黑河下游胡杨季节尺度径向生长变化研究

利用半径型树木生长测量仪, 于2009-2010年生长季对西北内陆河-黑河流域下游荒漠河岸林优势树种-胡杨径向生长进行了监测, 结合环境气象、 水文因子同步监测资料, 对胡杨季节变化节律和环境影响因素进行了研究.结果表明: 按照胡杨径向生长日变化特征, 将其分为增长型(ΔR+)、 负增长型(ΔR-)和持续增长型(ΔR++)3种类型.在生长季, 胡杨径向生长季节变化呈"S"型, 可分为前期缓慢增长(P1)、 迅速增长(P2)和后期微弱增长(P3) 3个阶段; ΔR+/++类型在这3个阶段中所占比例分别为63.64%, 85.51%和48.61%; 5月末至8月初是胡杨年轮形成的主要阶段, 在该阶段气温和地下水位埋深均表现出显著的相关关系, 但地下水位埋深应是最根本的因素. 因此, 在树木年轮学应用方面, 胡杨可以用来反演区域水环境变化, 包括河道径流和地下水位变化等. 在荒漠河岸林管理方面, 满足春夏季地下水位条件和适度频率的春汛, 是保证该地区胡杨河岸林正常生长和保持合理种群结构的前提.     

中晚全新世科尔沁沙地演化与气候变化

科尔沁沙地位于东亚季风区的东北缘,环境对气候变化反应非常敏感。地层沉积相、粒度与地球化学参数表明中晚全新世科尔沁沙地环境与气候变化可以分为以下3个阶段：7.0~3.6 cal ka BP,沙地逐渐固定、缩小,冬季风减弱,夏季风不断增强,气候趋于暖湿;3.6~1.3 cal ka BP,沙地总体上较为稳定,但也存在活化、扩张,与上一阶段相比夏季风强度有所降低,但仍强于冬季风,气候相对暖湿;1.3~0.65 cal ka BP,沙地出现多次活化、扩张和固定、缩小,冬夏季风交替频繁,气候呈现冷干-相对暖湿的组合。具体来讲,中晚全新世以来科尔沁沙地存在8次活化、扩张和8次固定、缩小期,气候变化也存在8次冷干和8次相对暖湿期,两者存在明显的对应关系。太阳辐射与全球冰量变化是中晚全新世科尔沁沙地演化与气候格局的主要驱动力。     

河西走廊西段戈壁灌木群落多样性及其分布格局研究

通过野外样方调查河西走廊西段荒漠戈壁典型灌木群落多样性状况,研究探讨了8种典型灌木群落物种多样性的空间分布格局及其与地理因子的关系,对荒漠戈壁植物群落的多样性的保护和可持续发展具有重要意义。结果表明:(1) 8个典型灌木群落Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数和Pielou指数从高到低为:盐爪爪群落>麻黄群落>合头草群落>红砂群落>梭梭群落>泡泡刺群落>多枝柽柳群落>沙拐枣群落;波动范围分别为0.314～1.355、0.179～0.666、0.334～1.222和0.051～0.218,说明荒漠戈壁灌木群落物种多样性指数偏低,群落结构简单,物种组成稀少。(2)不同灌木群落内物种数越多,群落间Jaccard相似性系数越大。大部分灌木群落类型间Jaccard相似性在0.20～0.60之间,群落间相似水平较低,群落相对稳定。(3)随着海拔的升高,Margalef指数、Pielou指数和Shannon-Wiener指数均呈先增加后降低的单峰型分布格局,最大值出现在海拔2 000 m,且与海拔显著相关(P<0....     

