分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 尉犁-且末沙漠公路（简称尉-且沙漠公路）穿越塔克拉玛干沙漠腹地，对于实现新疆社会稳定和长治久安提供有力交通保障。风沙危害是尉-且沙漠公路建设和通车的主要危害，亟需采取防治措施对该公路进行保护。基于ERA5风况数据，全方位分析了尉-且沙漠公路沿线的风能环境，并结合遥感影像分析沿线的沙丘移动特征，系统阐述了沿线遭受的风沙危害，在此基础上对该沙漠公路提出了有针对性的风沙防治措施。结果表明：（1） 沿线年均起沙风速介于6.03~6.64 ms-1之间，年起沙风频率介于14.73%~30.44%之间。（2） 起沙风主要发生在春夏两季中。起沙风主方向以ENE、E为主。（3） 沿线年输沙势介于106.48~293.70 VU之间，存在低、中两种风能环境，年方向变率指数介于0.49~0.74之间，属中比率，年合成输沙方向介于213.48~255.94之间，各方向季输沙势与季起沙风频率变化特征一致，方向变率指数呈现明显季节变化特征。风能环境的时空变化特征造成了沙丘移动速率的空间差异性，在起沙风作用下，沿线遭受不同程度的风沙危害，沿线按照阻-固原则，有针对性地设置工程、生物并存的防治措施。研究结果全面概述了尉-且沙漠公路沿线的风沙环境特征及危害，为该公路沿线防治措施的设置及后续改进优化提供理论依据。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2023-09-27 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 冰川径流是西北干旱区径流的主要组成部分，研究未来气候变化对冰川径流的影响对西北干旱区径流至关重要。以博尔塔拉河上游源流区为研究区，构建嵌入冰川模块的SWAT模型，模拟温泉水文站19722018年月径流过程，并在此基础上研究了气候变化情景下（RCP4.5和RCP8.5）未来（20202050年）气候变化对冰川径流的影响。结果表明：SWAT模型能够很好地模拟源流区径流变化过程，在整个模拟期间，径流数据的纳什系数（NSE）为0.82，偏差百分比（PBIAS）为-3.22%，均方根误差与实测值标准差的比值（RSR）为0.42，决定性系数（R2）为0.84，模型性能评定为优。根据CMIP5气候模式2种情景的模拟结果，2种情景模拟未来总径流都呈现出增加趋势，分别将以0.31108 m3（10a）-1和0.40108 m3（10a）-1的速度继续增加，冰川径流占比较历史时期的27.61%分别提升了4.84%和9.38%。冰川径流增加是径流量增加的主要原因。通过相关性分析发现，随着气温的升高，冰川消融时间提前，冰川消融加速，冰川积累时间减少，导致冰川面积进一步的缩减。研究结果可为博河地区水文资料历史变化、未来演变趋势和预防气候变化带来的潜在风险提供依据。
分类： 农、林、牧、渔 >> 土壤学 提交时间： 2023-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为探究不同灌溉水矿化度对棉田土壤呼吸速率的影响，设置了4个灌溉水矿化度，分别为0.85 gL-1（CK， 当地灌溉水矿化度）、3 gL-1（S1）、5 gL-1（S2）和8 gL-1（S3），在新疆进行了膜下滴灌棉花大田试验。在棉花生育 期，每月采集两次土壤呼吸速率值（Rs），并同时监测土壤温度（ST）、含水率（SWC）、电导率（EC）、硝态氮含量（NO-3 - N）、铵态氮含量（NH+4 -N），运用通径分析研究了灌溉水矿化度下土壤参数对土壤呼吸速率的影响。结果表明：微 咸水灌溉（S1和S2）在一定程度上提高了土壤含水率、电导率和铵态氮含量；咸水灌溉（S3）显著增加了土壤水分和 盐分，并降低了土壤硝态氮含量；灌溉水矿化度的增加会减弱土壤呼吸速率。土壤的水分和温度与呼吸速率的相 关性，随灌溉水矿化度的增加而呈减弱趋势。通过运用二次函数式来表示0~10 cm的土层温度对土壤呼吸速率的 响应（R2=0.669，P<0.001），得出土壤呼吸速率最适宜的土壤温度为26.9 ℃。咸水灌溉下，含土壤温度、电导率、硝态 氮含量的逐步回归方程可以解释土壤呼吸速率变化的85%。综上，利用3 gL-1的灌溉水进行膜下滴灌，能够在不 显著增加土壤含盐量的基础上，降低土壤呼吸速率，减少农田碳排放量，可以为新疆微咸水资源的开发利用提供理 论支撑。
