中国沙漠
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2017年 37卷 6期 刊出日期 2017-11-20

目录
沙漠与沙漠化
古气候与环境演变
生物与土壤
天气与气候
水文与水资源
生态与经济
目录
0 2017年第37卷第6期 目次
2017 Vol. 37 (6): 0-0 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [PDF 378KB] ( 62 )
沙漠与沙漠化
1051 风沙流起动阶段沙粒输运特征
亢力强, 张军杰, 邹学勇, 张春来, 程宏
为了探究风沙流起动过程中沙粒输运特征,利用PTV测量技术在风洞中对风沙流起动过程进行了测量,分析了沙粒空间分布、沙粒平均水平速度、输沙率、沙粒数密度和输沙通量随时间的变化规律。结果表明:风沙流起动时间大约为1.5 s。起动过程中,输沙率随时间迅速增加,气流中沙粒总数目随时间的变化可表示为指数函数,沙粒数密度和输沙通量随高度的变化均可近似表示为负指数衰减函数。在t=1.0 s时刻的沙粒平均水平速度大于相同高度处以后时刻的沙粒平均水平速度,同一高度处t=1.5 s以后的沙粒数密度大于t=0.5 s、1.0 s时刻的沙粒数密度,同一高度处t=1.5 s以后的输沙通量大于t=1.0 s时刻的输沙通量。沙粒数密度随高度的衰减率一般随时间的增加而减小,并在t=1.5 s后逐渐接近稳定值。
2017 Vol. 37 (6): 1051-1058 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 5520KB] ( 94 )
1059 塔克拉玛干沙漠腹地沙粒胶结体的粒度特征
樊瑞静, 李生宇, 俞祥祥, 冯筱, 马学喜, 孙娜, 周杰
对塔克拉玛干沙漠腹地沙粒胶结体进行溶蚀分散获取组成沙粒,采用激光粒度仪分析粒度成分,并与区域内沙丘沙、垄间平地沙和风沙流输沙的粒度特征进行对比,分析沙粒胶结体的粒度特征。结果表明:(1)沙粒胶结体中沙粒粒径呈多峰态分布,垄间平地沙呈双峰态分布,而沙丘沙和风沙流输沙呈单峰态分布;(2)沙粒胶结体内沙粒分选性较差,偏度属正偏,平均粒径(3.17 Φ)介于沙丘沙(3.10 Φ)和垄间地沙(3.28 Φ)、风沙流输沙(3.67 Φ)之间;(3)沙粒胶结体中沙物质主要组分为细沙和极细沙,与沙丘沙、垄间平沙地沙一致,而与风沙流输沙(极细沙和粉沙)不一致。与沙丘沙、垄间平地沙以及风沙流输沙相比,沙粒胶结体中粉沙、黏土和中沙相对富集,是现代地表物质的混合物;(4)与沙丘沙、垄间平地沙和风沙流输沙相比,沙粒胶结体内沙粒的蠕移-跃移、跃移-悬移截点粒径均偏细,蠕移组分所占比重很高。从组成颗粒的粒度组成来看,沙粒胶结体的形成受局地沙源和风动力的共同影响,是特殊环境条件下现代地表过程的产物。
2017 Vol. 37 (6): 1059-1065 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 3666KB] ( 71 )
1066 甘肃敦煌雅丹地质公园区风蚀气候侵蚀力特征
牛清河, 屈建军, 安志山
风蚀气候侵蚀力是潜在风力侵蚀强度的重要表征。基于2013年和2014年风速、降水和空气温度、湿度等气象要素的实地观测数据,对甘肃敦煌雅丹地质公园区的风蚀气候因子指数进行了逐月的计算和分析。结果表明:(1)研究区风蚀气候因子指数为151.98±0.13,是全国的三大极大值区之一;(2)研究区风蚀气候因子指数不同于全国干旱半干旱区基本季节变化特征,夏季最大,春夏季明显高于秋冬季,与新疆和田地区的季节变化特征相似;(3)研究区风蚀气候因子指数具有4—8月持续高值、9月至翌年3月持续低值的月变化特征;(4)风蚀气候因子指数的决定性气象因子是风速,而降水的减弱作用甚微;(5)一般来说,雅丹地貌分布区风蚀气候因子指数≥150。
2017 Vol. 37 (6): 1066-1070 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 2327KB] ( 76 )
