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1. 库布齐沙漠110 MW光伏基地次生风沙危害的动力学机制
郭彩贇, 韩致文, 李爱敏, 钟帅
中国沙漠    2018, 38 (2): 225-232.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2016.00142
摘要(75)   PDF (3316KB) (231)  
为了解释光伏设施干扰下沙质地表侵蚀堆积的动力机制,在库布齐沙漠110 MW光伏电站选取2个断面,利用MetOne 014A/024A型自动风速仪,同步观测了光伏板前后不同位置20、50、100、200 cm高度的1 min平均风速,分析了光伏板干扰下流场格局变异及其与地表蚀积态势的关系。结果表明:(1)光伏设施强烈干扰流场格局,产生流场分异区:板下集流加速区、板前板后遇阻减速区、板面抬升区和板间恢复区,但光伏基地上风向边缘区域与腹地的流场分布格局存在显著差异;(2)空间流场特征区发育程度所指示的动力分布与地面侵蚀堆积态势基本对应;(3)植被可有效增大地面粗糙度,降低0~50 cm近地表过境风速,减缓地表蚀积过程的发生与加剧;(4)光伏板下的集流加速和板前板后的反向涡旋,是塑造地表风蚀沟(坑)及积沙带发育的主要动力。
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2. 乌鲁木齐市城区和郊区近地层风速廓线
金莉莉, 李振杰, 何清, 缪启龙, 买买提艾力·买买提依明
中国沙漠    2017, 37 (4): 755-769.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2016.00036
摘要(60)   PDF (13857KB) (448)  
利用乌鲁木齐市5座100 m气象塔10层风速观测资料,分析了乌鲁木齐市城区和郊区近地层风速季节变化和日变化特征。结果表明:(1)乌鲁木齐市风速最大值出现在14:00-16:00,最小值多在夜间或上午。冬季风速最小、夏季最大;冬季风速始终处于较为稳定、有微小波动的低值区;夏季风速表现出一定的变化趋势。(2)夏季风速在一年里波动最大,随地势降低波动减小,南郊最大(1.5~6.4 m·s-1),北郊最小(1.3~4.6 m·s-1);秋季和春季风速波动次之;冬季风速波动最小,南郊最大(1.3~4.6 m·s-1),北郊最小(0.7~2 m·s-1)。(3)近地层100 m内城区和北郊风速随高度变化较小,冬季基本为1~2 m·s-1,而南郊风速随高度增加变化幅度最大,从1 m·s-1增加到4 m·s-1以上;愈近地面,城区与郊区风速相差愈大,近地面城区平均风速明显低于郊区,春季、夏季、秋季和冬季分别低5%~32%、8%~30%、15%~37%、14%~48%。(4)近地层风速廓线在近中性层结时一般符合对数风速廓线模式,对数律显著性不强的时段主要在正午前后。
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3. 220 ka BP来大同盆地常量元素记录的气候变化
柳苗苗, 苏志珠, 孔梦园, 张彩霞, 李晋昌, 王国玲, 李想
中国沙漠    2018, 38 (2): 278-285.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2017.00104
摘要(55)   PDF (1974KB) (150)  
大同盆地第四纪以来发育了厚层的河湖相,上覆马兰黄土或全新统,蕴含着丰富的过去气候变化信息。以地层测年数据建立年代框架,结合地层磁化率、粒度测试资料,主要以常量化学元素为气候代用指标,对气候变化进行分析。结果表明:(1)地层沉积物中常量化学元素含量的平均值SiO2 > Al2O3 > CaO > Na2O > Fe2O3 > K2O > MgO,沉积相不同元素含量存在明显差异,反映出元素聚集时气候环境存在差异。(2)220 ka BP以来大同盆地气候变化经历了中更新世220~199 ka BP暖湿期、中更新世199~138 ka BP干燥寒冷期、末次间冰期138~71 ka BP温暖湿润期、末次冰期71~11 ka BP寒冷干燥期、全新世11 ka BP至今的暖湿冷干交替频繁波动期,在每个时段仍存在次一级的气候波动。(3)这种气候变化过程与纬度位置大体相近的中国北方萨拉乌苏河流域、内蒙古岱海地区有着相似的气候变化过程,反映出本区气候变化是全球气候变化所导致的东亚冬夏季风势力互为消长的区域响应。
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4. 河西走廊西端灌丛沙丘发育过程及其对沙漠化的指示意义
郎丽丽, 王训明, 朱秉启, 王向东, 花婷, 王广涛, 李晖, 张彩霞
中国沙漠    2017, 37 (4): 611-620.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2017.00022
