国家自然科学基金(40771032)
- 作品数：8 被引量：83H指数：6
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- 相关机构：中国科学院新疆生态与地理研究所中国科学院研究生院中国科学院更多>>
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- 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
- 2010年
- 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20cm、40cm、60cm、100cm和200cm5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20cm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40cm左右的高度。
- 郭洪旭王雪芹盖世广吴涛胡永锋
- 关键词：风向风速古尔班通古特沙漠
- 古尔班通古特沙漠南部防护体系建成10a来的生境变化与植物自然定居被引量：13
- 2012年
- 于2000—2009年对古尔班通古特沙漠南部防护体系内的生境变化与自然定居植物进行了系统观测和研究。结果表明,草方格及人工植被相结合的综合防护体系可以有效固定重大工程扰动地表。防护体系建成初期,土壤水分条件好于原始地表,为人工林的生长和植物自然定居创造了良好条件。防护体系建成10a后,土壤理化性质得到有效改善,普遍形成了地衣结皮,但土壤水分出现了减少的趋势。在未经扰动的原始地表,总计有植物48种,其中短命植物30种。防护体系建成初期自然定居植物仅有8种,10a后多达33种,其中短命植物达到21种。定居植物多度由初期的1.4株.m-2增加到10a后的14株.m-2,其中短命植物占到自然定居植物总株数的85%,很少观测到自然定居的乔灌木。自然定居植物呈明显的差异性分布,与风向对种源的影响密切相关。随着草本植物的进入、生物结皮的形成和土壤水分的减少,人工植被的稳定性问题尚需进一步研究和探讨。
- 王雪芹蒋进张元明宋春武杨帆
- 关键词：土壤性质短命植物古尔班通古特沙漠
- 古尔班通古特沙漠腹地半固定沙垄顶部风沙运动规律被引量：18
- 2010年
- 利用DETI可移动测风系统,结合多向集沙、阶梯式积沙和总体沙面活动强度观测,系统研究了古尔班通古特沙漠腹地半固定沙垄表面风沙运动规律。结果表明:沙漠腹地沙垄两坡和垄间多被植被与生物结皮覆盖,地表处于稳定状态,地表输沙主要集中于垄顶部至两坡上部。系统性天气条件下,气流以净风状态在迎风坡持续加速,至垄顶迎风侧边缘流速增至最大并开始起沙,风沙流越过垄顶后受植被阻挡和回旋涡流的双重影响,在垄顶背风侧上部急剧减速并发生沙物质沉积,此后气流速度又逐渐恢复。起沙风由沙垄两侧交替入射,不断将沙物质从垄顶一侧搬运到另一侧。流动带两侧沙面活动剧烈,流动带中部作为过沙床面,蚀积变化低于两侧。垄顶输沙量沿垂线方向呈指数分布,输沙率、各高度层输沙量以及沙物质输移高度都随着风速的增大而增大。垄顶部距地表6 cm和10 cm以内的输沙量分别占总输沙量的80%和90%。垄顶输沙势与实测输沙量之间具有良好的相关性,初步推测1VU的输沙风能在垄顶1 m的过沙宽度上可以产生25 kg的输沙。
- 郭洪旭王雪芹盖世广吴涛胡永锋
- 关键词：输沙率输沙势古尔班通古特沙漠
- 古尔班通古特沙漠半固定沙垄表面风速变化规律研究被引量：5
- 2008年
- 于2007年春季(风季),利用DETI可移动测风系统对古尔班通古特沙漠半固定沙垄进行实地观测,系统研究沙垄表面2m高度气流速度变化规律,发现坡脚风速、入射角和坡面形态对其有显著影响。在大气呈中性稳定的条件下,风速由迎风坡脚至丘顶逐渐加速,在垄顶达到最大,至背风坡的中上部剧烈降低,此后又逐渐恢复。垄顶风速随坡脚风速的增大而线性增大。在相同风速条件下,大角度入射时迎风坡的风速增加幅度和背风坡的风速降低幅度均明显高于小角度入射的情形,可见入射角的大小控制着沙垄表面风速的变化幅度。地形对风速变化的影响在于,在缓而长的坡面上,迎风坡风速放大率较短而陡的坡面要大,当短而陡的坡面作为背风坡时,风速的降低则较缓长的坡面更为剧烈。对古尔班通古特沙漠半固定沙垄表面风流速度变化规律进行研究,将有助于理解半固定沙垄表面的蚀积过程和动态,为科学防沙治沙提供理论依据。
- 盖世广王雪芹万金平吴涛郭恒旭全永威金兴强
- 关键词：古尔班通古特沙漠风速变化
- 古尔班通古特沙漠腹地输沙风能及地貌学意义被引量：14
- 2011年
