残茬高度对土壤风蚀量影响的试验研究

在内蒙古自治区武川县建立农田土壤风蚀试验区,采用内蒙古农业大学研制的移动式风蚀风洞和旋风分离式集沙仪,观测不同残茬高度条件下农田土壤的风蚀情况.试验结果表明:土壤风蚀量和扬起沙尘的高度随风速的增加而增加,随着作物秸秆残茬高度的增加而降低,且风蚀量与高度变化符合指数函数关系,土壤颗粒主要集中在近地表层内运动.保护性耕作可明显地提高起沙风速,减少农田土壤损失,当秸秆高度为30 cm时,风蚀量仅为传统耕地的1/4左右.     

土壤风蚀量随残茬高度的变化规律研究

在内蒙古自治区武川县建立农田土壤风蚀试验区,采用内蒙古农业大学研制的移动式风蚀风洞和旋风分离式集沙仪,直接在农田上观测不同残茬高度条件下的农田风蚀土壤损失情况。试验结果表明:土壤风蚀量和扬起沙尘的高度随风速的增加而增加,随着作物秸秆残茬高度的增加而降低,且输沙量与高度变化符合指数函数关系,土壤颗粒主要集中在近地表层内运动。保护性耕作可明显地提高启沙风速,减少农田土壤损失,当秸秆高度为30 cm时,风蚀量仅为传统耕地的1/4左右。     

小麦留茬对陕北农田风蚀影响的室内风洞模拟

作为风蚀区主要保护性耕作措施之一,秸秆留茬覆盖可以通过增加地表粗糙度(Z0)减少近地表风速和侵蚀动力,并缩短风蚀颗粒的搬运距离和搬运高度,从而减少地表风蚀量.本研究采用室内模拟风洞实验,测定并分析了陕北2种主要土壤类型(风沙土和黄绵土)在4个风速、3种小麦留茬高度和2种留茬行距处理下土壤风蚀强度和在0～60 cm风洞断...     

作物残茬覆盖对农田土壤风蚀的影响

为定量评价干旱半干旱地区农田土壤抗风蚀效果,采用移动式风洞及其配套测试系统对内蒙古武川县上秃亥乡农田地表进行了原位测试研究。结果表明,不同风速下土壤风蚀量随作物残茬盖度的增加呈指数规律减少;40%以上残茬盖度可明显提高土壤颗粒起动风速并减少风蚀量;当风速为14~18 m/s时,地表作物残茬盖度为60%~80%具有较好的抗风蚀效果。     

保护性耕作农田风沙流空间分布规律研究

为了解保护性耕作农田风沙流的空间分布规律,对保护性耕作农田进行了野外风洞原位风蚀测试.结果表明:保护性耕作农田在不同风速下各高度的风沙流水平分布符合三次多项式规律,经过27行残茬、5.5 m的水平距离风沙流基本达到了平衡稳定状态;在垂直方向上风沙流分布符合高阶多项式规律,具有与砾石戈壁地表输沙量垂直分布极为相似的"象鼻"效应.试验还发现保护性耕作农田风沙流主要活动在近地表40 cm高度以下范围,占到风蚀物总质量的90%左右.     

河北坝上风蚀对农田土壤肥力水平影响研究

河北坝上地区风多风大,冬春季节降水少,使得大片农田长期处于强烈的风蚀之中.由于地表土壤养分的大量流失,农田土壤生产能力下降,导致荒漠化进程加剧.针对传统和保护性耕作农田土壤及风蚀物养分的变化,研究分析了土壤的风蚀和有机物及养分衰减的定量关系及其衰减的机理.结果表明:风蚀过程是农田土壤退化的重要路径,可以通过风蚀物中有机质和养分的含量估算农田土壤的有机质和养分的损失量.土壤风蚀过程中,保护性耕作比传统耕作可以减少风蚀量62.56%.有机质损失减少31.05%,全氮损失减少29.15%,全磷损失减少32.25%,全钾损失减少66.11%;有机质及养分主要集中在细微的土壤颗粒之中.风蚀对土壤营养物质及有机质的流失高于土壤的流失,风蚀是土壤退化的重要原因,恶化环境的同时造成了严重的经济损失.可以采用保护性耕作技术防止农田沙漠化和提高作物产量.     

旱地保护性耕作土壤风蚀模型研究

在分析国外风蚀模型资料的基础上,建立了适用于保护性耕作的风蚀模型。该模型以小时为步长,根据气象数据、地表土壤水分、秸秆残茬覆盖率及地表粗糙度,模拟不同耕作体系下农田土壤风蚀流失量情况;针对保护性耕作的特点,考虑到残茬覆盖对土壤含水量和地表粗糙度的影响;通过田间风蚀测定数据的验证,证明所建立的保护性耕作风蚀模型的模拟值与实测值比较吻合。     

聚乙烯醇对临界切力速度及风蚀的影响

在干旱半干早地区风蚀是一个严重的问题,特别是在砂土和砂上耕作种植作物的地区更是如此。土表留残茬能减少风蚀,但是在干旱半干旱地区作物残茬很少,有些又用于饲料,燃料等,不能满足要求。由于风蚀的分拣作用能使粉粘粒随风移动,砂粒含量增高引起很大的风蚀,因此,风蚀对砂土危害就更大。     