甘肃酒泉荒漠戈壁灌木群落优势物种生态位特征

了解物种利用资源和占据生态空间的能力,对维持完善和科学保育荒漠戈壁植物群落的多样性具有重要意义。在综合反映各生态因子作用的群落类型和海拔梯度组合而成的两条资源轴上,测度分析了甘肃酒泉荒漠戈壁灌木群落主要优势种的生态位特征。结果表明：(1)在群落类型和海拔梯度两条资源轴上,红砂（Reaumuria songarica）、泡泡刺（Nitraria sphaerocarpa）和合头草（Sympegma regelii）的重要值和生态位宽度均较大,说明这些物种适应能力强,能够较好地利用环境资源,分布范围大,作为荒漠戈壁灌木群落中的广域种具有重要的生态地位和作用。(2)荒漠戈壁优势物种间的生态位重叠值多数较小,在群落类型和海拔梯度资源轴上生态位重叠值小于0.5的分别占总种对的62.63%和77.89%。生态位宽度大的物种之间一般生态位重叠值较高,物种利用资源能力强且存在竞争关系;然而,生态位宽度较小的物种与其他物种之间的生态位重叠程度较低,不同物种在环境资源的需求上产生互补,可以和谐共存;生态位宽度小的物种之间生态位重叠值仍较高,物种分布呈斑块现象;因此,生态位重叠与生态位宽度之间无显著相关性。(3)荒漠戈壁优势物种间总体表现为不显著的正关联,表明该植被群落结构及其物种之间处于稳定共存的状态。     

荒漠人工植被区典型生物土壤结皮的固碳模型研究

生物土壤结皮（BSC）是荒漠生态系统组成和地表景观的重要特征,在荒漠系统碳的源-汇功能中发挥着重要的作用。本文以沙坡头人工植被区两种典型的BSC（苔藓结皮和藻类结皮）为研究对象,通过对土壤水分的连续测定,确定BSC光合和呼吸作用的有效湿润时间及其与土壤水分、温度和太阳辐射的关系,建立了土壤水分驱动下的固碳模型。以2012年5月19—25日为例,计算了苔藓结皮和藻类结皮在试验期间的日固碳量,并估算了两类结皮的年际固碳量。结果表明:苔藓结皮和藻类结皮由于自身水文物理性质的差别显著影响到其下层土壤水分和温度的变化;降雨是BSC固碳活性的重要来源,并且苔藓结皮更容易受到非降雨水（如雾水、凝结水等）的影响而使其固碳潜力大于藻类结皮。初步估算苔藓结皮和藻类结皮的年固碳量分别可以达到33.33 g·m-2·a-1和14.01 g·m-2·a-1,其中由非降雨水所引起的固碳量达到了6.58 g·m-2·a-1和2.65 g·m-2·a-1,分别占到了全年固碳量的19.7%和18.9%。充分肯定了BSC在荒漠人工植被区碳汇的功能。     

Investigating the optically stimulated luminescence dose saturation behavior for quartz grains from dune sands in China

The optically stimulated luminescence (OSL) signals from quartz have been widely used to estimate the equivalent dose (D_e) of environment radiation after the deposition of mineral grains. However, the usage of quartz is often limited due to the lower saturation behavior compared with feldspar. Saturation limits among quartz (defining the upper dating range) vary significantly. It is important to better understand the reason for various dose saturation behaviors of the quartz OSL signals. In this study, coarse quartz grains were extracted from the Taklimakan Desert and the Hunshandake sandy land in north China and the dose saturation behavior of quartz OSL signals were studied. Our results suggest that the quartz grains produce very different aliquot-specific dose response curves, showing the significant variability in dose saturation characteristics for OSL signals. Laboratory dosing, optical bleaching and heating experiments were designed to simulate their effects on the dose saturation behavior for the quartz OSL. The results demonstrate that cycles of dosing and optical bleaching have insignificant impact on the OSL dose growth curves, while the heating to high temperature (above 400 °C) can significantly change the dose saturation characteristics for the quartz OSL. Such results suggest that the different heating history of quartz might be an important factor for the variability in dose saturation characteristics for OSL signals. Additionally, the quartz grains from the Hunshandake sandy land exhibit lower dose saturation level for OSL signals, compared with that from the Taklimakan Desert. This can be explained that the quartz grains from Hunshandake sandy land are mainly of igneous origin, while the quartz grains from Taklimakan Desert are mainly of metamorphic origin.     

