塔克拉玛干沙漠砂工程性质试验研究

塔克拉玛干腹地沙漠砂具有特殊的岩土工程性质。在对沙漠砂室内大中型槽原位模拟试验和现场原位试验的基础上,建立了静力触探、标准贯入指标和沙漠砂密实度、抗剪强度间的经验关系,并且将部分经验公式表格化。研究结果表明: 已有用标准贯入指标Ｎ值估计砂土密实度的标准用于评价沙漠砂时会得出较保守的估计;另外沙漠砂内摩擦角与相对密实度和含水量的关系密切,内摩擦角随相对密实度的增加而增大,非饱和砂内摩擦角随相对含水量的增加而增大。     

岩盐物理力学性质及其工程稳定性应用现状及其展望

在分析国内外有关学者关于岩盐的物理力学性质及其工程稳定性应用研究现状基础上,分别从岩盐物理力学性质、岩盐孔隙度、渗透率、塑性变形能力和损伤恢复等物理特性方面,论述了近年来有关岩盐的短期强度特性、岩盐的蠕变性能、围压作用下的力学特性,以及温度效应对岩盐力学特性影响等有关岩盐工程应用中所表现出的物理力学特性;最后从岩盐在工程应用方面,提出了岩盐及其工程应用的发展方向。     

古尔班通古特沙漠现代沙漠环境与气候变化

根据北疆降水与温度的时空变化进行了湿润指数计算和时间序列与周期分析,论述了北疆气候的变化规律与特征。同时,根据沙漠环境与气候变化的相互依从关系,利用卫星影像图和野外实地调查订证的方法,讨论了古尔班通古特沙漠特殊气候环境条件下的正逆发展过程。分析表明,北疆气候自50年代以来虽然温度升高,降水略有增加,但是气候变化呈现为暖干过程;并且古尔班通古特沙漠的流沙化面积不断地增加,沙漠化现象日趋严重。同时,气候变化是造成该沙漠流沙化面积增加的主要原因,人为因素起到了诱发和加速作用。总之,无论哪种诱发过程所导致的沙漠化,如果不采取积极的防御措施,都将给人类生活与生存环境带来极大危害。     

放牧对古尔班通古特沙漠南部 沙垄地表性质的影响

分别于2002 年和2005 年对古尔班通古特沙漠南部的同一条半固定沙垄, 进行了放牧前后的地表覆盖(包括植物和生物结皮)、沙面活动强度和土壤理化性质的系统监测和研究。 主要结论如下: 2002 年, 自然沙垄80%以上的地表被植物和生物结皮所覆盖, 除沙垄顶部外, 其他部位基本处于稳定状态。2005 年受放牧干扰的影响, 生物结皮破损率达到80%以上, 同期植物覆盖不及2002 年的1/5, 特别是短命植物变化最明显。2005 年输沙势只有2002 年的1/3, 但沙面活动强度是2002 年的2.6 倍, 活动区域也从垄顶部扩展至整个沙垄表面。 放牧后地表组成物中的中沙含量增加了13.9%, 而细沙和极细沙含量分别减少了7.4%和 8.0%, 沙垄各部位有机质含量在放牧后一个风季即下降了近1/2。可见, 放牧造成地表保护条件的多重损害, 使沙漠地表稳定性趋于丧失。其细粒物质及有机质的大量流失, 也将对我国温带荒漠生态系统的可持续发展产生重要影响。     

车辆碾压对沙质草原表土物理力学性质的影响

通过野外现场调查、载荷试验、轻型圆锥动力触探、车辆碾压原状草地观测试验及室内试验方法,对呼伦贝尔沙质草原不同碾压程度表层沙土物理力学性质及变形和剪切破坏特征进行研究。结果表明:碾压使上软下硬高压缩性的原状表层沙土因应力集中产生振动密实沉降、塑性变形,直接破坏表土层原状结构。碾压程度越大,沙土密实度越高、抗剪强度越大、承载力越高。碾压形成上硬下软土层,因强度不足发生整体剪切破坏,塑性变形区的沙土在重复荷载作用下产生振动蠕变及砂土液化,使土层强度、稳定性显著降低。车辆碾压可直接或间接破坏沙质草原表层沙土,加剧土层破口形成及扩大,加速草原沙漠化。     

