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新疆2018年冬季雨雪风沙强降尘事件

干旱区研究 2023年第5期40卷 681-690页

作者：薛一波黄双燕张小啸雷加强李生宇中国科学院大学北京101408 中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011 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

2018年11月30—12月3日中国西北新疆地区发生了罕见的冬季雨雪风沙强降尘天气事件,基于气象观测记录、环境监测和大气降尘连续观测数据,分析研究了此次异常天气过程的大气污染物的时空变化特点及其环境影响。结果显示:该天气过程造成新... 详细信息

2018年11月30—12月3日中国西北新疆地区发生了罕见的冬季雨雪风沙强降尘天气事件,基于气象观测记录、环境监测和大气降尘连续观测数据,分析研究了此次异常天气过程的大气污染物的时空变化特点及其环境影响。结果显示:该天气过程造成新疆90%以上的绿洲城市遭受大气颗粒物污染,污染组分主要以粗颗粒污染物为主,环境PM_(10)(空气动力学直径≤10μm的颗粒物)最大浓度高达4745μg·m^(-3);大风天气与PM_(10)浓度以及空气质量指数(Air Quality Index,AQI)高度正相关;首府乌鲁木齐市大气颗粒物总沉降量约90×10^(4)~152×10^(4)t,大气降尘强度均值为85 g·m^(-2),超过城市年均值的60%。此次冬季异常雨雪风沙天气过程导致环境空气重污染和高降尘量,风蚀沙尘颗粒物在大气环流场急流作用下传输到绿洲区域,对城市大气环境质量的恶化影响显著,塔克拉玛干沙漠是造成此次西北新疆地区大范围强降尘事件的主要源地。

关键词：大气环境异常天气过程冬季强降尘大气颗粒物新疆

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不同生境下三种荒漠植物叶片及土壤C、N、P的化学计量特征

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干旱区地理 2014年第5期37卷 996-1004页

作者：李从娟徐新文孙永强邱永志李生宇高培钟显彬闫健王桂芬中国科学院新疆生态与地理研究所、国家荒漠一绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司新疆库尔勒841000 新疆信息工程学校新疆乌鲁木齐830013

以新疆地区三种典型荒漠植物梭梭、多枝柽柳和沙拐枣为研究对象,分别研究其不同生境(塔克拉玛干沙漠腹地塔中植物园—植物园,古尔班通古特沙漠明渠免灌林—免灌林,以及各自的原生生境—原始生境)下三种植物叶片和土壤的生态化学计量特征... 详细信息

以新疆地区三种典型荒漠植物梭梭、多枝柽柳和沙拐枣为研究对象,分别研究其不同生境(塔克拉玛干沙漠腹地塔中植物园—植物园,古尔班通古特沙漠明渠免灌林—免灌林,以及各自的原生生境—原始生境)下三种植物叶片和土壤的生态化学计量特征,每个处理5个重复。研究结果显示:土壤C、N、P含量在不同生境中的分布趋势相似,均表现为柽柳原生地和植物园较高,其他三者相对较低(P<0.05)。然而C∶N和C∶P在柽柳原生地中最大,植物园、免灌林和梭梭原生地次之,而沙拐枣原生地最小。N∶P在不同生境中不存在显著差异(P>0.05),这说明N和P含量在不同生境中的变化是一致的,即干旱区土壤保持了相对较为稳定的N∶P。三种植物叶片C含量存在一定差异,总体表现为沙拐枣最高,其次为柽柳,梭梭相对较小(P<0.05),然而,植物叶片的N、P含量主要受物种影响,生境对植物叶片N、P含量影响不显著,叶片N∶P均值为15.91±0.68,介于14和16之间,说明该区三种植物生长受N和P共同限制,然而N∶P在不同生境及不同物种的协同作用下不存在显著差异(P>0.05),说明干旱区的这三种植物叶片在不同生境中具有相对较为恒定的N∶P。这也进一步说明了这三种植物叶片的N∶P不随生境土壤N、P含量的变化而变化,即就是这三种漠植物具有相对较高的内稳性机制,进而使其具备了较强的适应极端环境(干旱,贫瘠,盐碱)的能力。

关键词：荒漠植物生态化学计量学生境叶片

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不同水肥与覆膜处理对油莎豆产量及土壤养分、盐分的影响

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草业科学 2024年

作者：赵月高艳菊刘亚兰李向义黄彩变周杰曾凡江中国科学院新疆生态与地理研究所新疆荒漠植物根系生态与植被修复重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站中国科学院大学中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心

为探究极端干旱区油莎豆经济有效的水肥种植措施，本研究在和田地区沙漠-绿洲过渡带风沙土上设置了水肥、覆膜的双因素实验，其中3个水肥处理：60%，80%和100%水肥；3个覆膜处理：无膜，液态膜和白膜，共计9个处理，分析了不同水肥处理... 详细信息

