乌兰布和沙漠新月形沙丘迎风坡风速变化的初步研究

对乌兰布和沙漠新月形沙丘表面风速的野外观测结果表明,沙丘迎风坡气流加速量主要和沙丘坡面形态、迎风坡前来流风速有关,迎风坡风速放大率介于1.02~1.59之间。近地面风速和输沙强度由坡脚至丘顶总体呈递增趋势,丘顶风速和输沙率最大,到背风坡因涡流作用,风速由丘顶至坡脚减小,输沙率锐减,相对于丘顶的风速率变化在0.17~0.49之间。由于输沙率与起沙风速的立方成正比,因而风速在迎风坡上向丘顶增加时,丘顶区域的输沙率(相对于坡脚)将成倍增加。     

黄土高原水蚀风蚀交错带坡耕地土壤风蚀特征

黄土高原水蚀风蚀交错带受风力及水力共同作用,是世界上土壤侵蚀最严重区域之一。研究通过选取神木县六道沟流域迎风坡和背风坡4块坡耕地,所选样地进行留茬和翻耕处理,利用~7Be示踪技术测试表层土壤样品(0—20 mm),估算土壤风蚀速率,以期阐明坡面风蚀速率空间分布特征,明确有效防治风蚀的农田耕作措施。结果表明:迎风坡风蚀速率显著高于背风坡(p0.05),留茬可显著减少坡面风蚀速率(p0.05),迎风坡翻耕地、迎风坡留茬地、背风坡翻耕地和背风坡留茬地平均风蚀速率分别为778.2,388.4,78.5,4.7 t/(km~2·a)。风蚀速率沿坡面由上而下均呈现递减趋势,且留茬地更为显著。4块样地风蚀速率等值线的局部形变显示了坡面的微地貌变化,其中以留茬地更为明显且出现高侵蚀中心和沉积中心。因此,为有效防治该区域的土壤风蚀,建议采取秋收后留茬、春季播种前翻耕的方式,并根据坡向和作物类型等调整留茬高度。     

古尔班通古特沙漠半固定沙垄表面风速变化规律研究

于2007年春季(风季),利用DETI可移动测风系统对古尔班通古特沙漠半固定沙垄进行实地观测,系统研究沙垄表面2m高度气流速度变化规律,发现坡脚风速、入射角和坡面形态对其有显著影响。在大气呈中性稳定的条件下,风速由迎风坡脚至丘顶逐渐加速,在垄顶达到最大,至背风坡的中上部剧烈降低,此后又逐渐恢复。垄顶风速随坡脚风速的增大而线性增大。在相同风速条件下,大角度入射时迎风坡的风速增加幅度和背风坡的风速降低幅度均明显高于小角度入射的情形,可见入射角的大小控制着沙垄表面风速的变化幅度。地形对风速变化的影响在于,在缓而长的坡面上,迎风坡风速放大率较短而陡的坡面要大,当短而陡的坡面作为背风坡时,风速的降低则较缓长的坡面更为剧烈。对古尔班通古特沙漠半固定沙垄表面风流速度变化规律进行研究,将有助于理解半固定沙垄表面的蚀积过程和动态,为科学防沙治沙提供理论依据。     

神府矿区束鸡沟流域的侵蚀类型和强度研究

束鸡沟流域属于典型的风蚀交错地区，风蚀分布普遍，水蚀主要分布在沟谷,风蚀，水蚀，重力侵蚀在空间上相互重叠，具有多种侵蚀营力复合侵蚀的特点，流域具有较大的潜在侵蚀能力，流域输沙量主要来自谷坡泻沙和沟蚀，占输沙总量的70％以上，控制侵蚀产沙的难度大，其关键是沟谷治理（包括坡面沟蚀）。     

沙柳沙障内植被恢复影响因子探究

以神东矿区宝勒高水库保护区为研究区域,通过野外调查和统计分析,对不同规格、不同坡位沙柳沙障内植被恢复情况、沙障破损情况、植被生长与沙障关系进行了详细调查,以研究影响沙柳沙障植被恢复的几个主要因子。结果表明:2 m×2 m规格的沙柳沙障最利于植被恢复;沙丘背风坡在降水较好的条件下利于先锋植物种生长,而迎风坡则表现为更利于植被的恢复及演替;背风坡沙障破损较迎风坡严重,每一障格四条边破损度依次为迎下>迎上>顺左>顺右;植被生长对沙障有明显的依附作用,障格中间不利于种子停留和植株生长,在沙丘迎风坡,顺风边植株数量和高度均略高于迎风边,而到了沙丘背风坡,迎风边植株数量和高度都高于顺风边;风力是影响迎风坡植被恢复的主要因子,坡度则是背风坡植被恢复的主要影响因子。     