全新世古尔班通古特沙漠演化和气候变化

通过位于古尔班通古特沙漠西南隅的莫索湾全新世地层剖面年代学、气候代用指标以及地层沉积相分析,认为全新世以来该沙区气候历经多次温湿(凉湿)和冷干变化,沙漠也相应地历经多次固定、缩小的逆过程和活化、扩大的正过程。与全球及区域对比结果表明,本区气候的温湿(凉湿)、冷干波动和沙漠的正、逆过程变化,与全球及我国东部季风区具有良好的一致性,但由于纬度较高、距海遥远以及深受西风环流影响,温度总的较低,降水总的较少,沙漠总的以半固定、固定为主。     

古尔班通古特沙漠植被格局对沙漠草地饲用价值的影响

纵穿古尔班通古特沙漠,调查测度了草地植被格局参数和微地形,分析了土壤理化性质.利用CCA排序和其它数理统计方法,讨论了沙漠地形和土壤理化性质等生境影响下的沙漠植物群落结构空间变化:沙漠北部草本植物物种丰富、盖度较高,多见沙生针茅、驼绒藜、齿稃草和短叶假木贼;沙漠中-南部主要生长沙漠绢蒿、沙蒿、白茎绢蒿、尖喙栊牛儿苗、东方旱麦草、梭梭和琵琶柴等,并且以乔灌木物种多样性较高为特征.白梭梭、白皮沙拐枣、蛇麻黄、沙苔草、线叶庭荠、角果藜等基本为该沙漠草地的广布成分.在此基础上对比了不同地段各植物群落中相关种的营养物质组成和适口性,发现北部草原化荒漠草地发育优质牧草,具有良好的饲用价值;中-南部荒漠草地牧草在适口性、营养性和综合等级上略逊于北部,但因其在冬季里的不可替代性而具有重要饲用价值.     

沙漠砂资源的利用与沙漠砂混凝土改良研究现状

沙漠是一种分布广泛,尚未充分利用的自然资源。在绿色,可持续发展的大局下,干旱半干旱地区的沙漠砂资源利用尤为重要。本文在整理近五年沙漠砂及沙漠砂混凝土的研究文献后,得出以下认识：（1）沙漠砂的力学性质,主要是抗剪强度、承载力、抗裂性能等,与水泥、粉煤灰、沙漠砂等组分的比例和应用的工况条件密切相关。不同成因和地区的沙漠砂的利用,需要确定其基本组成和最优配比;（2）研究或改进沙漠砂的方法主要是试验方法、数值模拟、统计方法、人工智能训练和预测等。本文则提出基于离散元法的数值模拟方法的可能性,有助于快速获得更合理的沙漠砂组分配比、力学性质等。（3）目前,沙漠砂的资源化利用主要存在于建筑领域,另外,沙漠砂还可助力现代沙漠农业的发展;作为热能储存材料,如CSP技术;轻工业制造材料,如玻璃,耐火材料等。以上工作为沙漠砂的资源化利用积累一定的经验和理论依据。     

古尔班通古特沙漠风沙地貌研究进展评述

古尔班通古特沙漠是中国最大的固定、半固定沙漠,也是中国境内受西风环流影响最明显的沙漠之一.本文简介古尔班通古特沙漠风沙地貌的研究历史,综述区域风况和输沙势特征、主要沙丘类型分布格局、风沙物质来源、沙丘粒度特征、沙漠环境演变和纵向沙垄发育模式以及现代沙丘动态变化等方面的研究进展,指出研究中存在的问题并展望未来研究方向.     

