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中国沙漠 2022年第3期42卷 118-126页

作者：乔碩王海兵左合君刘茜雅吴月茹内蒙古农业大学沙漠治理学院/风沙物理与防沙治沙工程重点实验室内蒙古呼和浩特010018

揭示沙地生态系统服务价值及其稳定性网络格局的动态演变规律,对沙地分区治理及农、林、牧产业结构调整具有重要意义。以1986年以来土地利用变化数据为基础,统计分析毛乌素沙地生态系统服务价值(ESV)时空分异规律,以生态服务价值最大化... 详细信息

揭示沙地生态系统服务价值及其稳定性网络格局的动态演变规律,对沙地分区治理及农、林、牧产业结构调整具有重要意义。以1986年以来土地利用变化数据为基础,统计分析毛乌素沙地生态系统服务价值(ESV)时空分异规律,以生态服务价值最大化为目标和策略,利用最小累积阻力模型(MCR),探讨了毛乌素沙地生态网络格局演变规律。结果表明:(1)1986—2020年,随着毛乌素沙地绿洲化过程的推进,林地取代沙地成为毛乌素沙地的主导地类,2020年林草覆盖率达71.38%。(2)1986—2020年,毛乌素沙地生态服务价值整体上升了198.76亿元,1986—2006、2006—2020年沙地生态服务价值增长速率分别为每年2.51亿元和10.62亿元;从空间上来看极高生态服务价值区集中分布在河南乡和毛盖图苏木,至2016年以来逐渐扩展到苏米图苏木、嘎鲁图镇等区域。(3)生态网络格局呈明显的双区分异,即生态网络稀疏的西北区,以沙地复垦地、流动沙丘和半流动沙丘为主;以及生态网络稠密的东南区,以林草覆盖率较高的固定沙地和河流、湖泊水资源丰富地区为主,且随生态服务价值高值点迁移,稳定性网络结构逐年向东北方向偏移。

关键词：土地利用生态服务价值生态网络格局动态演变毛乌素沙地

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不同防沙措施的风沙流及其携沙粒度垂直分异特征

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干旱区地理 2022年第5期45卷 1513-1522页

作者：闫敏左合君贾光普席成内蒙古农业大学沙漠治理学院/内蒙古自治区风沙物理与防沙治沙工程重点实验室内蒙古呼和浩特010011

为揭示不同防沙措施影响下风沙流结构及其携沙粒度变化规律,采用木质和尼龙网2种材料制作方格沙障、单行沙障、双行沙障与挡沙墙4种防沙措施模型,利用风洞实验对防沙措施前后风沙流结构进行测定,并结合Mastersizer3000激光粒度分布仪对... 详细信息

为揭示不同防沙措施影响下风沙流结构及其携沙粒度变化规律,采用木质和尼龙网2种材料制作方格沙障、单行沙障、双行沙障与挡沙墙4种防沙措施模型,利用风洞实验对防沙措施前后风沙流结构进行测定,并结合Mastersizer3000激光粒度分布仪对沙样进行粒度组成分析。结果表明:(1)不同防沙措施迎风侧风沙流垂直分布与未设置防沙措施时基本相似,输沙量随高度的增加而减小,88%以上的输沙量集中在0~10 cm高度层;而背风侧输沙量随高度表现为先增大后减小的变化规律,且随着沙障规格的减小、高度的增加、行间距的变窄、孔隙度的降低输沙量集中范围逐渐向上偏移,输沙量峰值出现的位置由高度较低的透风型方格沙障(7 cm)上移至高度较高的不透风型挡沙墙(26 cm),且近地表0~10 cm高度层积沙量越少。(2)受不同防沙措施影响,不同高度层沙粒粒度特征差异显著,整体表现出随着高度的增加沙粒的平均粒径逐渐减小的变化规律,细沙和中沙主要分布在近地表5~25 cm层,而近地表0~5 cm层则分布有细沙、中沙和粗沙,峰值出现在0.300 mm附近,平均含量约为12.09%;粒度参数变化受防沙措施规格变化影响较小,更多表现在高度层的差异,不同防沙措施各高度层沙粒分选性较好、极正偏,峰度随防沙措施参数的密集化由宽平向中等、尖窄变化,由方格沙障(0.990)、单行沙障(0.990)、双行沙障(0.996)向挡沙墙(1.086)变化,且上述变化规律随指示风速的增大逐渐增强。

