沙漠陆面过程参数化与模拟

沙漠地区植被稀疏、干旱少雨,其陆面物理过程具有与全球其它地区显著不同的特点.本文利用巴丹吉林沙漠观测资料,分析和计算了地表反照率、比辐射率、粗糙度和土壤热容量、热传导系数等关键陆面过程参数,建立了适合于沙漠地区的陆面过程模式DLSM (Desert Land Surface Model),并与NOAH陆面过程模式的模拟结果和观测资料进行了比较.结果表明:巴丹吉林沙漠地表反照率为0.273,比辐射率为0.950,地表粗糙度为1.55×10-3 m,土壤热容量和热扩散系数分别为1.08×106 J·m-3·K-1和3.34×10-7 m2·s.辐射传输、感热输送和土壤热传导过程是影响沙漠地区地表能量平衡的主要物理过程.通过对这三种过程的准确模拟检验,DLSM能够较准确地模拟巴丹吉林沙漠地气能量交换特征;短波辐射、长波辐射和感热通量的模拟结果与观测值间的标准差分别为7.98,6.14,33.9 W·m-2,与NOAH陆面过程模式的7.98,7.72,46.6 W·m-2的结果接近.地表反照率是沙漠地区最重要的陆面过程参数,地表反照率增大5%,向上短波辐射通量随之增加5%,感热通量则减小2.8%.本文研究结果对丰富陆面过程参数化方案,改进全球陆面过程模式、气候模式具有参考意义.     

毛乌素沙地古城反演的地表水环境变化

古城址是研究历史时期区域人类活动及环境变化过程的良好时空坐标。毛乌素沙地中的大多数古城池都建在当时的绿洲之中,对其现状近水条件和分布格局等的研究发现,秦汉以来毛乌素沙地的地表水环境整体呈恶化趋势,主要表现为湖沼湿地的萎缩和消失、外流河下切加剧但水量减小、部分常年河变成时令河、泉眼消失等等,但同时也存在着局部水环境的改善现象,突出表现为红碱淖等湖沼在清末民初的出现和扩大。究其原因,毛乌素沙地历史时期地表水环境的变化,总体上与气候变化过程一致,但清末以来人类开发活动的加剧对地表水环境变化也有重要影响。     

巴丹吉林沙漠湖泊年轻沉积物14C测年初步研究

沙漠湖泊沉积物是研究气候环境变化的珍贵材料,湖泊岩芯年代学研究是重建古气候和古环境的基础和前提,然而其年代的测定存在诸多困难,尤其是年轻湖泊沉积物测年一直是当前地质年代学研究的难题。~(14)C测年作为一种传统的测年方法已被广泛应用于各类湖泊年轻沉积物的年代测定。巴丹吉林沙漠湖泊年轻沉积物能否利用~(14)C方法进行测年,其可靠性如何,需进行研究和验证。选择巴丹吉林沙漠腹地的两支岩芯(BR-1和YD-1),对其进行了~(14)C测年,并与已有的~(210)P_(buns)及其推算年代进行了对比。结果表明:1)沙漠湖泊中的植物残体来源存在较大的随机性,可能是原有的更老沉积层中的植物残体的再沉积,测年结果偏老约1000年。2)湖泊岩芯中有机沉积物样品的年代结果基本符合沉积规律,但受硬水效应的影响,其年代整体偏老400~900年。3)与~(210)P_(buns)年代对比,两种不同测年物质所测得的年代均存在不同程度的偏老现象,表明岩芯所在湖泊~(14)C年龄受多种因素影响,总体存在很大的不确定性。在测年材料极为稀缺的沙漠丘间湖区,利用岩芯中的植物残体、沉积物有机质进行~(14)C测年,可能受老沉积层中测年材料再沉积、湖水碳库效应等因素的影响,~(14)C年代存在诸多不确定性。因此,在对巴丹吉林沙漠丘间湖泊年轻沉积物测年研究过程中应谨慎运用。     

禁牧政策对库布齐沙漠农户土地利用行为的影响

作为草原地区涉及面最广、农牧民参与程度最高的一项生态政策,禁牧政策对农户的土地利用行为产生了重大的影响。基于参与式农户评估法及累积Logit回归模型等对禁牧政策作用下库布齐沙漠的农户土地利用行为变化进行了研究。结果表明：（1）禁牧后农户的耕地和草地利用行为发生了显著变化。耕地总面积平均增加0.83 hm²,饲草种植面积平均增加0.25 hm²,羊只数量平均减少39.44只,舍饲程度得到提高;（2）政策因子、户主特征因子、家庭特征因子、农户土地利用行为意识因子是影响农户土地利用行为转变的主要因素,各个因子对不同土地利用行为的影响程度不同;（3）季节休牧对农户耕地利用行为的影响程度较大,全年禁牧对农户草地利用行为的影响程度较大。结合研究结果对禁牧政策的改进提出了相关建议。     