1071 适用于河北坝上地区的农田风蚀经验模型
王仁德, 常春平, 郭中领, 李庆
目前,中国缺少一种被广泛认可、普遍适用于中国自然条件的农田风蚀模型。本研究利用多年的野外风沙观测数据和风洞模拟实验结果,建立了一种基于河北坝上地区自然环境的农田风蚀经验模型。该模型涵盖风力侵蚀因子、粗糙干扰因子和土壤抗蚀因子三大风蚀影响因子,包括起沙风速、地表粗糙度、土壤可蚀性和土壤含水率四大风蚀影响要素,可对各种农田地表的风蚀量进行定量计算和预测。应用该模型对坝上地区2013年风蚀季农田风蚀量进行定量计算。结果表明,翻耕耙平地的平均风蚀量为39.45 t·hm-2·a-1,莜麦留茬地的平均风蚀量为14.08 t·hm-2·a-1,与采用其他方法得到的结果比较接近。在更广泛地区对模型进行验证和修订,促进该风蚀模型与“3S”技术融合是下一步的重点工作。
2017 Vol. 37 (6): 1071-1078 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 1789KB] ( 76 )
1079 农牧交错带农田土壤风蚀PM10释放特征
南岭, 董治宝, 肖锋军
粉尘释放是风蚀造成危害的一个重要过程。以农牧交错带沙区和非沙区农田土壤为研究对象,利用室内风洞模拟实验,实时监测了风蚀过程中释放的PM10,分析了PM10的动态变化特征,以深入认识土壤风蚀粉尘释放机理。结果表明:非沙区农田土壤风蚀强度远低于沙区农田,与风速呈指数函数关系;非沙区农田的土壤粉尘释放在不同风速下均以气流直接抬升模式为主,平均PM10通量与风速呈线性函数关系,最大PM10通量与风速呈幂函数关系;沙区农田的土壤粉尘释放在风速增大到一定程度后呈气流直接抬升和砂粒跃移冲击复合模式,最大PM10通量增加不明显,但平均PM10通量明显高于非沙区农田;对于沙区和非沙区农田而言,平均PM10通量与风蚀速率呈对数函数关系。
2017 Vol. 37 (6): 1079-1084 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 1555KB] ( 65 )
1085 新疆策勒沙漠—绿洲过渡带水平输沙通量
毛东雷, 蔡富艳, 侯建楠, 雷加强, 杨雪峰, 薛杰
新疆策勒沙漠-绿洲过渡带的天然植被对绿洲内部的农田起到了很好的保护作用,具有良好的防风阻沙效益。对策勒沙漠-绿洲过渡带的流沙地、半固定沙地、固定沙地的水平输沙通量和风速进行了分析。结果表明:(1)近地表的输沙通量和平均风速从流沙地至半固定、固定沙地大幅度地减少。在0~202.5 cm高度范围,半固定沙地、固定沙地水平输沙通量相比流沙地分别少了56.91%、90.23%;在0~70 cm高度范围内,输沙通量分别少了85.31%、99.55%;(2)平均风速越大,半固定沙地、固定沙地相比流沙地的输沙通量减少得愈多,流沙地、半固定沙地、固定沙地近地表输沙通量与平均风速分别服从指数、线性和多项式函数关系;(3)策勒沙漠-绿洲过渡带的有效宽度不小于1.74 km,才能保护绿洲免受风沙危害。
2017 Vol. 37 (6): 1085-1092 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 3150KB] ( 67 )
1093 鼠害在若尔盖草原沙漠化进程中的作用与机理
姚正毅, 李晓英, 董治宝
若尔盖草原是中国高寒湿润地区发生大面积沙漠化的典型案例,其沙漠化的成因及发展趋势一直受到极大关注。通过野外考察、遥感卫星影像解译等,着重探讨了鼠害在若尔盖草原沙漠化的形成和发展过程中的作用。结果表明:旱獭洞的分布与丘陵沙丘在坡度和坡向上有高度的相似性。地表致密草皮层发生机械性破坏,致使下伏松散沙暴露是若尔盖草原沙漠化的关键一步。旱獭洞的坍塌在草皮层的破坏过程中起到了至关重要的作用。草皮层破坏后,下伏松散沙被侵蚀,引起草皮层坍塌,导致古沙丘活化,形成流动沙丘。在此过程中,自然因素如风、降水、冻融、重力,人为因素如过牧、牲畜活动,都起到了不同的作用。小型鼠类如高原鼢鼠、高原鼠兔的严重鼠害区可以形成轻度沙漠化。
