荒漠─绿洲交界处辐射差异对比分析

辐射过程的研究是水热平衡的基础与出发点．本文通过实验观测，对辐射平衡方程及Rn=Q（1-A）-F0的各项分别进行了荒漠──绿洲间及绿洲不同农田作物间的对比分析．     

绿洲-荒漠交界处蒸发与地表热量平衡分析

本文利用波文比方法对绿洲－荒漠交界处的绿洲和荒漠的蒸发和地表热量平衡过程进行了探讨．结果表明，波文比方法对于绿洲适用而于荒漠却不适用．     

荒漠—绿洲交界处近地面层风速和温度的铅直变化规律

本文利用阿克苏水平衡站32m铁塔的风速和温度梯度观测数据,对荒漠-绿洲交界处风、温铅直分布廓线及其日变化规律的分析表明,冬夏均存在强烈逆温,逆温是本地风、温铅直分布的主要特点。以莫宁-奥布赫夫相似理论为基础的廊线拟合在中性与弱稳定(Ri<0.05)时,风速遵循对数分布规律;0.05 0.25时,风速廓线拟合出现异常。     

绿洲荒漠交界处波文比能量平衡法适用性的气候学分析

对广泛使用的计算蒸散和显热通量的气候学方法－波文比能量平衡法在绿洲荒漠交界处的适用性从气候学角度进行分析。结果表明,波文化－能量平衡法在干旱区绿洲的平衡层内是适用的,在平衡层外及荒漠上空却失效。因而,应用波文比能量平衡法估算绿洲上的蒸发与显热时,测点的位置是至关重要的。     

荒漠绿洲交错区绿洲扩张与主要水文过程

干旱区绿洲扩张主要发生在荒漠绿洲交错区(边缘区),绿洲空间变化对地表主要水文过程有直接影响。为了更好地了解这一变化机制,以绿洲与沙漠、荒漠、石质裸山交错分布的张掖绿洲边缘区为对象,采用F显著性检查和Mann-Kandell趋势分析对1987年以来绿洲与不同生态系统之间转化特点与趋势进行了研究,同时分析了绿洲扩张与主要水文过程关系。结果表明:1987-2017年来荒漠绿洲交错区不同生态系统空间变化主要发生在绿洲与沙漠和荒漠3种生态系统之间。转化以绿洲扩张为主要特点,累积扩张了1 696.86 hm^2,平均每年56.56 hm^2。其中,沙漠和荒漠分别转化了31.73 hm^2·a^-1和24.83 hm^2·a^-1。黑河中游干流用水量在研究时段内无显著性突变,多年平均为7.68×108 m^3,对绿洲面积扩张无显著性影响。但是地下水埋深在1998年发生显著性突变,突变周期发生在1997-2000年。总体来看,绿洲面积每增加520 hm^2,地下水埋深下降1 m。地下水位埋深对绿洲扩张有显著性影响,是绿洲扩张最敏感的水文过程要素。     

绿洲荒漠过渡带夏季晴天地表辐射和能量平衡及小气候特征

利用张掖试验基地2006年6月24日至7月17日的加密观测资料,系统分析了夏季典型晴天张掖绿洲荒漠过渡带地表辐射收支和地表能量平衡特征及小气候特征。结果表明:夏季晴天绿洲荒漠过渡带总辐射值还是比较大的,并且净辐射值也很大,这说明绿洲荒漠过渡带地表具有比较充足的可利用热能,为加热大气和土壤提供了必要的热能条件。在地表能量分配中,晴天绿洲荒漠过渡区主要用于大气运动引起的感热交换,其次是土壤交换,用于水蒸发相变的能量相对较小。近地层空气温度和湿度的变化刚好相反。气温白天随高度的增加而递增,夜晚随高度的增加而递减。近地层大气温度变化要比地表温度缓慢。白天土壤辐射增温,越接近地表增温越快,夜间辐射冷却,地表温度下降最为明显。近地层水平风速在白天较大,夜间逐渐减小。在绿洲荒漠过渡带全天以上升气流为主,水平风速随高度增加明显递增。     

