中国科学院知识创新工程(KZCX2-YW-336)
- 作品数：11 被引量：138H指数：9
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- 相关机构：中国科学院新疆生态与地理研究所中国科学院研究生院新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：农业科学天文地球轻工技术与工程环境科学与工程更多>>
- 风向对半固定沙垄表面风速影响——以古尔班通古特沙漠为例
- 2010年
- 利用DETI可移动测风系统对古尔班通古特沙漠半固定沙垄表面风速进行实地观测,获取了主要风季不同风向条件下沙垄表面7个典型部位距离地表20cm、40cm、60cm、100cm和200cm5个高度的风速系列数据,系统研究风向对半固定沙垄表面坡面风速及风速廓线的影响。结果表明,迎风坡的气流加速和背风坡的风速降低现象在实际观测中得到证实,但受风向的影响甚大。垄顶风速放大率随入射角的增大呈指数关系递增,而背风坡风速占垄顶风速的比率则随入射角的增大呈线性关系递减。大角度入射气流速度变化主要受控于沙垄形态,小角度入射气流速度变化主要受控于地表植被状况。无论气流以何种角度入射,距沙垄表面20cm高度气流的加速均较其他高度缓和。沙垄底部和坡中下部的风速廓线变化趋势基本一致,且呈较好的对数拟合关系;两坡中上部和垄顶部的对数拟合方程相关系数偏小;受回旋涡流的影响,风速廓线在背风坡上部有明显偏折,初步断定涡流中心在距地表40cm左右的高度。
- 郭洪旭王雪芹盖世广吴涛胡永锋
- 关键词：风向风速古尔班通古特沙漠
- 古尔班通古特沙漠南部防护体系建成10a来的生境变化与植物自然定居被引量：13
- 2012年
- 于2000—2009年对古尔班通古特沙漠南部防护体系内的生境变化与自然定居植物进行了系统观测和研究。结果表明,草方格及人工植被相结合的综合防护体系可以有效固定重大工程扰动地表。防护体系建成初期,土壤水分条件好于原始地表,为人工林的生长和植物自然定居创造了良好条件。防护体系建成10a后,土壤理化性质得到有效改善,普遍形成了地衣结皮,但土壤水分出现了减少的趋势。在未经扰动的原始地表,总计有植物48种,其中短命植物30种。防护体系建成初期自然定居植物仅有8种,10a后多达33种,其中短命植物达到21种。定居植物多度由初期的1.4株.m-2增加到10a后的14株.m-2,其中短命植物占到自然定居植物总株数的85%,很少观测到自然定居的乔灌木。自然定居植物呈明显的差异性分布,与风向对种源的影响密切相关。随着草本植物的进入、生物结皮的形成和土壤水分的减少,人工植被的稳定性问题尚需进一步研究和探讨。
- 王雪芹蒋进张元明宋春武杨帆
- 关键词：土壤性质短命植物古尔班通古特沙漠
- 叶片毛尖对齿肋赤藓结皮凝结水形成及蒸发的影响被引量：23
- 2012年
- 凝结水(隐匿降水)和降水是荒漠地区两种不同形式的水分来源,对荒漠生态系统极为重要。叶片毛尖(leaf hair points,LHPs)是很多荒漠藓类的重要外部形态结构特征,但它在藓类植物利用凝结水和降水中的作用尚不清楚。齿肋赤藓(Syntrichiacaninervis)是古尔班通古特沙漠藓类结皮的优势种,其叶片顶端具有较长的白色毛尖。采用自制微渗计(h=3.5 cm,d=5.7cm)研究了正常有毛尖和人工去除毛尖的齿肋赤藓结皮的凝结水特征及其在3种模拟降水梯度(1、3、6 mm)下的短期蒸发特征,结果表明:(1)在凝结阶段,有毛尖结皮每时段的凝结水量均大于无毛尖结皮,但日出后有毛尖结皮凝结水下降速度稍快;有毛尖结皮的日凝结水量均大于无毛尖结皮,且前者的总凝结水量比后者多10.26%,即毛尖能增加10.26%的凝结水量。(2)3种模拟降水梯度下,有毛尖结皮在各时段的累积蒸发率始终小于无毛尖结皮,以蒸发前期阶段最为明显,表明毛尖能显著减少和延缓结皮内的水分蒸发、延长植株水合时间,而且降水量越大减缓效果越明显。毛尖对这2种不同形式水分利用的差异是因为利用方式不同:对凝结水的利用主要归因于毛尖增大了结皮表面粗糙度,而减少对降水的蒸发主要是毛尖能反射阳光、形成内部毛细管及减小植株间隙的缘故。因此,毛尖的存在有利于齿肋赤藓结皮对凝结水和降水的利用,增强了藓类结皮对干旱环境的适应能力。
