一、 简介
内蒙古自治区风沙物理与防沙治沙工程重点实验室(Inner Mongolia Key Laboratory of Aeolian Physics and Desertification Engineering)依托于内蒙古农业大学,于2015年成立。实验室紧密围绕自治区筑牢“两个屏障”的重大战略需求,瞄准国际防沙治沙研究前沿,以建设国内一流、世界前列的防沙治沙实验室为目标,依托内蒙古农业大学在我国沙漠治理教学与研究领域的长期积淀,形成了①沙区地表风沙物理过程,②植物治沙材料筛选、抗性及治沙原理,③防沙治沙工程材料、技术治沙原理及④荒漠生态系统稳定维持与资源利用4个主要基础研究与应用基础研究方向;结合水土保持与荒漠化防治学科基础,突出风沙物理基础研究特色,面向防沙治沙基础科学问题,积极开展人工干扰背景下的荒漠化过程与机制、沙漠地区水资源的承载力与生态用水协调性、人工植被稳定性与健康、沙区清洁能源的开发与利用、荒漠生态景观格局与动态及生态系统的演替等基础科学问题研究与探索,对自治区筑牢我国北方重要生态安全屏障具有十分重要的战略意义,为全球防沙治沙工作贡献中国经验和中国方案。
二、 研究方向
1.沙区地表风沙物理过程
基于风沙物理学、土壤侵蚀学、地球化学过程示踪原理,对风沙边界层动力学、风沙动力地貌、地表风蚀与沙尘释放及风水复合侵蚀过程等沙区地表风沙物理过程,开展大量野外观测、风沙环境风洞模拟、降雨侵蚀过程模拟,数值模拟计算以及地球化学示踪指标元素测试,系统揭示沙区地表风沙运动机理。
2.植物治沙材料筛选、抗性及治沙原理
基于植物分类学、生态水文学、植物生理生态学、治沙原理与技术、恢复生态学等原理,对植物治沙材料调查与筛选、植物逆境生理生态、沙区植物根系固土力学机制及防护林体系设计和管理等研究内容,开展荒漠植物多样及其逆境生理生态特征分析,探明荒漠植物逆境适应机理及其防沙治沙作用原理。
3.防沙治沙工程材料、技术与治沙原理
基于风沙物理学、材料力学、固土力学、防沙治沙工程学、3S技术、生态学、经济学等原理开展重大工程(防沙治沙林建设、交通线路沙害防治、盐渍化土地治理,绿色矿山,风光电场建设等)防沙治沙材料和技术研发,对防沙治沙新材料、新型材料防沙治沙关键技术及工程应用等研究内容,构建内蒙古防沙治沙与可持续发展的全域分区治理模式,实现精准治沙,打造防沙治沙内蒙古样板。
4.荒漠生态系统稳定维持与资源利用
基于风沙物理学、干旱区造林学、治沙原理与技术、3S技术,恢复生态学、沙漠资源学、植物资源与利用等原理,对沙漠化的水、土、气、生过程及其相互作用机理研究、植物对沙漠环境变化过程的响应和适应研究、退化生态系统恢复重建的生物学基础和机理及沙产业开发与利用等研究内容,开展沙漠化的水、土、气、生相互作用程及其规律,揭示植物对环境变化的响应及其适应性,确定沙漠化逆转的驱动机制和植被调控与恢复重建机理,为沙区防沙治沙、生态建设及沙产业开发与利用提供理论依据。
三、 标志性研究成果
2020年以来,内蒙古自治区风沙物理与防沙治沙工程重点实验室承担各类项目55项、发表论文118篇(其中SCI 28篇、中文核心90篇)、出版专著(合作)16部、制定地方标准(团体)3项、获奖12项、申报专利62项(其中发明专利9项、实用新型专利53项)。其中标志性成果为:
1.中国西北沙尘源及其产尘机制
系统地研究了中国西北风沙区沙尘源及其产尘模式,以沙漠、戈壁为基本地貌单元,以其在风沙区山盆地貌和高平原内排列模式为基本结构,结合干旱区水、热地域分异规律形成的各景观地表为背景,对我国西北风沙区内不同尺度地域背景下沙尘源分布格局,沙尘的产生与发展过程以及时空分异规律进行研究,基于上述内容提出了一些新观点和新结论,为区域风沙灾害防治,优化区域和全球尺度上沙尘释放模型提供了数据支撑,从而为合理开发利用和保护干旱区的自然环境与资源提供理论依据。
2. 砒砂岩区生态水文过程与侵蚀规律机制
秦富仓教授团队针对内蒙古砒砂岩区生态脆弱、水沙关系复杂等特点,在国家自然科学基金、内蒙古科技计划等项目支撑下,开展了砒砂岩坡面生态水文与侵蚀产沙规律研究,采用野外原位监测与室内模拟相结合的方式,分析砒砂岩复合坡面的入渗、产流规律。研究指出,覆土砒砂岩结构中存在黄土和长石砂岩接触的过渡层,会降低水分的入渗速率、入渗总量和湿润锋的下移速度,从而进一步影响水分入渗能力。研究的这一发现对认识砒砂岩坡面水分运移规律、揭示复合坡面生态水分过程具有重要意义。研究成果发表在《water》《Sustainability》《水土保持学报》等国内外权威期刊上发表。
3.尼龙固沙阻沙沙障复合作用机制与防治模式优化
系统研究了尼龙固沙阻沙沙障的气流速度场、风速廓线、风沙流结构及其阻沙固沙特征,分析了尼龙固沙阻沙沙障前后风沙流的垂直分布及其周围阻沙效果,探讨了不同沙障阻沙固沙的复合作用机制;并结合经济成本优化了沙害防治模式,提出了“吕”字型与“回”字型沙害防治模式,“前高后低”两行一带和“前窄后宽”三行一带沙害防治模式,最终相互叠加建立成由“前沿阻沙带、固阻结合带、固沙带”组成的“前阻后固、固阻结合”的工程综合防护体系。
四、 平台负责人
李龙 副教授