地下水开采条件下苏贝淖流域植被演替模型与演替过程分析

[目的]研究地下水开采条件下苏贝淖流域植被的演替过程。[方法]通过野外调查,构建植被与地下水位埋深之间的演替模型,并结合地下水位变化预测开采条件下该流域植被的演替规律与过程。[结果]研究区水生植被与地下水关系密切,中生植被次之,沙生、旱生植被与地下水关系不明显;当地下水位埋深较小时,优势植被生长较好,随着地下水位埋深增加,植被的长势变差或根本无法生存;当地下水位持续下降时地下水位埋深增大,研究区水生植被会逐步向中生、旱生植被演替,苔草、马蔺滩地向芨芨草滩地演替,沙柳灌丛向沙蒿、柠条灌丛演替,小叶杨向旱柳演替。[结论]该研究为苏贝淖流域地下水资源与生态环境之间关系的研究提供了科学依据。     

毛乌素沙地不同地貌下沙柳根系分布特征研究

[目的]研究毛乌素沙地不同地貌下沙柳（Salix psammophila）根系分布特征,揭示干旱地区不同地貌下植物适应机理。[方法]利用中子水分仪观测沙丘上和丘间洼地沙柳样地的土壤水分动态,采用挖掘法分别对沙丘和丘间洼地上的沙柳样地进行根系分布的调查研究。[结果]在水平方向上,沙丘上沙柳根量呈指数函数减少;丘间洼地的沙柳根量呈乘幂函数减少。在垂直方向上,沙丘上的沙柳根系主要分布在0~30和80~120 cm的土层范围内,根量占总根量的72%;丘间洼地上的沙柳根系主要分布在0~40 cm的土层范围内,根量占总根量的54%。[结论]沙丘上沙柳根系不仅利用表层土壤水,而且还利用中层地下水。丘间洼地沙柳根系则以利用表层土壤水为主。     

天津市沿海地区土壤剖面盐分监测及研究

[目的]为了掌握天津市沿海地区土壤盐分在时间和空间上的变化规律,促进土地资源的可持续利用。[方法]开展了为期2年每月一次的土壤剖面盐分监测及研究。[结果]天津市沿海地区表层土壤含盐量对气候非常敏感,表现出春季积盐、夏季脱盐、秋冬季缓慢积盐的特征;土壤积盐程度与浅层地下水埋深、矿化度关系密切,浅层地下水埋深越浅,矿化度越高,土壤积盐程度越高,反之亦然;当地下水埋深低于2 m时,土壤盐渍化现象就较弱。植被可以有效地减轻土壤盐渍化。[结论]在气候和水文地质条件相对稳定的前提下,控制地下水埋深和增加植被覆盖是抑制区域土壤盐渍化的主要措施。     

山西三交区块包气带土壤阻隔能力研究

[目的]研究山西省三交地区包气带土壤对地下水的阻隔能力。[方法]采用土柱淋滤,对排采水净化过程进行模拟。[结果]由降水引起土壤初始含水量对溶解性总固体的吸附过程产生影响,针对研究区排采水的日排放量,包气带吸附量未耗尽;土层厚度与F-的吸附容量及达到平衡所需的时间呈正相关,并由等温吸附曲线得出研究区包气带对F-的最大吸附量为2.85～2.91mg/kg;土壤对NH4的吸附受土层厚度和包气带土壤中本底值影响,还与包气带土壤中本底值有关。[结论]该研究为防渗措施不到位的储水池的改善提供一定的数据资料。     

黄三角濒海区不同土层土壤盐分影响因素及预测模型

摸清土壤盐分的影响因素是盐渍化土壤改良利用的重要基础。以黄河三角洲濒海垦利区为研究区,选取地下水、植被、地貌、离海距离4个方面的影响因子,确定了地下水埋深、地下水矿化度、植被类型、植被覆盖度、地貌类型、相对高程、离海距离7个指标,分析了各指标与土壤含盐量之间的关系,通过灰色关联分析法筛选出土壤盐分的主要驱动因子,进而构建了不同深度土层土壤含盐量的多元线性回归预测模型。结果表明,地下水埋深与各土层含盐量为指数函数负相关,植被覆盖度、相对高程和离海距离与各土层含盐量均为幂函数负相关,地下水矿化度与各土层含盐量呈指数函数正相关,且随着土层深度的增加各指标与含盐量的相关性逐渐减弱;各土层土壤盐分与各影响因子关联度的排序均为地下水矿化度>植被覆盖度>地下水埋深>相对高程>离海距离,土壤盐分的主要驱动因子一是地下水矿化度和埋深,二是地表植被覆盖度;基于地下水矿化度、植被覆盖度、地下水埋深三因子构建的0～15 cm、15～30 cm、30～45 cm、45～60 cm土层土壤盐分的多元线性回归模型均为最佳盐分预测模型,模型的决定系数(R²)分别为0.74...     

