气候变化对中国北方荒漠草原植被的影响

气候变化对陆地生态系统的影响及其反馈是全球变化研究的焦点之一。利用气候变量实现对遥感植被指数所表示的植被绿度信息的模拟，可以尝试作为表达生物圈过去和未来状态的一种途径。利用1961-2000年的气温、降水和1983-1999年的NOAA/AVHRR资料，分析了中国北方地带性植被类型荒漠草原植被分布区的短尺度气候的年际和季节变化，及其对植被的影响。结果表明，过去40年中该区域年际气候变化表现为增温和降水波动。年NDVI的最大值（NDVI_max）可以较好地反映气候的变化，过去17年中NDVI_max出现的时间略有提前。综合分析NDVI、植被盖度、NPP、区域蒸散量、土壤含水量及其气候的年际变化，表明增温加剧了土壤干旱化，降水和土壤含水量仍是制约本区植被生长的根本原因。     

塔克拉玛干沙漠风沙活动强度特征

通过风资料的统计和计算,对塔克拉玛干沙漠风沙活动强度特征进行了系统研究。结果表明,塔克拉玛干沙漠年平均风速较小,在沙漠内部年平均风速与温度变化呈现“风热同步”现象;有效起沙风作用时间存在明显区域差异,随着风速等级的增加,其出现的频率相应减少,基本上都集中在6.1～10.0m/s之间;输沙势和最大可能输沙量,除若羌地区外,整个沙漠属于低风能环境,且存在很大区域差异,对输沙贡献最大的风速以9.0～11.0m/s为主。     

贺兰山对银川一次致灾暴雨过程影响的数值模拟

贺兰山是中国西北地区干旱区与半干旱区的重要分界线,但是其地形对某些强降水天气过程的影响并不清楚。本文利用WRFV3.4中尺度数值模式,对2012年7月29-30日发生在银川的罕见大暴雨过程进行了数值模拟,并进行了削平贺兰山的敏感性试验。结果表明:贺兰山地形对其东侧银川地区低层绕流气旋的产生、垂直运动、散度场、水汽通量散度都有促进、加强作用,对此次银川大暴雨的产生起了至关重要的作用; 若将贺兰山削平,在贺兰山以西的腾格里沙漠东部地区低层流场将出现切变辐合,垂直运动、散度场、水汽通量散度加强,会导致该地区降水强度增强、范围扩大。这表明,就该区域某些强降水天气过程而言,贺兰山加强其以东银川地区的降水,而对其以西腾格里沙漠东部的降水产生明显的不利影响。     

Distribution of groundwater salinity and formation mechanism of fresh groundwater in an arid desert transition zone

This study reviews the distribution of groundwater salinity in an arid desert transition zone. By combining field experiments and computer simulation models we make a comprehensive analysis of the formation mechanism of fresh groundwater in relation to the paleogeographic conditions of lithofacies, the geochemical characteristics of the aquifer media, salt deliverability in the vadose zone and prevailing hydrodynamic conditions. The results demonstrate that (1) the lacustrine facies deposition stratum of the Huanhe formation in the Cretaceous system provides a brackish-salt groundwater environment; (2) the average salinity of parent rocks are approximately 440 mg/kg and 4 371 mg/kg in the Quaternary eolian sand and the Cretaceous Huanhe formation respectively, suggesting that parent rocks are the principal controlling factor in the distribution of groundwater quality given that mineral and chemical composition of the eolian sand is simpler than that of the Huanhe formation; (3) average groundwater flow rates are approximately 0.25 m/d and 0.1 m/d in eolian sand and Huanhe formation aquifers respectively, indicating that hydrodynamic conditions play an important role in driving in the formation and evolution of fresh groundwater; (4) The salinity deliverability in the vadose zone overlying the aeolian sand and Huanhe formation aquifers are approximately 15.97 mg/L and 220.42 mg/L respectively, signifying that the combination of lithology and salt content of vadose zone, rainfall infiltration, evapotranspiration and concentration heavily influence the formation, distribution and evolution of groundwater quality. This study can provide a scientific basis for the sustainable development and utilization of groundwater resources in arid areas.     

贺兰山以北乌兰布和沙漠地下水水化学特征演化规律研究

乌兰布和沙漠对中国西北部干旱地区气候变化和水文循环过程研究具有指示意义, 以水文地球化学运移为导向, 通过分析33个地下水样, 探讨了该区地下水的补给与演化过程. 结果表明: 巴彦乌拉山浅层地下水水化学类型为Cl^--HCO₃^--SO₄^2--Na⁺; 从吉兰泰盐湖至乌兰布和沙漠, 主要水化学类型变化浅层地下水为Cl^--HCO₃^--Na⁺到Cl^--HCO₃^--SO₄^2--Na⁺, 深层地下水为HCO₃^--Cl^--Na⁺再到HCO₃^--Cl^--Na⁺或HCO₃^--Cl^--Ca²⁺. Gibbs图表明, 研究区地下水的水化学特征主要受蒸发浓缩作用影响和岩石风化作用控制, 大气降雨机制影响甚微. 主要离子相关关系图及饱和指数表明, 岩盐、芒硝、钠长石、方解石、白云石、石膏等矿物的风化溶解是该区地下水主要离子来源. 此外, 氯碱指数和Ca/Na的指示, 说明阳离子交换作用也是形成该地区地下水水化学组分的重要机制.     

