基于三维激光扫描仪的青藏铁路风沙工程效益评价

三维激光扫描技术是近年来发展起来的新型空间信息测量技术。将三维激光扫描技术应用于青藏铁路沿线风沙工程防护体系的效益评价中,通过对铁路沿线典型防沙措施积沙形态特征、断面蚀积廓线以及蚀积量的精确测量发现:砾石方格内垂直铁路方向易形成稳定凹曲面,且方格两侧沙埂处积沙较多,中心部位积沙较少,固沙效果显著。阻沙栅栏有效防护距离为栅栏高度的12倍,单位宽度拦截沙量高达14.93 m3,设置防护体系时,阻沙栅栏间隔应保持其高度的9~12倍。研究结论为青藏铁路沿线风沙综合防护体系的措施选择、结构优化和合理布局提供技术支撑。     

新疆S214省道防沙体系对近地表风沙流的影响

对新疆S214省道台特玛湖干涸湖盆段防沙体系内外的风沙流输沙和风速进行了同步观测,数据分析表明：观测时防沙体系中阻固沙带已拦截了大量风沙,虽近地表风速被削弱程度不大,但风沙流输沙的43.26%仍可被防沙体系所拦截和固定,而剩余部分则可借助路侧输沙带的较大风力输移到公路下风侧,且不产生路面沙害,表明阻-固-输结合型防沙体系非常适宜单风向强风沙环境。S214省道防沙实践可为其他强风沙环境公路防沙提供重要借鉴经验。     

鄱阳湖滨沙地植物多样性特征

采用线路踏查法和空间代替时间的方法,调查统计鄱阳湖滨多宝沙山沙地植物组成、优势类群以及风沙化过程中植物组成、多样性、生态习性和生活型的变化特点。结果表明:(1)鄱阳湖滨多宝沙山沙地植物有129种,隶属于58科104属,其中被子植物为研究区沙生植物的重要组成部分;生活型谱以高位芽植物居首位,其次为一年生植物,具有明显的亚热带荒漠属性;优势类群主要为蔷薇科(Rosaceae)、蝶形花科(Papilionaceae)、菊科(Composi-tae)和禾本科(Gramineae)植物。(2)土地风沙化过程中,植物组成变化较大,固定沙丘上以特有种占优势,流动沙丘上主要是共有种,半流动沙丘上以共有种和稀有种组成;植物丰富度、多样性指数逐渐降低;旱生植物比例增多,中生植物减少,湿生植物仅在固定沙丘阶段出现;一年生植物的减少,地下芽植物的增加,变化幅度较大的为半流动沙丘至流动沙丘阶段。     

黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块植被区风沙蚀积强度特征

荒漠-绿洲过渡带对风沙防治具有重要作用。对黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块植被区2012-2015年风沙蚀积状况进行了连续观测,并选用风沙蚀积强度R_e为评价指标对风沙蚀积状况进行了半变异函数及空间格局分析。结果表明：观测期间,风沙活动由风蚀向风积方向转变,但具体日期不能仅由风沙蚀积强度R_e的频率和平均值做出判断。风沙蚀积强度R_e的半变异函数理论拟合模型均为Linear模型,块金系数0.8508~0.9616,为强变异,变异主要由风、降水、动物活动、人为扰动等随机性因素引起。风沙蚀积强度R_e的空间分布格局显示研究区以轻度和微度风蚀风积为主,且风蚀面积下降而风积面积增加,风沙蚀积强度的空间格局变化与区域地形、植被盖度、气象因素等有关。     

近50年黄河乌兰布和沙漠段辫状河道演变

依据水沙资料和断面资料,对黄河乌兰布和沙漠段辫状河道形态近50年演变特征及趋势进行探讨分析。结果表明：在大流量条件下（1966-1993年）,河流横向侵蚀、搬运堆积过程强烈,风沙入黄（河）量大,河道横向摆动频繁,辫状河道发育强烈。当黄河流量减小时（1993-2013年）,河流横向摆动能力减弱,黄河主河槽远离左岸乌兰布和沙漠沙丘,河流输沙能力减弱,汊道泥沙淤积导致心滩边滩相连,河流分汊数量明显减少,辫状河道萎缩,黄河乌兰布和沙漠段辫状河型有向弯曲型河道转变的趋势。     