分类： 力学 >> 应用力学 提交时间： 2023-03-20 合作期刊: 《应用力学学报》
摘要： 为探究新疆地区全沙漠砂制备水泥基复合材料ECC(engineered cementitious composite)的可行性，并研究全沙漠砂ECC的单轴受压尺寸效应，在对沙漠砂、石英砂和河砂三种骨料制备的ECC宏观力学性能及微观结构分析比较的基础上，重点对5组不同尺寸的沙漠砂ECC试件进行了单轴压缩性能试验。结果表明：在相同的材料配比下，完全使用沙漠砂制备的ECC,其抗压、抗拉以及抗折强度均与其余两种砂制备的ECC相近，沙漠砂ECC中纤维表面较少的附着物和较为完整的形貌对其发挥桥联作用有益；全沙漠砂ECC单轴受压性能具有尺寸效应；提出的高厚比与抗压强度的关系表达式、不同高厚比的应力-应变全曲线模型均与试验结果吻合较好。
分类： 地球科学 >> 地质学 提交时间： 2022-12-20 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 在建塔中-38团沙漠公路由塔克拉玛干沙漠腹地延伸至其东南缘，全程皆分布不同程度的风沙危害形 式，对沙漠公路的建设、服役、养护等造成严重威胁。基于该地区的遥感影像解译及风况数据分析，揭示了沙漠公 路沿线不同区段内的风沙环境特征和沙丘移动规律，在此基础上提出了相应的沙害防治体系框架。通过研究发 现：（1）沙漠公路沿线区段盛行起沙风向为NE、ENE、E，起沙风频率由21.7%增长至33.8%，风向特征由锐双峰态势 发展为钝双峰态势，风沙环境逐步恶劣；（2）沿线区段输沙势介于178.23~309.43 VU，风能环境为低至中等，合成输 沙方向介于SW-WSW，风向变率为中等；（3）区段沙丘年平均移动速度在3.16~6.26 ma-1 之间，沙丘移动速度和方 向存在明显空间差异，且部分区段沙丘移动方向与合成输沙方向一致性较差。基于以上沙漠公路区段环境特征， 提出阻-固结合的沙漠公路防沙体系，对沙漠公路沙害的发展变化规律与公路的可持续研究具有实际应用价值。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 非灌溉季节冻融过程中土壤水盐的运动变化特征，直接影响春季作物灌水决策。本文对新疆绿洲灌区6块不同滴灌年限的棉田地块进行田间采样监测，探究冻融过程中土壤水盐运移规律以及不同滴灌年限棉田土壤盐分累积特征。结果表明：（1）随滴灌年限的增加，棉田盐分分布特征由表层聚集转变为向深层累积。（2）在冻融过程中，棉田土壤盐分运动特征存在明显的地块差异，荒地（CK）和滴灌17 a、19 a、23 a地块出现返盐趋势，平均盐分通量为43.61 gm-2d-1、172.57 gm-2d-1、38.18 gm-2d-1和10.53 gm-2d-1。（3）消融期是荒地（CK）、13 a、15 a、17 a、19 a和23 a地块水分和盐分运移最活跃的时期，冻融后所有地块敏感区（0~60 cm）土壤贮水量分别增加了23.43mm、81.26 mm、31.68 mm、62.39 mm、96.98和69.64 mm。研究揭示了冻融过程中土壤水盐运移规律以及不同滴灌年限棉田盐分累积特征，可对新疆非灌溉季冻融条件下和长期滴灌下的土壤管理提供科学指导。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2022-03-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 和田地区是典型的内陆干旱区，研究区域水资源安全对指导水资源开发利用，促进社会经济与水资源可持续发展具有重要意义。本文基于水足迹理论，研究和田地区19892018年农作物生产和动物产品生产的农业生产水足迹的组成及时空变化，通过水足迹强度和水资源压力指标从水资源消耗和污染两个角度分析和评价水资源安全状态的时空变化。结果表明：和田地区农业生产水足迹经历了快速增长、缓慢增长和明显下降3个阶段，以农作物生产水足迹与动物产品生产水足迹约8:2的比例组成。