- 根据古尔班通古特沙漠腹地2个气象台站2003-2006年气象资料,分析起沙风况和输沙势,并对其地貌学意义进行探讨。结果表明:沙漠中部全年起沙风出现频率为0.25%,以东北风和西北风为主;南部起沙风出现频率为0.11%,以西北风和西南风为主。沙漠中部和南部均属于低风能环境,中部地区的总输沙势(DP)为66.7VU,合成输沙势(RDP)为25.7 VU,合成输沙方向(RDD)为197.0°,方向变率指数为0.56;南部地区总输沙势(DP)为29.8 VU,合成输沙势(RDP)为16.3 VU,合成输沙方向(RDD)为108.4°,方向变率指数为0.65。沙漠中部4～10月输沙势占全年总输沙势的90%以上,其中7月的输沙势占全年的20%以上;沙漠南部输沙势主要集中于4～8月,约占全年的85%。沙漠中部受东北风和西北风的影响,与之相应的地面沙垄长而直,基本沿合成输沙方向延伸;沙漠南部受天山山脉的影响,主导风向转为西北和西南风,与之相应的地面沙垄开始向东偏转,并出现了副梁。
- 郭洪旭王雪芹蒋进赵新军胡永锋
- 关键词：输沙势古尔班通古特沙漠
- 古尔班通古特沙漠半固定沙垄表面风的脉动特征被引量：12
- 2011年
- 利用DETI可移动测风系统,对古尔班通古特沙漠半固定沙垄进行实地观测,获取了主要风季沙垄表面7个典型部位200 cm高度的风向及距离地表20 cm、40 cm、60 cm、100 cm和200 cm5个高度的风速系列数据。对风速和风向的脉动特征进行分析研究,发现凸起的沙垄不仅影响平均风速在沙垄表面的变化,亦对风速及风向脉动产生显著影响。结果表明,平均风速沿迎风坡逐渐增大,至垄顶达到最大,在背风坡中上部剧烈降低,随后又缓慢恢复。随着入射角的增大,平均风速在沙垄表面的变化幅度也在增大;绝对风速脉动具有与平均风速相同的变化趋势,且随距地表高度的增加绝对风速脉动值亦在增大;就相对风速脉动(阵性度值)而言,背风坡阵性度值要高于迎风坡,其中背风坡中上部是整个沙垄表面阵性度最高的部位,这与背风侧涡流的存在密切相关;沙垄背风坡风向脉动强度远比迎风坡大,随着入射角的减小,背风坡风向的偏转作用也在加强,而涡旋作用相对减弱。
- 胡永锋王雪芹郭洪旭赵新军盖世广杨东亮
- 关键词：平均风速古尔班通古特沙漠
- 新疆古尔班通古特沙漠南部沙垄不同部位藻类的垂直分布特征被引量：16
- 2008年
- 通过2005和2006年夏季两次对新疆古尔班通古特沙漠南部荒漠土壤中藻类植物进行采样、培养、鉴定和生物量测定，分析了该区沙漠沙垄不同部位藻类物种组成、优势种和生物量的垂直变化。结果表明：1）在不同地貌部位的不同层次中，藻类的种类组成均有所差异。2）藻类优势物种主要集中在0～2cm层次中，2cm以下的土层中藻类细胞很少，绝大部分土层以具鞘微鞘藻（Microcoleus vaginatus）为第一优势种，有些部位的土层中第一优势种是伪双点颤藻（Osdllatoria pseudogeminata），如垄间低地和迎风坡的1～2cm中。此外，大型集胞藻（Synechocystis crassa）、舟形藻（Navicula sp．）、卵圆双眉藻（Amphora ovolis）数量也较多。3）除垄顶外，藻类生物量在其它3个部位不同层次的差异呈极显著水平（P〈0．01），生物量由表及里锐减；在同一土层，藻类生物量基本表现为垄间低地最高，迎风坡与背风坡居中，垄顶最低，不同地貌部位对藻类生物量影响呈显著或极显著水平。
- 张丙昌赵建成张元明李敏张静
- 关键词：生物量古尔班通古特沙漠
- 生物结皮粗糙特征——以古尔班通古特沙漠为例被引量：10
- 2011年
- 空气动力粗糙度可以反映地表气流与下垫面的相互作用。古尔班通古特沙漠是我国最大的固定、半固定沙漠,其间广泛分布的生物结皮在稳定地表和改善环境方面意义重大。对未经扰动的4种类型生物结皮进行表面微形态观察,并通过风洞实验确定动力粗糙度z0和摩阻风速u*,结果表明:(1)不同生物结皮类型,其组成和表面微形态等都具有明显差异。藻结皮以表面致密光滑为显著特征,由藻类分泌物和藻丝体粘结细粒物质所形成;地衣结皮表面藻类和真菌形成的叶状体匍匐沙面生长,呈现三维生长方式,形成有明显凹凸的壳状覆被;苔藓结皮以苔藓植物体密集丛生为特点,地上部分出现了茎叶分化,有一定的柔韧性。(2)就动力粗糙度的大小而言,是按地衣结皮>藻类-地衣结皮>苔藓结皮>藻结皮的顺序排列的,z0平均值依次为(6.589±0.850)mm、(4.179±0.239)mm、(2.542±0.357)mm和(0.393±0.220)mm,与定床裸沙面的(0.042±0.019)mm相比,生物结皮z0值提高了10—150倍。随着风速的增大z0值有所减小,其中以地衣结皮的减小趋势较为明显。(3)由风速廓线对比发现,4类生物结皮对气流阻滞作用的差异主要局限于4 cm以下的高度范围,风速越大这种差异也越大。各类生物结皮摩阻风速u*随风速增大而增大,其中藻结皮的增大速率明显低于其它3类结皮,说明藻结皮随风速增大的阻滞效应较其它3类结皮要差。(4)在净风条件下,地衣结皮具有最好的防风效果,其次为藻类-地衣结皮和苔藓结皮,藻结皮最差。当生物结皮破损后,床面结构和气流性质将发生变化,对空气动力学粗糙度和摩阻风速产生的影响将有待于进行更深入的研究。
- 王雪芹张元明张伟民杨东亮
- 关键词：生物结皮风洞实验古尔班通古特沙漠