- 陶冶张元明
- 关键词：藓类植物生物结皮凝结水蒸发
- 古尔班通古特沙漠腹地半固定沙垄顶部风沙运动规律被引量：18
- 2010年
- 利用DETI可移动测风系统,结合多向集沙、阶梯式积沙和总体沙面活动强度观测,系统研究了古尔班通古特沙漠腹地半固定沙垄表面风沙运动规律。结果表明:沙漠腹地沙垄两坡和垄间多被植被与生物结皮覆盖,地表处于稳定状态,地表输沙主要集中于垄顶部至两坡上部。系统性天气条件下,气流以净风状态在迎风坡持续加速,至垄顶迎风侧边缘流速增至最大并开始起沙,风沙流越过垄顶后受植被阻挡和回旋涡流的双重影响,在垄顶背风侧上部急剧减速并发生沙物质沉积,此后气流速度又逐渐恢复。起沙风由沙垄两侧交替入射,不断将沙物质从垄顶一侧搬运到另一侧。流动带两侧沙面活动剧烈,流动带中部作为过沙床面,蚀积变化低于两侧。垄顶输沙量沿垂线方向呈指数分布,输沙率、各高度层输沙量以及沙物质输移高度都随着风速的增大而增大。垄顶部距地表6 cm和10 cm以内的输沙量分别占总输沙量的80%和90%。垄顶输沙势与实测输沙量之间具有良好的相关性,初步推测1VU的输沙风能在垄顶1 m的过沙宽度上可以产生25 kg的输沙。
- 郭洪旭王雪芹盖世广吴涛胡永锋
- 关键词：输沙率输沙势古尔班通古特沙漠
- 影响生物土壤结皮分布的环境因子被引量：17
- 2010年
- 生物土壤结皮广泛分布于干旱荒漠地区,在干旱和荒漠生态系统中,有重要的生态功能。然而,并不是所有的干旱荒漠区都有生物土壤结皮的分布。在全球和区域尺度上,生物土壤结皮的分布与年降水、凝结水量和土壤含水量呈正相关趋势;温度对生物土壤结皮分布的影响因组成生物土壤结皮的物种而异。小尺度范围内,生物土壤结皮的分布受土壤类型、质地和养分的限制;维管植物对生物土壤结皮分布的影响,暂没有一致的结论。适度干扰对生物土壤结皮分布和生态功能无明显影响,但高强度干扰导致生物土壤结皮结构、功能和分布的退化与减少。全球变化背景下生物土壤结皮的分布变化、不同区域生物土壤结皮分布和演替的差异机理以及受损后恢复过程中的生态功能,将成为以后工作的重点。
- 程军回张元明
- 关键词：生物土壤结皮环境因子干旱荒漠区
- 春夏季放牧对古尔班通古特沙漠南部土壤种子库和地上植被的影响被引量：20
- 2009年
- 位于新疆北部准噶尔盆地腹地的古尔班通古特沙漠,是世界上温带荒漠生物多样性的精华和最为丰富的典型区域。历史上这里就是北疆羊和部分马匹重要的冬牧场,但近年来的放牧活动在春夏季也开始进入沙漠腹地,使地表性质与植被覆盖发生了明显改变。应用野外随机取样与室内萌发实验相结合的方法,对比研究了古尔班通古特沙漠南部春夏季放牧和冬季放牧沙垄土壤种子库差异及其与地上植被的关系。结果表明：冬季放牧沙垄种子库种数为24种,而春夏季放牧沙垄有20种,后者明显减少了植物种数。冬季放牧沙垄种子库密度为（353.2±87）粒.m-2,而春夏季放牧沙垄为（189.1±23）粒.m-2,比前者减少了88%。两类沙垄土壤种子库的生活型组成都以一年生植物为主,相似性系数为0.711。相同沙垄不同部位的物种相似性系数在0.429~0.600之间,异质性较大,尤其表现在除垄顶之外的其他部位。冬季放牧沙垄和春夏季放牧沙垄地上植被中分别有植物36种和26种,各生活型所有物种均为后者低于前者,其中短命、类短命物种数量减少幅度最大。春夏季放牧沙垄地上植被的物种多样性和均匀度降低,而优势度升高。回归分析显示,冬季放牧沙垄定植群落有21%的变异来源于土壤种子库,而春夏季放牧沙垄有51%的变异来源于土壤种子库,可见不同季节的放牧干扰显著影响土壤种子库及其与地上植被的相关关系。
- 吴涛王雪芹盖世广郭洪旭陈明王琪全永威金兴强
- 关键词：古尔班通古特沙漠土壤种子库地上植被
- 生物结皮中齿肋赤藓叶片毛尖对植株含水量及水分散失的影响被引量：6
- 2011年
