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中国沙漠 2022年第4期42卷 163-171页

作者：吴盈盈王振亭中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院戈壁荒漠生态与环境野外科学观测研究站甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

土地荒漠化是疏勒河流域面临的关键环境问题,加强该区域的荒漠化敏感性评估对有效控制荒漠化至关重要。通过集成多源GIS与遥感数据,构建土壤、植被、气候和管理定量评估指标,利用地中海荒漠化与土地利用模型(MEDALUS)计算环境敏感性指数... 详细信息

土地荒漠化是疏勒河流域面临的关键环境问题,加强该区域的荒漠化敏感性评估对有效控制荒漠化至关重要。通过集成多源GIS与遥感数据,构建土壤、植被、气候和管理定量评估指标,利用地中海荒漠化与土地利用模型(MEDALUS)计算环境敏感性指数,识别荒漠化敏感区,在此基础上分析荒漠化敏感性的成因,并引入变异系数法确定荒漠化敏感性的主要影响因素。结果表明:目前疏勒河中下游荒漠化态势严峻,17.70%的区域属于极高敏感区,54.34%属于较高敏感区。荒漠化敏感性的空间格局是中部高、北部低,主要由与人类活动有关的管理质量指数决定。从绿洲内至绿洲外荒漠化敏感性逐渐升高,大致呈层状分布,表明人类活动对荒漠化影响显著,建议加强和巩固绿洲外围的防护体系建设。

关键词：荒漠化敏感性 MEDALUS模型变异系数法疏勒河中下游

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沙面温度对风蚀动力过程的影响

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中国沙漠 2023年第6期43卷 10-19页

作者：王彬韩庆杰刘冰特列吾汗·巴合提萨根古丽中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院敦煌戈壁荒漠生态与环境研究站甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院中国生态系统研究网络临泽内陆河流域研究站甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院内陆河流域生态水文重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 新疆罗布泊野骆驼国家级自然保护区管理局新疆乌鲁木齐830000

大量关于土壤可蚀性的研究证明,低温的沙面更易被风蚀。但大多研究以中低纬度低海拔地区为背景,建立的模型并不能完全适用于高海拔寒冷地区。我们使用青藏高原错那湖湖岸的地表沙,利用高低温实验箱调节沙面温度,开展了风洞模拟实验,量... 详细信息

大量关于土壤可蚀性的研究证明,低温的沙面更易被风蚀。但大多研究以中低纬度低海拔地区为背景,建立的模型并不能完全适用于高海拔寒冷地区。我们使用青藏高原错那湖湖岸的地表沙,利用高低温实验箱调节沙面温度,开展了风洞模拟实验,量化了不同粒径、风速条件下风蚀率随沙面温度的变化关系,旨在分析地表温度对风蚀动力过程的影响及作用机制。结果表明:(1)沙面温度与风蚀率之间呈负线性相关,低温沙面更易被风蚀。这与空气温度影响风蚀过程的作用机理类似,即低温沙面可以增加近地表空气密度和气流拖曳力,使沙粒更容易起动,风蚀量也随之增大;另外,沙面与空气间的温差,会破坏大气稳定度,影响湍流强度,进而影响风蚀强度,这可能也是沙面温度影响风蚀过程的一种主要机制。(2)在自然情况下,寒冷沙面对水汽具有一定的冷凝效应,从而对沙粒的起动与风蚀过程起到抑制作用,而且这种冷凝效应,在低风速、粗颗粒沙面上表现得更为明显。(3)高温沙面可以在一定程度上抑制风蚀。作为影响高寒地区风力侵蚀过程的重要自然因素,沙面温度对青藏高原典型风沙区的风蚀过程起到了重要的控制作用。

关键词：沙面温度风蚀过程风蚀率高寒区

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土壤碳氮特征沿干旱梯度时空格局及对气候变化的响应——基于中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据

