Please wait a minute...
img

官方微信

高级检索
中国沙漠  2020, Vol. 40 Issue (6): 180-189    DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00077
    
新疆策勒绿洲化进程中典型下垫面的小气候空间差异
曹永香1(), 毛东雷1,2(), 蔡富艳3, 王雪梅1, 开买尔古丽·阿不来提null1, 苏松领1
1.新疆师范大学 地理科学与旅游学院/新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830054
2.中国科学院新疆生态与地理研究所,新疆 乌鲁木齐 830011
3.乌鲁木齐职业大学 应用工程学院,新疆 乌鲁木齐 830002
Spatial difference of microclimate over typical underlying surface in process of oasisization in Cele, Xinjiang
Yongxiang Cao1(), Donglei Mao1,2(), Fuyan Cai3, Xuemei Wang1, Abulaiti Kaimaierguli1, Songling Su1
1.College of Geography Science and Tourism / Key Laboratory of Lake Environment and Resources in Arid Zone,Xinjiang Normal University,Urumqi 830054,China
2.Xinjiang Institute of Ecology and Geography,Chinese Academy of Sciences,Urumqi 830011,China
3.College of Application Engineering,Urumqi Vocational University,Urumqi 830002,China
 全文: PDF(5122 KB)   HTML
摘要:

利用2010年10月1日至2011年9月30日新疆策勒8个观测站点的风速、气温、大气相对湿度、太阳辐射能、光合有效辐射(PAR)、风向同步观测气象数据,对比分析不同下垫面的小气候空间差异并探讨其原因。结果表明:(1)草原站、农田1、大县城与热瓦克相比,日均风速在3 m高处分别依次降低了63.88%、65.58%、73.24%,小巴扎在2、4 m高处的日均风速始终最小,绿洲内部的月均风速整体低于绿洲外围。流沙地、半固定沙地、固定沙地的主风向大致以WNW、ESE、W风向为主,风向较稳定,而其余观测点的风向较分散;(2)在近12个月观测期内,绿洲内部的平均气温低于绿洲外围,且具有明显的冬暖夏凉效应,冬季1月平均气温由低到高依次为流沙地、半固定沙地、固定沙地、农田1、 草原站、小巴扎、热瓦克、大县城,分别为-10.39、 -10.25、-10.08、-9.56、-9.25、-9.19、-8.74、 -8.71 ℃,夏季8月平均气温由高到低依次为流沙地、半固定沙地、固定沙地、热瓦克、草原站、农田1、小巴扎、大县城,分别为26.55、26.11、25.41、25.09、24.06、22.89、22.36、22.33 ℃;(3)半固定沙地、固定沙地、热瓦克、草原站、大县城、小巴扎、农田1在2 m高处的日均大气相对湿度与流沙地相比,依次增加了0.29%、6.67%、7.94%、14.37%、28.99%、30.39%、30.69%,不同下垫面的月均相对湿度空间差异与日均变化的空间差异基本一致;(4)在近12个月的观测期内,太阳辐射能和PAR的变化趋势整体一致,半固定沙地的日均、月均太阳辐射能和PAR始终最高,绿洲-沙漠过渡带的太阳辐射能和PAR整体高于绿洲内部。(5)在春季沙尘暴日,半固定沙地、固定沙地、小巴扎在2 m高处的日平均风速与流沙地相比,分别依次降低了25.75%、27.05%、46.93%,热瓦克、草原站、农田1、大县城的日平均风速依次为3.12、1.38、1.38、0.93 m·s-1。绿洲内部的平均温湿度、太阳辐射能和PAR整体均大于绿洲外围。绿洲内部绿洲化程度较高,绿洲化对其局地小气候效应强,所以在春季沙尘暴日,绿洲内部增温增湿效果相对较好。绿洲开垦年限越长,植被覆盖度愈大,在夏季其降温增湿的效果越显著。

关键词: 绿洲化绿洲-沙漠过渡带小气候植被覆盖度策勒县    
Abstract:

