不同尺度绿洲环流和边界层特征的数值模拟

使用美国NCAR新版MM5V3．4非静力平衡模式,通过三重嵌套,模拟研究了西北地区不同尺度绿洲环流及边界层特征,发现不同绿洲系统地面能量和水分的输送是不同的,尺度较小的绿洲其地面潜热大,感热相对小。R度在15km以上的绿洲可以形成绿洲一沙漠环流和绿洲的小气候,有较低的边界层,同时在绿洲边缘的沙漠形成湿气柱。尺度在儿公里的绿洲不能形成绿洲一沙漠环流和绿洲边缘的湿气柱。尺度较大的绿洲形成的温度和湿度边界层结构和环流配合,使绿洲形成具有自我保护的绿洲小气候环境,有利于绿洲生态的发展。     

戈壁与绿洲内的风向风速关系：以新疆策勒县为例

在研究沙漠和估算沙丘移动速度中,人们常引用附近气象站的风速资料。但由于地面状况的不同以及林带等原因的影响使两地的风况有着一定的差距。本文通过对策勒县绿洲外围戈壁沙丘上的风速观测,发现绿洲内与戈壁沙丘的风向风速有着一定的关系和差距,结果表明: 1.戈壁沙丘与绿洲内的风向较接近,两地间风向偏差<45°的频率为90％。 2.戈壁沙丘的平均风速明显大于绿洲内的平均风速;两地间的风速平均差值为3.6米/秒,这种差值因风向而不同。     

塔里木河中游绿洲盐漠带典型盐生植物光谱指数分析

盐生植物对于维持干旱区绿洲生态系统平衡起着核心作用。该文以渭干河-库车河三角洲绿洲盐漠带典型盐生植物为研究对象,利用Field Spec Pro FR便携式地物波谱仪,对2010年10月盐生植物的野外光谱数据进行采集并取相应土样。首先,采用光谱学分析方法分析光谱特征变化,并对土壤理化特性(含盐量、TDS、电导率、pH值)进行室内测定分析,获得盐生植物光谱特征数据和土壤理化特性数据。其次,利用实测光谱数据对盐生植物高光谱植被指数NDVI705、VOG1、ARI1和CRI1进行反演,用高光谱影像和TM影像分别对VOG1和NDVI705进行反演,并与土壤理化特性进行相关性分析。研究表明:高光谱植被指数NDVI705、VOG1、ARI1与土壤理化特性之间相关性均较低(0.266R0.449),但CRI1与含盐量、TDS的相关性较高(R=0.668);用高光谱影像反演的VOG1与电导率的相关性较高(R=0.536),用TM影像反演的NDVI705与TDS相关性较高(R=0.695)。通过精度验证,发现高光谱反演数据(VOG1)比TM反演数据(NDVI705)精确,说明遥感数据空间分辨率的不同影响了反演植被光谱指数的精度。该研究不仅可为干旱地区盐生植物的遥感识别奠定基础,而且对维持绿洲生态系统稳定提供一定的科学依据。     

乌兰布和沙漠人工绿洲沙害综合控制技术体系

将乌兰布和沙漠绿洲分为绿洲生态经济核心区、绿洲-荒漠生态缓冲区和自然荒漠生态恢复区3个功能区,基于各功能区的地貌、植被、土壤及沙害特征与沙源,立足因地制宜规划、因害设防整治的设计思想,提出“流沙固阻带、封沙育草带、防风阻沙带、绿洲防护林网”四带一体的综合防治体系防御流沙入侵,采用工程、农艺等应急措施体系控制绿洲内土壤风蚀和零星流沙的危害,为人工绿洲沙害的综合控制提供了科学依据。     

生态环境"3S"技术定量动态分析——以内蒙古阿拉善为例

2002年,应用RS、GIS高新技术,对全盟生态环境现状进行1996年、2000年、2002年度定量动态对比监测,选择2000、2002年美国七号卫星ETM数据、1996年美国五号卫星TM数据为新、旧时相,采用计算机影像融合、动态监测、监督分类等遥感技术,对全盟前后7年间生态环境现状进行遥感定量获取,在132个外业遥感样区的验证下,获得了阿拉善盟遥感动态监测数据,建立了生态环境现状本底数据库。在"海量"的GIS数据库支持下,实现了全盟生态环境定量动态分析。本文着重介绍全盟生态环境定量动态分析成果。     

绿洲生态预警信息系统初步设计

绿洲生态预警信息系统是实现绿洲区域生态环境评价、预警及动态监测的先进手段．将为绿洲区域可持续发展提供辅助决策信息。论文对系统的网络拓扑结构、系统总体逻辑结构、系统功能、分级权限等进行了初步设计,以期为绿洲生态保护与社会可持续发展提供一个可行的辅助决策系统实现方案。     