关键词：风速廓线风沙流粒度垂直分异防沙技术措施

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库布齐沙漠地表沉积物常量元素与粒度的关系

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中国沙漠 2023年第4期43卷 107-117页

作者：孟庆爽左合君闫敏王海兵席成内蒙古农业大学沙漠治理学院/风沙物理与防沙治沙工程重点实验室内蒙古呼和浩特010018

地表沉积物的风化过程引起元素在各粒级间的迁移或富集,采用粒度分级可以深度解释元素与粒度的关系。选取库布齐沙漠不同植被盖度测定粒度分布特征分级情况下的元素含量。结果表明:(1)库布齐沙漠以细砂和极细砂为主(二者占比85%以上),... 详细信息

地表沉积物的风化过程引起元素在各粒级间的迁移或富集,采用粒度分级可以深度解释元素与粒度的关系。选取库布齐沙漠不同植被盖度测定粒度分布特征分级情况下的元素含量。结果表明:(1)库布齐沙漠以细砂和极细砂为主(二者占比85%以上),常量元素以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)为主(二者占比80%以上且呈相反关系),其他元素含量较低;不同粒级组分元素富集情况不同。(2)表层沉积物的化学蚀变指标CPA(60.2~85.9)、CIA(28.08~53.06)值显示该区域处于未风化或弱风化状态;研究区表现为富SiO_(2)、CaO、Fe_(2)O_(3)、K_(2)O、TiO_(2)贫Al_(2)O_(3)、Na2O现象;SiO_(2)、K_(2)O与粒径段呈显著正相关,Fe_(2)O_(3)、CaO、Al_(2)O_(3)、MgO、TiO_(2)与粒径段呈显著负相关,Na2O不受粒度控制。(3)分级前,CaO、SiO_(2)、MgO、TiO_(2)与粒径有相关性;分级后,SiO_(2)、K_(2)O、Fe_(2)O_(3)、CaO、Al_(2)O_(3)、MgO、TiO_(2)均与粒径段具有一定的相关性,细化分级后确实能解读更多蕴含在元素中的信息。

关键词：库布齐沙漠沉积物粒度地球化学元素粒度效应

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毛乌素沙地绿洲化土地变化模式及稳定性

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应用生态学报 2024年第3期35卷 687-694页

作者：杨皓钦王海兵左合君乔碩李思琪内蒙古农业大学沙漠治理学院/风沙物理与防沙治沙重点实验室呼和浩特010018 内蒙古乌审旗林业和草原局内蒙古乌审旗017399

绿洲化过程中的土地结构变化和稳定性研究对沙地荒漠化治理尤为重要。本研究基于1980—2020年8期土地利用数据,提取了该时间段毛乌素沙地绿洲化土地空间分布信息,使用叠置分析、格网化等方法,分析毛乌素沙地绿洲化土地变化模式和稳定性... 详细信息

绿洲化过程中的土地结构变化和稳定性研究对沙地荒漠化治理尤为重要。本研究基于1980—2020年8期土地利用数据,提取了该时间段毛乌素沙地绿洲化土地空间分布信息,使用叠置分析、格网化等方法,分析毛乌素沙地绿洲化土地变化模式和稳定性的时空分异特征。结果表明:研究期间,毛乌素沙地荒漠化问题已得到有效解决,并成功实现逆转,绿洲化过程显著,林草覆盖率从1980年的10.2%增长到2020年的73.7%,绿洲化土地面积从1980年的3.25万km^(2)增长到2020年的3.39万km^(2),极重度、重度和中度荒漠化面积大幅下降,非荒漠化和轻度荒漠化面积大幅上升;绿洲化土地变化表现为稳定、波动、扩张和退缩4种模式,2020年这4种模式的绿洲化土地面积占比分别为78.7%、12.2%、6.2%和2.9%;毛乌素沙地累积变化强度较低的绿洲化(低于0.12)占总绿洲化土地面积的82.7%,沙地绿洲化总体趋于稳定。针对毛乌素沙地稳定沙带及不同变化模式绿洲化土地应采用适宜的分区治理对策,其中,在风沙活动强烈的沙漠化扩张区域歼灭沙害;在生态脆弱、沙漠化反复的绿洲化区域巩固风沙治理成效;在林草资源丰富的稳定扩张绿洲化区域,应积极开展对沙地资源的持续管理和利用,以实现沙地系统治理和提质增效的目标。

