Spatial heterogeneity of wind-eroded soil particles around Nitraria tangutorum nebkhas in the Ulan Buh Desert

ABSTRACT

Nitraria tangutorum is a widely distributed shrub in the Jilantai Salt Lake at the southwest edge of Ulan Buh Desert. Due to their role in increasing soil fertility, nebkhas (coppice dunes) are regarded as important components of arid land ecosystems. Yet, despite their frequent occurrence, little information exists regarding their dust fall effect and influence range. We investigated the grain size distribution around N. tangutorum at a small scale (within 10 m) according to four wind directions and analyzed the spatial heterogeneity of particles. The amount of non-erodible particles (>0.85 mm) increased with distance from the shrub. The amount of erodible (<0.45 mm) and semi-erodible particles (0.45–0.85 mm) showed an opposite trend, indicating that the shrubs have a protective effect. The dominant particles around the shrubs were non-erodible due to long term accelerated wind erosion and subsequent removal of fine particles.

RÉSUMÉ

Nitraria tangutorum est un arbuste abondant dans la région du lac salé de Jilantai, à l’extrémité sud-ouest du désert de Ulan Buh. Les nebkhas (dunes arbustives) sont considérées comme une composante importante des écosystèmes terrestres arides vu leur rôle dans l’augmentation de la fertilité du sol. Pourtant, en dépit de leur abondance, peu d’information existe concernant leur effet sur la dispersion de poussière. Nous avons étudié la distribution de taille des particules autour de N. tangutorum à petite échelle (< 10 m) selon quatre directions du vent et nous avons analysé l’hétérogénéité spatiale des particules. La quantité de particules non-érodables (> 0.85 mm) augmentait avec la distance des arbustes, alors que la quantité de particules érodables (< 0.45 mm) et semi-érodables (0.45–0.85 mm) montrait un patron inverse, suggérant que les arbustes ont un effet protecteur. Les particules dominantes autour des arbustes étaient non-érodables en raison de l’effet à long terme d’accélération de l’érosion éolienne résultant en l’enlèvement des particules fines.

KEYWORDS:

• Semi-variogram
• surface grain coarsening
• surface soil particle
• theoretical variogram models
• structural factors

MOTS CLÉS:

• semi-variogramme
• grossissement des particules de surface
• particules de surface des sols
• modèles de variogrammes théoriques
• facteurs structuraux

Acknowledgments

Special thanks to Dr. Mark Goettel from Canada for his help with language improvement. We are grateful to Dr Sujith Ravi for his comments.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Additional information

Funding

This research was supported by the National Natural Science of China [51769019], the Excellent Youth Foundation of Inner Mongolia Agricultural University [2014XYQ-8], the High-Level Talents Recruitment Scientific Research Startup Program of Inner Mongolia Agricultural University [NDYB2016-08] and the Inner Mongolia Autonomous Region Science and Technology Major Special Projects (Research on Desertification Processes and Ecological Restoration in Key Regions) (zdzx2018058).