乌兰布和沙漠典型植物群落土壤风蚀可蚀性研究

为探明植被恢复对乌兰布和沙漠土壤风蚀可蚀性的影响，以乌兰布和沙漠内不同沙地固 定阶段的 8 种典型植物群落及群落内表土作为研究对象，对土壤物理因子（可蚀性颗粒含量、土壤 含水量、有机质含量）、土壤结皮因子、植被因子 3 类土壤风蚀可蚀性因子指标进行监测，分析土壤 风蚀可蚀性因子在不同植物群落类型间、沙地固定阶段间的差异。结果表明：（1）在乌兰布和沙漠 典型植物群落中，沙蓬、沙生针茅、盐爪爪等草本植物群落的土壤风蚀可蚀性最强，白刺、梭梭、沙 冬青等灌木植物群落土壤风蚀可蚀性弱于草本植物群落，说明灌木林能显著降低土壤风蚀作用。 （2）随着沙地的不断固定，土壤结构不断发育，土壤可蚀性不断降低，土壤风蚀可蚀性强弱表现为 固定沙地<半固定沙地<流动沙地。（3）土壤可蚀性颗粒含量、土壤有机质含量、土壤含水量、土壤结 皮、植被因子与植被类型及沙地固定阶段具有显著相关关系。因此，在沙区生态建设工程中，为了 减少土壤风蚀量，不仅要考虑物种的选择，还要促进人工生态系统的演替和恢复，从而有效降低土 壤风蚀可蚀性。研究结果可为乌兰布和沙区植被生态系统服务功能的科学评价、防沙治沙工程的 建设与管理提供一定参考。     

乌兰布和沙漠东南缘湖泊群消涨与驱动因素

湖泊是对环境变化响应敏感的地理单元,湖泊消长与响应机制研究对维持区域生态系统稳定具有重要意义。基于1999—2018年Landsat、气象、水文和农业种植面积等多种数据,在ArcGIS平台中利用改进归一化差异水体指数(MNDWI)及目视修正方法提取了乌兰布和沙漠东南缘湖泊群空间信息,运用统计学方法对主要驱动因子与湖泊消涨的关系进行了分析。结果表明:1999—2018年乌兰布和沙漠东南缘大湖泊(面积大于100 hm²)在面积上占优势,小湖泊(面积小于100 hm²)在数量占优势。趋势分析表明大湖泊面积和数量呈显著性减少趋势(相关系数分别为R=0.624 > R_18,0.01=0.561和R=0.648 > R_18,0.01=0.561);小湖泊减少趋势不显著。在空间分布格局上,研究区中部是大湖泊稳定分布区,大湖泊数量11~23个,面积2 208~4 581 hm²。研究区湖泊消长主要受到年实际引黄水量、农田面积和地下水埋深的影响。其中,实际引黄(河)水量影响所有湖泊(P≤0.01),而农田面积和地下水埋深分别对大湖泊(P≤0.01)和小湖泊(P≤0.05)影响显著。用这3个因子分别构建的多元回归模型显示,在大、小湖泊面积和数量预测方面,精度分别达到75.7%和60.5%以上。     

巴彦淖尔国家地质公园

巴彦淖尔国家地质公园 位于内蒙古自治区西部,由磴口沙漠湖泊园区（纳林湖景区、冬青湖景区、黄河三盛公景区、乌兰布和沙漠景区、刘拐沙头景区、奈伦湖景区）和巴音满都呼恐龙化石园区2个园区（7个景区）组成。     

乌兰布和沙漠东南缘白沙蒿(Artemisia sphaerocphala)灌丛沙堆形态特征与固沙能力

白沙蒿(Artemisia sphaerocphala)灌丛沙堆是乌兰布和沙漠最为广泛分布的典型荒漠灌丛沙堆之一。本研究对白沙蒿灌丛的灌丛形态参数、沙堆形态参数进行了野外测定,探讨沙堆形态发育及固沙能力与白沙蒿灌丛形态的关系。结果表明:白沙蒿灌丛高度随着灌丛半径的增加而呈对数曲线增加,在灌丛较小时灌丛高度增长较快,随后渐趋于稳定,其水平方向发育速度大于垂直方向;白沙蒿灌丛沙堆半径及高度随灌丛半径和高度增加而增加,二者呈显著线性关系,沙堆水平方向发育受到灌丛冠幅的影响,沙堆垂直方向的发育水平取决于灌丛高度;随白沙蒿地上部分鲜重的增加,灌丛沙堆底面积、高度、沙堆体积和固沙效率均呈极显著线性增加(p0.01);白沙蒿灌丛越大其固积沙堆也越大,固沙率越高,不同大小灌丛白沙蒿间的固沙效率差异显著(p0.05);白沙蒿灌丛背风侧的积沙宽度(y)与积沙距离(x)显著相关(R2=0.9917),其线性回归方程为y=-19.654x+122.41,在距离灌丛背风面6~7倍高度的地方,积沙接近消失。     