2017 Vol. 37 (6): 1093-1101 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 4105KB] ( 57 )
古气候与环境演变
1102 近现代阿拉善荒漠气候变化与环境演变机制研究进展
肖生春, 陈小红, 丁爱军
阿拉善荒漠深居内陆,属暖温带荒漠气候,是典型的大陆性干旱区。区内集中了巴丹吉林、腾格里、乌兰布和三大沙漠,发源于青藏高原北部的两条内陆河尾闾深入其间。该区域是中国沙尘暴主要源区和西北重要路径之一,是国家“两屏三带”生态安全战略格局“北方防沙带”的重点区域。系统认识区域气候变化、环境演变及其驱动机制,对区域沙化土地治理及其决策具有重要现实意义。本文综述了器测和代用指标记录的近现代区域气候变化特征及其大气环流影响机制、区域及典型景观等环境演变特征、环境演变驱动机制和驱动因子贡献率量化方法等几个方面的研究进展,并提出了今后研究和关注的重点。
2017 Vol. 37 (6): 1102-1110 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 1261KB] ( 72 )
1111 小冰期福建海岸沙丘的沉积环境
靳建辉, 李志忠
选取福建东南沿海典型海岸沙丘——东海沙丘,运用GPR(Ground Penetrating Radar)技术探测海岸沙丘内部构造,辅助天然剖面和人工探槽观测,进行系统的年代采样与OSL(Optically Stimulated Luminescence)测年,并选择物理意义明确的粒度参数作为主要环境代用指标,获得了亚热带季风区砂质海岸带典型海岸沙丘的沉积年代和沉积结构。结果表明:(1)东海沙丘是由若干灌丛沙丘组成的横向沙丘,0~6 m主要是~0.45 ka BP以来形成的海岸风成沙丘,可以划分为~0.45 ka BP和0.22~0.12 ka BP两个阶段。(2)东海沙丘沉积过程是多因素共同作用的结果,冷干的气候环境是沙丘发育的适宜条件,入境台风频率增加可能加快了风沙的沉积过程。对比历史文献资料发现,气候异常期往往与社会动荡期、重要历史事件相对应。
2017 Vol. 37 (6): 1111-1120 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 6350KB] ( 57 )
生物与土壤
1121 荒漠生态系统长期观测标准体系研究与构建
崔向慧, 卢琦, 郭浩
标准化是开展荒漠生态系统长期观测的基础性工作,也是野外观测站网有序运行的重要保障。在分析国内外荒漠生态系统长期观测标准现状的基础上,提出了荒漠生态系统长期观测标准体系构建的目标、原则;研究构建了中国荒漠生态系统长期观测的标准体系框架,初步规划出标准体系表;提出了荒漠生态系统长期观测标准体系的实施建议和发展方向,为指导中国荒漠生态系统长期观测领域的标准制修订计划编制提供研究基础。
2017 Vol. 37 (6): 1121-1126 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 960KB] ( 61 )
1127 基于V_Hegyi竞争指数的绿洲边缘人工固沙植被梭梭(Haloxylon ammodendron)的种群竞争
郑颖, 赵文智, 张格非
种群动态与种内竞争是植物生态学经典研究核心,特别是对于植被组成相对简单的荒漠,对种内竞争机制的研究有助于深入理解荒漠植被的稳定机制与自组织过程。以河西走廊绿洲边缘最主要的人工固沙植物梭梭(Haloxylon ammodendron)为对象,采用空间代替时间的方法,研究梭梭种群的演变过程及种群竞争强度随建植年龄的变化。选择5个(5~10、10~20、20~30、30~40、>40 a)生长阶段的受人为干扰较小的梭梭种群样地,分别设置5个50 m×60 m样方。选用V_Hegyi竞争指数分析梭梭种群的种内竞争在时间维度上的变化规律。结果表明:研究区梭梭人工林从定植到生长20 a左右,梭梭林密度减小了60%左右,生长30~40 a左右的梭梭样地出现大量的更新幼苗,导致密度增加,由于梭梭幼苗和部分成年树的死亡,密度再次下降;梭梭基径越大,竞争指数越小,不同径级梭梭竞争指数大小依次为幼苗、幼年树和成年树;梭梭种群竞争强度由大到小依次为30~40、5~10、>40、20~30、10~20 a。