放牧对古尔班通古特沙漠南部半固定沙垄地表性质的影响

Intensive grazing in spring-summer has been responsible for environmental deg- radation of the Gurbantunggut Desert in recent years. The coverage of plants and biological crusts, sand surface stability and physicochemical characteristics of soil on the dune surface were conducted in 2002 (winter grazing) and 2005 (spring-summer grazing). The results showed that over 80% of the total area of the dune surface was covered by well-developed biological crusts and plants in 2002, when the interdune and middle to lower part of dune slopes were stabilized and only the crest had 10-40 m wide mobile belt. Affected by spring-summer grazing in 2005, over 80% of the total cover of biological crust was destructed and the plant coverage only reached 1/5 of that in 2002, especially the ephemeral plant cover had a great change. The value of sand transport potential in 2005 only reached 1/3 of that in 2002, but the total surface activity in 2005 was 1.6 times stronger than that in 2002. Mean- while the mobile area began to expand from the dune top to the whole dune surface following spring-summer grazing. Compared with 2002, medium sand content of the dune surface soil increased by 13.9%, while that of fine and very fine sands decreased by 7.4% and 8.0% re- spectively in 2005 and the soil organic matter in 2005 was only about 1/2 of that in 2002. It is obvious that the presence of snow cover and frozen soil in winter could avoid the surface structure destruction in winter, while spring--summer grazing made excessive damage to biologic crusts and ephemeral plants. Spring is the main windy season in Gurbantunggut Desert and therefore intensive activity of dune surface occurred following spring-summer grazing, which led to a great loss of fine sand and organic matter. It can be seen that grazing season have a significant influence on the sustainable development of the desert ecosystem in Northwest China.     

库布齐沙漠恩格贝沙样中磷的化学赋存形态

通过采用七步连续萃取法对库布齐沙漠恩格贝沙样磷形态的分析,揭示了恩格贝沙样中磷的各种存在形态及含量分布。结果表明：所取沙样中总磷 (TP) 含量在94.33~251.04 μg·g-1 之间,且含量随沙样粒径的减小而增大。无机磷（IP）含量在 88.75~234.83 μg·g-1 之间,占TP含量的 94.08%~93.54%,其中以自生钙结合磷（Ca-P）和原生碎屑磷（De-P）为主,二者占到TP 含量的82.81%~86.13%。有机磷（Or-P）含量在5.58~16.21 μg·g-1之间,占总磷的5.91%~6.46%。在所有不同粒径沙样中各形态磷含量的高低顺序为：原生碎屑磷（De-P）、自生钙结合磷（Ca-P）、有机磷（Or-P）、吸附态磷（Ads-P）、铁磷（Fe-P）、铝磷（Al-P）、闭蓄态磷（Obs-P）,其中Obs-P含量极微。在所取沙样中 Ads-P、Fe-P、De-P、Or-P、Al-P、Obs-P 各自含量都随颗粒物粒径的减小而增大,但Al-P和Obs-P的变化幅度很小。而Ca-P含量受粒径影响较小,粗颗粒沙样中含量略高一些。     

古尔班通古特沙漠腹地春季土壤水分空间分异研究

土壤水分条件是古尔班通古特沙漠荒漠植被发育的最主要的制约因子，春季土壤水分对该区植被发育更具决定作用。通过野外标定，利用中子水分仪对原始沙丘、工程扰动沙丘不同地貌部位土壤水分动态进行系统监测，结果表明：春季土壤水分受地貌部位和人为干扰等因素影响而出现明显的空间分异，整体表现为垄间低地高于垄顶，人为扰动沙面又高于有植被覆盖的沙面。春季土壤水分的时间变化表现为初春(3—4月)土壤水分的补给期和春末夏初(5—6月初)的土壤水分损耗期。认为植被状况、降雨、地形和人为扰动等因素对土壤水分影响较大。     

塔里木沙漠南缘安迪尔河水文特征分析

安迪尔河位于塔里木沙漠南缘,发源于昆仑山,上游河水沿河床大量入渗,中游为干河床,下游为泉水溢出补给型河流。安迪尔河缺乏水文资料,以临时水文站1998年实测水文资料为依据,对安迪尔河的水文特征进行分析,以便说明泉水型河流水文特征。分析了安迪尔河水位年内变化、冰期水位、畅流期水位、洪水期水位的变化特征;对安迪尔河水位流量关系进行了分析,建立了相应的水位流量关系方程式,并对冰期、畅流期的、洪水期逐日平均流量和流量特征进行了推求和分析,安迪尔河1998年泉水溢出量为0.5528亿m3。     

古尔班通古特沙漠沙垄表面的稳定性与顶部流动带的形成

古尔班通古特沙漠是我国惟一受西风气流控制的沙漠,也是我国最大的固定与半固定沙漠。个体沙垄表面的稳定程度从基部至顶部呈现明显的差异。通过分析沙丘的粒度组成、水分动态、土壤植被及生物结皮等下垫面因素的垂直变化,特别是对沙丘表面蚀积过程的实地观测和研究,探讨古尔班通古特沙漠固定、半固定沙垄表面的稳定性和顶部流动带的形成。     