毛乌素沙地南缘半固定沙丘风沙输移物特征

通过连续动态观测,获取毛乌素沙地南缘典型半固定沙丘表面风沙输移物,测量了风沙活动中不同沙丘部位的风蚀深度,并对风沙输移物及其养分进行了初步分析。结果表明:风沙活动期间沙丘顶部的风蚀深度最大,沙丘迎风坡次之,而丘间地的风蚀深度最小;沙丘顶部和迎风坡的输移物以中沙和细沙为主,养分含量较低,丘间地颗粒较细且养分含量较高;土壤养分含量与颗粒大小存在显著的负相关关系。迎风坡和丘顶处在风蚀亚环境而难以被植被固定,进而加速了风蚀过程;丘间地风沙活动较弱,风积物中养分含量较高的细颗粒物质促进了植被的发育,因而减弱了局地风速。     

对塔里木盆地南缘绿洲可持续发展的思考与建议

基于策勒国家野外站长期监测与研究成果,以塔里木盆地南缘绿洲可持续发展为主题,总结分析指出,当前绿洲可持续发展的核心还是以水资源为主线的绿洲适宜规模开发。在认识论层面,需要对绿洲化进行再认识,强调荒漠化与绿洲化的本质统一,即在极端干旱背景下,荒漠化或风沙危害加剧的深层原因还是绿洲"入侵"的不合理性。在方法论层面,需要重视绿洲规模不确定性的本质特征,并在充分考虑自然与社会各模块基础上,提出绿洲适宜规模不确定性的概念模型。最后,强调多学科交叉、长期监测网络在绿洲研究中的重要性。总之,解决新疆极端干旱背景下风沙危害治理、实现绿洲生态稳定与可持续发展的核心问题是探寻绿洲与荒漠共存的平衡点(阈),进而对绿洲持续利用与保护提供理论依据和决策支持     

艾比湖周边灌丛沙堆风沙沉积记录的气候环境演化

选择位于西风区的新疆艾比湖周边灌丛沙堆为研究对象,利用光释光测年初步建立风沙沉积的时间序列,分析了风沙沉积粒度和地球化学元素两个环境代用指标的古气候意义,并通过区域对比和综合分析,初步建立区域风沙气候环境演变序列。结果表明:研究区灌丛沙堆主要发育于晚全新世,缺失早中全新世的风沙沉积。晚冰期以来,艾比湖地区的风沙气候环境演变经历了一系列冷湿（凉湿）-暖干（温干）的变化过程,其中暖干（温干）时期气候干旱,风力强劲,湖滨阶地主要发生风蚀过程,不利于灌丛沙堆的发育。晚全新世以来,艾比湖周边灌丛沙堆发育较普遍,风沙沉积至少记录了3次相对干旱期和3次相对湿润期。灌丛沙堆记录的风沙气候环境演化序列与北疆其他全新世沉积记录有较好的一致性,基本遵循晚次冰期以来气候变化的西风模式,同时也受到局地风沙地貌环境的影响。     

腾格里沙漠东南部野外风沙流观测

风沙流是一种沙粒的群体运动,是风沙物理研究的重要内容之一。开展风沙流研究,能够为风沙运动理论与工程实践提供理论支持。由于自然界风的阵性、地表湿度、下垫面属性和风程长度等影响因子的时空变化对风沙流运动的影响,以及长期野外观测的限制,对风沙流的研究目前还不是很完善。本文依据中国科学院风沙科学观测场2005-2009年的长期观测资料,采用赤池信息量准则（Akaike information criterion）,对5种风沙流通量研究常用的拟合模型进行对比分析。结果表明,指数函数模型(q(z)=ae-z/b)是平坦沙地上风沙流的最佳表示方式,该模型拟合系数a值在0～600之间,但主要分布在0～100之间,占64.40%,其次为100～150之间,占18.24%;系数b值在0～0.06之间,主要分布在0.015～0.040之间,占91.21%,其中0.025～0.030占26.37%,其次为0.030～0.035,占24.40%。风沙流中的沙粒平均跃移高度与拟合系数b相同。风沙流在运动过程中,主要在高度20 cm以下传输。风沙流对地表的风蚀和堆积机率几乎是相等的。     

丘间低地不同部位风沙流结构特征

为了研究丘间低地不同部位风沙流结构特征,摸清风沙运动规律,为丘间低地风沙治理提供理论依据,使用阶梯式集沙仪对丘间低地风沙流进行了观测。结果表明,丘间低地不同部位风沙流结构存在明显差异,输沙率随沙源距离的增加而减小,风速越大,差异越明显,沙源丰富度和地形是造成差异的主要原因。在0~80 cm范围内,输沙量与风速呈指数函数关系,输沙率与高度呈幂函数关系。丘间低地风沙流结构特征值λ在沙源不同距离处均大于1,而且随着风速的增加,λ逐渐增加,风沙流趋向于更加不饱和状态。从近沙源处开始往后,λ基本呈增加趋势。