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古尔班通古特沙漠南缘典型沙垄藻类的时空分布
张丙昌,张元明,王敬竹
中国沙漠 , 2011,
Abstract: 通过研究春、夏 、秋3季古尔班通古特沙漠典型沙垄藻类物种多样性、种类组成和生物量的变化,分析了典型沙垄中藻类的时空分布特征。结果表明:①地貌部位和不同土层对物种多样性指数影响极显著(P<0.01); 在垂直层次中,藻类物种多样性指数由表及里逐渐降低。②在不同地貌部位和季节中,藻类的种类组成亦表现出一定的差异。垄间低地和背风坡球形藻类和丝状藻类丰富,迎风坡以丝状藻类占优势,垄顶藻类的种类和数量都有明显的下降。③地貌部位、垂直层次和季节对藻类生物量的影响均极显著(P<0.01)。藻类在沙漠典型沙垄的分布具有空间异质性,将影响到生物结皮的发育,使其处于不同的发育阶段,而它们在生物结皮中的地位和作用亦不同。
古尔班通古特沙漠南缘典型沙垄藻类的时空分布
张丙昌, 张元明*, 王敬竹
中国沙漠 , 2011,
Abstract: 通过研究春、夏、秋3季古尔班通古特沙漠典型沙垄藻类物种多样性、种类组成和生物量的变化,分析了典型沙垄中藻类的时空分布特征。结果表明:①地貌部位和不同土层对物种多样性指数影响极显著(P<0.01);在垂直层次中,藻类物种多样性指数由表及里逐渐降低。②在不同地貌部位和季节中,藻类的种类组成亦表现出一定的差异。垄间低地和背风坡球形藻类和丝状藻类丰富,迎风坡以丝状藻类占优势,垄顶藻类的种类和数量都有明显的下降。③地貌部位、垂直层次和季节对藻类生物量的影响均极显著(P<0.01)。藻类在沙漠典型沙垄的分布具有空间异质性,将影响到生物结皮的发育,使其处于不同的发育阶段,而它们在生物结皮中的地位和作用亦不同。
古尔班通古特沙漠砂的物理力学性质
杨小荟, 王玉宝, 崔东, 贾磊
中国沙漠 , 2005,
Abstract: 野外勘察和大量物理力学性质试验结果表明,古尔班通古特沙漠砂的厚度一般小于200m。粒径较均匀,控制粒径(d60)变化范围在0.12~0.25之间,由北至南,从上到下砂粒直径略有减小。在天然状态下,沙漠砂含水量1%~2%,干密度1.55~1.62g·cm-3,中密状态,低压缩性,渗透系数2.0×10-2~4.0×10-3cm·s-1,临界破坏比降0.9~1.7,破坏形式为流土。抗剪强度指标c=5.0~14.0kPa,φ=29°~34°。承载力特征值100kPa。天然状态的沙漠砂按冻胀率划分为不冻胀性砂,当含水量小于18%时,为不冻胀或弱冻胀性砂。当砂在饱和状态时为冻胀性砂。沙漠砂力学性质的变化主要受干密度和含水量的影响。干密度越大,含水量越小,其力学性质越好。对于沙漠工程,提高沙漠砂的干密度,做好构筑物的防渗排水,避免地基含水量增高,是保证工程设施安全、正常运行的关键。
古尔班通古特沙漠现代沙漠环境与气候变化
魏文寿, 刘明哲
中国沙漠 , 2000,
Abstract: 根据北疆降水与温度的时空变化进行了湿润指数计算和时间序列与周期分析,论述了北疆气候的变化规律与特征。同时,根据沙漠环境与气候变化的相互依从关系,利用卫星影像图和野外实地调查订证的方法,讨论了古尔班通古特沙漠特殊气候环境条件下的正逆发展过程。分析表明,北疆气候自50年代以来虽然温度升高,降水略有增加,但是气候变化呈现为暖干过程;并且古尔班通古特沙漠的流沙化面积不断地增加,沙漠化现象日趋严重。同时,气候变化是造成该沙漠流沙化面积增加的主要原因,人为因素起到了诱发和加速作用。总之,无论哪种诱发过程所导致的沙漠化,如果不采取积极的防御措施,都将给人类生活与生存环境带来极大危害。
Responses of different life-form plants in Garbantunggut Desert to small rainfall events
古尔班通古特沙漠不同生活型植物对小雨量降雨的响应