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生态学报 2023年第9期43卷 3582-3591页

作者：赵玮王新兴杨昊天杨荣叶学华刘新平曾凡江马健李向义高永平刘宇于秀波中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室中国生态系统研究网络综合中心北京100101 西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠研究试验站兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院临泽内陆河流域研究站兰州730000 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院西北生态环境资源研究院奈曼沙漠化研究站兰州730000 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所阜康荒漠生态国家野外科学观测研究站乌鲁木齐830011 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

土壤碳氮含量及其化学计量特征是表征生态系统碳汇能力和土壤质量的重要指标,在支撑生态系统结构功能以及缓解气候变化中起着关键作用。利用中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据,分析了土壤碳氮特征沿干旱梯度的时空规律及其对... 详细信息

土壤碳氮含量及其化学计量特征是表征生态系统碳汇能力和土壤质量的重要指标,在支撑生态系统结构功能以及缓解气候变化中起着关键作用。利用中国生态系统研究网络(CERN)长期定位监测数据,分析了土壤碳氮特征沿干旱梯度的时空规律及其对气候变化的响应。结果表明:空间上,典型荒漠草原生态系统随着干旱加剧,土壤有机碳和全氮含量减少,土壤有机碳对干旱响应的敏感性降低,而土壤全氮对干旱响应的敏感性增加,土壤有机碳随土壤全氮含量的增加而增加。时间上,2005—2018年,荒漠草原生态系统土壤有机碳和全氮含量变化速率沿干旱梯度表现出由负转正的增加趋势,其中,干旱区呈减少趋势,半干旱和半湿润地区呈增加趋势,鄂尔多斯站和沙坡头站呈显著增加趋势。从影响因素来看,土壤碳氮特征对降水量增加的敏感性沿干旱梯度呈现出先增强后减弱的“上凸”抛物线趋势,温度变化对土壤碳氮特征的调控没有表现出明显的干旱梯度效应。土壤碳氮比、土壤有机碳含量、土壤全氮含量对降水量和平均温度变化响应的敏感性均依次降低。不同干旱梯度土壤碳氮特征的变化规律为未来气候变化下生态系统结构与功能预测提供科学依据。

关键词：荒漠草原生态系统土壤碳氮化学计量干旱梯度水热调控

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不同生物气候区生物土壤结皮蓝藻物种多样性

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中国沙漠 2022年第2期42卷 85-94页

作者：闫沛迎屈建军杨自辉肖建华唐进年甘肃省治沙研究所民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站甘肃民勤730070 中国科学院西北生态环境资源研究院敦煌戈壁荒漠生态与环境研究站/沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000

丝状蓝藻作为荒漠区的先锋拓殖生物,在干旱半干旱的生物地球化学循环和生态修复过程中发挥着重要作用。本研究对3个不同生物气候区(民勤,大陆性荒漠气候;盐池,中温带大陆性气候;玛曲,高原大陆性气候)藻结皮中培养分离到的67株丝状蓝藻... 详细信息

丝状蓝藻作为荒漠区的先锋拓殖生物,在干旱半干旱的生物地球化学循环和生态修复过程中发挥着重要作用。本研究对3个不同生物气候区(民勤,大陆性荒漠气候;盐池,中温带大陆性气候;玛曲,高原大陆性气候)藻结皮中培养分离到的67株丝状蓝藻进行丝体的形态描述和16s rRNA分子鉴定。结果表明:67株丝状蓝藻隶属于颤藻目(Oscillatoriales)、聚球藻目(Synechococcales)和念珠藻目(Nostocales);3个生物气候区的蓝藻群落组成存在差异;具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)为3个不同生物气候区的共有藻;玛曲和民勤没有共有蓝藻属;微鞘藻属(Microcoleus)和颤藻属(Oscillatoria)是民勤和盐池的共有蓝藻属;玛曲和盐池只有Nodosilinea共有蓝藻属。在3个生物气候区的藻结皮中,只在玛曲培养分离到固氮蓝藻(Calothrix desertica),而在其他2个区未分离到。