地下水深埋区咸水灌溉对土壤盐渍化影响的初步研究——以民勤绿洲为例

 针对民勤绿洲近几十年来大量开采地下水造成地下水位急剧下降,同时大规模开采地下劣质咸水用于农业灌溉的现状,采用咸水沟灌大田试验,就绿洲地下水深埋区（＞5 m）咸水灌溉对土壤盐渍化的影响进行了研究。结果表明,在地下水深埋区,灌溉水带入的盐分是土壤表层盐分积累的主要来源;播种前大定额淡水灌溉,土壤明显脱盐,但随着生长季内咸水灌溉及灌溉定额的减少,土壤开始返盐,到生长季末,根区土壤显著积盐,2 g·L-1和5 g·L-1咸水灌溉下土壤的积盐率分别为22.67%和35.30%;高垄覆膜种植方式下,膜上沟灌对沟下土壤盐分淋洗明显,但是在行间非覆膜区盐分强烈聚集;咸水灌溉导致根区土壤pH值升高,碱化度增大,绿洲土壤存在着明显的碱化趋势。     

额济纳绿洲地表土壤热通量特征及模拟估算

土壤热通量是地表能量平衡的重要分量,研究其变化特征对理解能量平衡过程具有十分重要的意义。利用中国科学院阿拉善荒漠生态水文试验研究站实际观测数据,分析了额济纳绿洲在不同天气条件（晴天和阴天）和时间尺度下地表土壤热通量变化特征,并采用强迫恢复法对地表土壤热通量进行了估算。结果表明：（1）晴天地表土壤热通量的日总量、平均值、最大值和振幅等都明显大于阴天。（2）在观测期内,地表土壤热通量总体呈先升高后降低的趋势,最大值出现在7月中旬,最小值出现在10月初,二者之间的日均值相差超过了900 W·m^-2。（3）不论晴天还是阴天,净辐射较地表土壤热通量在早晨和晚间都是先达到零值,且净辐射在正午前后先达到峰值。（4）对地表土壤热通量取绝对值可以看出,无论昼夜,均是晴天大于阴天。（5）一天内地表土壤热通量占净辐射的比例随着时间递减。（6）基于强迫恢复法估算的额济纳绿洲地表土壤热通量与实测值具有较好的一致性,可用于地表土壤热通量模拟。     

孤立绿洲系统演化的动力学理论研究

假定绿洲和荒漠组成一个与周围环境无物质和能量交换的孤立系统,在能量守恒的条件下分析绿洲的分布和演变特征,结果表明,绿洲的演变会出现多平衡态分布的特征.在初始面积较小时,第一个平衡态表征了绿洲面积增加的解,此时荒漠地表-冠层温差较大,绿洲和荒漠之间存在较强的能量交换,绿洲通过降温增加面积而荒漠升温导致面积减小;第二个平衡态表征了绿洲面积减小的解,荒漠地表-冠层温差较为合适.若迁移后绿洲面积增加,则平衡态不稳定,能量迁移趋向于零,绿洲和荒漠能量各自达到平衡,绿洲面积最终等于初始面积.进一步分析表明,两个平衡态的性质完全不同,在绿洲面积有较大增加的平衡态中,绿洲和荒漠的反照率差异越小、水分差异越大,绿洲和荒漠间的能量交换越强,能量迁移后绿洲面积增加越多,而绿洲面积减小的平衡态则相反,绿洲和荒漠的反照率差异越大、水分差异越小,能量迁移后绿洲越容易维持在初始面积上.初值向平衡点的演化分析表明,荒漠地表温度较高的初值点更容易向绿洲面积增加的平衡态收敛.     

新疆策勒沙漠-荒漠-绿洲典型下垫面小气候空间变化分析

利用从2010年8月1日至2011年6月30日新疆策勒绿洲-荒漠过渡带及绿洲内部4个观测点的风速、大气相对湿度（RH）、温度、太阳辐射能、光合有效辐射（PAR）同步观测资料,分析了小气候差异并初步探讨产生差异的原因。结果表明：不同空间的下垫面性质对小气候影响明显不同。在8月,半固定沙地、固定沙地和绿洲内部与流沙地前沿相比,日平均风速在2 m高处分别依次降低了42.69%、50.71%和94.32%,日平均风速在10 m高处分别依次降低了7.94%、13.66%和59.59%,这表明植被覆盖度越大,防风阻沙效果越好。夏季植被能够降温增湿,冬季12月份,绿洲内部在0.5 m高处日平均温度依次高于流沙地、半固定沙地、固定沙地1.47℃、1.20℃、2.74℃。4个下垫面的PAR与太阳辐射能变化趋势基本一致,绿洲内部的PAR值相对最小,太阳辐射能在6月达到最高值。夏季晴天在20:00~09:00左右近地表层会出现逆温现象。冬季晴天白天午后易出现大于起沙风的阵风,从流沙前沿到绿洲内部气温逐渐升高,大气相对湿度先逐渐降低后增大。