年生草本植物的存活曲线属于C型,生活史对策明显表现为r-对策。r-对策种群往往出现在群落演替的早期阶段。     

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%.     

沙坡头地区多年降水分布特征、趋势及其变率

应用Mann-Kendall秩统计法和回归分析法,检验时间序列上的年降水趋势;应用一阶自相关分析法,对沙坡头地区多年降水持续性特征进行统计分析。结果表明,5a滑动平均曲线所对应区间1967- 1972年以及1977- 1982年降水量大于多年平均值,而1983- 2000年降水量滑动平均值低于多年平均值的趋势明显。1955-1970年的分析时段内,降水量每连续递减两年后,将稍有回升,但总体上趋于下降。从滑动平均计算值来看,年降水分布存在时间序列上的非随机因素潜在振荡,5a滑动平均值突出了以年为时序单位的降水振荡模式。干旱时段的延长通常在多雨年之前或之后发生,尤其在1978年经历高峰降水以后,直至1985年,区内干旱时段的延长颇为显著。沙坡头地区降水分布特征表明该地区在干旱半干旱过渡带中更趋向于干旱化的特点。     

沙坡头地区人工固沙植被演替中大型土壤动物生物指示作用研究

 利用指示值法确定监测环境变化的指示生物具有可操作性强、应用范围广等优点。文中研究了沙坡头地区人工固沙植被演替中大型土壤动物类群的指示值变化,由于研究区动物种类相对贫乏、在采样中的出现频度也较低,因而各动物类群的指示值均相对较低,仅鳃金龟科幼虫为人工灌溉样区的特征性指示类群。对动物类群作合并计算,无灌溉样区特征性类群有8类。大部分动物类群指示值的变化随人工固沙植被演替时间的延长成正或负相关,有5类土壤动物达到显著性相关。在干旱地区应用指示值法应以合并动物类群计算为宜。     

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。     

沙坡头地区人工植被油蒿种群结构与更新的研究

采用野外调查和比较分析的方法,对沙坡头地区人工植被油蒿种群的结构和更新进行了研究.通过对不同固沙起始年代油蒿种群大小结构的分析发现,幼树个体的数量较多,中等大小的成年个体数量少,老龄个体的数量极少.年限较短的人工植被区油蒿幼树个体的数量多于年限较长的人工植被区,而油蒿幼苗的数量则呈相反的趋势.油蒿幼苗在不同的地形中分布数量也不同,丘间地有较多的幼苗,背风坡幼苗特别少.油蒿成年个体在人工植被区中呈均匀分布,油蒿幼苗则呈聚集分布.     

Climatic Change Characteristics and its Functional Spectral Analysis in Shapotou Region

论文探讨了沙坡头地区气候要素的年际、年内变化特征,并采用功能谱分析方法,定量分析了气温、降水的周期性变化规律,得出气温年际变化具有8.4 a、3.5 a和2.8 a的周期规律;降水年际变化具有8.4 a、5～6 a、3.5 a和3 a的周期性规律。采用交叉功能谱分析方法研究了气温与降水协同变化机制、周期性及其对人工植被的影响,得出降水和气温组合因子具有10.5 a、8.4 a、3.5～3.8 a的波动周期。为气候资源的利用与人工防护林的稳定发展提供了定量依据。     

沙坡头地区一年生植物的生理生态特性研究

对腾格里沙漠沙坡头地区一年生植物沙米(Agriophyllum squarrosum)、刺沙蓬(Salsola ruthenica)和虫实(Corispermum declinatum)光合作用日变化的研究结果表明,沙米的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈单峰型,其最高峰出现在11:00左右。刺沙蓬的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈"双峰型",光合速率、蒸腾速率在9:00有一个峰值,而后在11:00有一个谷值,13:00至15:00出现一天中的最高峰值;而其气孔导度在早7:00是一天中的最高峰值,而后在13:00有一个谷值,其次高峰出现在15:00~ 17:00,与蒸腾作用的日变化表现出密切的相关性。虫实的光合速率只是在早7:00有一较小的高峰,其余时间基本维持在较低的水平,其蒸腾速率最高峰出现在11:00,气孔导度最高峰出现在9:00~ 11:00,15:00为一天中的最小值,17:00又有所回升,而后开始下降。就3种一年生植物比较而言,在早7:00时光合速率相差不大,随着气温的升高,虫实的光合速率逐渐下降,而沙米和刺沙蓬的光合速率逐渐增高,比虫实的光合速率提高了4~ 6倍。刺沙蓬出现了明显的蒸腾午休现象,这可能是由于刺沙蓬的叶为肉质叶,它对周围环境变化的反应更灵敏,其调控机制变得活跃了,利用蒸腾午休来降低植物水分散失的效率,保证叶片相对稳定的含水量。沙米和虫实的蒸腾速率变化不如刺沙蓬大, 且蒸腾速率的日变化仍表现为单峰型, 从这一点来说, 沙米和虫实对干旱环境的反应不如刺沙蓬敏感。     