横断山区北段山地土壤基本属性的坡向分异

研究了横断山区北段金沙江以东雀儿山至二郎山等山地土壤属性的坡向性分异规律。结果表明,山地迎风坡由于水分条件优于背风坡,其土壤的生物积累和盐基风化淋溶一般强于背风坡,主要表现在迎风坡土壤的有机质和全氮含量、表层土壤全磷含量、阳离子交换量和速效钾含量高于背风坡土壤;迎风坡土壤的pH、盐基饱和度和基带土壤的钙化及碱性化程度低于背风坡土壤。这种分异在水平方向上,二郎山最为显著,由此向西至雀儿山随季风势力的减弱而减小;在垂直方向上,一般在山麓基带土壤最为明显,沿山体向上至山脊,两坡间的差异逐渐减小甚至趋同。山地迎风坡与背风坡土壤属性的分异,主要源于气候水分因素,有别于主要源于气候热量因素的垂直地带分异,同时也不同于山地土壤属性的阴阳坡分异。     

辽西北地区风力侵蚀过程分析

辽西北地区土壤沙漠化形成的主要原因是土壤风蚀,为了定量评价辽西北沙化土壤在风力作用下的侵蚀状况,研究采用埋钎法,观测风速与土壤剥蚀深度及堆积厚度的关系。研究得出固定沙丘和流动沙丘的土壤剥蚀深度均随着风速的加大而增加;流动沙丘和固定沙丘,随着风速的加大,背风坡的坡中与坡脚的土壤堆积厚度均有不同程度的增加,而由于风力的剥蚀作用,坡顶的堆积厚度与风速呈负相关;一年内观测到的流动沙丘,半流动沙丘,固定沙丘的平均风蚀强度分别为167.9,57.8,4.2 mm/d。     

斜插板式沙障插板倾角影响下风沙流特征的数值模拟

[目的] 优化既有沙障的结构形式，以发挥最大挡沙功效，揭示铁路沿线斜插板式沙障的风沙流特征和规律，为风沙灾害防治提供相关的设计参考和科学依据。[方法] 基于欧拉双流体非定常模型对具有不同插板倾角（15°，30°，45°和60°）但孔隙率均为30%的斜插板式沙障进行数值模拟。[结果] ①随插板倾角逐渐增大，沙障迎风侧减速区范围无明显变化，上方加速区和背风侧涡流区范围逐渐增大，迎风侧气流向下弯曲运动的趋势逐渐增强，背风侧向上运动的气流与水平风向夹角逐渐增大。②不同风速下，4种斜插板式沙障周围风速均呈“U”型分布，对同一风速而言，背风侧涡流区内风速极小值与插板倾角呈负相关。[结论] 随插板倾角逐渐增大，沙障迎风侧积沙量逐渐增多，背风侧整体积沙量逐渐减少但背风侧1 H范围内积沙量逐渐增多，背风侧主要积沙分布范围与沙障之间的距离逐渐增大。     

农牧交错带土地利用类型对土壤风蚀的影响

[目的]研究农牧交错带不同土地利用类型对土壤风蚀的影响,为干旱沙区土地资源的合理利用及经营耕作提供科学依据。[方法]通过气象资料和野外风蚀试验,分析该区不同土地利用方式下的土壤风蚀状况。[结果]不同土地利用类型对土壤风蚀的影响显著,在不同利用类型的人工草地中羊草地较苜蓿地减蚀效果显著,天然草地中滨草地减蚀效果优于蒿草地,人工草地较天然草地显著降低土壤风蚀量。农田用地中耕翻地土壤风蚀量最高,未留茬免耕玉米地较耕翻地风蚀量减少46.7%~48.6%;作物留茬地土壤减蚀效果显著,且留茬作物不同,减蚀效果差异明显,玉米留茬较耕翻地风蚀量减少了58.1%~63.5%,荞麦留茬较耕翻地减蚀率为50.5%~54.6%。在不同地形坡地中迎风坡风蚀量高于背风坡3.12~3.73倍。[结论]应在该地区适宜增加人工草地种植面积,减少冬春季节耕翻地面积,减少迎风坡土地的开垦利用,在冬春季节采取地表覆盖或者作物收获后留茬的保护措施,以降低土壤风蚀程度。     