利比亚Wadi Bay地区地下水水化学特征及成因分析（英文）

[目的]分析利比亚WadiBay干谷地区地下水水化学特征的形成原因,为地下水资源合理开发利用以及地下水环境保护提供科学依据。[方法]以利比亚Wadi 8Bay（Bay干谷）地区为例,运用Piper三线图示法、描述性统计、离子比例系数法、同位素证据,系统研究了利比亚WadiBay地区干旱气候条件下浅层地下水特殊的水化学特征。[结果]区域地下水含盐量很高,矿化度（TDS）在3.2～8.4g/L,地下水类型主要为Cl、SO4--Na、Ca,其次为Cl.SO4-Na、Ca、Mg;地下水中Cl-、Na＋、SO42-等在距海70km处浓度产生突变,而Mn2＋、Ba2＋、Si2＋、NH4＋与NO3-并无同样突变现象。[结论]比亚WadiBay干谷地区浅层地下水水化学特征与溶虑作用、蒸发浓缩作用以及人类活动关系不大,主要成因为海水入侵过程中的咸淡水混合作用。     

氮在河北平原褐土和地下水迁移转化机制

[目的]为了揭示氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮在褐土和地下水中的迁移转化。[方法]以河北平原的褐土为主要的研究对象,通过室内土柱的淋滤实验,建立数学模型,预测其迁移规律。[结果]在施氮周期内,氨氮浓度最高为15.86 mg/L,最低为0.09 mg/L,平均为2.02 mg/L,超标10.1倍;亚硝酸盐氮最高浓度为37.456 mg/L,最低浓度为0.002 mg/L,平均浓度为4.854 mg/L,超标242.7倍;硝酸盐氮浓度最高为16.35 mg/L,最低浓度为2.12 mg/L,平均浓度为6.51 mg/L的未超标,占标率为32.57%。[结论]在浅层地下水中,硝酸盐氮和氨氮是污染地下水的主要2种氮素存在形态。在深层地下水中,氮素主要存在形态为硝酸盐氮。所建数学模型可以定量地预测氮在包气带和地下水中的迁移规律。     

毛乌素沙地地下水浅埋区沙柳蒸腾对降水的响应

【目的】研究毛乌素沙地地下水浅埋区沙柳蒸腾对降水的响应,为确定该地区植被用水来源提供依据。【方法】2011-05-29-07-13,在毛乌素沙地海流兔河流域,运用包裹式树干径流仪测定沙柳枝条的蒸腾量,并监测同期的气象要素、土壤含水率及地下水水位的变化;基于监测数据,分析沙柳蒸腾量在降水过程中的变化及蒸腾量与降水量、土壤含水率和地下水水位的相关性。【结果】1)降水过程中净辐射迅速减小,导致沙柳蒸腾量迅速减少甚至为0。2)降水后的沙柳蒸腾量较降水前有所增加,但最大蒸腾量出现的时间不同,且蒸腾量与降水量之间呈非线性关系。3)沙柳潜在蒸腾量解释了65%的蒸腾量变化,表明沙柳蒸腾主要受潜在蒸腾量的控制。4)土壤水和地下水均为沙柳的蒸腾水源。【结论】在毛乌素沙地的地下水浅埋区,沙柳蒸腾量与降水量呈非线性关系,土壤水和地下水是沙柳的蒸腾水源。     

于田绿洲土壤含盐量与地下水关系分析

在潜水蒸发强烈的干旱区,土壤含盐量与地下水埋深和矿化度有着密切的关系,确定地下水埋深和矿化度与土壤各土层含盐量的关系,有助于排水系统设计和地下水管理.根据于田绿洲实测土壤含盐量、地下水埋深及矿化度资料,分析了地下水埋深和矿化度对土壤含盐量的影响.研究结果表明,在干旱区土壤含盐量与地下水埋深和矿化度存在显著的指数相关关系,并建立了表层、20、40、60 cm土层土壤含盐量与地下水埋深和矿化度三者之间的经验公式.为盐渍化治理和地下水管理提供指导.     