极端干旱荒漠区典型晴天大气热力边界层结构分析

利用极端干旱区敦煌野外观测试验资料,分析了极端干旱荒漠区夏季典型晴天位温、风速、比湿等主要物理要素的垂直结构特征及其地表热力和近地层大气运动特征的日变化规律。发现在极端干旱地区夏季晴天大气热力边界层结构十分独特。在夜间,贴地逆温层最低在900 m以上,最厚可以达到1 750 m,逆温层上面的残余层一般能达到4 000 m左右的高度。在白天,位温超绝热递减层高达1 000 m,超绝热递减层上面的混合层最高达3 700 m,混合层顶上还有大约450 m甚至更厚的夹卷层。当白天对流层发展达到残余层以后,混合层的发展明显加快。风速和比湿垂直廓线特征很好地印证了大气热力边界层独特的结构特征,地表热力和近地层大气运动特征也为这种独特的大气热力边界层结构提供了较好的物理支持。     

中国东北平原西部荒漠化现状、成因及其治理途径研究

中国东北平原西部土地荒漠化,主要表现为土地沙漠化和土地盐碱化,它属于荒漠化的两种类型。东北 平原西部分布着科尔沁沙地和松嫩沙地,前者是全国五大沙漠之一。文章全面、系统地对该地区编制了 1∶1000000荒漠化图和量算出土地沙漠化面积。东北平原西部土地沙漠化面积为72280.6km2,占土地总面积的 22.2%。自20世纪50年代至80年代末,土地沙漠化面积迅速扩大,平均每年以1.5%～3.7%的速度递增;自9 年代以来,沙漠化呈现出逆转趋势,但就总体而言,沙漠化发展仍然大于逆转。东北平原西部土地盐碱化面积 33850.79km2,占土地总面积10.44%,主要分布在松嫩平原,面积为23329.19km2,占土地总面积15.2%,它是世 界上苏打盐碱化土壤的三大片之一,土地盐碱化每年以1.4%～2.5%速率正在发展。所以,该地区的土地荒漠化 不仅制约着当地农、牧业和农村经济的发展,影响周围和毗邻国家的生态环境安全,而且已危及当地人民的生存。 东北平原西部荒漠化的形成有自然因素和人为因素,前者有物源和气候变化等原因,后者有草原超载过牧、滥 垦、滥伐滥櫵、乱挖,河流上中游修建水库等原因,以及冻融作用的特殊原因,致使荒漠化形成和发展。     

北山戈壁荒漠景观1∶5万地球化学测量方法研究

通过在西北北山地区进行剖面和面积性方法试验,研制出了一套适合于西北荒漠戈壁景观条件的地球化学测量方法,即包括样品布局、采样密度、样品介质、样品粒级以及不同类型的地球化学测量方法技术。试验结果证实,每平方千米采集>20目的沟谷粗碎屑介质样品,能够圈定出清晰的矿化异常,而且异常元素组合齐全,指示意义明确,较准确地反映了矿体或矿化体的形态和延伸方向。同时辅助采集植物———红莎样品和<80目细粒级样品(提供热释汞分析),可以提取掩埋矿化体的信息。     

宁夏中卫长流水剖面沉积物中稀土元素及其环境意义

通过对我国西北腾格里沙漠前缘凹地－宁夏长流水剖面第四纪沉积物中稀土元素、分布模式、特征参数和稀土元素之间以及其他元素相关系数研究,探讨了该区河湖相沉积物的物质来源及气候环境演化过程。初步认为该凹地第四纪晚期近７万年以来沉积物经历了三次较大的干冷／温湿气候环境演化并存有４～５次亚一级的气候冷暖阶段性变化。其中在约２．７ｍ处,湖相沉积层中大多稀土元素有突变现象,可能代表了全新世大暖期（９３００～５３００ａＢＰ）在该区的反应。同时,认为风成砂是进入该区沉积体系的主要物源并保留母岩特征,但也不排除凹地周围侏罗纪基岩受风化剥蚀后随水带入沉积体系。该剖面的沉积物大致以风成砂、河流沉积、湖泊沉积旋回叠覆与气候干冷、冷湿、温湿趋于同步变化的模式。总体以干旱荒漠环境为主导,化学风化相对微弱,生态环境十分脆弱。