毛乌素沙漠风积砂力学特性室内试验研究

在对毛乌素沙漠风积砂物理特性进行试验研究的基础上,通过室内击试验、压缩试验及三轴剪切试验,对毛乌素沙漠风积砂的力学特性进行了初步研究。结果表明:毛乌素沙漠风积砂击实特性与粉、黏性土有较大的差异,在干燥和最佳含水率状态下易于击实,击实曲线呈双峰形态;压缩试验表明毛乌素沙漠风积砂一般属于低压缩性土,其压缩特性与试样初始密度、含水率、荷载级别及加载条件有关;三轴剪切试验表明毛乌素沙漠风积砂抗剪强度指标受试样密度的影响较大,虽然含水率对抗剪强度指标有一定影响且具有一定规律性,但影响程度并不明显。本文相关成果为解决该区风积砂相关岩土工程问题和工程地质问题提供了可靠的试验依据。     

样品前处理对沙区石英δ18O值测定结果的影响

由于石英的δ~(18)O值能够提供有力的地球化学证据[1,2],这一方法近来被应用于沙漠物源研究[3～5]。在测定沙漠石英δ~(18)O值的实验中,样品前处理多采用焦硫酸钠熔融-氟硅酸浸泡法[6]提纯石英和五氟化溴法[7]提取石英中的氧。而这一流程在处理具体的沙漠沙样品时,部分环节还有     

毛乌素沙漠腹地乌审旗雷电活动特征

利用毛乌素沙漠腹地的乌审旗气象局1961—2010年地面观测资料对该地区的雷暴特征进行了分析。结果表明:乌审旗地区50a年平均雷暴日数为24.12d,雷暴日数变化气候趋势系数为-0.06。乌审旗3月开始出现雷暴,7月达到最高值,11月至翌年2月之间无雷暴发生,雷暴平均初日为4月29日,平均终日为9月25日。在80%的保证率下雷暴初日为4月9日,终日为10月8日。乌审旗雷暴多出现在下午,夜间次之,上午最少。雷暴出现的最多方位是西北和正西方向。     

油蒿在高浓度CO2条件下对干旱胁迫的反应

采用人工模拟试验方法研究毛乌素沙地沙生植物群落的优势种－－油蒿在高浓度CO2条件下对土壤干旱胁迫的反应。结果表明，不同程度的土壤干旱胁迫使油蒿生长与生物量下降，随着干旱程度的加重而增加负面影响；大气中CO2浓度升高对油蒿的生长发育起到“施肥作用”；虽然在高浓度CO2条件下发生土壤干旱胁迫对油蒿的影响也是负效应，但CO2的“施肥效应”依然存在，“施肥效应”的生理机理是CO2浓度升高提高了光合作用速率。     

毛乌素沙地沙漠化原因探讨

从人类活动对环境的影响入手，分析毛乌素沙地沙漠化的原因，进一步证明了：沙漠化主要是人造成的，也只有人类才能够控制它。     

不同除草制度对沙区栽培甘草生长发育的影响

 研究了沙坡头植物迁地保育基地种植26 a的甘草在3种除草制度下的生长发育状况。结果表明:①从种植第11年开始连续16 a除草的样地中甘草植株开始生长最早,26 a内仅除草一年的样地次之,未除草的对照样地甘草生长开始最晚,但最终高度差异不大。②从种植第11年开始每年除草的样地中甘草株平均花序、果序、成熟种子数量及果序/花序、果序长度和种子重/生殖部分重和生殖部分重/地上生物量值最大,26 a内只除草一年的样地次之,而未除草样地甘草不能开花结实,不能完成生活史;除草仅一年样地甘草能正常开花结实,但分配给繁殖的生物量比例较连续16 a除草样地低。③杂草改善了早期沙区土壤贫瘠的状况,有利于甘草生长发育,而后期杂草的大量扩散使其与甘草竞争加剧,从而抑制甘草的生长发育。     

