成都山地所在雅江河谷防沙治沙生态工程成效评估研究中取得新进展

地表粗糙度是影响风蚀过程的重要因素之一,防沙治沙生态工程实施会显著增加植被覆盖,提高地表空气动力学粗糙度。但有限的空气动力学粗糙度增加难以完全有效地评价工程防风固沙成效,针对这个科学问题,成都山地所熊东红研究员及其课题组采用高精度近景摄影测量技术,定量研究了防沙治沙生态工程区内由于植被恢复引起的微地形起伏差异。

土地沙化是青藏高原重大生态环境问题之一,全域沙化土地面积约占 15%。地表粗糙度是影响风蚀过程的重要因素之一,防沙治沙生态工程实施会显著增加植被覆盖,提高地表 空气动力学粗糙度 。 但有限的空气动力学粗糙度增加难以完全有效地评价工程防风固沙成效,针对这个科学问题,成都山地所 熊东红研究员 及其课题组采用高精度近景摄影测量技术,定量研究了防沙治沙生态工程区内由于植被恢复引起的微地形起伏差异。

研究表明,雅江河谷防沙治沙生态工程实施显著提高了沙化地的地表粗糙度,并在不同工程类型和实施年限间表现出差异。生态工程区内的植被恢复沙地平均地表粗糙度为9.02 ~18.12 mm,较活跃沙丘(1.02 mm)基本增大1个数量级;不同工程类型上,砂生槐(13.04 mm)>杨树人工林(12.36 mm)>花棒(11.33 mm)>藏沙蒿(11.00 mm);不同实施年限上,砂生槐灌木地表粗糙度随年限延长呈增大趋势,杨树人工林则呈减小趋势,两者变化差异与群落植被演替差异有关。生态工程实施后地表粗糙度的显著增加,主要与植被茎秆、枯落物、生物结皮等地表特性变化有关,提出了采用植被茎秆盖度、枯落物蓄积量、生物结皮厚度等指标估算生态工程实施后地表粗糙度变化(LSR= 4.53+1.48SC+16.21RD+0.32BTR2=0.77, NSE=0.76)。研究还提出了将杨树人工林与乡土灌木砂生槐组合,作为今后防沙治沙工程实施优先考虑的生态工程类型,可以同时有效提高沙地空气动力学粗糙度和微地形起伏。研究成果为青藏高原重大生态工程布局优化提供了重要科技支撑。

该研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0404)和中国科学院A类战略性先导科技专项(XDA20020401)项目资助。成果论文发表在International Soil and Water Conservation Research期刊上,并得到期刊公众号作为重点文章推荐。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2021.06.001


图高精度近景摄影测量技术测量地表粗糙度流程

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