关键词：毛乌素沙地绿洲化土地变化模式稳定性治理对策

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毛乌素沙地沙漠化逆转过程中土壤组分及微量元素含量变化特征

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中国沙漠 2024年第1期44卷 218-227页

作者：冯佳新吴月茹乔硕刘茜雅王海兵内蒙古农业大学沙漠治理学院风沙物理与防沙治沙工程重点实验室内蒙古呼和浩特010018

通过遥感解译方法构建毛乌素沙地沙漠化差值指数,并按照自然断裂法将毛乌素沙地土地分为非、轻度、中度、重度和极重度沙漠化类型,代表沙漠化逆转的不同阶段。根据反演结果,应用空间代替时间的方法,对不同沙漠化类型土壤进行样品采集并... 详细信息

通过遥感解译方法构建毛乌素沙地沙漠化差值指数,并按照自然断裂法将毛乌素沙地土地分为非、轻度、中度、重度和极重度沙漠化类型,代表沙漠化逆转的不同阶段。根据反演结果,应用空间代替时间的方法,对不同沙漠化类型土壤进行样品采集并进行实验室分析,从而揭示毛乌素沙地沙漠化逆转过程及其对土壤组分和有效态Cu、Fe、Mn、Zn含量的影响。结果表明:1986—2021年毛乌素沙地沙漠化发生逆转,沙漠化土地面积由1986年的47877.81 km^(2)缩减至2021年的45914.06 km^(2),以每年56.11 km^(2)的速率逆转,实施一系列工程对毛乌素沙地生态系统重建成效明显;随沙漠化程度减弱,土壤粒径组分逐渐减小,微量元素含量逐渐增加,沙漠化逆转的过程实质上是土壤细粒化及微量元素富集的过程;由于工程实施的不均匀性,1980年以来,毛乌素沙地区域逆转程度不尽相同,沙漠化逆转显著的代表区域有鄂托克旗的召稍乡、乌审旗的嘎鲁图苏木、伊金霍洛旗的台格苏木,其土壤黏粒、粉粒和有效Cu、Mn、Zn含量显著增加,土壤砂粒、有效Fe含量显著减小。显然,沙漠化逆转过程使毛乌素沙地土壤结构变细,土壤质量显著提高。

关键词：沙漠化逆转土壤组分微量元素毛乌素沙地

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柠条锦鸡儿小叶解剖结构的环境分异性研究

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西北植物学报 2017年第12期37卷 2396-2402页

作者：郭婧宇赵杏花左合君内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古风沙物理与防沙治沙工程重点实验室呼和浩特010011

以巴丹吉林、腾格里、乌兰布和及库布齐沙漠的柠条锦鸡儿成熟叶片为研究对象,采用石蜡切片法,观察叶的横切结构,使用Motic Images Plus 2测定叶片厚度、栅栏组织细胞长和上、下表皮厚度等指标,分析比较4个沙漠的柠条锦鸡儿小叶解剖结构... 详细信息

以巴丹吉林、腾格里、乌兰布和及库布齐沙漠的柠条锦鸡儿成熟叶片为研究对象,采用石蜡切片法,观察叶的横切结构,使用Motic Images Plus 2测定叶片厚度、栅栏组织细胞长和上、下表皮厚度等指标,分析比较4个沙漠的柠条锦鸡儿小叶解剖结构差异。结果表明:(1)生长环境不同,柠条锦鸡儿小叶在表皮、叶肉和叶脉结构上都存在差异,以巴丹吉林沙漠与库布齐沙漠的差异性最为显著。(2)干旱环境下,叶片变小、变厚,栅栏组织和维管束组织更为发达,巴丹吉林沙漠最为干旱,叶片最厚,栅栏组织细胞层数最多、细胞最长,导管列数最多;库布齐沙漠水分条件最好,叶片最薄,栅栏组织细胞最短且层数最少,导管列数最少。(3)对柠条锦鸡儿小叶解剖结构的各项指标与环境参数进行相关分析发现,温度和降水是影响柠条锦鸡儿小叶解剖结构变化的主要因素。