The comparison and analysis of the wind velocity, air temperature, relative humidity, solar radiation, photo-synthetically active radiation and wind direction at the eight meteorological stations were made based on synchronous observation data in Cele from 1 October, 2010 to 30 September, 2011. The characteristics of spatial microclimate differences in different underlying surfaces were analyzed and the reasons for variability were discussed. The results showed that: (1) The daily average wind velocity at the height of 3 m in grassland station, farmland 1, and big county station was 65.58%, 63.88% and 73.24% less than that in Rewake. The daily average wind velocity at the small bazaar is always the smallest at height of 2 m and 4 m. The monthly average wind velocity inside the oasis is lower than the outside of the oasis. The main wind directions of mobile sandy land, semi-fixed sandy land, and fixed sandy land are mainly WNW, ESE and W and the wind is relatively stable, while the wind direction at other observation stations is more scattered. (2) During the observation period of nearly 12 months, the average temperature inside the oasis was lower than that outside the oasis, and the effect of warmer in winter and cooler in summer was obvious. The average temperature in January winter from low to high are followed by mobile sandy land, semi-fixed sand, fixed sandy land, farmland1, grassland station, small bazaar, Rewake, big county, respectively -10.39, -10.25, -10.08, -9.56, -9.25, -9.19, -8.74, -8.71 ℃, the average temperature in August summer from high to low in turn into mobile sandy land, semi-fixed sand, fixed sandy land, Rewake, grassland station, farmland1, small bazaar, big county, respectively. Which was 26.55, 26.11, 25.41, 25.09, 24.06, 22.89, 22.36 and 22.33 ℃. (3) The daily relative humidity of semi-fixed sandy land, fixed sandy land, Rewake, grassland station, big county, small bazaar and farmland1 at the height of 2 m was increased by 0.29%, 6.67%, 7.94%, 14.37%, 28.99%, 30.39% and 30.69%, respectively, compared with that of mobile sandy land. The spatial difference of the monthly average relative humidity of different underlying surfaces, which is similar with the daily average change. (4) During the observation period of nearly 12 months, the change trends of solar radiation and the PAR are generally consistent. The daily and monthly average solar radiation energy and PAR of semi-fixed sandy land are always the highest. The overall solar radiation and PAR in oasis-desert ecotone are higher than those inside the oasis. (5) During the spring sandstorm days, the average wind velocity in semi-fixed sand, fixed sandy land, small bazaar was 25.75%, 27.05%, and 46.93% less than that in mobile sandy land. The average wind velocity of Rewake, grassland station, farmland 1, big county were 3.12, 1.38, 1.38 and 0.93 m·s-1, and the average temperature and humidity, solar radiation and PAR inside the oasis are generally higher than those outside the oasis. Oasisization in the oasis has a strong effect on the local microclimate, so on the sandstorm days in spring, the effect of increasing temperature and humidity inside the oasis is relatively well. The longer the reclamation period of the oasis was, the greater the vegetation coverage was, and the more significant the effect of cooling and humidification was in summer.

Key words: oasisfication    oasis-desert ecotone    microclimate    vegetation coverage    Cele County
收稿日期: 2020-06-12 出版日期: 2020-12-09
:  P404  
基金资助: 教育部人文社会科学研究规划基金项目(18YJAZH064);新疆师范大学人文社会科学重点研究基地丝绸之路经济带城市发展研究中心招标课题(XJNURWJD2019A06);新疆师范大学“十三五”校级重点学科地理学招标课题(17SDKD0701)
通讯作者: 毛东雷     E-mail: 1298668601@qq.com;donglei6325@sina.com
作者简介: 毛东雷(E-mail: donglei6325@sina.com
曹永香(1995—),女,云南昭通人,硕士研究生,主要从事风沙地貌及荒漠化防治方面的研究。E-mail: 1298668601@qq.com
服务  
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章  
曹永香
毛东雷
蔡富艳
王雪梅
开买尔古丽·阿不来提null
苏松领

引用本文:

曹永香, 毛东雷, 蔡富艳, 王雪梅, 开买尔古丽·阿不来提null, 苏松领. 新疆策勒绿洲化进程中典型下垫面的小气候空间差异[J]. 中国沙漠, 2020, 40(6): 180-189.

