浮尘是指尘土均匀地漂浮在空中,水平能见度小于10km的天气现象。浮尘多发生于春夏季,这时正值作物生长旺盛的季节,浮尘对作物的生长和发育有重要作用。塔里木盆地是我国浮尘发生最严重的地区,冬小麦是当地的主要粮食作物,在塔里木盆地研究浮尘的形成规律及对冬小麦的作用,有重要的理论和现实意义。本项目以南疆塔里木盆地具有代表性的和田、尉犁和铁干里克作为研究区域,通过资料分析、实地调查、野外定位试验、模拟试验、室内仪器分析、理化分析等手段,分析了浮尘在国内外,特别是在塔里木盆地的发生规律,包括浮尘的来源、分布、发生时间、性质、成分、降尘量等；探讨了浮尘形成的原因和机理,提出了局地环流是浮尘形成的机制之一；全面研究了塔里木盆地浮尘对当地冬小麦生长发育的影响。其主要研究结果如下：1浮尘的发生规律1.1浮尘的分布浮尘天气的形成需要特定的气候和土壤条件,需要特定的环境和地形组合(或扬尘模式)。从全球来看,浮尘天气主要分布在南北纬10°-50°之间的内陆区域。具体形成条件如下：(1)气候干旱、半干旱,大陆性强,年降水量<400mm,降水分配不均,蒸降比大于2；温差大,多风,风速超过4.5m/s。(2)土壤干燥,疏松,缺乏结构,地表缺乏植被；土壤为荒漠土、干旱土,草原土等。(3)深居内陆,具有大陆性环境。(4)具有“高山—荒漠草原或荒漠”组合的地形条件。高山阻隔了海洋湿气的进入,形成高低对比明显的地形结构,有利于局地环流的形成。符合这些条件的地区、季风变换频繁区、冷热气团交汇区,再加上深居内陆的大陆性环境,都容易发生浮尘。根据对世界各地的分析和对比,发现世界上有14个浮尘敏感区,他们分别分布在智利北部、阿根廷、美国中西部(2个)、北非及萨赫勒、澳大利亚中部、阿拉伯半岛、中亚、中国中西部(5个)。1.2浮尘的来源及发生的机制浮尘的来源有两种：一种是自发的(自生的),是本地区扬尘所造成的。其特点是范围小,规律性强,发生时间长,浮尘产自本地区内部或附近,扬尘区和降尘区为同一地区,或距离较近,浮尘的物质组成与本地区的物质组成具有同源性,这种浮尘往往是由局地环流造成的。另一种浮尘是输入性的,也叫外生的。其特点是范围大,时间短；浮尘来源于遥远的扬尘区,降尘区与扬尘区相距甚远；浮尘物质来源于外地,降尘的物质组成与本地的物质组成相比是异源的,这种浮尘往往是由大气环流、极地寒流、洋流等的运动引起,它们常常随季风而变化；这种浮尘往往与沙尘暴相伴发生,与大风、沙尘暴有发生上的联系,一般位于沙尘暴区域的外围,处在沙尘暴即将结束的后期。塔里木盆地浮尘的发生有一定的周期性。春季发生较频繁,5-6月达到高峰。冬季较少。塔里木盆地浮尘的发生有两种机制,一种是北疆绕过天山的东灌气流或西部直接翻越天山的寒流所引发的浮尘天气；一种是局地环流所形成的浮尘天气。当山地海拔超过3000m时,由于地形高差对比强烈,在山区和平原之间将形成区域性的温度差,形成空气的定向流动,产生“局地环流”,进而形成风。随着温差的增大,当温差大于18℃,近地面风速超过4.5m/s时,就可发生浮尘天气。由于春天地温升温快,产生“锅底效应”,易发生浮尘天气。局地环流在全球是普遍存在的一种现象,它和浮尘的发生有密切的关系。2浮尘的组成和性质浮尘发生最严重的时期与冬小麦的生长时期基本一致。不同的地区,不同的时间,不同的高度降尘量不同,在70cm高度,和田全年的降尘量为18913.71kg/hm2。浮尘中含有较多的盐分,总盐量为56.8g/kg,可通过土壤,间接影响冬小麦的生长发育。浮尘中含多种微量元素和重金属元素,含有一定量的养分,特别是有机质和氮素；含有多种原生的、易风化矿物,特别是石灰和石膏,风化程度较低；浮尘的pH为碱性,机械组成以粗粉砂(0.05-0.02mm)为主。3浮尘对冬小麦生长发育的影响3.1浮尘影响冬小麦的产量和品质浮尘对冬小麦千粒重无明显影响,主要是通过减少冬小麦的小穗数和穗粒数来降低冬小麦的产量,减产幅度超过17%；浮尘能减少冬小麦对氮、磷、钾的吸收,减少体内氨基酸含量,使籽粒中蛋白质含量和淀粉含量明显降低；浮尘能增加冬小麦对微量元素和重金属元素的吸收,增加体内盐分含量,特别是Cl-和S042-离子,分别达到27.65g/kg和27.55g/kg。在浮尘条件下,冬小麦茎叶中纤维素和木质素含量降低,单宁略有升高,总碳量升高,淀粉转移受到影响。3.2浮尘影响冬小麦生理生化过程从分蘖期至开花期,浮尘可导致冬小麦叶片内丙二醛(MDA)含量明显增加,对冬小麦机体产生伤害。在浮尘条件下,在拔节期的冬小麦叶片中过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,脯氨酸含量和相对电导率增加,说明降尘对冬小麦确实造成了伤害。在浮尘条件下,光量子通量有所降低,气温和叶面温度有所升高,气孔导度明显减小,气孔阻力明显增加。浮尘还可减小光合叶面积,堵塞气孔,妨碍气体交换,对光合作用和呼吸作用产生直接不利的影响。3.3浮尘影响冬小麦形态结构无论是拔节期还是盛花期,冬小麦叶片结构均受到浮尘的影响,使叶肉细胞的排列变得紧密,细胞间隙变小,从而影响到叶片气体交换和水分蒸腾。在拔节期,有尘叶片的机械组织变得比无尘正常小麦发达。在盛花期,叶片机械组织的发育受到一定抑制。浮尘对冬小麦影响的最敏感时期是3月至4月,发育期为分蘖后期至孕穗期,幼穗分化期为穗轴分化期至四分体形成期,而对扬花以后的灌浆没有明显影响。