• 干枯骆驼刺对风沙流场影响的数值模拟研究

    分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2022-12-20 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 植物固沙是荒漠地区防治风沙灾害的重要措施之一,骆驼刺(Alhagi camelorum)作为典型荒漠植物具有重 要的应用价值。利用fluent软件对30 cm高度干枯骆驼刺附近的流场进行数值模拟,分析风速特征和积沙特征,并 加以野外试验验证。结果表明:( 1)植株附近流场大致可分为遇阻减速区、抬升加速区、紊流减速区以及恢复区。 植株后会形成微弱的涡流,涡流的回流区高度与距植株远近有关,但整体低于0.14 m。( 2)当风速为6 m∙s -1 时,植株 主要影响0.6 m高度以下的水平风速。植株后一定距离内的水平风速随高度增加不在呈现严格的对数分布,而是 存在2个极小值,并在0.3~0.6 m高度范围内以较大的加速度快速增大。( 3)植株的防风效率整体呈现出随风速增大 而减小的规律,且该现象随高度增加愈加明显。当风速由6 m∙s -1 增大至10 m∙s -1 时,株后5.3 m范围内, 0.3 m高度 处的防风效率由40%减小至16.56%。( 4)植株附近的积沙因风速的不同具有差异,当风速较小时,积沙主要集中在 前方植株附近以及植株之间,随着风速的增大,积沙后移。

  • WEPS模型在乌兰布和沙漠油莎豆(Cyperus esculentus)种植区的应用

    分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2022-12-20 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 为探究WEPS模型的风蚀预测效果,在内蒙古乌兰布和沙漠油莎豆(Cyperus esculentus)种植区,对全采收 (CK)、留4采6、留6采6油莎豆纯作和油莎豆-梭梭间作留茬4种不同采收模式地表进行风蚀监测,并利用2020年 11月15日和12月26日2次实测风蚀数据对WEPS模型风蚀预测结果进行验证。结果表明:( 1)与全采收相比, 3种 留茬模式均能有效降低风力对种植区地表的侵蚀作用,地表防风固沙能力随留茬数量的增加而提高。( 2)WEPS模 型预测单宽风蚀量与实测结果有明显差异,模型值最大为实测值的10.16倍,最小为实测值的0.58倍;模型预测质 量有不确定性,在植被覆盖度较高的地表预测效果较差。( 3)模型预测的单宽输沙量随实测值的增加呈幂函数增 加,能够较准确地预测不同地表特征风蚀量变化趋势;在风蚀定量化估算上,WEPS模型还需根据实际风蚀环境对 公式及参数进行修正。

  • 黄土高原丘陵区典型植物群落土壤粒径分布特征

    分类: 农、林、牧、渔 >> 土壤学 提交时间: 2022-08-09 合作期刊: 《干旱区地理》

    摘要: 为探究黄土高原丘陵区不同植物群落的土壤粒径分布特征。选取草地、山杏纯林、油松纯林和油松山杏混交林0~200 cm土壤为研究对象,采用激光衍射技术测定土壤样品粒度组成,计算土壤粒度参数与分形维数,绘制粒度频率曲线。结果表明:(1)研究区土壤属粉壤土,粉粒含量约占总体的56.58%~71.67%,砂粒约占21.37%~38.71%,黏粒约占3.55%~6.96%。(2)各植物群落内土壤粒度组成随土层深度增加分布较为均一,粒径分布整体分选性均较差,呈极正偏度,峰态尖窄,粒度频率曲线为双峰型,曲线波峰一致。不同植物群落土壤粒径分布差异主要集中在土壤表层0~20 cm(P<0.05)。(3)草地、山杏纯林、油松纯林和油松山杏混交林0~200 cm土壤平均分形维数分别为2.63、2.60、2.61、2.58。分形维数与黏粒含量具有极显著正相关关系(P<0.05),其中,草地土壤分形维数与黏粒的相关性最强。总体来看,黄土高原丘陵区草地土壤粒径分布特征显著优于人工林,本研究结果可为黄土高原的生态重建工作提供理论依据。