中国人工蓝藻结皮研究进展北大核心CSCD

沙漠化是中国面临的主要生态环境问题之一。持续遏制沙漠化、修复沙化土地是中国生态建设的紧迫任务。通过人工植被种植、机械固沙、化学固沙和工程固沙的方式进行生态恢复和沙漠化防治是中国主要的治沙方法和途径,但也存在一定的局限性,如水分限制和环境污染等。在生态文明建设和绿色发展的背景下,对固沙和沙化土地治理方法提出了更高的要求。生物土壤结皮(Biological soil crusts,BSCs)广泛分布在中国沙区,能够在气候干旱、辐射强、降水量极低的沙漠地区生长,不仅能够减少沙面的侵蚀,还能增加土壤肥力,提高土地质量,控制沙面径流入渗平衡。蓝藻是BSCs形成的先锋物种,并在BSCs发育后期的物种形成和演替中发挥着重要作用。然而,自然条件下BSCs形成往往需要10~20 a,因此通过人工培育加速BSCs形成,即人工生物土壤结皮固沙技术,可显著缩短固沙时间、加速生态恢复速率。基于近年来中国学者对人工BSCs,尤其是人工蓝藻结皮的研究,从固沙蓝藻种选择、培养方式/模式、人工蓝藻结皮属性、影响因子以及其应用进行综述,分析当前研究的主要进展,并展望未来人工蓝藻结皮的研究方向,以期为中国人工BSCs的研究提供依据。     

毛乌素沙地古城反演的地表水环境变化

古城址是研究历史时期区域人类活动及环境变化过程的良好时空坐标。毛乌素沙地中的大多数古城池都建在当时的绿洲之中,对其现状近水条件和分布格局等的研究发现,秦汉以来毛乌素沙地的地表水环境整体呈恶化趋势,主要表现为湖沼湿地的萎缩和消失、外流河下切加剧但水量减小、部分常年河变成时令河、泉眼消失等等,但同时也存在着局部水环境的改善现象,突出表现为红碱淖等湖沼在清末民初的出现和扩大。究其原因,毛乌素沙地历史时期地表水环境的变化,总体上与气候变化过程一致,但清末以来人类开发活动的加剧对地表水环境变化也有重要影响。     

毛乌素沙地中部风成沙的组成与微形态特征

分析了毛乌素沙地中部流动沙丘与固定-半固定沙丘沉积物粒度、元素和微形态特征。结果表明：流动沙丘沙和固定-半固定沙丘沙均以细沙和中沙为主,流动沙丘沙的分选性较好,而固定-半固定沙丘沙的分选性较差,沙丘在频繁强烈的风沙活动环境下跃移搬运,且搬运方式一定,搬运动力稳定。与上部陆壳平均化学组成（UCC）相比,常量元素SiO₂和Na₂O富集,其余均亏损,而微量元素中,Co富集明显。沙丘沙物质CIA值与上部陆壳平均值接近,表明沙丘经历了低等的化学风化。流动沙丘和固定-半固定沙丘颗粒磨圆度普遍较差,大多呈现棱角状或次棱角状外形,真正圆状外形较少。风成环境的典型标志碟形撞击坑占比很大,推断毛乌素沙地中部气候相对干燥,机械作用占主导地位,化学风化作用甚微。     

毛乌素沙地丘间低地植物群落分类与排序

为研究植物群落分布格局与环境因子间的相互关系,在群落样方调查的基础上,对毛乌素沙地丘间低地植被复合体的主要植物群落进行TWINSPAN分类和PCA排序,对土壤环境因子进行DCCA排序。结果表明：调查区内53个物种分属21科46属,其中菊科（Compositae,11种）、禾本科（Gramineae,7种）、莎草科（Cyperaceae,7种）、豆科（Leguminosae,5种）、藜科（Chenopodiaceae,4种）等科所含物种数较多,分别占20.8%、13.2%、13.2%、9.4%、7.5%,生活型以多年生草本为主,水分生态类型以中生植物为主。应用TWINSPAN将67个样方划分为17个组,依据《中国植被》的分类原则和系统确定为21个群丛。对PCA排序的第一轴起主要作用的是以北沙柳（Salix psammophila）、假苇拂子茅（Calamagrostis pseudophragmites）和碱茅（Puccinelia distans）为建群种的群落,对第二轴起主要作用的是以寸草苔（Carex duriuscula）为建群种的群落。植物群落分布DCCA排序第一轴主要与地下水位、HCO₃^-含量负相关,与土壤粗砂粒正相关;第二轴主要与土壤Ca²⁺、K⁺和Na⁺含量正相关,与土壤容重负相关;其中地下水位和土壤Ca²⁺、K⁺和Na⁺含量是环境因子中影响丘间低地植物群落特征和分布的主要因子。