风蚀地区的保护性耕作探讨--以河北坝上地区为例

通过对河北省坝上地区农田风蚀的监测与分析,认为保护性耕作并不一定非免耕,在结构性差的土壤上适时耕翻也可以起到减降土壤风蚀的效果。     

垄状微地形对近地表空气动力学特征的影响

在旱作农田中,耕作土垄常被用作风蚀控制系统的一部分,但其对近地表风速的影响机制尚不明确。基于此,文中利用风洞实验,测量了不同结构垄状微地形条件下的近地表风速。结果表明：气流通过垄覆盖区域时,在第一行垄周围风速变化最大,之后风速变化逐渐减小,趋于稳定,近地表风速沿风向表现为规律性的波动变化特征。相对于无垄状态,所有垄结构的风速降低率均在33%以上。垄结构不同,对近地表气流的影响机制不同。垄间距较小时,风速廓线形态以两段式为主,垄以粗糙元的形式影响气流;垄间距较大时,垄间风速减弱和恢复的水平距离增加,风速廓线形态以三段式为主,此时垄则起到风障的作用。     

三种不同床面近地层湍流输送特征

为了深入理解土壤风蚀发生机制,利用风洞实验风速廓线资料,采用空气动力学方法,计算了干旱、半干旱地区不同类型地表近地层湍流输送随风速以及地表性质的变化特征.结果表明:地表越粗糙,风速越大,湍流输送越强,且湍流输送强度与地面粗糙元密度有关.     

Interactions between wind and water erosion change sediment yield and particle distribution under simulated conditions

Wind and water erosion are among the most important causes of soil loss, and understanding their interactions is important for estimating soil quality and environmental impacts in regions where both types of erosion occur. We used a wind tunnel and simulated rainfall to study sediment yield, particle-size distribution and the fractal dimension of the sediment particles under wind and water erosion. The experiment was conducted with wind erosion firstly and water erosion thereafter, under three wind speeds(0, 11 and 14 m/s) and three rainfall intensities(60, 80 and 100 mm/h). The results showed that the sediment yield was positively correlated with wind speed and rainfall intensity(P<0.01). Wind erosion exacerbated water erosion and increased sediment yield by 7.25%–38.97% relative to the absence of wind erosion. Wind erosion changed the sediment particle distribution by influencing the micro-topography of the sloping land surface. The clay, silt and sand contents of eroded sediment were also positively correlated with wind speed and rainfall intensity(P<0.01). Wind erosion increased clay and silt contents by 0.35%–19.60% and 5.80%–21.10%, respectively, and decreased sand content by 2.40%–8.33%, relative to the absence of wind erosion. The effect of wind erosion on sediment particles became weaker with increasing rainfall intensities, which was consistent with the variation in sediment yield. However, particle-size distribution was not closely correlated with sediment yield(P>0.05). The fractal dimension of the sediment particles was significantly different under different intensities of water erosion(P<0.05), but no significant difference was found under wind and water erosion. The findings reported in this study implicated that both water and wind erosion should be controlled to reduce their intensifying effects, and the controlling of wind erosion could significantly reduce water erosion in this wind-water erosion crisscross region.     

河北丰宁坝上土地沙漠化现状及其综合整治的研究

河北丰宁坝上的土地沙漠化主要表现在：①旱作农田的土壤风蚀。②缓起伏沙质草场的退化。③河滩低湿草地的退化。④丘陵山地阳坡的侵蚀沙化。综合整治的总方针是加强天然草原植被的合理管护与人工饲草饲料基地建设，建立综合防护林体系。     

耕作地表土块状况及其对近地表风场的影响

为深入理解非可蚀性土块吸收风能、降低侵蚀力的机制,利用野外风速资料,对半干旱区农田传统耕作模式下犁耕、耙耱及抹平等的地表土块大小、土壤表面粗糙度、近地表风速及空气动力学特征进行了研究。结果表明,犁耕后农田土块长、宽、高均在15 cm以上,盖度为27.67%,耙耱、抹平后土块大小和盖度显著降低,抹平地表土块盖度仅为2.13%;土块的破碎导致土壤表面粗糙度降低,近地表风速增大;与犁耕地表比较,耙耱后土壤表面粗糙度降低34%~64%,抹平后降低幅度甚至在90%以上;耙耱抹平后地表以上0.5 m高度内风速显著增大,空气动力学粗糙度由1.1 cm降低至0.05 cm,侵蚀力增强。因此认为,合理选择犁耕、耙耱和抹平的时间对农田风蚀防治有实际意义。     

格尔木地面、低空风场特征分析

利用格尔木地面和探空风速、风向资料,对格尔木风场特征进行分析。得出各季平均风速的日变化较为明显;年内各月之间平均风速变幅不大;大气边界层风速随高度增加而增大;低空风速的垂直变化一日中只有07时平均风速基本上随高度增加而稍有增大。格尔木常年以西风为主导风向,其次是西西北风和南西南风,各风向下的平均风速玫瑰图春、夏、秋、冬及年很相似,均以偏西风最大,偏东风次之。格尔木常年以w为主导风向,其次是wws风和sws。日变化中10～17时为一日中较大时段,20～23时为一日中较小时段。小于1.5m/s和1.5～3.0m/s的风速频率高,风速较大有利污染物的扩散。