关键词：解剖结构小叶环境适应柠条锦鸡儿

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近54年内蒙古自治区西部沙尘暴的变化趋势

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水土保持通报 2019年第4期39卷 17-21,101页

作者：马潇潇王海兵左合君内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古风沙物理与防沙治沙工程重点实验室

[目的]研究近54 a内蒙古自治区西部沙尘暴天气发生频次的变化特征,为该区沙尘暴天气的科学预测和防治提供理论依据。[方法]采用线性回归、5 a滑动平均、小波分析、滑动t检验、Mann-Kendall检验方法分析内蒙古自治区西部24个气象站点沙... 详细信息

[目的]研究近54 a内蒙古自治区西部沙尘暴天气发生频次的变化特征,为该区沙尘暴天气的科学预测和防治提供理论依据。[方法]采用线性回归、5 a滑动平均、小波分析、滑动t检验、Mann-Kendall检验方法分析内蒙古自治区西部24个气象站点沙尘暴日数的变化趋势、周期性、突变性等特征。[结果]①近54 a来沙尘暴天气发生频次可分为高频期(1960—1975年)、快速减少期(1976—1992年)和低频期(1993—2013年)。沙尘暴发生的频次分别为17,9和4 d/a;发生频次的周期性存在31,22,13 a三个长周期和5,8,1.5 a三个短周期的波动变化。②1986年前后沙尘暴发生频次出现了明显的突变现象,1976—1986年的线性递减率为0.76 d/a,1987—1992年的线性递减率为1.4 d/a。[结论]近54 a内蒙古自治区西部沙尘暴日数变化呈波动下降趋势,且存在明显的周期性和突变性特征。

关键词：沙尘暴日数小波分析方法周期性突变性内蒙古自治区西部

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以计算流体动力学模型(CFD)模拟的戈壁地表风沙两相流运动特征

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中国沙漠 2023年第6期43卷 71-78页

作者：廖承贤王海兵刘茜雅李悦内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古风沙物理与防沙治沙工程重点实验室内蒙古呼和浩特010011

尘暴过程中沙砾质戈壁地表的风沙两相流运动,一直是风沙物理学关注的问题。但由于技术限制,野外观测及风洞实验难以捕捉大规模颗粒运动。为此,本文通过构建流体-颗粒碰撞互馈模型进行三维场域数值模拟,分析了不同砾石盖度下尘暴来流中... 详细信息

尘暴过程中沙砾质戈壁地表的风沙两相流运动,一直是风沙物理学关注的问题。但由于技术限制,野外观测及风洞实验难以捕捉大规模颗粒运动。为此,本文通过构建流体-颗粒碰撞互馈模型进行三维场域数值模拟,分析了不同砾石盖度下尘暴来流中的风沙两相流运动规律。结果表明:基于三维场流体-颗粒碰撞互馈模型修正后的求解结果能够较为准确地模拟戈壁地表风沙两相流运动过程。(1)不同来流尘暴过程,风相速度均会随砾石盖度的增大而减小,并在砾石盖度大于40%的戈壁近地表形成拜格诺焦点。相较于风相,沙相降速不明显。此外,距砾石床面4 cm以上,风沙两相速度基本保持一致。(2)当尘暴速度大于10 m·s^(-1)时,在距地1.5~2.1 m高度形成风沙两相流速度交点,交点上下表现为“风快沙慢”及“风慢沙快”现象。(3)尘暴过程中近地表沙尘浓度沿均值线呈“脉动”规律,表现为地表粉尘沉降与再释放循环过程,同时砾石盖度大小会直接影响沙尘沉积分布,当盖度大于40%时能够有效抑制沙尘释放。