  • 晋西黄土区土地利用方式对土壤C:N:P化学计量 特征及土壤理化性质的影响

    分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-08-11 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 为了阐明不同土地利用方式对土壤理化性质和生态化学计量特征的影响,以晋西黄土区典型人工混交林地、刺槐纯林地、经济林地、农田、荒草地为研究对象,测定了0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm、50~60 cm土层的容重、孔隙度以及有机质(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量,分析土地利用方式与土壤理化性质及生态化学计量特征的关系,以期为土地资源的合理利用与生态服务功能提供依据。结果表明:(1)人工混交林地、刺槐纯林地、经济林地的容重(1.17 g·cm-3、1.19 g·cm-3、1.20 g·cm-3)显著小于农田(1.31 g·cm-3)和荒草地(1.38 g·cm-3),刺槐纯林地TC和TN含量最大(9.94 g·kg-1、0.88 g·kg-1),农田最小(7.26 g·kg-1、0.63 g·kg-1),TP无差异(P>0.05)。随着土层深度的增加,容重逐渐增大,孔隙度逐渐减小,TC和TN逐渐减小,TP保持相对稳定。(2)人工混交林地、刺槐纯林地、经济林地的C:P(25.69、20.51、19.41)和N:P(2.23、1.82、1.58)大于农田(18.57、1.62),C:P和N:P随土层深度的增加而减小,C:N保持稳定。(3)C:N与总孔隙度正相关(P<0.05),C:P和N:P与土壤容重极显著负相关(P<0.01),与总孔隙度、非毛管孔隙度、TC、TN、C:N显著正相关(P<0.05)。通过各土地利用方式的土壤理化性质比较,林地的土壤养分状况显著高于农田,尤其以人工混交林地效果最佳,退耕还林有助于提高土壤质量。因此,在退耕还林还草过程中应多注意树种之间的搭配,而避免大面积营造单一林种。

  • 乌海市沿黄河两岸沙丘风沙流结构差异与冰面风沙特征

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-06-21 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 为了研究乌海市沿黄河两岸沙丘风沙流结构差异与冰面风沙特征,开展以黄河西岸-黄河冰面-黄河东岸为路径的风沙观测实验,通过对比分析黄河两岸沙丘风沙流结构、沙尘粒度特征,为黄河沙尘防控问题提供理论依据。研究表明: 两岸沙丘总输沙率均随着高度增加而减小,东岸输沙率垂直拟合优度较西岸差,风沙流比西岸更容易达到非饱和状态。 黄河冰面裂缝滞留沙尘粒径大于0.19 mm,较小颗粒则输移到东岸,东岸沙丘受矿采区粉尘影响,极细砂粒(0.05~0.1 mm)含量增加,极细砂平均含量东岸<西岸,沙尘平均粒径东岸<西岸。 沿黄河两岸沙丘与冰面沙尘的粒度参数峰度均为宽峰态,沙物质来源相似。