哈密——一个典型的地下水补给型荒漠绿洲区

由绿洲及其所在荒漠盆地平原与周边山地共同构建的哈密盆地地域系统，是我国干旱区典型的以地下水资源为主，而发育和不断扩大的荒漠绿洲区。盆地内独具一格的水循环系统，表现出水资源在流域水循环过程中形成和转化。由于荒漠盆地平原系统不产生径流，从山地进入荒漠盆地平原的水流就成为难一的水源。在哈密盆地河水出口后，即进入透水性强，粗粒松散的冲洪积扇，成为盆地平原地下水的形成区。潜水在冲—洪积扇缘溢出地面形成泉水，进而构成泉水河。冲—洪积扇积缘地带、地表平缓，土层深厚，发育成绿洲。盆地绿洲资源沿冲—洪积扇绿呈一字线，分80多个小的个体，散布于盆地的中央，将盆地黑戈壁与灰荒漠分为两半。     

柴达木盆地荒漠绿洲景观格局定量分析

以柴达木盆地土地利用观状图为基本图件,在CIS支持下编制了柴达木盆地土地利用景观图。在此基础上选取多种景观指数,即选取斑块大小、斑块数、聚集度、相似邻接百分比、景观优势度指数、面积加权的平均斑块分形指数、散布与并列指数、香农多样性指数和香农均度指数等主要景观格局指数,定量地分析柴达木盆地荒漠绿洲景观格局特征。结果表明：柴达木盆地景观的主要斑块类型为未利用土地和草地,二者面积之和占全区的95％左右;绿洲景观以耕地、园地、林地以及城镇工矿用地等形式镶嵌在景观中,它们由于受到绿洲内人类活动的强烈影响,分形指数大,破碎度高;园地、水域与沼泽、林地和耕地的分布均比较分散,与其它类型相互混杂分布,说明绿洲内部缺乏高度连接的景观,生态系统脆弱;总体上看,柴达木盆地的景观比较单调,多样性指数较小,破碎化程度较低,景观异质性不高。     

阜康绿洲-荒漠交错带荒漠植被群落稳定性

以阜康绿洲-荒漠交错带的荒漠植被为研究对象,利用样区内植被常规调查资料,改进了法国生态学家M.Godron从工业生产中发现并引入生态学研究中的稳定性测定方法,并将研究方法推广到植被群落的空间稳定性研究。根据这种方法,累积种类百分数与累积相对盖度比值越趋近于20/80群落就越稳定,在20/80这一点上是群落的稳定点。研究结果证实:从空间上看,绿洲-荒漠交错带不同植物群落稳定性不同;绿洲-荒漠交错带的荒漠植被群落稳定性受种间竞争、环境压力和干扰活动三个因素的影响,即使建群种相同的群落稳定性也会出现较大差异。     

额济纳荒漠绿洲草坪引种与建植初步研究

通过额济纳荒漠绿洲草坪引种与建植试验,初步筛选出越冬保存率较高的草坪草１０个品种;优选出适于本区建植的草坪混播配方：草地早熟禾８０％＋高羊茅１０％＋紫羊茅１０％,其播量为１２～２４ｇ／ｍ２;草坪播种以春播为主。     

荒漠绿洲区农业特征及其可持续发展策略

荒漠绿洲是干旱区人类生存的主要场所,地域内蕴藏着大量的自然资源。在工业化社会日益发展的时代,众多国内外学者对干旱区荒漠绿洲的自然资源、环境及开发利用进行了大量的研究。本文在对西北荒漠绿洲的生态环境,如气候条件、植被分布特征、土壤特征、水文特征分析的基础上,进一步对荒漠绿洲农业特征进行了剖析,提出了荒漠绿洲农业可持续发展的对策,即:充分利用资源优势,发展特色产业,合理分配水资源,构建可持续发展模式。     

荒漠绿洲土壤优先流研究进展

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。     

中国西北地区荒漠绿洲大气内边界层的数值模拟

本文用二维中尺度土壤－植被－大气连续体数值模拟了黑河地区绿洲和周围荒漠袒上垫面物理特征差异引起的内边界层结构。得到了绿洲上游荒漠至绿洲和从绿洲至其下游荒漠两重下垫在突变过程大气运动所产生的风速内边界层，温度内边界层和湿度内边界层的空间和时间特征及其这两种情况边界层的结构差异。     