关键词：戈壁砾石盖度数值模拟风沙两相流运动速度交点

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高立式尼龙网沙障防风阻沙特征及其合理配置

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干旱区研究 2021年第3期38卷 882-891页

作者：席成左合君王海兵闫敏贾光普内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区风沙物理与防沙治沙工程重点实验室内蒙古呼和浩特010018

高立式沙障在线性工程风沙灾害防护中被广泛应用,布置模式直接影响工程防风阻沙效率和成本效益。在乌兰布和沙漠穿沙公路迎风侧,选择上疏下密式尼龙阻沙网分别设计4种高度单行、4种高度3种间距双行沙障来模拟风沙灾害防治观测场,使用阶... 详细信息

高立式沙障在线性工程风沙灾害防护中被广泛应用,布置模式直接影响工程防风阻沙效率和成本效益。在乌兰布和沙漠穿沙公路迎风侧,选择上疏下密式尼龙阻沙网分别设计4种高度单行、4种高度3种间距双行沙障来模拟风沙灾害防治观测场,使用阶梯式集沙仪与HOBO风速采集仪对不同风速下防风阻沙效率参数进行观测。结果表明:(1)低风速(<12 m·s^(-1))背景下,高立式尼龙阻沙网沙障障后有效防护距离单行为3H(相同沙障高度的距离)以内,双行为12H。(2)单行高立式尼龙阻沙网沙障的障后3H沙障截留率平均为85.14%,障后5H平均为91.23%;双行障后3H平均为93.53%。(3)在中低风能地区线性工程防护中配置尼龙阻沙网时,不建议使用0.6 m及以下高度沙障;8 m·s^(-1)风速及以下可配置1 m高度单行尼龙阻沙网沙障;8~12 m·s^(-1)风速可配置间距8H、高度0.8~1.0 m双行尼龙阻沙网;在大风速区(>12 m·s^(-1))选择拓宽间距至10H、高度1.2 m尼龙网沙障多条带复式配置。此模式可优化治沙工程设计,完善线路工程沙害防治体系。

关键词：高立式沙障防风效益阻沙截留率配置优化

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锡林浩特草原小叶锦鸡儿灌丛的阻雪能力及其对积雪形态的影响

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应用生态学报 2018年第2期29卷 483-491页

作者：闫敏左合君董智刘宝河王嫣娇魏翔鸿李钢铁内蒙古农业大学沙漠治理学院/内蒙古风沙物理与防沙治沙工程重点实验室呼和浩特010011 山东农业大学林学院山东泰安271018

通过对典型草原区小叶锦鸡儿灌丛积雪体的调查,研究了灌丛特征(灌丛高度、灌丛迎风侧宽度、灌丛顺风侧长度)对积雪形态(积雪高度、积雪宽度、雪辫长度)的影响.结果表明:小叶锦鸡儿灌丛高度与积雪形态参数呈显著二次多项式函数关系,灌丛... 详细信息

通过对典型草原区小叶锦鸡儿灌丛积雪体的调查,研究了灌丛特征(灌丛高度、灌丛迎风侧宽度、灌丛顺风侧长度)对积雪形态(积雪高度、积雪宽度、雪辫长度)的影响.结果表明:小叶锦鸡儿灌丛高度与积雪形态参数呈显著二次多项式函数关系,灌丛迎风侧宽度、灌丛顺风侧长度与积雪形态参数呈显著幂函数关系(指数<1).灌丛积雪形态和发育特征是灌丛特征参数共同影响和作用的结果,其中,灌丛高度对积雪高度影响最大,灌丛迎风侧宽度对积雪宽度和雪辫长度影响最大.灌丛较小时积雪形态发育较快,随后逐渐趋于稳定.灌丛二维滞雪范围模型直接反映灌丛对风力的干扰范围和积雪的潜在范围,间接反映灌丛的滞雪能力;灌丛三维阻雪体积模型直接反映一定雪源、风况条件下灌丛的阻雪能力.本文建立的灌丛滞雪范围和灌丛阻雪体积模型可为典型草原风吹雪区积雪资源估算和雪害防治提供理论依据.

关键词：小叶锦鸡儿灌丛特征积雪形态发育规律阻雪模型

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