浑善达克沙地风沙活动中养分的输移机制及其生态学响应

This project aims to reveal the mechanisms of nutrient emission, transport, and deposition of the blown wind materials in the Otindag Desert through field investigations, experiments, simulations and modeling. On the basis of component analyses of the nutrients and materials, we will develop the source-sink models of the aeolian transports; discuss the influence of nutrient loss and depositions on vegetation growth, reveal reallocations and utilizations of the nutrients of wind blown materials on vegetation community developments; analyze the responses of vegetation community developments to the aeolian transports; explore the relations between the aeolian transports and the vegetation dynamics; and assess the ecological effects of aeolian transport on vegetation communities. This project may further improve the understanding of the roles of the aeolian transport on regional ecosystem evolution, the relationships between emission and transportation of the wind blown materials, thereby providing new evidence for advance of theories of arid geomorphology and providing academic supports for local ecological remediation in the region.

通过实地调查、室内外实验与试验以及模型模拟等手段，揭示浑善达克沙地风沙运动中养分和营养元素的释放、搬运和沉降机制，分析风沙物质的分异过程、营养元素及养分组成；解析风沙运动中养分和营养元素的流失与沉降对植被生长的影响及养分在植被群落中的分配和利用机理，探讨浑善达克沙地植被群落发育和演替对风沙活动的响应过程；综合集成风沙活动与植被活动之间的动态关系，评估风沙活动对区域生态产生的效应。这些研究将有助于理解风沙活动在浑善达克沙地沙漠化中扮演的角色，为深化探讨风沙运动与地表养分的释放和输移的关系，为完善和丰富风沙科学的研究内容，为深入理解风沙活动的生态环境意义和区域生态环境治理提供理论依据。

本项目以浑善达克沙地风沙活动中养分的输移机制及其生态学响应为研究目标，针对风沙活动对下风向植物群落的结构和功能的影响这一科学问题，从风沙活动对下垫面土壤理化性质的影响、风沙活动中养分及营养元素的输出和输入强度、以及植物群落对风沙活动的生态学响应三个方面开展系列研究，圆满完成了预期研究目标。在风沙活动对下垫面土壤理化性质的影响及养分和营养元素的输出和输入强度方面，本项目量化了风沙活动造成的地表土壤营养元素流失强度，揭示了风沙活动对浑善达克沙地地表土壤元素空间异质性的影响。在风沙活动的生态环境效应方面，估算了浑善达克沙地大气降尘的沉降通量，揭示了粉尘释放造成的养分流失和干沉降过程对不同植物群落及其退化程度的影响；评估了气候变化对浑善达克沙地风力侵蚀强度的影响；揭示了近40年来中国干旱半干旱区严重沙漠化土地和戈壁地表的粉尘释放以及植被活动的时空差异；评估了区域实施防沙治沙工程的生态效益；揭示了浑善达克沙地及其他潜在荒漠化地区的盐渍化发生风险，提出了潜在荒漠化地区发生土壤盐渍化的降水量阈值；分析了大气气溶胶和植被活动的时空分布格局，明确了大气气溶胶对生长季植被活动的影响机理。本项目取得的成果可以为干旱半干旱区防沙治沙和退化土地修复提供科学依据和借鉴。