WANG Ya-ting,TANG Li-song,
王亚婷
,唐立松

生态学杂志 , 2009,
Abstract: 对古尔班通古特沙漠南缘降雨模式和不同生活型植物对小雨量降水的生理响应进行了研究。通过分析1998—2007年的降雨数据,发现本区的降水模式为小雨量,高频率,0~5 mm的小雨量降雨占总降雨频次的898%,平均降雨间隔在6 d左右。选择了本区具有代表性的16种植物,利用叶片相对含水量作为指标,研究了不同生活型植物对小雨量降雨(1、2、3、4和5 mm)的响应。结果表明,所有草本植物(11种)对2~5 mm的降雨都有不同程度的响应,只有1种灌木(驼绒藜Ceratoides latens),对4 mm降雨有响应。这12种植物在降雨后的第1天,叶片相对含水量显著增加,水分状况得到显著改善,表明这些植物对小雨量(≤5 mm)降雨有显著响应,而半灌木(沙漠绢蒿Seriphidium santolinum)、灌木(梭梭Haloxylon ammodendron、柽柳Tamarix ramosissima)、小乔木(白梭梭Haloxylon persicum)对5 mm以下的降雨均无显著响应,小雨量降雨可能主要是被1年生草本植物所利用。通过统计各降雨梯度上响应的植物种数发现,在降雨量达到3 mm时开始响应的植物种类最多。综合考虑降雨模式与不同生活型植物对小雨量降雨的响应特点,高频率的小雨量降雨,可能是维持本区较高植被覆盖度的重要原因。
Airflow Velocity over Semi-fixed Longitudinal Dune in Different Wind Directions: A case study of Gurbantunggut Desert
风向对半固定沙垄表面风速影响——以古尔班通古特沙漠为例

WANG Xue-qin,GAI Shi-guang,WU Tao,HU Yong-feng,
郭洪旭
,王雪芹,盖世广,吴涛,胡永锋,GUO Hong-xü,WANG Xue-qin,GAI Shi-guang,WU Tao,HU Yong-feng

中国沙漠 , 2010,
Abstract: 利用DETI可移动测风系统对古尔班通古特沙漠半固定沙垄表面风速进行实地观测,获取了主要风季不同风向条件下沙垄表面7个典型部位距离地表20 cm、40 cm、60 cm、100 cm和200 cm 5个高度的风速系列数据,系统研究风向对半固定沙垄表面坡面风速及风速廓线的影响。结果表明,迎风坡的气流加速和背风坡的风速降低现象在实际观测中得到证实,但受风向的影响甚大。垄顶风速放大率随入射角的增大呈指数关系递增,而背风坡风速占垄顶风速的比率则随入射角的增大呈线性关系递减。大角度入射气流速度变化主要受控于沙垄形态,小角度入射气流速度变化主要受控于地表植被状况。无论气流以何种角度入射,距沙垄表面20 cm高度气流的加速均较其他高度缓和。沙垄底部和坡中下部的风速廓线变化趋势基本一致,且呈较好的对数拟合关系;两坡中上部和垄顶部的对数拟合方程相关系数偏小;受回旋涡流的影响,风速廓线在背风坡上部有明显偏折,初步断定涡流中心在距地表40 cm左右的高度。
Effect of Biological Soil Crust on Plant Diversity in Arid Area
干旱区生物土壤结皮对种子植物多样性的影响

CHEN Rong-yi,WEI Wen-shou,ZHANG Yuan-ming,WU Nan,ZHANG Jing,
陈荣毅
,魏文寿,张元明,吴楠,张静

中国沙漠 , 2008,
Abstract: 通过调查古尔班通古特沙漠筑路形成的严重干扰样方与自然状态下轻微干扰样方种子植物多样性的差异,结合人为干扰生物土壤结皮样方的结果,综合生物土壤结皮土壤种子库、结皮上种子萌发、生长以及土壤养分与水分的特征,研究生物土壤结皮对种子植物多样性的影响.结果表明:完整结皮与适度干扰后结皮样方内植物多样性指数D分别为0.3296和0.5291,多样性指数H分别为0.8400和1.2957,差异均达到显著水平;严重干扰样方的多样性指数D和多样性指数H均显著低于轻度干扰样方的对应指标.说明对生物土壤结皮 "适度"干扰使其保持在早期发育阶段有利于增加种子植物多样性,而"严重"干扰使结皮变为流沙阶段会降低种子植物多样性.结皮影响种子植物多样性的机理主要在于发育后期的生物土壤结皮会降低土壤种子库,也会抑制多数种类种子萌发,夏秋季结皮深层土壤水分的减少也不利于深根植物的生存,但结皮土壤拥有相对较高的养分条件却能保证一年生短命植物生长和生存.相对于流沙,生物土壤结皮的存在有益于保持相对较高的植物多样性,这可能归功于生物土壤结皮有利于地表稳定性、以及其在防风蚀和土壤形成等方面重要的生态功能,因而,在采取 "适度"干扰措施以提高植物多样性之前需要慎重考虑可能带来的不利影响.
EFFECTS OF BIOLOGICAL CRUSTS ON THE GERMINATION OF FIVE DESERT VASCULAR PLANTS WITH DIFFERENT SEED MORPHOLOGIES
生物结皮对5种不同形态的荒漠植物种子萌发的影响