2017 Vol. 37 (6): 1127-1134 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 2323KB] ( 55 )
1135 民勤绿洲边缘人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林衰败过程中植被组成动态及群落相似性
何芳兰, 金红喜, 郭春秀, 马俊梅, 吴昊
以民勤绿洲边缘未退化(ND)、轻度退化(SLD)、中度退化(MD)及重度退化(SD)的人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林为研究对象,通过野外定点监测与样方调查方法对其植被组成、物种多样性、优势种种群结构变化以及群落间相似性进行了研究。结果表明:(1) ND、SLD及MD林地植物群落灌木层植被均由4种植物组成,SD林地灌木层由3种植物组成,其优势种演替过程为单优种梭梭—共有种梭梭、红砂、白刺—单优种红砂;在草本层中,ND林地出现6种植物,SLD、MD及SD林地均出现9种植物,其优势种演替过程为五星蒿、盐生草—画眉草、黄花矶松。(2)人工梭梭林退化过程中,灌木层优势种梭梭、白刺和红砂种群龄级结构动态变化分别为稳定型—衰退型、增长型—稳定型—衰退型、持续增长型。(3)4种类型林地植物群落物种多样性指标数也发生了不同程度变化,但整个林地植被趋向于更稳定方向发展。(4)4种林地植被群落两两之间的相似性为ND与SD之间的相似性最低,MD与SLD之间的相似性最高。这说明人工固沙林逐渐衰败过程其实质是林地固定改变了林地生境,植物群落发生了由沙生植物群落向沙旱生植物群落演替。因此,在民勤绿洲边缘开展人工固沙林恢复与重建工作时,应将沙旱生植物红砂作为植物材料之一。
2017 Vol. 37 (6): 1135-1141 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 1375KB] ( 58 )
1142 沙漠公路防护林凋落物量、组成及动态
张雪梅, 王永东, 徐新文, 雷加强
凋落物由植物产生并最终归还给土壤,为分解者提供物质和能量的来源。以塔克拉玛干沙漠公路沿线防护林为对象,2014年对各林龄防护林内的凋落物量、凋落物组成及动态变化进行研究。结果表明:沙漠公路8、10、13、16、19 a防护林年总凋落量分别为8 301.96、9 089.71、10 540.64、6 184.70、7 929.95 kg·hm-2。各林龄防护林凋落物组成均以乔木状沙拐枣(Calligonum arborescens)同化枝、梭梭(Haloxylon ammodendron)同化枝和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)枝凋落物占的比例最大,3种凋落物总量占年总凋落量的比例分别为89.05%、79.16%、75.28%、78.75%、81.14%。各凋落物组分在不同林龄间差异显著(P<0.05)。不同林龄防护林皆表现出春、秋季凋落量高,夏、冬季凋落量低的季节动态。各林龄防护林凋落物总量及主要凋落物的凋落量月动态变化曲线均呈现三峰型,在3—5月、7月和9—11月出现峰值,叶、果和其他的凋落量呈不规则变化,花只在4—8月凋落。
2017 Vol. 37 (6): 1142-1149 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 2105KB] ( 56 )
1150 塔里木河下游典型荒漠河岸植物水分来源
王玉阳, 陈亚鹏, 李卫红, 王日照, 周莹莹, 张建鹏