微尺度下的荒漠绿洲景观结构数量分析与绿洲稳定性研究——以甘肃景泰县为例

采用景泰县典型荒漠绿洲2006—2008年土地利用变更数据作为研究的基础材料,运用景观生态学中多样性指数、均匀度指数和优势度指数等有关结构数量分析的方法,对研究区土地利用结构分异进行定量分析,结合该区种植结构调整对土地生产力、经济的影响的实地调查,对绿洲稳定性进行分析。结果表明,2006—2008年研究区景观异质性下降,景观组分趋向不均匀分布,优势斑块对景观的控制作用在增强,斑块趋向异质化,绿洲稳定性增强。     

绿洲荒漠过渡带生态环境变化预警线提取与分析研究以新疆和田绿洲为例

运用MODIS时间序列数据,以干旱区和田绿洲为例,在对2002年、2004年SMVC-NDVI（Seasonal Maximum Value Composite NDVI）图进行分类后,通过对土地覆盖变化类型多度、重要度和评价等级的计算,将干旱区绿洲的生态环境强烈变化区定位于低草和中草的界限,并以此提取了过渡带生态环境变化的预警线。结果表明：从2002—2004年,预警线呈现整体缩小趋势,说明绿洲整体的生态环境在这3 a内有所退化,向恶性发展。通过对以气候因子为主的自然和人类活动因素定量分析后,认为预警线对干旱区荒漠绿洲脆弱生态环境的连续实时监测和可持续性发展研究具有很好的指示作用。     

人工绿洲外围荒漠植被及其群落外貌特征

根据2002年调查取得的3796块样地资料,采用定性和定量相结合的方法,对克拉玛依农业综合开发区外围西南和西北两个研究区的荒漠植被及其群落基本类型、群落盖度及其数量分布、群落外貌及其土壤剖面特征等方面进行了研究。结果表明：①克拉玛依农业综合开发区外围的荒漠植被可划分为2个植被型、5个群系、8个群丛;②西南区梭梭群落所占面积相对最火,占研究区总面积的28．85％,西北区以梭梭 白梭梭群落所占面积相对最大,占研究区总面积的19．81％;③除芦苇群落外,西南区的白梭梭群落平均盖度最高,达到38．14％;④西南区各盖度等级分布对称,10％～25％盖度等级分布面积最大,占西南区总面积的43．25％;西北区各盖度等级面积分布呈正偏,1％～5％和5％～10％盖度等级所占面积相对较高,分别为29．22％和27.71％;⑤从总体来看．西南区植被盖度较高,西北区植被盖度较低,且退化严重。     

荒漠-绿洲区土壤性质过渡特征

荒漠-绿洲区是干旱区地表景观格局变化最频繁的地区,深入研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤环境的差异对揭示干旱区生态系统过程至关重要。本研究通过采集石羊河流域荒漠、过渡带和绿洲土壤样品,综合运用多种分析方法,研究荒漠-绿洲区不同景观格局土壤理化属性的差异及其相互作用关系。结果表明：从荒漠、过渡带到绿洲景观,土壤质地和持水性能在不断好转,酸碱度和盐分状况变化不大,养分状况则表现为荒漠和过渡带具有近乎相同的有机碳和全氮含量,绿洲具有显著增加的有机碳、全氮和全磷含量。在不同深度上,荒漠景观土壤理化属性几乎没有变化;过渡带土壤质地由表层至深层不断改善,含水量逐层增大,全磷含量缓慢增加,C∶N和C∶P的值波动减小;绿洲景观土壤含水量由表层至深层显著增加,养分含量显著降低,C∶N和C∶P的值显著减小。总体而言,荒漠景观土壤理化属性的分异程度最小,绿洲景观分异程度最大,过渡带景观在土壤质地和含水量方面的分异程度较大,在土壤养分方面的分异程度较小。此外,过渡带景观土壤理化属性的自相关程度最高,且土壤质地是引起其他土壤理化属性分异的主要原因。     