NIE Hua-Li,ZHANG Yuan-Ming,WU Nan,ZHANG Jing,ZHANG Bing-Chang,
聂华丽
,张元明,吴 楠,张 静,张丙昌

植物生态学报 , 2009,
Abstract: 生物结皮广泛分布于干旱、半干旱区,强烈影响着土壤表层理化特性,进而对种子散布、萌发和定居产生影响.目前关于生物结皮与植物种子萌发关系的研究结论存在争议.该文通过室内人工控制实验,研究了生物结皮对古尔班通古特沙漠5种具不同种子形态特征的荒漠植物白梭梭(Haloxylon persicum)、蛇麻黄(Ephedra distachya)、角果藜(Ceratocarpus arenaarius)、涩芥(Malcolmia africana)和狭果鹤虱(Lappula semiglabra)的种子萌发的影响.结果表明,在干燥和湿润两种条件下,生物结皮对不同形态植物种子萌发均具有不同的作用.在干燥条件下,生物结皮显著抑制了角果藜和涩芥种子的萌发(p<0.05),对其它3种植物无显著影响;而湿润条件下,生物结皮显著抑制了白梭梭、角果藜和狭果鹤虱种子的萌发(p<0.05),对蛇麻黄、涩芥则无显著影响.
天山黄土和古尔班通古特沙漠发育及北疆干旱化
方小敏,史正涛,杨胜利,李吉均,蒋平安
科学通报 , 2002,
Abstract: 天山北坡海拔2400-700m间不同高度的地貌面上分大片分成黄土,是准噶尔盆地古尔班通古特沙漠的同源异相沉积。黄土在沙湾和石河子一带最厚,其中沙湾清水河出口河流最高 阶地上71m厚的黄土发育9大层浅褐色古土壤,其层序结构和特征与黄土高原古土壤非常相似。古地磁测定表明B/M界线位于69.5m深处的黄土L8底,推测剖面底部年龄约800ka前,指示准噶尔盆地极端干旱气候和现代古尔班通古特沙漠雏形最迟大致于同时形成。高分辨率粒度古气候记录揭示出距今约650和500ka年前有两次显著的干旱化增强和沙漠扩大,然后逐步增强最终形成今天的环境格局。这些干旱化和沙漠扩大事件与中更新世全球气候巨大变化基本同步,亚洲内陆沙漠和干旱区大范围变化所导致的巨大环境效应可能是全球气候变化和中更新世系列气候事件发生的重要驱动力。
荒漠地表生物土壤结皮的微结构及其早期发育特征
张元明
科学通报 , 2005,
Abstract: 新疆古尔班通古特沙漠是我国最大的固定和半固定沙漠,其间广泛发育的生物土壤结皮是除种子植物以外固定沙面的重要生物因子.地表生物土壤结皮移除后,经过1年的恢复,已形成沙粒相互黏结的状态.沙粒通过黏性菌体及其分泌物的黏结作用而相互连接,从而形成具有一定的抗外力干扰能力的结皮,但其抗压强度仅为13.42±1.38Pa.组成胞外多糖的各单糖组成中以葡萄糖、甘露糖和一种葡萄糖的同分异构体为主,其次为半乳糖、阿拉伯糖,其摩尔比依次为19︰14︰14︰6︰1.经过4年的恢复,藻类结皮逐渐形成,抗压强度增加至32.53±3.08Pa.藻结皮以陆生蓝藻具鞘微鞘藻(Microcoleusvaginatus)为优势种.此时,沙粒间依靠细菌分泌物所产生的黏结作用开始逐步减弱,取而代之的是丝状藻体更紧密和高强度的机械束缚作用以及藻体胞外分泌物对沙粒的黏结作用,对维持藻结皮的结构起着至关重要的作用,是藻结皮强度提高的主要贡献者.随着丝状藻类的生长,脱落的胶质鞘仍能够将更加细小的颗粒黏结在周围,起到一定的固定沙粒的作用.这为人工合成胶质鞘类似化合物用以固定沙面提供一定的参考依据.
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