  • 晋西黄土区不同退耕年限油松林草本多样性与土壤养分的关系

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-04-26 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 本文以晋西黄土丘陵沟壑区不同退耕年限(11 a、17 a、22 a、26 a)的油松林为对象,测定不同土层深度(0~60 cm)的土壤养分因子,采用冗余分析(RDA)、回归分析研究了林下草本植物多样性和土壤养分的变化及相互关系。结果表明:① 不同退耕年限油松人工林下共出现8种植物,隶属于6科,8属;随着退耕年限的增加,草本层的物种多样性指数(Margalef、Patrick指数)、丰富度指数(Simpson、Shannon指数)、均匀度指数(Pielou指数)均有所减小,林下草本以万年蒿(Artemisia gmelinii)出现频率最大,其重要值为27; ② 0~60 cm土层的平均土壤有机质和全氮随退耕年限的增加有增加的趋势,具有表聚效应,土壤氨氮、pH、全磷随退耕年限的增加而减小,速效钾随着退耕年限的增加呈先减小后增加的趋势,速效磷变化与速效钾相反;有机质、全氮、pH、速效钾随着土层深度增加而减小;③ 冗余分析表明,林下草本多样性除了受土壤养分影响外,还受其他环境因素影响,土壤养分因子仅能解释41.42%的草本多样性变化;油松人工林下草本层的丰富度指数、多样性指数以及均匀度指数与有机质、全氮均呈负相关,与pH、氨氮、全磷均为正相关;④ 回归分析表明,Patrick指数与有机质、pH、氨氮呈显著乘幂关系(R2为0.743、0.708,P<0.01),Margalef指数与有机质、全氮呈线性关系(R2为0.651、0.719);Shannon指数与pH、氨氮均为线性关系(R2为0.539、0.790);Simpson指数与有机质为线性关系(R2为0.672);Pilou指数与有机质、pH、全氮均表现为指数关系(R2为0.631、0.515、0.550)。可以看出土壤养分在一定程度上对草本多样性指数有一定的影响。

  • 柴达木盆地极端气候时空趋势及周期特征

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2020-04-26 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 利用柴达木盆地8个气象站1960—2014年气温和降水的日值数据,分析该区域极端气候的时空变化趋势、周期特征及极端降水对南亚季风和西风环流变化的响应。结果表明:1960—2014年柴达木盆地极端温度总体表现出显著的变暖趋势,变化幅度在空间上表现为由西向东逐渐降低;极端降水频率、降水量和降水强度均有所增加,但中西部地区变化速率远小于东部,仅连续无雨日数通过了显著性检验。平均温差、霜冻日数、冷夜日数的周期特征较弱,结冰日数和生长季日数的显著周期都有变长的趋势,而最低气温的显著周期有变短趋势;极端降水指标均有显著的周期特征,其中连续无雨日数和最大5日降水量的显著周期有变短趋势。同时,南亚季风环流与各极端降水指标间相关振荡的凝聚性很强,具有较强的关联性;而西风环流只与普通日降水强度存在着较强的共振关系。研究结果可为柴达木盆地可持续发展和生态环境保护提供理论与实践参考。

  • 保水剂与微生物菌剂对土壤水分、养分的影响

    分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》

    摘要: 保水剂与其他肥料混施,可以在不同程度上改善土壤的水分和养分条件,促进植物生长。通过将聚丙烯酸钾盐型保水剂与微生物菌剂混合对油松、紫花苜蓿进行盆栽试验,通过对低、中、高(油松:10、20、30 g株-1;紫花苜蓿:20、30、40 gm-2)保水剂和低、中、高(油松:5、10、20 g株-1;紫花苜蓿:15、30、45 gm-2)微生物菌剂混施,分析土壤水分和土壤中速效氮、磷、钾含量变化,及其对土壤水分、养分和植物生长的影响。结果表明:不同处理不同程度地提高了土壤速效氮、磷、钾含量以及土壤含水量。高浓度保水剂和高浓度微生物菌剂混施对一年生油松土壤速效氮促进最显著,低浓度保水剂和中浓度微生物菌剂混施对土壤速效磷、速效钾促进最显著,分别较对照组提高12%、35%和36%;紫花苜蓿高浓度保水剂和高浓度微生物菌剂混施对土壤速效氮、速效磷促进最显著,低浓度保水剂和中浓度微生物菌剂混施对土壤速效钾促进最显著,分别较对照组提高35%、27%和40%。中浓度保水剂和中浓度菌剂混施处理下土壤保水效果最优,而对油松和紫花苜蓿生长的影响达到最佳的分别为低浓度保水剂与低浓度菌剂混施和低浓度保水剂与中浓度菌剂混施。