临泽荒漠绿洲湿地植物生态系列及其物种多样性研究

在对黑河中游临泽县荒漠绿洲湿地植物群落组成野外调查的基础上,采用TWINSPAN数量分类方法和多变量排序等方法,研究典型内陆盐沼植被类型及空间分布特征,分析了物种多样性特征,探讨了影响临泽荒漠绿洲湿地植物群落分布的主要环境因子。结果表明,在临泽荒漠绿洲湿地,共监测到40种高等植物,隶属于18科38属;湿地植被分为3个植被类型,11个群丛。在湿生带、湿生—旱生交错带和旱生带的梯度上,植被类型从以小粒苔草(Carex karoi)、小花灯芯草(Juncus articulatus)和芦苇(Phragmites australis)为主的盐碱化沼泽植被,经以赖草(Leymus secalinus)、碱蓬(Suaeda glauca)和小花棘豆(Oxytropis glabra)为主的盐化草甸植被,过渡到以苦豆子(Sophora alopecuroides)为主的碱化草原植被。物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数都表现为湿生—旱生交错带最高、旱生带最低的特征,而群落优势度指数表现为交错带最低、旱生带最高的特征。湿生—旱生交错带基本包括了湿生带和旱生带的优势种,其物种丰富度指数最大(21种),而旱生带最小(8种)。土壤含水量、土壤养分含量和全盐含量均是影响植被分布的主要环境因子。其中土壤含水量和全盐含量的贡献率最大,是影响临泽荒漠绿洲湿地植物群落演替的关键因子。土壤表层含水量和全盐含量也是影响物种丰富度的关键因子。此外,土壤含水量还是影响群落优势度的主要因素,而土壤全氮含量是影响群落均匀度的重要因子。     

三工河流域山地—绿洲—荒漠系统降水空间变异性研究

山地—绿洲—沙漠系统（MODS）是中国内陆干旱区最基本、也最典型的地理景观格局,以天山北麓中段、准噶尔盆地南缘的三工河流域为典型区,设置降雨量监测网,获取2007-2014年5-8月份降雨量数据,利用（旋转）经验正交函数分解（REOF/EOF）、分形理论及克里金法（Kriging）等方法探讨流域尺度干旱内陆区MODS多地貌单元复合情况下降水的空间结构型及异质性特征,为深入了解MODS生态系统植被演变规律及其恢复提供借鉴。主要结论为：依据第一特征向量（对总体方差贡献82.4%）0~30 km、30~70 km及70~150 km的3个荷载区段,将研究区划分为山地区、绿洲区及沙漠区;其夏季降水场以“整体一致”型为主,表现为降水一致全流域整体增加,且增幅自山地—绿洲—荒漠依次减小。山地区半变异函数曲线符合高斯模型,绿洲区符合球状模型变程为15.3 km,荒漠区5月、6月及其它时段分别符合高斯模型、指数模型及球状模型,变程58.6 km比山地和绿洲大。随机因素引起的空间异质性占0.01%~9.57%;绿洲区降水空间变异性最大,山地次之沙漠区最小;6月份降水空间异质性最显著,8月最小;在南北方向（0°）和东南—西北方向（135°）变异性最强。     

近50 a来民勤绿洲-荒漠过渡带气候变化及沙尘天气特征

 根据近50 a民勤绿洲-荒漠过渡带气象和风沙观测资料,对过渡带温度、降水、蒸发量、相对湿度、风沙活动等气候要素进行了系统的分析。结果表明,近50 a过渡带平均增温率为0.009 ℃·a-1,20世纪80年代后增温显著,增温率高达0.025 ℃·a-1,增温主要发生于冬、春两季; 降水呈波动上升趋势且年际稳定性增强,近8 a与60年代相比,增加幅度达27.45%,增加主要发生于春、秋两季; 蒸发量减少,相对湿度线性增加; 受气候变化,沙尘暴在近50 a持续减少,而扬沙和浮尘天气与人为干扰关系密切,存在波动和反弹; 气候变化对过渡带退化植被的恢复与重建以及沙漠化的逆转将起到正面作用。