关键词：丝状蓝藻多样性生物土壤结皮生物气候区

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风沙活动强度3种估算指标对比及适用性分析

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中国沙漠 2021年第3期41卷 118-126页

作者：王兆云牛改红柳本立中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室/敦煌戈壁荒漠生态与环境研究站甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

风沙活动强度是风沙地区交通、能源基地等基础设施建设和运营中科学开展风沙工程防护设计须考虑的重要内容。但在实际工作中尚缺乏操作性强、适用性广的风沙活动强度估算指标。本研究选取风蚀气候侵蚀力、沙丘活化指数和输沙势3种常用指... 详细信息

风沙活动强度是风沙地区交通、能源基地等基础设施建设和运营中科学开展风沙工程防护设计须考虑的重要内容。但在实际工作中尚缺乏操作性强、适用性广的风沙活动强度估算指标。本研究选取风蚀气候侵蚀力、沙丘活化指数和输沙势3种常用指标,基于中国北方风沙区多个具体工程案例,对比分析了3种指标的适宜性及存在问题。结果表明:(1)由于没有考虑工程周边沙源丰富程度的相关影响因素(如植被、戈壁砾石的覆盖度),3种指标的估算结果均难以准确客观地反映具体工程的实际风沙问题。(2)采用高精度风速风向数据计算的输沙势更能表达干旱地区的风沙活动特征,但在降水较多的区域偏差较大。(3)铁路等线性工程两侧风沙活动强度可能存在差异,相同防沙措施的防护效益存在明显差别,具体工程风沙活动强度的估算应明确其方向性差异。在指导防护体系建设时,需尽可能考虑降水、气温、风速、风向等多种因子,同时结合沙源、地表覆盖度、工程走向等实际情况来分析风沙活动强度差异。研究结果有助于提出一种准确度高、适用性广、可操作性强的风沙活动强度估算指标,为有效开展防沙工程设计提供指导。

关键词：风沙活动强度风蚀气候侵蚀力沙丘活化指数输沙势

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2021年3月中旬东亚中部沙尘天气地面起尘量及源区贡献率估算

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中国沙漠 2022年第1期42卷 79-86页

作者：柳本立彭婉月刘树林杨婷中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省戈壁荒漠生态与环境野外科学观测研究站(敦煌) 甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029

2021年3月中旬,东亚中部包括中国北方大部分地区,爆发了持续性的沙尘天气,引发了人们对于沙尘源区、防风固沙生态建设工程效益的高度关注。提出了一个新的地表起尘量估算方法,使用高精度、大范围的气象数据,计算了这次沙尘天气的地面起... 详细信息

2021年3月中旬,东亚中部包括中国北方大部分地区,爆发了持续性的沙尘天气,引发了人们对于沙尘源区、防风固沙生态建设工程效益的高度关注。提出了一个新的地表起尘量估算方法,使用高精度、大范围的气象数据,计算了这次沙尘天气的地面起沙条件、大风过程中的输沙状况,估算了不同时刻的起尘量,获得了14、15日蒙古和中国北方荒漠地区的起尘贡献率。结果表明:相比过去10年,中国北方总体不容易起尘,而蒙古中东部的荒漠地区由于增温显著、降水减少,更容易扬尘;3月15日覆盖中国北方的强沙尘暴,有75%的沙尘是由于14日在蒙古的起尘,随后16、17日更大范围的沙尘天气,有84%是15日起源于中国北方和西北。两日境内外的起尘总量基本相同。

关键词：沙尘暴东亚中部起尘量气候变化

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敦煌雅丹地层沉积物粒度特征初步研究

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干旱区地理 2022年第1期45卷 141-152页

作者：梁晓磊翟晓慧牛清河胡子豪王天虎刘万成太原师范学院管理系山西晋中030619 中国科学院西北生态环境资源研究院敦煌戈壁荒漠研究站/甘肃省风沙灾害防治工程技术研究中心/中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 敦煌市雅丹景区服务中心甘肃酒泉736200