内蒙古西部库布齐沙漠北缘沙漠化特征讨论

磴口—乌拉特前旗一带,库布齐沙漠北缘前锋带被黄河严格地限制在河道南岸,即向北弧形突出的河道基本上是库布齐沙漠西段的北部边界。库布齐沙漠自19 ka前开始发育,7 ka以来在出现了横贯东西的沙漠覆盖之后,其北缘一直在向北扩展。作者通过历史文献记录、遥感影像解译,结合沉积特征与地貌演变等相关资料的分析,认为库布齐沙漠北缘由南向北不断前行,迫使磴口—乌拉特前旗段最初近东西向延伸的黄河河道向北弧形突出,并导致库布齐沙漠北缘前锋带被严格地限制在黄河南岸展布。库布齐沙漠北缘的持续向北推进,将对位于黄河北岸的河套盆地内大片湿地及农田生态环境安全产生严重的威胁。     

沙漠能源生态圈概念、内涵及发展模式

沙漠地区既是中国重要的能源基地,也是生态环境脆弱区和发展落后地区,如何在保护沙漠生态环境的前提下,充分开发利用沙漠丰富资源,同时又带动地区经济发展和改善民生?首先基于生态学、管理学、自然地理学、系统科学等相关理论,结合国内外沙漠能源开发及沙漠治理、生态修复等方面最新研究进展,运用能源互联网思维,构建了包涵沙漠治理、生态...     

论库姆塔格沙漠羽毛状断裂的成因 ——“八一泉运动”及其与青藏高原隆升、 气候变化的关系

通过野外调查和同位素测年, 讨论了库姆塔格沙漠羽毛状断裂的形成与"八一泉运动"有关, 纠正了前人所说的八一泉雅丹下部褶皱断裂地层属上新世地层的传统概念, 实际上是早更新世湖相地层于中更新世晚期因发生八一泉构造运动形成的褶皱断裂的变形地层带. 所称的上新世地层实际是中更新世晚期的变形地层, 这也是227 ka BP左右的"八一泉运动"的证据, 讨论了它在青藏高原的隆升过程中的特殊阶段, 及其对青藏高原以北地区气候环境的影响, 重新建立了青藏高原隆升与冰期、 间冰期气候变化的序列, 并首次探讨了与中国东部冰缘期的对比问题.     

Desert varnish and petroglyphs on sandstone – Geochemical composition and climate changes from Pleistocene to Holocene (Libya)

Desert varnish of pristine sandstone and petroglyph surfaces from Takabart Kabort (Naturalistic Bubaline Art School) and Alamas (Tanzina Art School) can be well classified by their (SiO₂+Al₂O₃):MnO₂, Al₂O₃:SiO₂, and P₂O₅:CaO ratios. Specific ratios are due to the occurrence of clay minerals like illite, kaolinite, smectite, and feldspar, quartz, carbonates like calcite and dolomite, manganese oxyhydroxides, and apatite. Their occurrence corresponds to the local origin and composition of the primary aeolian material.

In general, the analyzed desert varnish shows lamination patterns characterized by alternating MnO₂-rich and -poor layers (25 wt% MnO₂) at rather constant iron oxyhydroxide content (6 wt% Fe₂O₃). Varnish on non-engraved surfaces exhibits three MnO₂-rich layers, whereas varnish-coated petroglyphs reveal minor lamination patterns corresponding to the dating of petroglyphs by rock art. The older Naturalistic Bubaline Art School petroglyphs (about 6–4 ka BP) and the younger Tazina Art School petroglyphs (about 3.8–3 ka BP) contain only two and one MnO₂-rich layer, respectively. It is assumed that the occurrence of such microlaminations is caused by climate changes in North Africa. Three humid periods are discerned from the Terminal Pleistocene to Holocene in the literature. Such periods are suitable to induce manganese accumulation by biotic and abiotic processes. Accordingly, the distinct lamination patterns gained from this study verify the dating of petroglyphs by rock art. From another point of view, classification of the above petroglyphs may be provided by analyses of microlaminations independently on cultural historical aspects.     

塔克拉玛干沙漠腹地两种灌木有效根系密度分布规律的研究

在塔克拉玛干沙漠腹地通过分层分段挖掘法对滴灌条件下多枝柽柳(Tamarix ramosis-sima)和梭梭(Haloxylon ammodendron)幼苗根区有效根长密度和有效根重密度空间分布进行了研究。结果表明:梭梭幼苗平均有效根系密度为多枝柽柳幼苗的3倍左右。在垂直方向上,两种灌木的有效根系密度的变化因树种而异,多枝柽柳幼苗随土层深度的增加呈指数递减,而梭梭幼苗随土层深度的增加呈单峰型曲线。在水平方向上,两种灌木幼苗有效根系密度均随距离植株基径距离的增加呈指数递减。非线性参数拟合分析表明:采用RD=eA BX CZ函数模型能较好地反映滴灌条件下多枝柽柳幼苗的有效根系密度的空间分布。