Yongxiang Cao, Donglei Mao, Fuyan Cai, Xuemei Wang, Abulaiti Kaimaierguli, Songling Su. Spatial difference of microclimate over typical underlying surface in process of oasisization in Cele, Xinjiang. Journal of Desert Research, 2020, 40(6): 180-189.

链接本文:

http://www.desert.ac.cn/CN/10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00077        http://www.desert.ac.cn/CN/Y2020/V40/I6/180

图1  策勒气象观测站点区位图
站点植被状况及开垦年限地貌特征
流沙地(37°02′37″N,80°40′53″E)柽柳、盐生草,覆盖度3%流沙地,地势较平坦,分布有柽柳沙堆
半固定沙地(37°01′47″N,80°42′32″E)柽柳、骆驼刺、花花柴,覆盖度27%半固定沙地,地势起伏较大,有柽柳等沙堆分布
固定沙地(37°01′20″N,80°43′25″E)骆驼刺、盐生草,覆盖度67%固定沙地,地势较平坦
热瓦克(37°01′34.9″N,80°45′07.3″E)红枣(稀疏)、红枣根旁有大豆、西瓜,开垦2年左右绿洲内部,为平沙地
草原站(37°00′21.7″N,80°43′14.7″E)新疆杨、棉花,外围有栅栏防护林,开垦15年以上绿洲内部,为平沙地
农田1(37°01′01.1″N,80°45′40.6″E)核桃、棉花,有防护林,开垦30年以上绿洲内部,为平沙地,
小巴扎(37°00′12.55″N,80°45′23.65″E)棉花、石榴,覆盖度80%以上,下风向有民房,开垦50年以上绿洲内部,为平沙地
大县城(37°00′48.0″N,80°47′26.6″E)棉花,旁有核桃、杏树,上风向有民房,开垦100年以上绿洲内部,为平沙地
表1  8个观测站点的下垫面概况
图2  风速的月变化
图3  气温与大气相对湿度的月变化
图4  太阳辐射能和光合有效辐射的月变化
图5  风向玫瑰图与风速的日变化
图6  气温与大气相对湿度的日变化
图7  太阳辐射能与PAR的日变化
图8  春季沙尘暴日的气象要素变化
1 翁笃明,陈万隆,沈觉成.小气候和农田气候[M].北京:农业出版社,1981:1-5.
2 申建友,何宗颖,李胜功,等.奈曼沙漠化地表小气候的观测与研究[J].中国沙漠,1993,13(2):44-50.
3 王涛,刘树林.中国干旱区绿洲化、荒漠化调控区划(纲要)[J].中国沙漠,2013,33(4):959-966.
4 刘树林,王涛,屈建军,等.中国北方草原沙漠化发展过程及其成因分析[J].中国沙漠,2009,29(2):206-211.
5 姚玉璧,肖国举,王润元,等.近50年来西北半干旱区气候变化特征[J].干旱区地理,2009,32(2):159-165.
6 张强,胡隐樵.绿洲地理特征及其气候效应[J].地球科学进展,2002,17(4):477-486.
7 金莉莉,李振杰,何清,等.塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地中心区域与边缘地带小气候[J].中国沙漠,2017,37(5):986-996.
8 范丽红,格丽玛,何清,等.绿洲-过渡带-荒漠气候特征日变化分析[J].新疆农业大学学报,2006,29(1):5-9.
9 丁文晖,张勃,孟宝,等.黑河中游绿洲土地利用对地下水的影响分析[J].干旱区资源与环境,2006,20(2):129-132.
10 李小玉,宋冬梅,肖笃.石羊河下游民勤绿洲地下水矿化度的时空变异[J].地理学报,2005,60(2):319-327.