通过对塔里木河下游典型荒漠植物河岸胡杨(Populus euphratica,成年和幼龄)、柽柳(Tamarix ramosissima)、甘草(Glycyrrhiza inflata)、骆驼刺(Alhagi sparfolia)木质部水及不同潜在水源的稳定性氧同位素值的测定,并利用多源线性混合模型(IsoSource)和相似性比例指数(PS指数)分别分析了各潜在水源对不同植物的贡献率以及各月份不同植物间的水分利用关系。结果表明:(1)在塔里木河下游,成年胡杨、幼龄胡杨、柽柳几乎都不利用0~50 cm的表层土壤水,而主要利用200 cm以下的深层土壤水和地下水,而甘草、骆驼刺主要吸收50~200 cm的土壤水。(2)在生长季的不同月份里,除个别月份外,胡杨(成年和幼龄)、柽柳之间存在激烈水分竞争;甘草、骆驼刺在生长旺季和末期对各水源都存在较强的竞争关系,而成年或幼龄胡杨、柽柳和甘草、骆驼刺之间水分竞争关系较弱。(3)在塔里木河下游,为了适应极端干旱,无论是乔木胡杨、还是灌木柽柳,水分来源主要是较稳定的深层水源,且对各水源的利用比例在不同月份波动不大。
2017 Vol. 37 (6): 1150-1157 [摘要] ( 12 ) [HTML 1KB] [PDF 2349KB] ( 71 )
1158 唐古特白刺(Nitraria tangutorum)抗旱优良家系的生理特性
柴文敏, 李毅, 苏世平, 单立山, 种培芳
唐古特白刺(Nitraria tangutorum)是蒺藜科(Zygophyllaceae)超旱生小灌木.为了筛选抗旱优良家系,分别在武威和兰州进行种源试验,初选两试验点生长健壮、无病虫害的31个3年生唐古特白刺家系,进行过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、可溶性蛋白(SP)、可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)及叶绿素(Chl)含量测定,运用主成分分析和隶属函数法进行抗旱性综合评价,筛选抗旱优良家系。结果表明:POD、SOD、SP、SS、Pro、Chl a、Chl b、Chl(a+b)含量及Chl a/b值在31个唐古特白刺家系间变化范围较大、差异性均显著,其中,Chl a含量变异最大,可溶性蛋白含量变异最小。从单个指标入选潜力来看,各试点每个指标下入选的优良家系相互交叉但不完全相同。采用多指标多试点的综合评价,筛选出5个抗旱性强的优良家系,分别是j3-9、w3-15、w3-12、jc-8、j3-8,其中民勤沙井子w3-12和w3-15号家系表现最好。
2017 Vol. 37 (6): 1158-1170 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 1300KB] ( 47 )
1171 外源NO对野生早熟禾幼苗抗寒性的影响
陈润娟, 雷娅伟, 白小明, 田彦锋
以野生草地早熟禾(Poa pratensis)和硬质早熟禾(Poa sphondylodes)为材料,通过人工室内模拟低温逆境胁迫,研究外源一氧化氮(NO)供体亚硝基铁氰化钠(硝普钠,SNP)对低温胁迫下野生早熟禾幼苗生长、渗透调节和抗氧化系统的影响,探讨外源NO提高早熟禾抗寒性的生理机制。结果表明,低温胁迫下:0~700 μmol·L-1浓度范围内,随SNP浓度的增大,两个供试材料的地上生物量和生长速度先增大后减小,相对膜透性、丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸(F-Pro)含量先减小后增大,可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)含量先增加后减小,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性先增强后减弱;高浓度NO产生伤害,低浓度NO则有保护作用;SNP浓度100 μmol·L-1时,膜脂过氧化水平最低,渗透调节物质积累最多,保护酶活性最强,对低温胁迫的缓解效果最佳。硬质早熟禾对低温胁迫下外源NO的缓解较草地早熟禾敏感。
2017 Vol. 37 (6): 1171-1179 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 3710KB] ( 53 )