为探究极端干旱区油莎豆经济有效的水肥种植措施，本研究在和田地区沙漠-绿洲过渡带风沙土上设置了水肥、覆膜的双因素实验，其中3个水肥处理：60%，80%和100%水肥；3个覆膜处理：无膜，液态膜和白膜，共计9个处理，分析了不同水肥处理和覆膜方式对油莎豆干物质产量、土壤养分、土壤盐的影响。研究结果表明，不同水肥处理对油莎豆的生长与各部分产量均没有显著影响，覆膜处理显著影响了油莎豆株密度，块茎个数，千粒重及块茎产量(P<0.05)，其中，油莎豆叶生物量与块茎产量均在覆盖白膜条件下为最大，块茎产量在液膜处理下为最低。水肥与覆膜处理对土壤养分均有显著影响，水肥处理与覆膜处理对0-20cm土壤有机质、有效氮、速效钾，以及20-40cm土壤有效氮、有效磷、速效钾存在显著交互作用。种植油莎豆显著降低了土壤有机质含量，增加了其余养分含量，其中，土壤有机质含量在白膜+60%水肥条件下为最高。并且，种植油莎豆显著降低了土壤深层盐分含量，但过量的水肥会导致表层土壤盐渍化。我们的研究表明，在覆盖白膜的条件下，选择较低的水肥添加量能够在获得较高的油莎豆产量的同时，减少成本，获得最大的经济生态效益，因此，针对贫瘠缺水的沙化土地，推荐使用白膜+60水肥的模式种植油莎豆。

关键词：油莎豆水肥覆膜产量土壤养分

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一种适用于沙漠地区的天线状集水器

一种适用于沙漠地区的天线状集水器

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作者：蒋进徐新文雷加强宋春武张恒姜有为 830011 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市北京南路40号附3号

本实用新型涉及一种适用于沙漠地区的天线状集水器，该集水器是由植物秆束、固定夹、固定杆组成，使用时将扎制好的天线状集水器的固定杆插在种植小苗木的旁边土壤中形成一个土壤富水区域，利用植物秆束吸附的水分流下汇集到小苗木的根... 详细信息

标准号: CN202819182U

本实用新型涉及一种适用于沙漠地区的天线状集水器，该集水器是由植物秆束、固定夹、固定杆组成，使用时将扎制好的天线状集水器的固定杆插在种植小苗木的旁边土壤中形成一个土壤富水区域，利用植物秆束吸附的水分流下汇集到小苗木的根部即可。该集水器制作简单，使用方便，为沙漠植物生长提供了新的供水途径。

关键词：集水固定杆天线苗木沙漠地区沙漠植物固定夹土壤富水吸附扎制供水生长种植

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蒙古国中部草原地区风蚀沙漠化的风沙活动特征——以乔伊尔市为例

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干旱区地理 2022年第3期45卷 792-801页

作者：崔珂军李生宇范敬龙王海峰孟晓于苗佳敏吕振涛中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所莫索湾沙漠研究站新疆石河子832000 中国科学院新疆生态与地理研究所塔克拉玛干沙漠研究站新疆库尔勒841000 中国科学院大学北京100049

蒙古国是中蒙俄经济走廊的重要区段,但面临严重的荒漠化问题,区域经济社会发展受到严重威胁,而蒙古国中部草原地区是主要的荒漠化新扩展区,正经历强烈的草原风蚀沙漠化过程。以戈壁苏木贝尔省首府乔伊尔市为研究区,利用自建自动气象观测... 详细信息

蒙古国是中蒙俄经济走廊的重要区段,但面临严重的荒漠化问题,区域经济社会发展受到严重威胁,而蒙古国中部草原地区是主要的荒漠化新扩展区,正经历强烈的草原风蚀沙漠化过程。以戈壁苏木贝尔省首府乔伊尔市为研究区,利用自建自动气象观测站(2019年5月-2020年7月)、集沙仪观测站(2019年8月-2020年8月)及当地气象站(1990-2018年)数据,对当地风蚀沙漠化的风动力条件、风沙流输沙及其他影响因素等基本特征进行了研究。结果表明:(1)乔伊尔市具有强劲的风动力条件,年输沙势可达735.96 VU,合成输沙势为428.76 VU,合成输沙方向为SSW(195.06°),风向变率指数为0.58,属高风能环境、中等变率双峰风况。(2)临界起沙风速因受土壤水分和植被盖度的共同影响而随季节变化,夏季最高,冬季最低,春季与秋季居中,且相差较小。(3)地表具有强烈的风沙活动,年风沙流输沙通量可达2.135 t·m^(-1)·a^(-1),Owen最大输沙量模型适于该区风沙流模拟。研究结果对于蒙古国中部草原区防沙治沙和生态恢复具有重要参考价值。