古尔班通古特沙漠南缘主要土壤化学特征的空间异质性

运用半方差分析和Kriging插值研究了古尔班通古特沙漠南缘典型沙垄至垄间地浅层土壤(0～30 cm)pH值、电导率、有机质及全N含量的空间变异特征。结果表明,土壤pH值、有机质及全N含量服从正态分布,电导率符合对数正态分布。半方差分析结果显示,土壤pH值、电导率符合球状模型,而有机质、全N含量符合高斯模型。除全N具有中等空间相关性外,其余的都具有强空间相关性。用Kriging插值法对未测点的参数含量进行最优估计,绘制含量分布图,从而更直观地反映研究区土壤参数空间变异特征。     

古尔班通古特沙漠积雪覆盖、沙尘天气特征及其相互关系

利用TERRA/MODIS MOD10A2雪盖产品数据和地面观测积雪日数、冻土深度和沙尘天气日数等数据,从不同时间尺度分析古尔班通古特沙漠地表积雪覆盖与沙尘天气的特征及其相互关系。结果表明:①沙尘天气主要发生在4—10月,春季（4—5月）沙尘天气最多,夏秋季逐渐减少。从年际变化看,20世纪80年代前,沙尘天气发生日数呈逐年增加趋势,而积雪日数增减波动较大,二者间关系不明显,80年代后,沙尘天气逐年减少,积雪日数呈波动增加趋势。②冬春季积雪覆盖率、≥1 cm积雪日数、≥5 cm积雪日数、≥10 cm积雪日数与翌年春季沙尘天气发生均呈显著负相关关系,冬春季≥1 cm积雪日数每超过常年平均积雪日数1 d,翌年春季沙尘天气日数则减少4.3 d,而平均冻土深度与沙尘天气呈显著正相关关系。③积雪覆盖使沙漠地表形成冷源性下垫面和近地层逆温层结,增加了大气稳定度,同时春季积雪消融增加了土壤湿度,为荒漠植被生长提供充足的水分,使表层土壤为强风提供沙尘的可能性降低,从而对沙尘天气的发生起到阻碍、消弱作用。     

放牧对阿拉善荒漠草地土壤性状的影响

对阿拉善荒漠草地不同放牧条件下土壤理化性状的变化进行了研究,结果表明:在草地基况一致的条件下,经过连续6a不同强度的放牧,0~ 20cm土层土壤容重轻牧和重牧区低于中牧区。随着放牧强度的增加,土壤颗粒组成极粗砂、粗砂和中砂含量增加,细砂、极细砂、粉砂和粘粒含量减少,过度放牧加快了土壤风蚀沙化。0~20cm土层中土壤有机C、全P的含量和C/N随着放牧强度的增加而依次降低;全N、全K、pH末发生明显变化;速效N和速效K重牧区显著高于轻牧区和中牧区;速效P轻牧区高于中、重牧区。土壤有机C与全P、速效P呈显著正相关;全P与速效N和K呈显著负相关,与速效P呈显著正相关(P<0.05)。     

库姆塔格沙漠大尺度风场特征分析

利用美国NCEP/NCAR1979—2006年27 a地面10 m高度的日平均风场再分析-2资料以及46 a的地面常规气象站观测资料和1 a的沙漠中自动气象站观测资料,对库姆塔格沙漠地区风场进行了统计与诊断分析。结果表明：沙漠地区,一年四季北风和东北风为近地面主要存在的风向,春季风速最强,夏季次之,秋冬季最弱;在夏秋冬季节,由于北风的逐渐减弱,加上受到南侧阿尔金山和青藏高原风场的影响,南下的气流在沙漠南侧分为三支,分别流入新疆、青海和甘肃。春夏季节在沙漠北侧基本都是以东北风或者西北风吹向库姆塔格沙漠,秋冬季节,沙漠地区出现西南风。根据沙漠周围6个气象站风场风速显示,库姆塔格沙漠地区风速存在明显的周期变化,在过去的10多年中库姆塔格沙漠周围风场风速处于一个低谷期,但最近几年风速有不断加强的趋势。