11 朱震达.塔克拉玛干沙漠地区沙漠化过程及其发展趋势[J].中国沙漠,1987,7(3):16-28.
12 刘亚传.试论水文地质环境与绿洲农业生态[J].水文地质工程地质,1984,11(6):28-30.
13 代述勇,雷加强,赵景峰,等.策勒西部荒漠-绿洲过渡带地下水特征及生态影响分析[J].干旱区资源与环境,2009,23(8):99-103.
14 王敏仲,魏文寿,何清,等.南疆沙漠腹地夏季晴天与沙尘日小气候观测对比分析[J].气象,2008,34(11):7-14.
15 邢文娟,雷加强,王海峰,等.荒漠-绿洲过渡带风况及输沙势分析:以策勒县为例[J].干旱区研究,2008,25(6):894-898.
16 杨佐涛.戈壁与绿洲内的风向风速关系:以新疆策勒县为例[J].中国沙漠,1990,10(3):33-39.
17 巩庆,范金霞,林卫,等.策勒沙漠-绿洲输沙及动力环境特征[J].沙漠与绿洲气象,2017,1(3):86-90.
18 毛东雷,蔡富艳,雷加强,等.新疆策勒不同下垫面大气降尘时空分布特征[J].干旱区研究,2017,34(6):1222-1229.
19 毛东雷,蔡富艳,杨雪峰,等.新疆策勒绿洲-沙漠过渡带不同下垫面风场特征[J].干旱区研究,2019,36(5):1117-1126.
20 毛东雷,蔡富艳,雷加强,等.新疆策勒沙漠-荒漠-绿洲典型下垫面小气候空间变化分析[J].地理科学,2017,37(4):630-640.
21 王兮之,葛剑平.40多年来塔南策勒绿洲动态变化研究[J].植物生态学报,2004,28(3):369-375.
22 潘光耀,穆桂金,岳健,等.2001-2010年策勒绿洲-沙漠过渡带的变化及其成因[J].干旱区研究,2014,31(1):169-175.
23 张鹤年.塔克拉玛干沙漠南缘-绿洲过渡带生态环境区综合治理技术与试验示范研究[J].干旱区研究,1995,12(4):1-9.
24 张春轶,瓦哈甫·哈力克,马燕,等.典型干旱区土地利用变化的生态环境外部性分析:以策勒绿洲为例[J]. 云南地理环境研究,2007,19(1):28-33.
25 杜铭霞,张明军,王圣杰.新疆典型绿洲冷岛和湿岛效应强度[J].生态学杂志,2015,34(6):1523-1531.
26 周淑贞,张如一,张超.气象学与气候学[M].北京:高等教育出版社,1997:103-104.
27 顾润源,武荣盛,周伟灿,等.内蒙古半干旱草原沙尘天气对近地层微气象学特征影响分析[J].中国沙漠,2012,32(3):815-823.
28 赵文智,杨荣,刘冰,等.中国绿洲化及其研究进展[J].中国沙漠,2017,37(1):1-5.
29 Li X G, Li Y K, Li F M, et al. Changes in soil organic carbon,nutrients and aggregation after conversion of native desert soil into irrigated arable land[J]. Soil & Tillage Research,2009,104(2):263-269.
30 Su Y Z, Yang R,Liu W J, et al. Evolution of soil structure and fertility after conversion of native sandy desert soil to irrigated cropland and in arid region,China[J]. Soil Science,2010,175(5):246-254.
31 Gui D W, Lei J Q, Zeng F J, et al. Farmland management effects on the quality of surface soil during oasisfication in the Southern rim of Tarim Basin in Xinjiang, China[J]. Plant Soil and Environment,2010,56(7):348-356.