关键词：风蚀沙漠化风况起沙风速输沙势输沙量

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台特玛湖干涸湖盆两种典型风蚀坑的三维流场特征及对风蚀的影响

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干旱区地理 2022年第6期45卷 1784-1794页

作者：崔珂军李生宇王海峰范敬龙中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所莫索湾沙漠研究站新疆石河子832000 中国科学院新疆生态与地理研究所塔克拉玛干沙漠研究站新疆库尔勒841000 中国科学院大学北京100049

台特玛湖干涸湖盆区风蚀沙漠化快速发展,发育了以新月形沙丘和风蚀坑(主要为槽状坑和碟状坑)为主的风沙地貌。风蚀坑的发育不仅受来流风影响,还与坑内三维流场有关。基于风洞实验和计算机流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)... 详细信息

台特玛湖干涸湖盆区风蚀沙漠化快速发展,发育了以新月形沙丘和风蚀坑(主要为槽状坑和碟状坑)为主的风沙地貌。风蚀坑的发育不仅受来流风影响,还与坑内三维流场有关。基于风洞实验和计算机流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)数值模拟,对风蚀坑三维流场进行了探究。结果表明:(1)从入风侧到出风侧,槽状风蚀坑和碟状风蚀坑底面的风速均呈减速—加速—减速—加速的变化模式,上口所在水平面的风速变化呈加速—减速—加速变化模式,上口气流压强也相应地发生变化,槽状风蚀坑和碟状风蚀坑整体呈低压—高压—低压变化模式,其中槽状坑变化更为明显。(2)两种形状风蚀坑对气流均具有一定的吸附效应,使坑外一定范围的风沙流被吸入坑内,聚集能量和风沙流,加剧风蚀坑风蚀发育。(3)风蚀坑加剧了地表侵蚀,侵蚀程度与风蚀坑尺度有关,风蚀坑尺度越大,对地表侵蚀越强。本文直观展示了两种典型风蚀坑中的三维速度、压力、风沙流流向分布,揭示了风蚀坑的风沙流吸附机制,研究结果可加深对风蚀坑形态动力学的理解,也可为内陆干涸湖盆沙漠化防治提供理论指导。

关键词：风蚀坑风洞实验 CFD数值模拟风沙流

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平行智能风沙防治系统构架与功能——以植物措施为例

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干旱区研究 2019年第6期36卷 1576-1583页

作者：常方乐康孟珍王秀娟王永东雷加强王飞跃中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 青岛智能产业技术研究院智慧农业研究所山东青岛266109 中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠一绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院自动化研究所北京智能技术工程研究中心北京100190

风沙活动复杂多变,使得风沙危害治理周期长、难预测、难评估。目前的风沙防治模拟系统主要基于物理建模框架,由于在受控环境中构建,预测结果容易偏离实际系统。本文从风沙运动物理原理着手,结合人工智能技术构建知识和数据共同驱动风沙... 详细信息

风沙活动复杂多变,使得风沙危害治理周期长、难预测、难评估。目前的风沙防治模拟系统主要基于物理建模框架,由于在受控环境中构建,预测结果容易偏离实际系统。本文从风沙运动物理原理着手,结合人工智能技术构建知识和数据共同驱动风沙防治模型。针对系统的复杂性,提出了一种借鉴实际工程与虚拟实验相互学习的基于ACP(人工社会+计算实验+平行执行)平行系统理论的风沙平行防治系统,预测不同风沙防治行为对风沙活动以及防治效果的影响。其中防治行为为植被种植情况,防治效果通过地表荒漠化程度表达。同时对风沙防治效果进行三维可视化展示,为风沙防治工程项目提供实施前、实施期间的决策支持。

关键词：风沙防治系统平行智能计算实验植物措施三维地理信息可视化

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风洞模拟“攀援植物-围栏”复合沙障不同疏透度下的防风效果

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草业科学 2022年第11期39卷 2273-2283页

作者：赵淳宇李生宇郑伟范敬龙王海峰程锋梅新疆农业大学草业学院新疆乌鲁木齐830052 中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠‒绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院新疆生态与地理研究所莫索湾沙漠研究站新疆石河子832000 中国科学院新疆生态与地理研究所塔克拉玛干沙漠研究站新疆库尔勒841000

为探索受风蚀影响围封区域的新型治理技术措施,本研究对不同疏透度(β)“攀援植物-围栏”复合沙障的防风作用进行了风洞模拟试验。分别在6、8和10 m·s^(-1)净风条件下对模型A(网围栏,β:96%~98%)与4种复合沙障[模型B(无叶期,β:59%... 详细信息