各阶段变化以农作物生产蓝水足迹的增减为主导，在空间上呈西高东低分布；水足迹强度呈对数的趋势减小，至2018年缩小为原来的1/19。和田地区水资源压力值均在1以下变化，水资源多年来均处于安全状态，近10 a的水资源压力程度较高。多年来，和田地区农业生产水足迹随时间变化波动增长，水资源利用效率显著提升，而水资源压力也同步增加，不断威胁着区域的水资源安全。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-08-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 膜下滴灌结合暗管排水技术是一种复合型节水灌排技术，为了进一步研究在新疆的影响，在新疆生产建设兵团141团安集海地区通过设置膜下滴灌结合暗管排水（T1）、膜下滴灌无暗管排水（T2）和无膜下滴灌无暗管排水（T3）3个不同处理进行棉花田间试验。结果表明：（1）相同土层下T1、T2、T3处理土壤含水率的变化幅度依次为6.32%、10.03%、14.32%，即：T1T2>T3；（2）T1处理在0~60 cm土层土壤含盐量均降低，20 cm、40 cm、60 cm土层土壤含盐量分别下降了63.06%、60.62%、48.42%；在棉花生育后期，T2处理在20 cm、40 cm土壤含盐量下降，60 cm土壤含盐量增加，即表层土壤脱盐会造成深层土壤积盐；T3处理生育期末期出现表层返盐现象；（3）棉花生育末期，T1处理下20 cm、40 cm、60 cm土层土壤有机质含量均增加，未铺设暗管的T2、T3处理有机质含量减少；（4）膜下滴灌结合暗管排水技术0~60 cm以内随土层深度增加土壤渗透性改善越好。（5）暗管排出水的pH、含盐量均大于灌溉水，说明暗管排水的同时带走了土壤中的盐分，有助于土壤盐碱的改良。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为了阐明覆膜滴灌棉田地膜残留对棉花生长的影响，结合绿洲覆膜滴灌棉田残膜累积特点，设计对应覆膜年限为5 a、10 a、15 a、20 a、25 a、30 a共6个不同残膜累积梯度，利用桶栽试验，分析了不同覆膜年限棉田中残膜累积对棉花生长和产量的影响。结果表明：残膜对棉花地上部株高和叶面积影响显著，随残膜量的增加株高和叶面积逐渐降低，当覆膜滴灌20 a时各时期株高和叶面积均显著减小。覆膜滴灌20 a时残膜量的增加开始显著降低棉花地下部根系指标，与CK相比，覆膜滴灌20 a的根长密度降低8.2%，根表面积密度降低10%，根体积降低7.2%，根系直径降低19.4%。残膜量与棉花干物质积累量和产量呈显著负相关，覆膜滴灌20 a后相比于CK，地上部干物质量降低20.3%，根部干物质量降低38.4%；棉花产量相比新疆近5 a地区平均单位面积产量降低10.96%。残膜量的增加对棉花的正常生长影响显著，当覆膜滴灌年限达到15~20 a时，棉花的生长与根系指标和产量显著降低。研究结果可为新疆滴灌棉田可持续发展提供理论依据。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-06-22 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 干旱区水资源安全状况具有一定典型性和区域特色，资源性缺水的实质导致水资源开发利用过程中出现许多矛盾与问题，针对目前干旱区水资源安全评价指标体系的不全面性、多样性，利用最严格水资源管理制度下的“三条红线”指标体系为框架，结合生态环境，建立了包含24个指标的干旱区水资源安全评价指标体系。通过合作博弈理论确定组合权重，建立基于可拓云模型的干旱区水资源安全评价模型，以石河子垦区为研究区，综合评价2007—2017年区域水资源安全状况。结果表明：石河子垦区水资源安全状况在时间序列上由不安全向基本安全转变；用水总量子系统在基本安全与不安全等级波动；用水效率子系统和纳污控制子系统经历了不安全—基本安全—安全的转变过程；生态环境子系统经历了不安全—安全—基本安全的转变趋势。