32 庞营军,雷加强,曾凡江,等.新疆维吾尔自治区策勒县绿洲-沙漠过渡带小气候特征[J].水土保持通报,2011,31(5):240-245.
33 杨兴华,何清,霍文,等.塔克拉玛干沙漠南缘风沙跃移运动研究:以策勒为例[J].中国沙漠,2012,32(4):910-914.
34 张强,周毅.敦煌绿洲夏季典型晴天地表辐射和能量平衡及小气候特征[J].植物生态学报,2002,26(6):717-723.
35 冯起,司建华,张艳武,等.极端干旱地区绿洲小气候特征及其生态意义[J].地理学报,2006,61(1):99-108.
[1] 王旭洋, 李玉霖, 连杰, 段育龙, 王立龙. 半干旱典型风沙区植被覆盖度演变与气候变化的关系及其对生态建设的意义[J]. 中国沙漠, 2021, 41(1): 183-194.
[2] 金莉莉, 李振杰, 何清, 买买提艾力·买买提依明, 霍文, 张建涛. 塔克拉玛干沙漠北缘夏季典型晴天近地层湍流能谱特征[J]. 中国沙漠, 2019, 39(6): 1-12.
[3] 刘婵, 赵文智, 刘冰, 孟阳阳. 基于无人机和MODIS数据的巴丹吉林沙漠植被分布特征与动态变化研究[J]. 中国沙漠, 2019, 39(4): 92-102.
[4] 郭紫晨, 刘树林, 康文平, 陈翔, 张雪琴. 2000-2015年毛乌素沙区植被覆盖度变化趋势[J]. 中国沙漠, 2018, 38(5): 1099-1107.
[5] 李丽丽, 王大为, 韩涛. 2000-2015年石羊河流域植被覆盖度及其对气候变化的响应[J]. 中国沙漠, 2018, 38(5): 1108-1118.
[6] 金莉莉, 李振杰, 何清, 霍文, 杨帆, 杨兴华. 塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地中心区域与边缘地带小气候[J]. 中国沙漠, 2017, 37(5): 986-996.
[7] 郭辉, 黄粤, 李向义, 包安明, 宋洋, 孟凡浩. 基于多尺度遥感数据的塔里木河干流地区植被覆盖动态[J]. 中国沙漠, 2016, 36(5): 1472-1480.
[8] 冯筱, 李生宇, 徐新文, 马学喜, 邢文娟, 袁鑫鑫. 策勒绿洲-沙漠过渡带骆驼刺(Alhagi sparsifolia)群落的地表蚀积特征[J]. 中国沙漠, 2016, 36(5): 1252-1259.
[9] 赵文智, 杨荣, 刘冰, 杨淇越, 李芳. 中国绿洲化及其研究进展[J]. 中国沙漠, 2016, 36(1): 1-5.
[10] 白淑英, 吴奇, 史建桥, 陆源. 基于时间序列遥感数据的西藏山南地区植被覆盖变化特征分析[J]. 中国沙漠, 2015, 35(5): 1396-1402.
[11] 张号, 屈建军, 张克存. 绿洲植被覆盖度遥感信息提取——以敦煌绿洲为例[J]. 中国沙漠, 2015, 35(2): 493-498.
[12] 毛东雷, 雷加强, 李生宇, 刘国军, 郑则浩, 薛杰. 新疆策勒绿洲-沙漠过渡带地表沙物质理化性质空间差异[J]. 中国沙漠, 2015, 35(1): 136-144.
[13] 朱雅娟, 李虹, 赵淑伶, 贾志清, 于洋, 李清雪. 共和盆地不同类型防护林的改善小气候效应[J]. 中国沙漠, 2014, 34(3): 841-848.
[14] 毛东雷1,2,3,4, 雷加强1,3, 李生宇1, 再努拉·热和木吐拉1,3,4,5, 王 翠1,3,4, 周 杰1,3,4. 策勒绿洲沙漠过渡带小气候的空间差异[J]. 中国沙漠, 2013, 33(5): 1501-1510.
[15] 王 涛, 刘树林. 中国干旱区绿洲化、荒漠化调控区划(纲要)[J]. 中国沙漠, 2013, 33(4): 959-966.