为探索受风蚀影响围封区域的新型治理技术措施,本研究对不同疏透度(β)“攀援植物-围栏”复合沙障的防风作用进行了风洞模拟试验。分别在6、8和10 m·s^(-1)净风条件下对模型A(网围栏,β:96%~98%)与4种复合沙障[模型B(无叶期,β:59%~64%)、模型C(无叶期,β:50%~55%)、模型D(有叶期,β:40%~45%)、模型E(有叶期,β:30%~35%)]进行试验。结果表明:1)不同类型复合沙障流场结构均呈“减-增-减”的变化趋势,障体背风侧存在风影减速区,网围栏前后流场结构一致,不存在减速区。2)不同风速条件下,无叶期复合沙障(模型B、模型C)在10 m·s^(-1)风速下近地表平均防风效能最低,分别为18.55%与18.38%,有叶期复合沙障(模型D、模型E)则在6 m·s^(-1)风速下最低,分别为44.03%与45.42%,有叶期复合沙障防风效应随风速的增大而增强,无叶期复合沙障则相反。3)综合分析表明,当障体疏透度为59%~64%时便可产生防风效果,复合沙障防风效果优于网围栏,障体有叶期防风效果优于无叶期,可测范围内无叶期复合沙障防护距离为0.6H~15H(H表示障体高度,1H=15 cm),有叶期复合沙障防护距离为0H~15H,复合沙障防风效果与疏透度呈反比。因而,“攀援植物-围栏”复合沙障可以提高围封区域的防风效果,降低风力作用下的地表物质流失。

关键词：复合沙障疏透度防风效能风蚀防治风洞模拟

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基于植物防沙工程的沙产业技术进展--以肉苁蓉种植产业为例

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中国科学院院刊 2020年第6期35卷 717-723页

作者：范敬龙李丙文徐新文李生宇中国科学院新疆生态与地理研究所塔克拉玛干沙漠研究站库尔勒841000 中国科学院新疆生态与地理研究所莫索湾沙漠研究站石河子832000 中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

沙产业的内涵是在防沙治沙中有效利用沙漠资源,拓展节能绿色农业型产业空间。文章从植物防沙工程中寄生药用植物的模式出发,探讨了肉苁蓉种植产业的技术进展,重点对肉苁蓉产业发展趋势和种植技术的突破进行了简要阐述,并分析和计算了肉... 详细信息

沙产业的内涵是在防沙治沙中有效利用沙漠资源,拓展节能绿色农业型产业空间。文章从植物防沙工程中寄生药用植物的模式出发,探讨了肉苁蓉种植产业的技术进展,重点对肉苁蓉产业发展趋势和种植技术的突破进行了简要阐述,并分析和计算了肉苁蓉种植产业的经济效益,最后对肉苁蓉种植技术的推广应用及发展前景进行了展望。

关键词：沙产业寄生植物药用植物肉苁蓉

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近20a蒙古国土壤风蚀变化特征及主要影响因素分析

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干旱区研究 2022年第4期39卷 1200-1211页

作者：郭茵雷加强范敬龙王海峰吕振涛中国科学院新疆生态与地理研究所国家荒漠-绿洲生态建设工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 中国科学院新疆生态与地理研究所塔克拉玛干沙漠研究站新疆库尔勒841000 中国科学院新疆生态与地理研究所莫索湾沙漠研究站新疆石河子832000

蒙古国风蚀沙漠化严重,成为世界主要的沙尘源地之一,为了深入了解蒙古国全域风蚀时空变化特征,利用蒙古国境内的GLDAS、OLM、MOD13Q1、NASA-SRTM等气象和遥感数据,基于GEE(Google Earth Engine)云计算平台,利用RWEQ模型计算了蒙古国土... 详细信息

蒙古国风蚀沙漠化严重,成为世界主要的沙尘源地之一,为了深入了解蒙古国全域风蚀时空变化特征,利用蒙古国境内的GLDAS、OLM、MOD13Q1、NASA-SRTM等气象和遥感数据,基于GEE(Google Earth Engine)云计算平台,利用RWEQ模型计算了蒙古国土壤风蚀量和时空变化规律,分析了土壤风蚀的主要影响因素及作用机制。结果表明:(1)自2001-2020年,蒙古国土壤风蚀呈北部低、南部高的空间分布格局;土壤风蚀主要发生在春季,风蚀量占全年的45%;近20 a土壤风蚀量总体上呈显著增加趋势,风蚀模数以0.06 t·hm^(-2)·a^(-1)的速度增长。(2)蒙古国土壤风蚀变化整体上与气候因子及由其引起的植被盖度变化有关,与放牧、耕地开垦等人为活动增强有密切关系。研究结果可为蒙古国风蚀沙漠化防治提供重要的科学参考。

关键词： RWEQ模型土壤风蚀影响因素蒙古国

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