摘要(54)   PDF (5726KB) (615)  
在风沙活动强烈的荒漠地区开展环境变化研究常缺乏符合要求的地质测年材料。灌丛沙丘是干旱区发育的一种特殊生物地貌类型,具有计年和储存环境信息的功能,可以用来重建沙丘的发育过程和过去的环境变化。以河西走廊西端花海盆地发育的灌丛沙丘沉积剖面为研究对象,基于AMS14C年代学及沉积物粒度、碳酸盐含量、地球化学元素等代用指标的分析,与文献记载、沙漠化监测数据和近几十年的器测气象资料对比分析,试图揭示区域灌丛沙丘的发育过程及其环境指示意义。结果表明:花海盆地灌丛沙丘的发育时间已超过800 年;20世纪60年代中后期至70年代早期人类活动的干扰曾使灌丛沙丘的堆积过程中断,但丰富的物源随后又促使灌丛沙丘再次快速发育。沙丘物源曾发生过剧烈的变化,使得灌丛沙丘沉积物中的粗颗粒组分和中值粒径并不适于作为环境代用指标重建区域的风沙环境变化,而细颗粒组分(<63 μm和<10 μm)和碳酸盐含量的变化,则揭示了研究区在20世纪70-80年代(沙丘高度300~420 cm)时获得了丰富的物质来源。灌丛沙丘沉积物中的Zr/Rb比值,能够作为良好的环境代用指标指示1970-1988年(沙丘高度300~420 cm)区域处在风沙活动较强烈的环境;近几十年花海盆地土地沙漠化明显,尤其是20世纪70年代和80年代。灌丛沙丘可以作为有较高可信度的地质记录载体,在河西走廊西端重建较长时间尺度的、高分辨率的区域气候环境演变历史。
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5. 大果圆柏(Juniperus tibetica)树轮记录的1606-2012年长江源区4-6月帕尔默干旱指数变化
黄小梅, 肖丁木, 秦宁生
中国沙漠    2017, 37 (4): 784-792.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2015.00284
摘要(53)   PDF (3026KB) (388)  
利用采集自青海省治多县立新乡的大果圆柏(Juniperus tibetica)建立树轮宽度标准化年表(STD)。相关分析表明,长江源区4-6月帕尔默干旱指数(PDSI)与树轮宽度标准化年表具有良好的相关性,相关系数达到0.597(建模期,1960-2012年)。利用标准化年表重建了长江源区过去407年的4-6月PDSI指数变化,重建方程方差解释量达36.0%,且方程稳定。重建的4-6月PDSI指数序列在过去407年间先后经历了10个偏湿阶段和11个偏干阶段。重建序列与整个青藏高原中北部干湿变化具有较好的一致性,具有较好的空间代表性。多窗谱分析表明,重建的长江源区PDSI指数序列具有30~50 a、3~3.3 a和2.1~2.7 a的显著周期变化。相关分析表明,长江源区干湿状况与同期赤道中太平洋、热带印度洋、西北太平洋黑潮区海温变化密切相关。
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6. 呼图壁河基流变化及其影响因素
王敬哲, 刘志辉, 塔西甫拉提·特依拜, 张文娜
中国沙漠    2017, 37 (4): 793-801.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2016.00067
摘要(53)   PDF (2819KB) (295)  
基于石门水文站实测日径流数据和流域气象资料,运用平滑最小值法和递归数字滤波法对呼图壁河流量过程进行了基流分割研究。在不同的时间尺度上探讨了呼图壁河年均基流量和基流指数(BFI)的变化特征,以及不同水平年基流量与BFI的变化特征,并按照不同水平年份的划分从气温和降水两方面剖析影响基流变化的因素。结果表明:研究区内平滑最小值法优于递归数字滤波法。呼图壁河基流量的年内分布表现为单峰型,7月达到最大值,BFI先减小后增加,5月最小,枯水期BFI接近1。呼图壁河年基流量呈现为增加的趋势,多年平均基流量为3.67×108 m3,多年平均BFI为0.78,呈递减趋势。枯水年份的平均BFI为0.78,平水年为0.76,丰水年为0.74。春秋两季气温和降水对呼图壁河基流量的影响最为显著,不同的水平年份相关系数也存在一定差异。各年份气温对春秋两季基流量的影响均大于降水,说明气温是呼图壁河基流变化的关键性因素。
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7. 生态水文阈值在中国沙区人工植被生态系统管理中的意义
张定海, 李新荣, 张鹏
中国沙漠    2017, 37 (4): 678-688.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2016.00163
摘要(49)   PDF (3904KB) (375)  