1180 人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林大沙鼠(Rhombomys opimus)鼠洞空间格局
刘江, 徐先英, 张荣娟, 丁爱强, 付贵全, 赵鹏
采用点格局分析方法O-ring统计和Programita软件,对甘肃民勤绿洲荒漠过渡带人工梭梭(Haloxylon ammodendron)林大沙鼠鼠洞空间分布格局及其与梭梭间的相互关系进行了研究.结果表明:(1)废弃鼠洞与全部鼠洞的格局相似,废弃鼠洞与有效鼠洞在0~10 m尺度上基本无关联。(2)在小于1 m的尺度上鼠洞于梭梭周围聚集或趋于聚集分布,随着尺度的增大,植物园西中有效鼠洞与废弃鼠洞均由聚集分布转为随机分布,而新果园北中两者由聚集分布分别转化为随机分布与均匀分布。(3)鼠洞主要在小于1 m的尺度上与梭梭呈正相关,在其他尺度上基本无关联,表明鼠洞在小尺度上对梭梭存在依赖,且鼠洞在植物园西与新果园北中分别对3级与2级梭梭的依赖性最强。鼠洞对梭梭的依赖性主要取决于梭梭体积与数量的综合效应,效应越大,依赖性也越强。
2017 Vol. 37 (6): 1180-1188 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 3919KB] ( 56 )
1189 荒漠绿洲土壤优先流研究进展
张勇勇, 富利, 赵文智, 闫加亮
荒漠绿洲土壤受干湿交替、冻融作用和土壤特性等非生物因素和动物洞穴、植物根系生物因素影响,存在大孔隙。水分和溶质优先沿着相互连通的大孔隙快速补充到土壤深层或浅层地下水,引起绿洲农田水分、养分损失;大孔隙存在,增强了土壤通气性,促进农田地力提升。荒漠绿洲土壤优先流的发生,减少地表径流及其侵蚀,促进水分入渗,影响着干旱区植被恢复和地下水补给。重点分析影响荒漠绿洲土壤优先流的非生物和生物因素,综述优先流对该区土壤性质和水文要素的影响。未来该区研究应重视以下几个方面:(1)加强大孔隙三维空间构型的研究,分析大孔隙结构与土壤优先流发生的内在机制;(2)开展不同景观类型土壤优先流的野外监测,认识土壤优先流的运动规律,揭示荒漠绿洲土壤优先流与植被互馈机制;(3)发展并构建荒漠绿洲土壤优先流运动的动力学模型。
2017 Vol. 37 (6): 1189-1195 [摘要] ( 13 ) [HTML 1KB] [PDF 774KB] ( 55 )
1196 黑河下游土壤盐分分布特征
赵玉, 冯起, 李会亚
采用黑河下游面域土壤信息调研数据,结合层次聚类和地统计分析等方法,探讨黑河下游土壤盐分在水平方向和垂直方向上的变异特征,揭示黑河下游土壤盐渍化的程度和状态。结果表明:研究区土壤盐分表聚特征明显。土壤盐分及离子组分含量存在很强的变异性,变异系数0.42~1.99。黑河下游土壤盐渍化类型主要为氯化物-硫酸盐型,土壤盐渍化程度较为严重,盐土占比高达42.87%。从土壤盐分在水平方向上的变异特征来看,表土层土壤全盐在一定的区域范围内具有空间结构特征,符合球状模型分布,空间分布表现为斑块状格局。从土壤盐分在垂直方向上的变异特征来看,研究区土壤盐分剖面类型可分为表聚型、均匀型、振荡型和底聚型。
2017 Vol. 37 (6): 1196-1203 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 2769KB] ( 69 )
天气与气候
1204 21世纪以来内蒙古沙尘暴特征及成因
袁国波
利用2001—2015年气象资料,对21世纪以来内蒙古沙尘暴的时空分布特征、系统分型和动力成因进行了分析。结果表明:内蒙古沙尘暴主要发生在春季(以4月为最甚),绝大部分区域性沙尘暴出现在冬半年;进入21世纪以来,沙尘暴呈波动减少趋势。内蒙古沙尘暴高发区沿着北部国境线呈西南—东北方向带状分布,有两个沙尘暴频发中心,分别位于巴丹吉林沙漠和浑善达克沙地。根据沙尘暴的发生区域与地面天气系统之间的动态位置关系,内蒙古沙尘暴可分为冷锋型、蒙古气旋型和其他型等3种类型,其中以冷锋型最为常见。在沙尘暴过程中,发生在深厚混合层中的干对流是起沙扬沙的主要因素,大风是形成大范围区域性沙尘暴的动力条件,高空急流的动量下传是形成大风的重要因素。