伊犁塔克尔莫乎尔沙漠风沙地貌初步研究

塔克尔莫乎尔沙漠是典型西风带半干旱气候影响下发育的固定半固定河谷型沙漠,沙物质、风动力、河流作用和植物条件对风沙地貌发育具有重要影响。该沙漠主要风沙地貌类型为抛物线沙丘,其分布面积占整个沙漠的80%~90%以上,这类沙丘是在水分和植被条件较好的环境中发育的。最近200多年来人类活动对沙漠天然植被强烈干扰,导致沙漠中部和北部地区的抛物线沙丘发生形态变异,次生沙丘地貌形态复杂多样,局部演变为类似梁窝状的沙丘地或横向新月形沙丘链,整个沙漠的流动性有所增强,风沙灾害有所加剧。     

毛乌素沙地不同固沙措施下沙丘的移动特征

【目的】研究不同固沙措施下沙丘的治理效果及移动特征.【方法】以Google Earth平台高分辨率遥感影像为基础,选择毛乌素沙地中未经过固沙措施、沿迎风坡进行单圈植被固定、沿迎风坡进行多圈植被固定和生物与非生物沙障相结合的四种固沙措施条件下的新月形沙丘共70座,通过影像测量,并结合研究区风况资料,分析了2002-2010年,不同固沙措施下的新月形沙丘移动的性质、强度以及沙丘移动与高度的变化规律.【结果】研究区起沙风主风向为偏西北风,频率66.4%,受此影响,沙丘向偏东南方向移动;由于植被增加了沙丘表面粗糙度,四种不同类型沙丘的年平均移动速度分别为:流动沙丘(5.4m/a)单圈植被固定沙丘(4.1m/a)多圈植被固定沙丘(1.8m/a)生物与非生物结合固定沙丘(1.0m/a).【结论】随着植被的增加,沙丘移动速度减慢.     

毛乌素沙地植被物候动态及其对气象因子变化的响应

目的监测沙区区域植被物候,并确定植被物候与气候要素的关系,对理解沙区生态系统对气候变化的动态响应至关重要。方法本研究利用1982年1月至2015年12月的归一化差值植被指数(NDVI)时间序列数据,通过高阶曲线拟合的方法提取毛乌素沙地植被物候,包括生长季开始日期、结束日期和长度,分析其时间变化和空间特征,并利用偏相关性分析法确定其与气象因子(气温和降水量)的关系。结果毛乌素沙地植被生长季开始日期集中在第96~144天,生长季结束日期集中于第280~300天,生长季长度介于135~195d。从东到西生长季开始日期逐渐推迟,生长季长度逐渐缩短,生长季结束日期没有明显变化。在过去34年中,毛乌素沙地植被生长季开始日期和长度分别呈现显著提前和延长的趋势,分别为0.54和0.94d/a,生长季结束日期呈现推迟趋势,但该趋势并不显著。毛乌素沙地植被的生长季开始日期主要受2—4月的平均气温影响,结束日期主要受8—10月的累计降水量的影响。结论毛乌素沙地植被物候特征发生了明显变化,主要体现在生长季的提前和延长,这对该区域植被恢复与荒漠化的逆转具有一定的促进作用。      

毛乌素沙地沙柳根系与土壤水分特征的研究

[目的]分析毛乌素沙地沙柳根系分布特点及土壤水分的关系,进一步确定干旱地区沙柳根系吸水模型。[方法]采用挖掘法对沙柳样地的毛、细和侧根根系分布进行调查研究,使用土壤水分中子仪测量土壤含水率。[结果]沙柳样地毛根根量分布呈现逐渐递减规律,最大值出现在表层20 cm,毛根主要利用表层20 cm以上的土壤水分。细、侧根根量分布呈现先增大后减少规律,最大值出现在100~120 cm土壤深度,细、侧根主要利用100 cm深度上的土壤水分。[结论]沙柳根系生物量总体上逐渐减小,根系分布与土壤水分变化基本符合沙柳吸水规律。     

不同植被类型对毛乌素沙地背风坡土壤水分时空变化的影响

在陕西省神木市毛乌素治沙造林基地,选取固定沙丘背风坡4种典型植被为对象,利用CNC503DR型中子仪对0~300 cm土壤水分进行测定,分析不同植被类型条件下固定沙丘背风坡土壤水分特征。结果表明:1）在植被类型上,固定沙丘背风坡0~300 cm剖面平均土壤含水量表现为草地>紫穗槐>长柄扁桃>沙柳;在季节变化上整体表现为,秋季>夏季>春季（2018年）、春季>夏季>秋季（2019年）。2）背风坡土壤剖面上土壤水分存在明显的分层结构,可将0~300 cm分为0~50、50~100、100~200 cm和200~300、50~300 cm各土层植被类型间土壤水分存在显著差异(P<0.05)。3）0~50 cm土层时间变系数较大,随着土层深度增加土壤水分时间变异系数逐渐减小;4种植被类型垂直变异系数夏秋季较大,春季较小;时间稳定性表现为沙柳>草地>长柄扁桃>紫穗槐。4种植被类型0~300 cm土层平均土壤含水量无显著差异,草地、长柄扁桃和沙柳土壤水分时间稳定性较强,合理的林草空间搭配有利于该区背风坡土壤水分的保持。     

