甘肃敦煌地区疏勒河尾闾区地下水化学特征及成因分析

疏勒河尾闾区是护卫敦煌绿洲及文化的生态安全屏障,但是对地下水化学的研究相对较少.本次研究在野外调查及采样测试的基础上,综合运用数理统计、Piper三线图、离子相关性分析、Gibbs图及离子比例系数等方法明确了疏勒河尾闾区的地下水化学特征,并对其成因进行了分析.结果表明:疏勒河尾闾区地下水水质总体呈弱碱性,具有高溶解性总...     

民勤绿洲盐碱化退耕地植被自然演替及土壤水分垂直变化研究

采用时空互代的方法,对民勤绿洲盐碱化退耕地21个样地105个样方的自然恢复植被以及土壤水分进行调查,并对各植被群落特征和土壤水分垂直变化进行统计分析。结果表明,退耕后50 a的植被演替过程中,调查样方内共出现植物22种,分属于11科21属;退耕地植被自然恢复的过程大致经历了田旋花、独行菜、骆驼蒿、苏枸杞和盐爪爪5种群落类型的演替;在整个演替过程中,植被恢复大体分为迅速恢复期（1～2 a）、初始更替期（3～8 a）、高级更替期（9～28 a）和缓慢恢复期（29 a以后）4个阶段,同时,Margalef指数、Simpson指数和Shannon-wiener指数均呈现出波动式减小的变化趋势,Monk指数、Pielou指数和Alatalo指数则呈现出波动式增大的变化趋势。此外,不同时间退耕地土壤水分垂直变化差异显著,随着退耕时间的不断延长,土壤水分整体经历了先急剧减小后缓慢递增的变化趋势;根据其含水率大小大致分为3组:土壤含水率较低者（20世纪70年代、1978年和1999年退耕）,大部分土壤含水率低于10%;土壤含水率较高者（20世纪50年代、60年代和2004年退耕）,土壤含水率绝大部分大于10%;土壤含水率最高者（2007年退耕）,土壤含水率大部分大于20%。     

夏季金塔绿洲与沙漠次级环流近地层风场的初步分析

利用2004年6～8月在甘肃省酒泉金塔地区进行的“绿洲-沙漠能量和水分循环的野外观测试验”的风场资料,分析了该地区两种不同的绿洲沙漠低层风场结构。结果表明：绿洲沙漠的温差效应可以激发绿洲和沙漠间的次级环流,在白天绿洲沙漠边缘低层是辐散气流,夜间表现为辐合气流;在大背景风场较强的情况下,在背景风场风向方向上局地环流被掩盖,而其它方向上局地环流占主导地位;大背景风场处于转换期,如西风转东风时,当西风削弱。而东风还没有产生时,绿洲地区背景风场很小,绿洲沙漠环流较为明显。     

稀疏植被下垫面与大气相互作用研究进展

介绍了国家自然科学基金委员会“十五”重点项目“稀疏植被下垫面与大气相互作用研究”的成果。通过资料分析、数值试验和理论分析。研究干旱地区稀疏植被复杂下垫面上水、热及CO2输运过程的机理;非均匀下垫面的复杂非线性线效应：干旱地区更合理的陆面过程参数化方案以及绿洲的稳定性;强沙尘暴的发展机制和干旱地区生态环境建设对策,主要结果表明：（1）揭示了植物生态生理过程、净第一生产力和生物量对气候的敏感性,为稀疏植被下垫面与大气相互作用研究提供了较好的接口。（2）发展了适用于干旱、半干旱地区土壤中水热输送交叉耦合的物理模型;以能量和物质守恒定律为基础的雪盖物理模型,它显著地改善了陆面过程的模拟效果,是国际上最早开发的同类模型之一。（3）发展了大气非平衡态热力学,证明了非线性区普遍成立的最小熵产生原理,为研究气候和环境复杂系统提供了新思路和新方法;提示了大气辐散和辐合运动对垂直湍流输送的影响,非均匀下垫面地气相互作用,为非均匀下垫面陆面过程参数化提供了物理基础;研究了绿洲稳定性并估算了绿洲临界尺度约3～6km,为绿洲保护和建设提供了理论依据;提出了干旱地区有限水资源条件下增强其稳定性抗干扰能力的生态环境建设对策。（4）发展了强沙尘暴发展的动力学模式,揭示了强沙尘暴发展辐射冷却的正反馈机制。展示了强沙尘暴预报的良好前景。     

非均匀下垫面局地气候效应的数值模拟

使用美国NCAR非静力平衡模式MM 5V3,模拟了黑河地区非均匀下垫面局地小气候效应 ,再现了山谷风环流及夏季“绿洲效应”、沙漠上的“逆湿”和由于地表热力分布不均匀引起的绿洲—沙漠垂直环流等绿洲—沙漠相互作用的典型特征 ,较全面地揭示了非均匀地表大气边界层内的风、温、湿度场与陆面相互作用的物理机理 ,验证了野外实验的结果     