沙坡头地区沙尘气溶胶质量浓度的试验观测研究

中国北方沙尘气溶胶的理化特征及其气候效应受到了广泛关注,但现有的研究大都是基于较短时段和典型事件的试验观测。本项研究利用大流量采样器和安德森采样器,对沙坡头地区沙尘气溶胶的质量浓度特征进行了长达3a的监测,获得了该地区沙尘气溶胶的年变化特征,并与背景气象资料和降尘观测结果进行了对比分析;针对典型天气过程的观测结果表明,不同天气条件(背景大气、浮尘、扬沙和沙尘暴)下TSP浓度存在倍数关系和量级的差异,其质量浓度随粒径分布特征也明显不同;两种采样器观测结果的对比分析也表明,局地沙尘释放是沙坡头地区大气气溶胶的主要来源,但在沙尘暴过程中,远源沙尘输送的贡献也不容忽略。     

宁夏沙坡头国家级自然保护区湿地水禽多样性动态

沙坡头自然保护区的有湿地1 130 hm2,分为天然湿地和人工湿地。先后三次对保护区水禽进行了调查,共记录到水禽61种,占国内水禽总种数的23.55%;其中有繁殖种类22种,占保护区水禽总种数的36.1%。在记录到的水禽中,属国家Ⅰ级保护的有2种;属国家Ⅱ级保护的有5种;列入《国际濒危动植物贸易公约》附录Ⅱ限制贸易的有5种;列入《中澳保护候鸟及其栖息环境协定》鸟类名录的水禽有14种;列入《中日保护候鸟及栖息环境协定》的有39种。调查结果表明,保护区水禽种类和数量发生了显著变化:1986~1987年记录到水禽30种,1986年夏季数量为39.83只/km;1998~1999年种类增加至42种,1999年夏季数量为73.38只/km;2002~2004年种类升至48种,2003年夏季数量上升至169.28只/km,变化较大。令保护区水禽种类和数量增加的一个主要因素是鱼塘的开发。但还存在一些潜在的因素正影响着保护区水鸟多样性的动态。因此应该制定适宜沙坡头自然保护区的法律法规,对保护区的水鸟进行保护。     

沙坡头人工植被区微生物结皮对地表蒸发影响的试验研究

微生物结皮是干旱半干旱地区生态系统的重要组成部分,其生态水文过程受到了广泛关注,但对微生物结皮在地表蒸发过程中的作用存在较大的争议。笔者利用微型Lysimeter对沙坡头地区几种典型微生物结皮和流沙地表的蒸发过程进行了试验观测,并与水面蒸发进行了对比分析。结果表明,结皮和流沙地表的蒸发速率随时间的变化趋势基本相同,但在不同的蒸发阶段具有各自不同的特点,总的说来,发育良好的苔藓结皮导致相对较少的无效降水,但在更长的时间维持较高的蒸发速率;流沙和初步发育的降尘结皮导致了较多的无效降水,但由于降水的入渗深度相对较深,需要更长的时间完成蒸发过程。     

应用EOF方法分析新疆降水变化特征

使用新疆89个测站1960-1998年降水量和1、4、7、10月降水量资料,通过EOF分解法,分别计算出各降水场的特征向量分布和时间系数序列。并根据特征向量方差贡献,确定出若干个降水变化基本空间分布型,给出年降水变化分区图;同时结合分解出的时间系数,分析降水量年际变化特征,为今后作年、月气候预测提供一种方法和基本类型图。     

沙坡头人工固沙区油蒿繁殖分配的研究

对沙坡头人工固沙区油蒿 (Artemisia ordosica) 开花结实期的繁殖分配和生殖枝的生长特点进行了研究,结果表明:2006年8—10月,油蒿生殖枝重、头状花序重都显著增加(P<0.05),但繁殖分配均保持在26%左右;油蒿的繁殖分配与个体大小有一定的关系,地径在0.5 cm以上的油蒿个体才能够开始繁殖,繁殖分配大致呈现出在一定范围内随个体增大而上升,然后又随个体继续增大而下降的趋势。对不同建植年代(1956年、1964年、1981年、1987年)样地中油蒿繁殖结构特征和繁殖分配比较发现,1981年样地上油蒿的生殖枝重、单位生殖枝上的头状花序数、繁殖分配都低于其他3个年代,且其他3个年代的样地间无显著差异(P>0.05)。这表明,人工固沙区油蒿种群的繁殖不仅受固沙时间的影响,而且受其他因素的制约。     

沙坡头地区水面蒸发量及其影响要素的探讨

探讨了在沙坡头人工植被固定沙地上A级蒸发皿的应用及其影响要素。结果表明A级蒸发皿测定的水面蒸发量包含了温度、湿度和风速三大小气候要素,起到一个综合器的作用,同时提出了一组动用小气候资料计算水面蒸发量的公式,通过这一初步性的研究也使小气侯要素对水分平衡的影响有了一个比较清楚的认识。