2017 Vol. 37 (6): 1204-1209 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 1943KB] ( 67 )
1210 河西走廊入口区下垫面对沙尘天气影响的模拟研究
李丹华, 隆霄, 温晓培, 江颖, 孟晓文
在利用常规观测资料统计分析2000—2011年和沙尘天气多发年河西走廊入口区代表站点春季风速分布特征的基础上,采用区域气候模式(Regcm4.3.5.6)和欧洲中心更新的4DVar同化的ERA-interim资料,分析了河西走廊入口区下垫面类型改变对2007年4月13日一次沙尘天气过程的影响。结果表明:沙尘暴爆发时,河西走廊为风速大值区,风速8~10 m·s-1;区域气候模式模拟的沙尘特征量与站点观测的沙尘天气分布对比发现,模拟的沙尘区的发展变化能较好地表征这次沙尘天气过程的变化;河西走廊入口区植被由沙漠改为落叶阔叶林后,发生沙尘天气时该地区风速有所减小,减小平均值为3 m·s-1,且风速越大,减小越明显。不同粒径沙尘的起沙率和沙尘粒子柱含量对下垫面类型改变的响应有所不同,减小量最大分别达到-50 mg·m-2·d-1和-50 mg·m-2,0.01~5.0 μm粒径沙尘减小范围和强度相差不大,5.0~20 μm粒径沙尘由于粒径最大减小最明显,由于模式中考虑的2.5~5.0 μm粒径沙尘在大气中所占比例小,减小量级和范围最弱。改变下垫面类型使得起沙率和沙尘粒子柱含量在沙尘天气最强时刻减少最显著。
2017 Vol. 37 (6): 1210-1218 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 7231KB] ( 60 )
1219 基于极限学习机的干旱区潜在蒸发量模拟
王婷婷, 冯起, 温小虎, 郭小燕
准确地模拟干旱区潜在蒸发量,对区域水资源的合理开发利用与生态环境保护具有十分重要的意义。以极限学习机(ELM)模型为基础,以古浪河流域的乌鞘岭、古浪两个典型气象观测站点为对象,将气象因子的不同组合作为输入参数,构建了适合当地的潜在蒸发量模型。利用构建的模型对乌鞘岭、古浪气象观测站点的月潜在蒸发量进行了模拟,将模拟结果与支持向量机(SVM)模型模拟结果进行了对比,发现ELM模型在干旱区月潜在蒸发量模拟中有更好的适用性,可为干旱地区潜在蒸发量的估算提供新方法和思路,是资料有限条件下潜在蒸发估算的有效方法。
2017 Vol. 37 (6): 1219-1226 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 3558KB] ( 52 )
1227 基于HASM方法对气候模式气温降水的降尺度研究——以黑河流域为例
赵娜, 岳天祥, 史文娇, 周勋, 刘羽, 杜正平
基于空间平稳性分析,引入地理因素结合回归分析及高精度曲面建模方法(HASM)对黑河流域多年平均气温、降水给出了降尺度模拟。基于过去器测资料的验证,提出了CMIP5模式资料的合理降尺度方法。比较了降尺度结果与站点实测值的差异,同时比较了所给出的方法与经典插值方法的模拟精度。最后,基于历史时期T1(1976—2005年)的降尺度方法结合RCP2.6、RCP4.5及RCP8.5不同情景下未来时段T2(2011—2040年)、T3(2041—2070年)、T4(2071—2100年) CMIP5模式结果,对降尺度方法进行了修正,给出了未来时段气温的降尺度模拟公式,并基于此对上述3种情景下多年平均气温的CMIP5模拟结果进行了降尺度模拟。结果表明:本文所提出的降尺度方法模拟结果与站点观测值具有较好的相关性,且精度高于其他经典插值方法。对未来时段的模拟结果表明,升温最快的是RCP8.5情景,在2071—2100年,除祁连山地区外,大部分地区年平均气温大于10℃。