中国北方风沙区是全球沙漠化发展和生态退化最为严重的地区之一。利用植被固沙是遏制沙化土地扩张和生态重建与恢复的主要途径,但人工植被的稳定维持是可持续性风沙治理所长期面临的挑战。作为人工植被生态系统管理的依据,对生态水文阈值的认识及界定具有重要的理论和实践意义。本文以固沙植被中人工种植的灌木和乔木(仅限东部沙区)的盖度与深层土壤水分含量互馈互调作用的长期变化为依据,基于对中国不同气候带沙区典型人工植被系统生态和水文过程的模拟,通过建立生态水文模型初步界定了不同沙区适宜于人工植被生态系统管理的生态水文阈值,对现有沙区固沙植被的生态系统管理和未来风沙区植被建设具有一定的借鉴意义。
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8. 库姆塔格沙漠北部三垄沙地区风沙运动特征
杨转玲, 钱广强, 董治宝, 罗万银, 张正偲, 逯军峰, 李继彦
中国沙漠    2018, 38 (1): 58-67.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2016.00132
摘要(48)   PDF (5442KB) (259)  
风沙地貌发育受控于近地表风沙运动,目前这一领域的研究较多关注短时期内(几分钟至几小时)、单一方向(正对主风向)的风沙流结构特征,结果难以与长期的地貌过程联系起来。为此,我们采用八方位四层梯度集沙仪,于2014年5月至2015年5月,在库姆塔格沙漠北部三垄沙地区进行了一个完整年度的风沙运动观测。经过6个时段的连续观测,获取了不同方向、不同高度的192个运动沙粒样品。结果表明:(1)近地表1 m高度内,收集的样品总质量为405.2 kg,其中约75.3%集中在近地表0~0.2 m,反映了近地表输沙特征。(2)平均输沙率为55.2 kg·m-1·d-1,风沙运动的风向以北风、东北风和西北风为主;不同季节差异明显,春季输沙率最大,是年均输沙率的2.5倍,夏季次之,冬季最小。(3)年度平均输沙通量廓线(风沙流结构)呈指数函数递减趋势,部分通量廓线出现了戈壁风沙流的"象鼻效应"。(4)平均净输沙率1.159 kg·m-1·d-1,随高度增加呈递减趋势,合成输沙方向为193.2°;不同时段净输沙率随高度的变化基本与全年一致,合成输沙方向随高度增加有从东北向北偏的趋势。综上所述,该区域输沙强度以春季最为强烈,输沙方向以N、NE和NW方向为主,且春、夏两季节分别有一个次输沙方向,为S方向。本研究对于深入理解三垄沙地区风沙运动特征和揭示库姆塔格沙漠沙物质来源有重要意义。
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9. 敦煌湖泊湿地生态系统地表辐射平衡特征
殷代英, 屈建军, 余晔, 赵素平, 李芳, 肖建华
中国沙漠    2018, 38 (1): 172-181.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2016.00112
摘要(47)   PDF (6273KB) (244)  
利用2013年干旱环境背景下敦煌湖泊湿地生态系统的辐射数据,分析了该地区的辐射变化特征。结果表明:不同的天气背景,各辐射分量的日变化过程差异较大,晴天变化曲线呈平滑的单峰型,多云天气平滑度不如晴天,阴天、雨天和沙尘天气呈现了不规则的多峰型变化;各季辐射通量的日变化都呈单峰型,但收入量差异较大,极值出现的时间也不相同。向下短波辐射、向上和向下长波辐射、净辐射月总量的变化表现出明显的季节性,夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季,向上短波辐射的月总量的季节变化不太明显。各辐射分量日平均值具有明显的季节性,夏、春季较大,秋、冬季较小,最大值出现在6月或7月,最小值出现在12月或1月。生长季的地表反照率要低于非生长季,各季日平均反照率都是早晚高,中午低,呈"U"型。
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10. 1.08 Ma以来中国东北赤峰地区黄土粒度变化及其揭示的沙地扩张事件
吕安琪, 鹿化煜, 曾琳, 弋双文, 卓海昕, 徐志伟, 张文超
中国沙漠    2017, 37 (4): 659-665.   https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-694X.2017.00048
摘要(46)   PDF (3703KB) (471)  
科尔沁和浑善达克沙地周边沉积了中国东北地区目前已知的保存完好、沉积年代最久远的黄土,是研究区域干旱化过程和沙地演化的理想材料。通过对内蒙古自治区赤峰市附近约1.08 Ma以来约60 m厚黄土剖面的高分辨率粒度分析,发现该地区黄土具有典型风成沉积特征,并且其沉积过程受东亚季风在冰期-间冰期周期性变化影响。由于距离粉尘源区较近,这些黄土序列记录了中更新世以来冬季风增强导致的源区沙漠/沙地的阶段性干旱化和发生于~670 ka和~943 ka的两次沙漠/沙地扩张事件。新揭示的干旱化事件与中国西部-中部的环境演变过程一致,可能是中更新世气候转型时期阶段性全球冰量增加、温度降低驱动中国东北地区更新世气候演化的结果。
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