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-06-21 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 以新疆S214省道沙害防治区段为背景，应用CFD（computational fluid dynamics）数值模拟方法分析了高立式芦苇沙障周围的风沙流场，结果表明： 高立式芦苇沙障周围流场可分为迎风侧减速区，上方加速区和背风侧恢复区，背风侧无明显涡流区生成，沙障间的合理间距与风速呈负相关。现场布置模式对20 m·s-1的风沙流有较好防护效果，低于此风速时，第二道沙障背风侧基本无恢复区生成，后两道沙障迎风侧积沙较多且紧贴沙障分布，压埋沙障速度较快。通过相贴原理优化沙障间距，可以充分发挥各道沙障的防护作用，有效抵御风沙流侵袭，适当延长沙障使用年限。根据前人观测数据、现场调查和数值模拟结果，建议研究区内高立式芦苇沙障间距宜为20～25 m。该研究结果可为研究区内高立式芦苇沙障的合理布置提供理论依据，也可为其他风沙防护工程的建设提供参考。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-06-21 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为阐明新疆伊犁河南岸灌区不同滴灌应用年限下新开垦耕地土壤水分分布和土壤全氮及有机质分布，进一步了解干旱区荒地引水灌溉开垦过程中土壤养分变化，本文以伊犁河流域连续新开垦地区——伊犁河南岸灌区管理处为研究区，以冬小麦（Triticum aestivum L.）为研究对象，通过监测不同滴灌应用年限（1 a，2 a，3 a，4 a）以及未开垦荒地（CK）0~60 cm剖面土壤水分、全氮含量和土壤有机质含量，揭示滴灌应用年限对滴灌条件下土壤理化性质以及冬小麦产量的影响。结果表明：新垦土地土壤含水率会随滴灌应用年限延长而增加，种植和灌溉会改善新开荒地的土壤水入渗条件，有利于耕作层水分调蓄；新垦土地各层土壤全氮会随滴灌应用年限增加而增加，且随深度增加分布趋势由开垦前先减少后增加变化为先增加后减少，在0~30 cm土层出现表聚现象；不同滴灌应用年限0~60 cm土壤有机质含量随年限增加而增加，开垦种植增加了0~40 cm土壤有机质含量，并在0~20 cm土层明显富集；根据全国第二次土壤普查养分分级相关标准，研究区荒地开垦后土壤养分全氮及有机质均提高了一级；新开垦耕地灌溉1~4 a，冬小麦产量随滴灌应用年限的增加而增加。养分及产量增加的主要原因在于当地现行的灌溉制度及作物秸秆残留。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2020-06-21 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 探究膜下滴灌条件下灌水量和土壤温度对新疆不同深度土壤CO2浓度的影响。采用桶栽试验，通过气相色谱仪监测，研究不同滴灌水量〔充分灌溉(CK，100%)；轻度水分亏缺(W1，80%)；重度水分亏缺(W2，60%)〕处理下（植棉和裸土）10~50 cm土层土壤CO2浓度变化规律。结果表明：灌水量对土壤剖面CO2浓度影响显著。在植棉或裸土条件下，随着灌水量的增加，不同深度处土壤CO2浓度均呈上升趋势，土壤剖面CO2浓度均呈上低下高的分布特征，50 cm处CO2浓度是表层10 cm处CO2浓度的2倍左右，植棉土壤CO2浓度是裸土土壤CO2浓度的2倍左右。土壤剖面CO2浓度变化有着明显的日变化和季节性变化规律。在一天内，土壤温度和土壤剖面CO2浓度随气温升高而增加，呈现出“单峰”曲线变化规律，峰值出现在16:00；棉花生育期内土壤剖面CO2浓度在花铃期达到最大值。灌水量和土壤温度均与土壤剖面CO2浓度呈显著正相关（P<0.01）。这一结果可为干旱区棉花种植节水减排提供理论参考。