2017 Vol. 37 (6): 1227-1236 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 5557KB] ( 56 )
1237 新疆戈壁地区近地面大气折射率结构常数观测对比
胡月宏, 艾力·买买提明, 宗飞, 霍文, 王柯, 何清, 封双连
利用大口径闪烁仪和QHTP-2型温度脉动仪对新疆戈壁地区近地面大气折射率结构常数进行对比观测。结果表明:两种仪器测量所得大气折射率结构常数具有较好的相关性,皮尔森相关系数达0.68。大口径闪烁仪所测结果符合新疆戈壁地区近地面大气湍流强度日变化特征,与温度脉动仪测量结果随时间变化趋势基本一致。两种仪器测量结果在数量级上存在的差异,可能是由测量原理、测量高度、大气稳定状态等因素造成的。
2017 Vol. 37 (6): 1237-1239 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 854KB] ( 45 )
水文与水资源
1240 黄河上游沙漠宽谷段高含沙支流对干流的淤堵影响
王平, 胡恬, 郭秀吉, 张原锋
黄河上游沙漠宽谷段支流——十大孔兑的高含沙洪水多次淤堵黄河干流,造成灾害。基于实测水文泥沙资料和模型试验手段对孔兑高含沙洪水特点、淤堵干流过程和交汇区沙坝形态进行了研究。结果表明:孔兑洪水具有陡涨陡落、持续时间短、洪峰流量大、含沙量高、输沙量大等特点;孔兑洪水形成沙坝、淤堵黄河的过程可分为形成、相对稳定和冲刷3个阶段,支流洪水量级较大,形成的沙坝规模较大,沙坝冲刷历时也较长;孔兑高含沙水流入黄交汇区水流结构分区包括壅水区、回流区、高流速带、剪切层等组成要素,沙坝淤积形态模式包括壅水区、回流区、回流区下游淤积体和交汇区输水输沙窄槽;基于沙坝淤堵判别方法以及实测和试验数据提出了孔兑入黄交汇区沙坝判别条件。
2017 Vol. 37 (6): 1240-1249 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 3849KB] ( 46 )
生态与经济
1250 NPP评估过程模型应用研究进展
马良, 朱再春, 曾辉
NPP评估研究一直是生态学研究的热点,其中NPP过程模型方法获得了较大的发展。首先阐释了过程模型的类别、NPP评估应用环节、实用性差异等问题,并总结了近年来模型建设和模型间比较研究。其次,归纳总结当前利用过程模型开展的NPP评估研究,包括NPP全球变化研究和人类活动因素研究,前者着重介绍了驱动力和尺度研究等问题,后者主要关注快速城镇化过程中NPP的响应和第一产业影响两方面,此外,还总结了中国学者在这一领域的研究进展。第三,提出当前过程模型的主要问题,即模型数据质量偏低、轻视验证、尺度问题模糊不清和人类活动因素相关研究缺乏等。最后,从进一步优化模型构建和拓展应用型研究等几个方面对NPP评估与模型应用和建设进行了展望。
2017 Vol. 37 (6): 1250-1260 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 1607KB] ( 58 )
1261 贫困脆弱性研究进展
冯娇, 周立华, 陈勇
传统的贫困研究侧重于贫困的定义、测量、根源、返贫策略等方面,随着“能力”、“风险”等概念在贫困研究领域的应用,贫困脆弱性以其前瞻性的视角成为目前贫困研究的热点之一,将未来的风险冲击和家庭应对风险冲击的能力等因素考虑在内预测未来的贫困,对提高减贫效率具有重大意义。国外主要针对贫困脆弱性的含义和测算方法开展理论研究,国内研究多借鉴国外的测度方法,以用相关调查数据进行实证检验为主。本文从贫困脆弱性的相关定义、主要研究内容、研究方法以及相关的实证研究等方面进行梳理和总结,在此基础上指出目前研究的特点和趋势,以期为后续的贫困脆弱性研究和前瞻性的反贫困政策的制定提供有益借鉴。
2017 Vol. 37 (6): 1261-1270 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 1280KB] ( 56 )
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