甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站
授予年度 成果名称 成果介绍 操作
2018 典型沙生植物生态适应机制及其进化策略研究 此成果依托甘肃省科技计划项目145RJIA335掌握了沙拐枣、沙芥、沙葱、沙米的分布范围、生境、群落组成和数量特征,揭示了沙葱、沙米、沙拐枣对风沙环境的生态适应特征与机制,摸清了沙芥、沙葱的进化历史和适应策略,回答了沙米、沙拐枣等流沙先锋植物在沙漠化逆转过程中的消亡原因,为典型沙生植物资源保护与开发利用提供了理论依据。在此基础上,建立了沙拐枣、沙葱、沙冬青等荒漠植物活体库及不同种源沙米、沙芥、沙葱与沙拐枣的种子资源库,解决了沙米人工种植技术。
2018 石羊河下游衰败人工固沙林中红砂定居过程及其驱动机理研究 此成果依托国家自然科学基金31360203采用野外观察和室内测定相结合的方法,对石羊河下游衰败人工固沙林中红砂定居生境条件、种子幼苗定居特征、成株响应干旱形态及生理策略等进行研究,掌握了人工固沙林衰败过程中林地植被及土壤种子库的演变规律,摸清了驱动红砂种子撒布、种子定居、种子萌发、幼苗存活的生境因子,阐明了红砂幼林植株适应干旱、高温、风沙流胁迫的主要生理策略,耦合了环境因子与红砂种子萌发、幼苗生长及其成株开花结果关系,揭示红砂打破衰退人工固沙林更新限制并能够成功定居的驱动机理。
2018 河西走廊典型荒漠植物抗旱结构及其光谱特征研究 此成果依托国家自然科学基金31360204测定河西走廊典型荒漠植物冠层光谱曲线、耐旱生化物质含量,筛选能用于精细分类各策略类型典型荒漠植物差异性光谱特征参量,取得以下主要结果:(1)“红边”和“绿峰”可用为荒漠植物被识别的主要辅助参数;(2)水分含量可以提高荒漠植被的识别精度,水分含量指数特征可以反演植物含水率的大小;(3)植物冠层光谱反射率随植物衰败程度的增加而增加;(4)植物光谱的季相变化与植物本身的物候规律相吻合,与外界环境的变化密切相关;(5)阴影端元对提高植被盖度估算的准确性非常重要,S2影像在光合/非光合植被盖度的估算精度方面优于L8和GF1;(6)荒漠植物脯氨酸含量差异很大;叶片叶绿素含量与其形状有密切关系,卷叶类植物叶绿素含量最高。
2018 民勤荒漠绿洲过渡带白刺灌丛沙堆表面风沙流特征与沙堆形成演变的关系研究 此成果依托国家自然科学基金41361001以分布在石羊河流域下游,甘肃省民勤县境内荒漠绿洲过渡带的白刺灌丛沙堆为研究对象,采用野外观测和数据模拟相结合的方法,对白刺灌丛沙堆表面风沙流输运规律与灌丛沙堆形态特征变化之间相互关系及响应过程进行了分析,阐明沙堆表面风沙运动在沙堆形态塑造过程中的作用,分析在沙堆形态改变后沙堆表面风沙运动的响应及机理,为预测荒漠绿洲过渡带内灌丛沙堆的演化趋势,引导其向更有利于绿洲的方向发展提供理论依据。
2017 梭梭构型对沙尘的防护作用 1.梭梭枝系构型:梭梭一级分枝角度为35度左右,二、三级分枝角度21-28度;随着梭梭年龄的增大,各级分枝长度增长,1-3级枝长随枝级增加而缩短;100cm以内高的梭梭逐步分枝率变化不大,100cm以上高度其逐步分枝率降低;梭梭的总体分枝率均较低,大约在0.30左右,它在不同生长发育阶段的总体分枝率并未有明显的变化。梭梭的枝系构型反映了对干旱环境的适应。2.梭梭的防风固沙效果:梭梭在5龄(120cm高)后防风固沙作用显著,迎风面前1米到背风面后3m是单株梭梭防风固沙作用的范围。株行距4.5m×1.5m的梭梭片林,其行与主风向平行,防风固沙作用不显著。3.根据梭梭单株和片林的防风固沙效果和构型特征,确定在民勤绿洲边缘的环境条件下,梭梭造林密度:44-83株/亩。造林方式:垂直主风向带状栽植。研究结果为民勤地区及同类干旱沙区防风固沙林建设提供了科学依据。
2017 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 依托近地面沙尘观测系统,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。实现了由防风固沙林和农田防护林组成的复杂下垫面风场数值模拟计算,并结合野外观测及风洞实验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。设计、研发多项适用于强风沙环境条件的沙尘观测、收集设备,进一步完善了近地面沙尘暴沙尘颗粒物收集、观测手段。扩充原有近地面0-50m沙尘观测系统,增加了对民勤绿洲上风向沙源区沙尘释放量的监测,丰富并拓展了原有的近地面0-50m沙尘暴观测系统的测量内容和意义,为后续研究奠定了更加坚实的基础。项目共完成研究论文9篇,发表8篇,其中SCI收录2篇,国际会议post展示1篇;申报发明专利6项,实用新型专利3项,已获国家知识产权局授权发明专利5项,实用新型专利3项;项目负责人以本项目为基础于2015年成功申报国家自然科学基金1项,另有项目参加人于2016年和2017年成功申报国家自然科学基金3项。
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