布古里沙漠部分地区风沙环境特征分析

布古里沙漠位于喀什绿洲和叶尔羌河绿洲之间,具有独特的地貌特征和风沙环境特征。通过对布古里沙漠部分地区的气象资料分析和野外实地风沙观测,对其风沙环境特征进行了分析。结果表明：布古里沙漠的沙粒平均粒径是0.16 mm,起沙时间集中在每年的4～9月,风向主要是西北风和东北风,偏西北风略强;在2 m高处测量的裸露沙面起动风速的是3.0 m/s,植被覆盖率为7%,起动风速为5.2 m/s,植被覆盖率为14%,起动风速为6.8 m/s;当平均风速为6.7 m/s时,气流输运沙子主要在近地表面0～10 cm,,风沙流中含沙量随垂直高度呈指数衰减,给出了风沙流的含沙量随垂直高度分布的相关方程和参数。     

晚冰期以来毛乌素沙漠环境特征的湖沼相沉积记录

毛乌素沙漠南缘靖边海则滩湖沼相沉积剖面,真实地记录了晚冰期以来东亚季风气候和沙漠演化历史。在地层沉积相划分和测年基础上,据地球化学元素和孢粉等气候指标分析表明,该区古气候变迁序列为：１２ｋａＢＰ前干燥寒冷;１２～１０ｋａＢＰ气候转暖湿;１０～８．５ｋａＢＰ以温湿为主,在１０～９．５ｋａＢＰ出现ＹｏｕｎｇｅｒＤｒｙａｓ冷干事件;８．５～３．０ｋａＢＰ温暖湿润;３．０ｋａＢＰ后气候趋于半干旱与现代气候较接近。这种气候演化规律是受地球轨道因素影响,通过东亚冬夏季风的强弱变化来实现的     

埃及Faiyum盆地沉积物中粒度和磁化率对风沙活动的指示意义

埃及Faiyum盆地是尼罗河下游的泛滥平原,沉积物主要来自尼罗河和撒哈拉沙漠.本文通过对钻孔FYAM(孔深4.6m)沉积物的粒度、磁化率的分析,并结合石英形态、石膏和碳酸盐含量分析,旨在寻找Faiyum盆地沉积物中代表风沙活动的粒度、磁化率特征.研究结果显示,钻孔沉积物中共发现7种粒度频率曲线类型,主要为细粒组(6-2...     

毛乌素沙漠风积砂地层碎石桩载荷试验研究

在榆林地区典型风积砂地层中开展了碎石桩复合地基载荷试验,通过试验对碎石桩有效桩长及承载力等方面进行了探索性研究。通过试验得到天然地基临塑荷载为128kPa,极限荷载320kPa; 碎石桩单桩临塑荷载为1019.2kPa,极限荷载不小于3312.4kPa; 桩间土临塑荷载为318kPa,极限荷载1590kPa; 复合地基临塑荷载为535kPa,极限荷载不小于2072kPa; 除此之外,在本文试验条件下,碎石桩的有效桩长可达8m左右,但上部荷载则主要由4m以上桩体承担。本文的有关结论为该区振冲砂桩复合地基的设计和施工提供了十分重要的参考依据。     

南方“红层荒漠”旅游开发价值分析

“红层荒漠”是一种分布在红层母岩上的特殊土地退化景观,又称为“红层劣地”。其形成过程被称为“红层荒漠化”,指红层区受人为干扰,地表原有的生态结构遭到破坏,在外动力综合作用下,土层快速侵蚀,基岩或其风化壳裸露,土地生产力衰竭的极端土地退化过程。红层荒漠在粤、赣、湘等南方湿润区有较多的分布,荒漠化严重的区域一般是经济欠发达的区域,研究红层荒漠及其合理开发利用具有重要意义。结合多年丹霞地貌的研究成果,认为作为一种旅游资源,红层荒漠具有景观独特、资源稀缺、颠覆常识、生态科普、综合构景等特性,具备很高的旅游开发价值与很强的开发可行性。开发过程中,应当遵循开发服从保护、特色强化、综合效益最大化的原则,重视生态农业旅游和科普旅游等开发方向,可开发成为红层荒漠观光、红层荒漠科教旅游、生态农业示范旅游、红层荒漠山水旅游、红漠乡村旅游以及摄影主题旅游等景区。同时,要注意因地制宜,从资源特点、市场需求、环境保护等实际进行合理的谋划,与周边同类景区错位发展,与邻区其他景区加强联合,实现区域旅游互补发展。     

近2000a毛乌素沙地沙漠化及成因

历史时期毛乌素沙地发生了沙漠化现象,但对沙漠化过程及成因尚有争议。利用毛乌素沙地风成沙-古土壤沉积的测年数据建立累积频度曲线,重建了沙漠化过程;结合高分辨率气候曲线与历史人类活动记录,对近2 000 a毛乌素沙地沙漠化与气候变化、人类活动的关系进行了探讨。结果表明:风成沙-古土壤沉积的测年数据记录了毛乌素沙地在公元440—570、840—960、1525—1890年经历3个沙漠化阶段,均属于温度较低、降水较少的冷干气候,且尘暴频次高;前2次沙漠化时期人口较少,土地开垦面积较小,人类活动程度较低,冷干气候在沙漠化过程中影响显著;第3个沙漠化阶段人口总体处于高压状态,土地开垦面积不断扩大,人类活动强度的增大加剧了沙漠化程度。