Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 石羊河下游近地面0-50m沙尘理化特征及其对区域地表景观异质性的响应 | |
| 詹科杰 | |
| 完成单位 | 甘肃省治沙研究所 |
| 登记(发布)日期 | 2017 |
| 中文摘要 | 1、课题来源与背景 “石羊河下游近地面0-50m沙尘理化特征及其对区域地表景观异质性的响应”(145RJDA327)是甘肃省科学技术厅于2014年批准立项,由甘肃省治沙研究所承担的甘肃省杰出青年基金项目,项目经费20.00万元。 2、研究目的与意义 本项目通过分析石羊河流域下游近地面0-50m范围内不同沙尘暴过程中近地面0-50m范围内沙尘输运规律,掌握颗粒物理化特性的垂直梯度变化特征和水平空间分布规律及其随时间的变化特征,揭示石羊河下游不同区域0-50m范围内沙尘输运规律和颗粒物理化特征与区域地表景观之间的关系,阐明地表景观异质性对近地面0-50m沙尘输运过程的影响及其原因。该项目实施将为沙尘暴尘源区的确定及区域沙尘暴危害评估并据此提出有效的抑沙滞尘措施提供科学依据,对于特殊区域的生态环境可持续、协调发展具有重要的现实意义。 3、主要论点与论据 (1)近地面沙尘输运过程、粒度分布规律及其对下垫面变化的响应 依托建立的近地面沙尘暴观测系统,对不同下垫面一定高度范围内的沙尘水平通量及粒度分布规律进行了观测,掌握了沙尘天气过程中沙尘颗粒物输运过程、粒度沿高度的分布规律及其对下垫面变化的响应,并对流沙区和绿洲防护体系对上述过程的影响进行分析。 (2)下垫面变化对近地面沙尘颗粒物矿物组成的影响 分析自上风向荒漠草场区至绿洲内部沿风向不同位置处沙尘颗粒物矿物组分含量变化趋势可知,自上风向荒漠草场区至流沙区(荒漠区),在经过大面积流动沙丘的补充后,大气沙尘颗粒物中石英、微斜长石及钠长石的含量均不同程度增加,其中增量最大的为石英(增加18%),而绿泥石、云母、铁钙闪石和方解石的含量均有所减低,其中绿泥石含量降低最多(降低7%)。 (3)沙尘天气沙尘水平通量的时间分布规律 对春、夏、秋、冬四季在荒漠、荒漠-绿洲过渡带及绿洲内部三种下垫面状况下总沙尘水平通量的季节分布规律进行统计,结果表明：春季是沙尘暴的多发季节,沙通量最大,平均可达6.94 g/c㎡;夏季随着沙尘暴发生频率降低,沙通量也随之明显降低,平均为2.73 g/c㎡;秋季是研究区的雨季且植被盖度最大,一般不发生沙尘暴,所以沙通量最低,平均只有0.3g/c㎡;冬季植被盖度降低,风速加大,沙通量回升,平均为1.44 g/c㎡。 (4)孔隙率及空间分布格局对防护带防风效能及带后湍流结构的影响 借助于风洞试验以孔隙率、空间生物量分配格局为控制因子开展研究,对孔隙率分别为1%、33%、40%、45%、55%、60%及66%的防护带及相同孔隙率不同生物量空间分配格局影响下的防风效能进行测量,分析防护带孔隙率变化及生物量空间分配格局对其影响区域内风速变化趋势及防护效能的影响,探索防护带孔隙率变化及生物量空间分配格局对其影响区域内流场特征的影响,并就其在防风固沙实践中的应用提出建议。 (5)石羊河流域下游干涸湖盆近地层风、尘分布特征 利用建立在青土湖的近地层沙尘观测系统所监测到的气象、沙尘数据,对近地层0-50m垂直梯度上盐碱沙尘的分布规律及风速的变化特征及相互之间的关系进行研究,揭示了干涸湖盆盐碱沙尘水平通量的分布特点。 (6)便携式近地层沙尘观测平台设计及适应野外强风沙环境的沙尘监测仪器的研发 研发、设计了便携式近地层沙尘水平通量收集平台,实现了近地层0-9m范围内不同高度处沙尘水平通量、风速的便捷采集和测量,可根据观测需求及目的方便、快捷的移动,更换观测地点。现已在甘肃省民勤县西沙窝上风向荒漠草场区、流沙区及内蒙古自治区阿拉善盟阿左旗进行实地布设。 4、创见与创新 (1)本项目以50m高的沙尘暴观测塔为平台,实现多点位、多层次沙尘暴沙尘颗粒物理化特征的观测研究是本项目的特色之一。 (2)定量阐明尘源区近地面0-50m沙尘颗粒物理化特性与区域地表景观特征的联系,揭示区域景观差异性对尘源区沙尘颗粒物理化特征及其输运的影响。 5、社会经济效益、存在问题 社会经济效益：本项研究属于环境类科研项目,形成成果后将在我国沙尘暴多发区进一步应用推广,在推广区域沙尘暴的预测预报和防治技术方面发挥作用,将产生较明显的生态效益。在项目执行期间获得多项发明及实用新型专利,专利有望在西部地区的气象、环保、农林业环境监测、风沙灾害治理等领域转让应用,同时产生相应的经济效益。 项目执行期为2014-2017年,由于所涉及研究内容绝大部分依托于野外观测,对相关气象条件有要求,造成相关研究成果的获得、总结周期较长。 6、历年获奖情况 无 七、成果简介 本项目分析了石羊河下游近地面沙尘输运过程、粒度分布规律及其对下垫面变化的响应,掌握了不同下垫面低空沙尘颗粒物矿物组成,量化了上风向西沙窝流沙区对民勤绿洲沙尘水平通量的影响,基于野外观测、风洞实验和数值模拟结果分析了下垫面变化及林带结构对流场结构和湍流特征的影响,为荒漠化防治和减轻沙尘暴灾害、绿洲防护林建设提供科学依据和应用技术。 |
| 中文关键词 | 石羊河下游 ; 沙尘 ; 理化特征 ; 地表景观 |
| 成果类型 | 基础理论 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | X83 |
| URL | http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001772476 |
| 来源机构 | 甘肃省治沙研究所 |
| 资源类型 | 成果 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243884 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 詹科杰. 石羊河下游近地面0-50m沙尘理化特征及其对区域地表景观异质性的响应[Z]. 基础理论,2017. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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