鲜海带生物酶解有机液肥对沙木蓼生长和土壤理化性质的影响

目的为提高荒漠沙地植被的存活率和覆盖度,本文以毛乌素沙地西南缘的沙木蓼为研究对象,通过施用鲜海带生物酶解有机液肥,研究其对沙地土壤理化性质和沙木蓼生长及群落物种多样性的影响。方法采用不同梯度的鲜海带生物酶解有机液肥对沙木蓼进行1年的试验,利用土壤水分测定仪测量土壤含水率,凯氏定氮法测定土壤全氮含量,重铬酸钾滴定法测定土壤有机质含量,公式法计算群落物种多样性。结果(1) 该有机液肥有效地增加了土壤0~10 cm层的含水率,且施用冲施肥研究区的土壤含水率较叶面肥研究区的高10.6%。(2)土壤0~20 cm层的全氮和有机质的含量随着施肥量的增加而增加,并在施肥量为15 mL/m2时,达到最高,与对照间差异显著(P < 0.05),且叶面肥处理的有机质含量远高于冲施肥。(3)该有机液肥有效地促进了沙木蓼的生长,沙木蓼地径、株高和新梢增长量均随着施肥量增加而呈先增加后减小的趋势,在施肥量为6 mL/m2时达到最大,与对照差异显著(P < 0.05),且冲施肥的效果要比叶面肥更优。(4)该有机液肥增加了沙木蓼群落的物种组成、Margalef物种丰富度指数、Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数。结论鲜海带生物酶解有机液肥能够增加毛乌素沙地土壤水分与养分的含量,促进沙木蓼的生长,有助于毛乌素沙地植被的恢复,更好地发挥其生态效益。      

基于SWAP模型的耕地-盐荒地-沙丘-海子水盐动态分析

为探讨盐荒地、沙丘和海子对耕地排盐的作用和机理,于2013-2016年在内蒙古河套灌区张连生研究区展开试验,利用土壤水分、盐分以及地下水盐分、埋深变化的观测数据,经SWAP模型率定和验证,对试验区水盐动态变化进行模拟和分析。结果表明,SWAP模型能够较好地反映试验区各地土壤水盐的垂直动态变化规律。模型验证结果显示,土壤水分的均方根误差均小于0.03 cm³·cm^-3,土壤盐分均方根误差均小于0.12 g·kg^-1,且二者平均相对误差均小于16%。地下水动态分析表明试验区地下水走向基本为从西北流向东南。研究表明,耕地含水量受灌水影响较大,水分逐渐向深层渗漏并侧向补给盐荒地和沙丘。沙丘表层含水量低,而深层水分可侧向补给耕地、盐荒地。耕地盐分在灌溉期向盐荒地和沙丘运移,最终汇集到海子,盐荒地在作物的生育期积累盐分,而盐分在秋浇期流失。耕地和盐荒地的地下水在灌溉期侧向补给沙丘和海子,非灌溉期由沙丘的地下水侧向补给耕地、盐荒地及海子。     

基于层次分析法的苏贝淖流域植被生态脆弱性评价

[目的]研究应用层次分析法评价苏贝淖流域植被生态脆弱性。[方法]从苏贝淖流域植被生态实际情况出发,利用已构建的苏贝淖流域植被生态评价指标体系,基于层次分析法(AHP)确定各层次指标的权重,并利用综合指数法计算各评价单元的植被生态脆弱度,评价苏贝淖流域植被生态脆弱性。[结果]苏贝淖流域植被脆弱性划分为极度脆弱、高度脆弱、中等脆弱、低度脆弱4个等级;极度脆弱区分布于苏贝淖附近的湖盆滩地地带,地下水位埋深普遍小于1.0 m,该区植被与地下水关系密切;低脆弱区分布于苏贝淖四周的梁地地带,地下水位埋深10.0～40.0 m,植被生长与地下水埋深关系不明显;地下水位对植被生态的影响最为敏感,是研究区地下水资源开发利用与生态环境保护之间的关键因子。[结论]该研究为区域生态环境保护、水资源合理开发利用、经济社会协调发展提供科学依据。