乌兰布和沙漠东北缘地温变化特征及其影响因子

基于内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站监测数据，分析2014年1—12月不同土层的地温数据及同期气象数据，进而阐明乌兰布和沙漠东北缘地温变化特征。结果表明：（1）乌兰布和沙漠地温及气温具有显著的日变化特征，气温最高值与最低值出现时刻相对巴丹吉林沙漠提前2 h，相对东部地区滞后1 h；地温与气温季节变化特征一致，各季节地温最值出现时刻相对气温滞后1 h；（2）地温变化速率随着土壤深度的增加而减小，在土壤深度达到70 cm以后，地温全年在0℃以上；低于0℃的5 cm地温持续时间约为4个月；（3）地温与空气温度、太阳辐射变化趋势一致，地温相对太阳辐射及气温明显滞后。相关分析与逐步回归表明，对地温变化起决定作用的环境因子为空气温度、蒸发量、太阳总辐射、风速、空气相对湿度、降水。     

乌兰布和沙漠东北缘地表风沙流结构特征

在国家林业局磴口荒漠生态站长期监测的基础上,利用多种积沙仪,对乌兰布和沙漠东北缘流动沙丘、油蒿半固定沙丘、白刺半固定沙丘、油蒿固定沙丘、白刺固定沙丘5种典型下垫面近地面（0～100 cm）的风沙流输沙量进行了实地观测和对比分析。结果表明：（1） 输沙率（q）随高度（h）增加呈幂函数（q=ah^-b,R²≥0.8409）规律衰减,随风速（v）增大呈幂函数（q=av^b,R²≥0.9256）规律增加,42.8%～70.7%的输沙量分布在10 cm高度内,67.6%～90.0%的输沙量分布于30 cm高度内。当地表植被盖度达到40%以上时,输沙率下降至无植被覆盖地表输沙率的6.6%以下,可有效阻止地表风蚀。（2） 沙物质主要由粒径为50～250 μm的细沙和极细沙构成,各高度层风蚀物粒度组成服从单峰态分布,峰值在100～250 μm。随高度增加,风蚀物粒径范围趋于变窄,粒径趋于更细。（3） 起沙风多出现在WSW和NW方向,占全年起沙风的53.19%。风沙流中跃移输沙、蠕移输沙的空间分布在理论上应与风向频率分布基本一致,差异性主要由各方位风的强度和持续时间等因素导致。研究结果可为该区域防沙工程设计提供理论参考。     

乌兰布和沙漠农田沙害特征及其时空变化规律

风沙严重威胁着乌兰布和沙漠农田的健康运行。通过野外调查与室内分析相结合的方法,对农田沙害形式、特征及时空变化规律进行了分析。结果表明:①流沙入侵和土壤风蚀是危害农田的主要形式,其沙源主要为绿洲内部土壤风蚀和零星分布的流动沙丘及绿洲外部的流沙前移和风沙流活动;②农田沙害具有普遍性、季节性、各向异性、累积性和影响因素的多样性等特性;③绿洲内农田土壤风蚀由绿洲边缘向绿洲中心逐渐减弱,风蚀深度和强度下降。同一林网内,则由边缘向中心增加,防护林及地埂后一定距离内表现为沉积,其余地段表现为风蚀;沙质农田较黏质农田的风蚀深度和强度大。时间变化上,表现为秋季弱,春季强的特点。     

乌兰布和沙漠地下水中氟离子的分布及成因分析

乌兰布和沙漠位于内蒙古西部,是我国八大沙漠之一,为典型的大陆性干旱气候。研究表明乌兰布和沙漠地下水中氟离子含量大部分都超过饮用水标准,氟离子主要来源于沙漠中含氟量较高的矿物,高氟水的分布与其干旱的气候、四周高中间低的地形及地下水流径流条件有关。此外,当地下水中(K++Na+)/(Ca2++Mg2+)比值小时,水中F-含量也相应较少,反之当水中(K++Na+)/(Ca2++Mg2+)比值大时,F-含量就会增多。     

乌兰布和沙漠的形成与环境变化

在对乌兰布和沙漠进行野外考察的基础上,通过地貌学、沉积学和年代学的研究,为恢复该地区全新世以来沙漠的形成与演化找到了新的证据。乌兰布和沙漠西南部的吉兰泰盐湖周围及沙漠南部丘间低地湖相地层下部风成砂的系统OSL测年结果表明,乌兰布和沙漠的形成年代约在7 ka BP前后。此外,该沙漠腹地众多的干盐湖,大量含有蓝蚬的湖岸堤,以及丘间低地中的湖相地层和植物根系等的存在,证明了沙漠腹地大古湖的存在。乌兰布和沙漠的形成,可以归因于吉兰泰古湖面积的不断缩小和干涸,湖泊周围松散沉积物的风蚀、搬运及选择性堆积过程。     

乌兰布和沙漠北部全新世地貌演化

根据对乌兰布和沙漠北部地区全新世风沙和湖泊沉积记录及其沉积时代进行分析,认为全新世以来,乌兰布和沙漠北部地区地貌演化经历了4个主要的发育时期:Q₃³~Q₄¹湖泊地貌发育时期,Q₄¹风沙地貌发育时期,Q₄²湖(河)(屠申泽)地貌发育时期和Q₄³风沙地貌发育时期。全新世中期屠申泽最为繁盛的时期,湖泊相互沟通,范围几乎占据了整个乌兰布和沙漠北部地区,之后经历了自南向北的萎缩、分化过程,而屠申泽的萎缩、分化过程正是乌兰布和沙漠晚全新世风沙地貌发育并不断扩张的过程,这是一个以自然环境变化为主因、以人为影响为辅因的变化过程。