基于RS、GIS两大沙漠边缘带土地利用/覆盖对近十余年来气候变化的响应研究

以1986年与2000年两期TM遥感解译影像为基础,运用GIS空间分析手段,借助多个土地利用分析模型,对我国北方腾格里与毛乌素两大沙漠边缘带土地利用空间变化特点进行了分析,揭示出上世纪80年代后期至本世纪初的十余年来两大沙漠南缘带土地利用／覆盖对气候变化所做出的各具特色的响应方式。研究期内,研究区土地利用程度总体得到提高,其中东部毛乌素地区提高速度高于西部,中部宁夏部分高于两头陕西、甘肃部分。土地利用重心分布揭示出半干旱、干旱沙漠边缘带耕地与水资源分布的密切关系,同时,土地利用重心变化分析揭示山西部腾格里地区研究期内生态环境区域恶化,而东部毛乌素地区生态环境质量趋于好转。     

新疆伊犁河谷晚全新世风沙沉积主量元素特征及其气候意义

在新疆伊犁河谷塔克尔莫乎尔沙漠腹地,选择可克达拉剖面进行了光释光年代测定和主量元素含 量分析,根据主量元素组合及其比值变化重建了研究区3.71 Ka BP以来的气候环境变化序列。结果表明,近4Ka BP以来研究区气候环境演变大体经历５个阶段的变化：3.71～3.06Ka BP,冷湿;3.06～2.78Ka BP,暖干; 2.78～2.10Ka BP,凉湿;2.10～0.50Ka BP,冷湿;0.50Ka BP以来,凉干气候为主,最近100 a趋于暖干。研 究区晚全新世以来的气候变化阶段与中国东部季风区以及北半球气候变化阶段有很好的可比性,但各气候变化 阶段的水热组合又具有典型的西风带气候模式特征,并与中高纬度北大西洋区域的气候变化具有很好的遥相关。     

拟建大柳树灌区对生态环境的影响研究

生态安全是国家安全的重要组成部分, 是维系一个国家经济社会可持续发展的基础。大柳树灌区所在区域是全国的生态屏障, 生态环境的好坏影响着全国的安危, 作者分析了大柳树灌区对区域气候、大气质量、土壤有关生态过程和土壤养分迁移及土壤中甲烷的形成排放的影响, 并就其可能造成的土壤侵蚀和土地沙化, 对水量和水质的影响、对湿地的影响、次生盐渍化以及从人工生态系统与自然生态系统抗逆性的对比等方面对大柳树灌区的生态安全进行了评价。认为黄河大柳树水利枢纽工程的建设将会带来一系列生态灾难, 使本来已经十分脆弱的生态环境再次遭到人为破坏。为使该地区坚定不移地走可持续发展道路, 为国家宏观决策提供理论依据, 建立和完善环境与发展综合决策的机制, 建议该区应着重进行生态环境保护与发展草业。     

毛乌素沙地15ka以来气候变化及沙漠演化研究

通过对毛乌素沙地东南缘的三道沟剖面进行沉积学分析,结合常规14C和光释光测年结果,并与已有研究进行对比,将毛乌素沙地15ka以来的演化过程分为4个阶段:15ka以前,处于末次冰期极盛期的后期,冬季风活动强烈,气候干冷、风蚀强烈,沙漠处于活化扩张阶段;15～6.33kaBP,气候逐渐回暖,风力减弱,但沙丘仍处于活化状态,期间可能有气候的暖湿波动;6.33～3.5kaBP,夏季风活动较强,冬季风活动较弱,气候总体温暖湿润,沙丘固定、沙漠退缩,其中又存在一些干冷波动,5kaBP前后气候曾发生突变;3.5kaBP以来,冬季风活动又逐渐增强,夏季风活动减弱,气候寒冷干燥,风沙活动增强。     

100 a来沙漠科学的发展

根据20世纪各时期关于沙漠研究的代表性著作,回顾了100a来沙漠科学的发展历史,将沙漠科学的发展阶段归纳为：地质沙漠学、地理沙漠学、物理沙漠学、行星沙漠学、数理沙漠学和综合沙漠学等,阐述了每个发展阶段的研究工作特点和对沙漠科学发展的作用。     

腾格里沙漠固定沙丘结皮层藓类植物的生态功能及与土壤环境因子的关系

通过1998-2001年的野外调查,沙坡头地区固定沙丘结皮层藓类植物共3科、11属、24种,新发现 8 个本地区新记录种。人工固定沙丘仅分布有7种藓类,而自然固定沙丘包括了所有的 24 种藓类,具有较高的物种多样性,构成了复杂的苔藓植物群落。沿坡向随高度的上升,藓类植物的盖度减少,而藻类植物的盖度却有上升的趋势。自然固定沙丘藓类植物盖度明显小于围封的人工固定沙丘。人工固定沙丘随着固定年限的增加,藓类植物的生物量明显增高,不同种类藓类植物的生物量明显不同,综合盖度因素,真藓拥有该地区最大的生物量。不同类型、不同种类的藓类植物结皮厚度和株高之间都存在显著的相关性(P < 0.01)。不同固定沙丘藓类结皮土壤的总盐量、阴、阳离子总量都明显高于藻结皮和流沙,苔藓结皮中苔藓植物体内Mg/Ca率在0.50~0.98之间,结皮土壤Ca²⁺含量明显高于其他3种离子,Na⁺、K⁺离子含量较少。苔藓植物生物量与土壤磷、土壤有机质呈明显正相关(P < 0.05),土壤pH值与土壤磷含量和苔藓植物生物量呈显著负相关(P 分别为 < 0.01 和 < 0.05),表明高的 pH值显著影响土壤磷含量和植物生物量。藓类结皮土壤中的有机质、全磷、全氮、速磷、速氮含量显著高于藻结皮的含量,尤其是有机质含量,藓类结皮都超过了1%的水平,在有机质含量普遍低于1%的沙区,对维持沙丘的稳定,促进维管植物的定居和繁殖起着极其重要的作用。     