- 采用相对含水量、含水率、蒸散率、累积蒸散率等指标研究了古尔班通古特沙漠生物结皮中优势藓类齿肋赤藓(Syntrichia caninervis Mitt.)叶片毛尖对其离体植株含水量及水分散失的影响。结果表明:(1)虽然毛尖仅占植株重量的4.77%,但水合过程中毛尖内部及附属齿状芒刺均充分吸水,毛尖的存在使植株饱和水量增加了31.03%。(2)脱水过程中有毛尖植株的含水率和相对含水量的下降速度明显慢于无毛尖植株,而完全脱水后二者(不计毛尖重量)实际含水量相等。(3)脱水前期(第30 min之前)有毛尖植株的蒸散率小于无毛尖植株,且直至完全脱水前,前者的累积蒸散率都始终小于后者。实验表明,有毛尖植株的4个水分指标均比无毛尖植株延迟20 min达到恒定。研究结果在个体水平上证实了毛尖能有效提高和维持齿肋赤藓植株含水量并延缓水分散失速度。
- 陶冶张元明吴楠张丙昌
- 关键词：生物结皮水分脱水藓类植物古尔班通古特沙漠
- 古尔班通古特沙漠半固定沙垄表面风的脉动特征被引量：12
- 2011年
- 利用DETI可移动测风系统,对古尔班通古特沙漠半固定沙垄进行实地观测,获取了主要风季沙垄表面7个典型部位200 cm高度的风向及距离地表20 cm、40 cm、60 cm、100 cm和200 cm5个高度的风速系列数据。对风速和风向的脉动特征进行分析研究,发现凸起的沙垄不仅影响平均风速在沙垄表面的变化,亦对风速及风向脉动产生显著影响。结果表明,平均风速沿迎风坡逐渐增大,至垄顶达到最大,在背风坡中上部剧烈降低,随后又缓慢恢复。随着入射角的增大,平均风速在沙垄表面的变化幅度也在增大;绝对风速脉动具有与平均风速相同的变化趋势,且随距地表高度的增加绝对风速脉动值亦在增大;就相对风速脉动(阵性度值)而言,背风坡阵性度值要高于迎风坡,其中背风坡中上部是整个沙垄表面阵性度最高的部位,这与背风侧涡流的存在密切相关;沙垄背风坡风向脉动强度远比迎风坡大,随着入射角的减小,背风坡风向的偏转作用也在加强,而涡旋作用相对减弱。
- 胡永锋王雪芹郭洪旭赵新军盖世广杨东亮
- 关键词：平均风速古尔班通古特沙漠
- 古尔班通古特沙漠腹地输沙风能及地貌学意义被引量：14
- 2011年
- 根据古尔班通古特沙漠腹地2个气象台站2003-2006年气象资料,分析起沙风况和输沙势,并对其地貌学意义进行探讨。结果表明:沙漠中部全年起沙风出现频率为0.25%,以东北风和西北风为主;南部起沙风出现频率为0.11%,以西北风和西南风为主。沙漠中部和南部均属于低风能环境,中部地区的总输沙势(DP)为66.7VU,合成输沙势(RDP)为25.7 VU,合成输沙方向(RDD)为197.0°,方向变率指数为0.56;南部地区总输沙势(DP)为29.8 VU,合成输沙势(RDP)为16.3 VU,合成输沙方向(RDD)为108.4°,方向变率指数为0.65。沙漠中部4～10月输沙势占全年总输沙势的90%以上,其中7月的输沙势占全年的20%以上;沙漠南部输沙势主要集中于4～8月,约占全年的85%。沙漠中部受东北风和西北风的影响,与之相应的地面沙垄长而直,基本沿合成输沙方向延伸;沙漠南部受天山山脉的影响,主导风向转为西北和西南风,与之相应的地面沙垄开始向东偏转,并出现了副梁。
- 郭洪旭王雪芹蒋进赵新军胡永锋
- 关键词：输沙势古尔班通古特沙漠
- 生物土壤结皮中刺叶赤藓质膜透性对脱水、复水过程的响应被引量：24
- 2009年
- 采用电导法、光镜观测、加热烘干法、茚三酮比色法、蒽酮比色法分别分析了变水过程中,刺叶赤藓(Syntrichia caninervis Mitt.)质膜透性、外部形态结构、相对含水量、游离脯氨酸、可溶性糖含量的变化,结果表明:(1)0—6,6—12,12—24和24—48h四个脱水时段之间、0—0.5,0.5—1,1—1.5和1.5—2h四个复水时段之间电导率的差异并不显著(p>0.01),说明在脱水、复水过程中,刺叶赤藓叶片质膜结构保持稳定;(2)脱水时叶片皱缩,紧贴于茎,有效避免了水分散失;复水后的叶片可借助粗壮中肋的支持和导水作用迅速展开;(3)叶片相对含水量在脱水6h后迅速下降,14h后维持在<5%的较低水平,有利于植株快速进入休眠状态,维持膜结构的完整性;(4)脱水过程中,游离脯氨酸、可溶性糖含量均稳步提高,二者之间呈显著的线性正相关(R=0.952,p<0.01);二者均与叶片相对含水量呈显著的线性负相关(R分别达-0.946和-0.961,p均<0.01).前者可能通过和磷脂的相互作用有效稳定膜结构,后者可能通过维持小分子内部或它们之间的氢键来稳定膜系统或蛋白质的结构.
- 吴楠魏美丽张元明
- 关键词：质膜透性游离脯氨酸可溶性糖