分类： 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间： 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 植被生物量反映了生态系统获取能量的能力，分析其分布特征对了解生态系统结构和功能具有十分重要的意义。传统的反演植被地上生物量的方法往往由于样本的缺少，以及影响因子的不确定性而导致预估精度不高。本文选用ELM对105块实测样本的遥感因子(TM影像灰度值和植被因子等10个因子)进行训练，用余下34块样地进行验证，结果表明：ELM反演植被地上生物量，可以获得较高的精度，模型预测结果与实测结果的曲线拟合决定系数R2达0.89。此外，对2010—2015年玛纳斯河流域的植被地上生物量进行反演，认为流域内上游山区生物量大部分较为稳定，中游平原区生物量呈现增加趋势，下游荒漠区生物量则呈现退化趋势。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2019-06-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 水—经济空间关系是干旱区与半干旱区水资源研究的热点，揭示水—经济空间分布演变规律和因果关系，可为优化水资源合理配置、合理部署产业结构调整政策提供理论和决策参考。研究应用水足迹理论，核算新疆各地州1991—2015年农作物水足迹，结合信息熵值理论分析新疆各地州农作物水足迹、国内生产总值、第一产业增加值其熵值的空间演变规律及因果关系。结果表明：新疆农作物水足迹与第一产业增加值、国内生产总值空间演变整体向着均衡有序的方向发展，水—经济的空间不均衡性逐步缩小；新疆农作物水足迹显著影响其第一产业增加值空间演变，影响期1～5 a，农业经济空间分布受农业用水空间分布的长期制约；农作物水足迹和国内生产总值没有空间演变因果关系，全疆经济发展向着第二产业、第三产发展转型，农业经济不再显著影响全疆经济发展。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-01-11 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 近年来干旱区人工绿洲规模不断扩大造成水资源日益紧张，其可持续利用面临新的挑战。为宏观调控水资源提供依据，本文基于水热平衡原理，以干旱区典型绿洲玛纳斯河流域为研究区，采用2000、2005、2010和2015年的水文气象资料和各年（6~8月）TM遥感影像数据，分析了玛纳斯河流域在温室气体中、高排放（RCP4.5和RCP8.5）两种气候情景下，以及理想绿洲结构（AbdEI-Ghani）、现有绿洲结构两种绿洲分布情景下的绿洲适宜规模。研究结果显示：玛纳斯河流域2005、2010、2015年实际绿洲面积分别为2000年实际绿洲面积的109%，114.91%，92.39%；2005、2010、2015年适宜绿洲面积分别为2000年适宜绿洲面积的111.39%，118.8%，115.39%。2020年和2030年的结果对比发现，相同气候情景下AbdEI-Ghani绿洲结构的适宜绿洲面积低于现状结构下的绿洲面积，表明如果按照现状趋势发展，绿洲表现出过度开发的趋势。
分类： 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间： 2018-11-08 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为探寻棉田土壤中残膜污染状况以及覆膜30 a棉田土壤中的残膜分布趋势，对试验区121团覆膜年限分别为5 a，9 a，11 a，13 a，15 a和19 a共6块棉田进行取样研究。运用Matlab程序构建BP神经网络模型，对取样数据进行分层预测和整体预测，结果表明：运用模型对残膜面积和质量数据进行整体预测，能够更好地反映实际情况下残膜在棉田土壤中的分布趋势，能够精准地预测本地区覆膜30 a棉田土壤中地膜残留状况；同时随着覆膜年限的增加，土壤表层大面积残膜在耕地作业下逐年碎裂，并向深层土壤移动，在30～40 cm深度的土壤中逐年残留。通过预测得到覆膜30 a棉田残膜密度达到419.19 kg·hm-2，超出国家标准限值75.0 kg·hm-2近6倍，为解决此问题可以覆盖厚度大于0.010 mm的农用地膜，并提高地膜回收率来保证棉田的可持续发展。
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