塔里木沙漠公路沿线不同立地类型风沙土的理化性质研究

通过对塔里术沙漠公路沿线不同立地类型风沙土物理、化学性质特征进行了初步研究，结果表明：沙漠公路沿线的风沙土，机械组成以极细砂粒和细砂粒为主；pH值均在8～9之间，为中性偏碱性；盐分含量具有显著差异，空间变异性大；养分和有机质含量较少，并未表现出明显的变化；微量元素（Fe、Mn、Cu、Zn）的有效含量普遍偏低，尤其是Mn、Cu、Zn处于极低水平。     

莫索湾南缘沙漠植物群落多样性抽样方法的研究

2005年9月中下旬,在莫索湾南缘沙漠设置的200m×40m样带内共观测到植物物种22个,其中草本物种占77．3%。通过种一面积方程拟合和临界抽样面积的求解发现要达到抽取群落60%以上物种,临界样方面积至少在518．33m~2以上,而草本物种在735．49m~2以上。样方间相似性指数分析发现样方布样经历的生境异质性越高,物种替代性增加,相似性降低,抽样效率提高。研究发现沿垂直于沙丘走向的方向布样,以4m×4m为基本样方,抽样272m~2即达到60%群落物种,远低于临界抽样面积的求解结果,表明基本样方大小和设置方向对抽样效率产生重要影响。由于沙漠物种偶见种多,频度和密度较低,并且分布的环境特异性强,认为对沙漠植物群落观测,样线法、巢式样方法以及对草本观测的梅花样方法均具有一定局限性,建议对草本和灌木物种多样性观测,在确定合理的布样方向基础上,以4m×4m为基本样方。提出对沙漠植物群落多样性结构和功能有全面了解,必须将局部抽样与区域抽样结合,增加抽样频率和强度。     

Groundwater and lake evolution in the Badain Jaran Desert ecosystem, Inner Mongolia

The amount and timing of aquifer recharge and the evolution of lakes and groundwater in the south-eastern Badain Jaran desert of Inner Mongolia, with high megadunes, has been investigated using stable isotopes and hydrochemistry. Unsaturated zone moisture profiles down to 22 m have recorded recharge over 1185 years. Small but finite amounts of recharge are recorded with mean recharge rates of 0.95-1.33 mm year^?1, determined using a chloride mass balance technique. The unsaturated profile also acts as a unique archive of hydrological and climate change. Before 1300, it was relatively dry but distinct wet periods may be recognised during 1340-1450, 1500-1610 and 1710-1820. Since the mid 1800s, the climate shows a trend towards greater aridity. The interdune lakes are generally fresh but locally, hypersaline lakes are found in juxtaposition. This implies that in general, the lakes have low residence times and flow back into the dune system, but sedimentary obstruction locally prevents outflow and extreme evaporation occurs. The stable isotope records show that the lakes are fed by palaeowaters which on the basis of other proxy data must predate the Last Glacial Maximum. Their recharge source is problematic but most likely this derives from a diminishing water table extending some 30 m south to the Yabulai Mountains.     

Microbiotic crusts and their interrelations with environmental factors in the Gurbantonggut desert,western China

Located in the Junggar Basin in Xinjiang, the Gurbantonggut Desert is the second largest desert in China. Microbiotic crusts consisting of animalcule, lichen, moss, and algae species develop extensively in the region. Their formation, species composition and distribution pattern are closely related to the environmental conditions along the different parts of sand dune. Analysis of microbiotic crust distribution and relationship to environmental factors shows that average microbiotic crust thickness is 0.05–0.1 cm at the tops dunes, 0.2–1.5 cm in the upper part, 1.5–2.5 cm in middle and lower parts of dunes, and 1.5–5.0 cm in interdune areas, while areal coverage is 30.5, 48.5, 55.5, and 75.5%, respectively. Microbiotic crust differentiation along dune slopes is a result of the development stage and converse-succession resistance of the different microbiotic crusts. The numbers of species, thickness and degree of development of microbiotic crusts increase from the upper part to the middle and lower parts of dune slopes. The development and differentiation of microbiotic crusts at various dune slope positions are a reflection of the ecological expression of the comprehensive adaptability and natural selection of different microbiotic crust species to the local environmental conditions, and are closely related to such ecological conditions as the physiochemical properties of soils and topsoil textural stability.