敦煌地区春季大气气溶胶粒子数浓度的分析

利用2002年春季在敦煌地区戈壁沙漠和绿洲农田观测的大气气溶胶粒子数浓度资料, 分析了它与沙尘天气的关系、谱分布特征以及两种地表下粒子数浓度的差异.结果表明, 不同天气条件下的大气气溶胶粒子数浓度有着不同的特征.在背景天气下, 敦煌地区的大气气溶胶粒子数浓度通常在104L-1以下, 其中以直径在0.5～1.0 μm之间的极细颗粒为主, 绿洲农田细粒子(直径＜3.0 μm)的数浓度高于戈壁沙漠, 而较粗粒子(直径＞3.0 μm)则相反.当沙尘天气发生时, 该地区的大气气溶胶粒子数浓度增大到105 L-1以上, 直径在1.0～3.0 μm之间的细粒子变为其主要成分, 戈壁沙漠4档的粒子数浓度均高于绿洲农田, 3.0 μm以上的较粗粒子两地的差异更大.     

黑河下游绿洲近地层湍流输送特征研究

分析2003年9月5-27日在黑河下游额济纳绿洲取得的近地面层湍流观测资料,讨论无量纲湍流方差与稳定度参数Z/L的关系.无量纲风速分量σu/u*、σv/u*和σw/u*在不稳定层结与稳定度Z/L满足1/3次方时,符合Monin-Obkuhov相似理论.在近中性时,σu/u*、σw/u*值比平坦下垫面的略小些,σv/u*值比平坦下垫面的略大.无量纲温度脉动方差和湿度脉动方差在对流状态下与Z/L满足-1/3次方,在稳定和不稳定层结下,随|Z/L|减小而增大.地面热量以感热输送为主,感热通量峰值约为250 W/m2,潜热通量的峰值为170 W/m2;夜间潜热通量较小,感热通量则出现负值.动量通量日间平均在0.2-0.3 N/m2,峰值为0.31 N/m2.黑河下游绿洲柽柳林动力学粗糙度比HEIFE戈壁及其他绿洲下垫面的大,中性时z0m=0.47551 m.中性状态下动量整体输送系数CD=22.2×10-3,不稳定层结时平均值CD=10.3×10-3,稳定层结时平均值CD=7.2 × 10-3.热量整体输送系数CH,中性状态下CH=3.2 × 10-3,不稳定层结时平均值为CH=3.3×10-3,稳定层结时平均值为CH=2.7×10-3.     

绿洲边缘内外大气中水汽影响辐射传输分析

水汽是大气中影响辐射传输的重要因子之一,实验观测表明在绿洲内外近地层大气中水汽含量存在一定的差异,因此绿洲边缘内外在气中辐射传输特征也不同。本文通过应用ＭＯＤＴＲＡＮ辐射模式和“干旱环境综合研究计划９５”（简称ＡＥＣＭＰ９５）野外实验近地面观测资料,分析了局地大气对达到地面辐射通量密度或辐射率、透射的影响,并与地面观测结果进行了比较,同时对绿洲边缘内外太阳辐射近红外１．５５￣１．７μｍ带和大气窗区     

民勤绿洲不同土地利用类型下土壤水盐的空间分布特征分析

以石羊河流域下游——民勤绿洲为研究区域,通过野外采样、实地调查和实验分析,对不同土地利用类型下（耕地、林地、草地、湿地、盐碱地、撂荒地和荒漠）土壤的水盐特征进行研究,结果表明研究区土壤含水率整体偏低,范围为5.35%~20.58%,土壤含盐量的平均值为47.02 g·kg^-1,盐渍化程度严重。土壤含水率和含盐量表现为中等变异性,说明其易受到气候、地形、水文地质以及人为活动的影响。不同土地利用类型下土壤水盐的垂直分布差异显著,土壤含水率在垂直方向上的变化特征较为复杂,但含盐量在垂直方向上主要表现为“表聚型”和“振荡型”。民勤绿洲各土层土壤水盐的水平分布均呈条带状分布,土壤含水率整体表现出西高东低,南高北低,而土壤含盐量则表现出相反的趋势。     

建立绿洲持续农业的构想：以甘肃高台绿洲为例

以甘肃高台绿洲为例,认为绿洲处于干旱生境中,系统脆弱,自然资源配置不佳且利用不合理,生态与经济效益低下,不利于其长期稳定的发展,持续农业是其发展的最佳选择,建立绿洲持续农业应构建绿洲农业生态系统—农业工程与技术系统—农村社会系统组成的复杂巨系统。