雅丹地层是雅丹地貌发育前整个沉积体系的物质体现,记录了沉积过程中的大量信息,而沉积物分析则是解读其关键信息的基础。以敦煌雅丹地貌为研究对象,对其出露地层的沉积物粒度特征进行了初步研究。结果表明:(1)敦煌雅丹地层沉积物粒径... 详细信息

雅丹地层是雅丹地貌发育前整个沉积体系的物质体现,记录了沉积过程中的大量信息,而沉积物分析则是解读其关键信息的基础。以敦煌雅丹地貌为研究对象,对其出露地层的沉积物粒度特征进行了初步研究。结果表明:(1)敦煌雅丹地层沉积物粒径组成以粉沙为主,平均含量分别为41.08%(YA)、36.82%(YB)和35.41%(YC),自东向西含量递减,并含有较高比重的粗沙组分,空间变化趋势与粉沙相反。(2)雅丹地层沉积物粒径组成和粒度参数纵向变化特征显著,剖面沉积段物质以粗(中沙、细沙为主)细(粉沙、黏土为主)旋回变化为特征,交界面与雅丹三级阶梯相吻合。(3)雅丹地层是不同沉积环境和动力机制下形成的多种沉积物混杂堆积的结果,主要为风成、河流和湖泊环境交替沉积的结果,其中河流与湖泊沉积环境的亚环境类型更是复杂多样,有待进一步的深入研究。

关键词：雅丹地层沉积物粒度分析粒度频率分布曲线粒度参数

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玛曲高寒草甸风沙环境与沙化类型研究

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干旱区研究 2021年第4期38卷 1058-1064页

作者：安志山史博源谭立海张凯张克存中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室敦煌戈壁荒漠生态与环境研究站甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 兰州交通大学创新创业学院甘肃兰州730070

玛曲县高寒草甸沙化是青藏高原地区发生沙化的典型案例,其成因、趋势和治理一直受到极大关注。利用三维激光扫描仪,结合野外监测和室内分析等方法,揭示了区域风沙环境,结合区域沉积物粒度与形态特征,依据沙物质来源复杂程度将沙化类型... 详细信息

玛曲县高寒草甸沙化是青藏高原地区发生沙化的典型案例,其成因、趋势和治理一直受到极大关注。利用三维激光扫描仪,结合野外监测和室内分析等方法,揭示了区域风沙环境,结合区域沉积物粒度与形态特征,依据沙物质来源复杂程度将沙化类型划分为风蚀坑沙化类型和复杂沙化类型。结果表明:区域全年输沙势为164.34 VU,合成输沙势为91.57 VU,合成输沙方向132.37°,风向变率0.56,属于中比率低风能环境。综合风蚀坑沙化类型周边风蚀坑与积沙区的长度比、体积比、长轴线、与区域主风向吻合程度及沉积物粒度特征,可知风蚀坑是该沙化类型区域积沙的主要贡献者。在现代沙化过程中,复杂沙化类型除周边风蚀区、活化沙丘以及沙化草地等为区域积沙贡献沙物质外,黄河河道也为区域积沙提供一定量的沙物质。

关键词：玛曲高寒草甸三维激光扫描仪沙化过程形态参数

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敦煌雅丹地层易溶盐特征及其对沉积环境的指示意义

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中国沙漠 2024年第2期44卷 109-120页

作者：梁晓磊程志花翟晓慧牛清河张益明李艳丽太原师范学院经济与管理学院山西晋中030619 太原师范学院地理科学学院山西晋中030619 中国科学院西北生态环境资源研究院敦煌戈壁荒漠研究站/甘肃省风沙灾害防治工程技术研究中心/沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000 敦煌市雅丹景区服务中心甘肃敦煌736200

雅丹地层是雅丹地貌形成发育的物质基础,记录了沉积过程、环境演化、地貌格局等大量的地表过程信息,而沉积物理化分析则成为解读其关键信息的重要前提。易溶盐特征作为重要的环境代用指标对解读雅丹地层沉积演化过程具有重要指示意义。... 详细信息

雅丹地层是雅丹地貌形成发育的物质基础,记录了沉积过程、环境演化、地貌格局等大量的地表过程信息,而沉积物理化分析则成为解读其关键信息的重要前提。易溶盐特征作为重要的环境代用指标对解读雅丹地层沉积演化过程具有重要指示意义。以敦煌雅丹地貌为研究对象,对其出露地层的易溶盐沉积特征、环境代用指标以及沉积环境演化等进行了深入探讨。结果表明:(1)敦煌雅丹地层沉积物优势离子以Mg^(2+)-Na^(+)-Ca^(2+)-Cl^(-)-SO_(4)^(2-)组合为特征,相应的离子类型主要包括Cl^(-)Na型与SO_(4)-Ca-Mg;(2)主要离子与总含盐量纵向旋回变化特征显著,以硫酸盐和氯化物盐交替演化为主,二者对雅丹易溶盐沉积具有决定性控制作用;(3)环境代用指标Mg^(2+)/Ca^(2+)、Cl^(-)/SO_(4)^(2-)等在雅丹环境变化研究中具有一定的局限性,表明雅丹地层并非完全由稳定的湖泊沉积发育而来;(4)雅丹地层是不同沉积环境和动力机制下形成的多种物质交替沉积的结果,主要包括静水湖泊、湖滨、河流、风成和冲积扇远端泥坪物质,其中湖滨、河流与风成沉积物的理化性质相近,难以有效区分,有待进一步深入研究。

关键词：雅丹地层沉积物易溶盐主要离子沉积环境

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降水量对荒漠草原骆驼蓬( Peganum harmala )地上生物量的影响

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中国沙漠 2022年第2期42卷 164-172页

作者：郭新新岳平李香云乔静娟胡亚左小安中国科学院西北生态环境资源研究院乌拉特荒漠草原研究站/奈曼沙漠化研究站/甘肃省寒区旱区逆境生理与生态重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

了解降水变化对荒漠草原植物生长发育的影响对于预测荒漠草原植物对气候变化的响应和适应具有重要意义。本文研究了3年的降水量增减(±50%)对乌拉特荒漠草原优势植物骆驼蓬(Peganum harmala)的数量特征(分枝数、果实数和植株密度)... 详细信息

了解降水变化对荒漠草原植物生长发育的影响对于预测荒漠草原植物对气候变化的响应和适应具有重要意义。本文研究了3年的降水量增减(±50%)对乌拉特荒漠草原优势植物骆驼蓬(Peganum harmala)的数量特征(分枝数、果实数和植株密度)、地上生物量(AGB)和功能性状的影响。利用相关分析研究各指标与AGB的相关性,并建立结构方程模型(SEM)来探究降水变化、骆驼蓬的数量特征及功能性状对AGB的影响机制。结果表明:(1)增加50%降水量处理下,骆驼蓬的分枝数、果实数和株高显著提高(P<0.05);减少50%降水量下,AGB、比叶面积(SLA)和株高显著降低(P<0.05),但叶干物质含量(LDMC)显著增加(P<0.05)。(2)生长季前期降水量(EGSP)增多有利于对骆驼蓬分枝和果实的发育,也缓解了年降水量减半对其SLA、LDMC和株高的胁迫。(3)骆驼蓬AGB与分枝数、果实数、植株密度和株高显著正相关(P<0.05),与LDMC和叶片碳含量显著负相关(P<0.05)。(4)SEM表明,增加的年降水量通过增加株高、果实数和植株密度来间接增加AGB,EGSP则通过改变果实数间接影响AGB。研究干旱草原植物生产力对降水变化的响应时,EGSP和年降水量的变化都值得关注。植物数量特征和功能性状在驱动植物生产力对降水变化的响应方面具有重要作用。

关键词：降水量地上生物量功能性状结构方程模型

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