流动沙丘不同部位风蚀积沙特征研究

[目的]探究和利用流动沙丘各部位的风蚀积沙规律,为提升固沙技术措施提供依据。[方法]在典型新月型沙丘上设置3台光电子式积雪深度测定仪观测流动沙丘不同部位的风蚀和积沙规律。[结果]在特定风速下落沙坡随着起沙风速变化其积沙深度由1cm逐渐增加到12cm,并在起沙风速下降时形成一个强烈的积沙过程;迎风坡在起沙风速时处于最大的风蚀状态,并随风速变化形成一个由强风蚀到弱风蚀的转变过程;沙丘顶部在临近起沙风速时处于风蚀过程,并随起沙风速的逐渐增加又处于积沙过程。此外,流动沙丘迎风坡在12月至翌年5月间净风蚀深度月均值约为29.85cm;落沙坡在12月至翌6月间积沙深度月均值净增加139.5cm;而沙丘顶部在3—11月为风蚀发生期,平均风蚀深度变化值为27.3cm,12月至翌年3月为积沙发生期,平均积沙深度变化值为29.47cm。[结论]风速对流动沙丘不同部位风蚀积沙特征变化具有重要影响,而且不同部位风蚀积沙程度存在明显差异。     

PLA沙障对土壤硬度的影响

 为了解新材料聚酯纤维(PLA)沙障对沙丘土壤硬度的影响,通过测定铺设PLA沙障沙丘表层的土壤硬度,并以铺设麦草沙障沙丘及裸沙丘为对照,对比研究各种规格、迎风坡、坡顶及背风坡土壤硬度的差异。结果表明:铺设PLA沙障沙丘表层土壤硬度显著高于麦草沙障沙丘(P<0.001),且2者土壤硬度均显著高于未铺设沙障的裸沙丘(P<0.001);2 m×2 m和1 m×1 m PLA沙障土壤硬度比较接近,均显著小于3 m×3m规格的(P<0.01),而麦草沙障3种规格的土壤硬度差异较小;2种沙障所在沙丘不同部位土壤硬度变化趋势相似,均是迎风坡的最大,坡顶次之,背风坡的最小;PLA沙障及麦草沙障单个障格内的土壤硬度分布都是不均匀的,并且二者的土壤硬度分布规律存在差异。     

片沙覆盖的黄土丘陵区土壤水蚀过程研究

在片沙覆盖的黄土丘陵区,由于恶劣的自然环境及松散的表组成特质,土壤的水蚀过程显地不同于典型的黄土丘陵区,通过在神木县六道沟实验基地典型坡段的人工降雨模拟试验,揭示出一些土壤水蚀过程的特殊机理,（1）有片沙覆盖的斜坡小区,径流量少,但径流含沙率大,坡沟的形成过程是,垂直渗流一坡地潜流－崩塌,（2)估沙黄土斜坡小区,每年春末夏初降雨的强度及降雨量是决定坡面产沙量的关键因素,（3）该区坡沟系统的形成发育是风沙沉积,风蚀与水蚀交替作用的结果。     

聚乳酸纤维沙障对表层土壤含水量的影响

在乌兰布和沙漠西南缘选择大小、走向相近的裸沙丘分别铺设聚乳酸纤维( PLA)沙障与麦草沙障,设计规格为1m×1m、2m×2m、3m×3m.从2008年开始连续3年对2种沙障不同规格、不同坡位表层土壤含水量进行测定,同时以未铺设任何沙障的裸沙丘作为对照,比较新型材料PLA沙障与传统沙障麦草沙障对表层土壤含水量的长时间影响.结果表明:1)PLA沙障与麦草沙障以及裸沙丘含水量都随年份的增加而增加,2类沙障含水量增长幅度明显优于裸沙丘;2)就沙障规格而言,长时间保持土壤水分,效果最好的是PLA沙障2m×2m规格:3)在0～10 cm深度,PLA沙障土壤含水量表现为迎风坡＞背风坡＞坡顶,麦草沙障与PLA沙障相反;4)在10～20 cm深度,PLA沙障土壤含水量表现为坡顶＞迎风坡＞背风坡,麦草沙障同样与PLA沙障相反.     

带状高立式沙障防治草地沙化机理的研究

在草地严重沙化后形成的沙丘,且其上设置有不同年龄(2~3a和4~5a)带状高立式芦苇沙障的地段,分别对沙丘不同部位(迎风坡、背风坡和丘间低地)及沙障不同位置(沙障迎风面、背风面和两沙障中间)土壤种子库、土壤有机质含量和土壤机械组成进行了研究,并以同类型未设沙障的地段作对照,深入地对带状高立式沙障防治草地沙化的机理进行了研究。结果表明,在严重沙化草地设置带状高立式沙障,可有效拦截风沙流中所携带的植物种子,丰富土壤种子库,提高土壤有机质含量,使土壤机械组成中,较粗的砂粒含量减少,较细的砂粒含量增加。     

土壤凝结剂沙障固沙机理及流沙控制的研究

对不同浓度和规格的土壤凝结剂沙障进行了风洞模拟实验和野外固结实验,实验结果表明抗风蚀强度以40%浓度处理的固沙模型最强,20%最弱,但30%浓度防风蚀效果较为实用.不同规格沙障以1 m×1 m规格的沙障积沙和抗蚀力最大,2 m×2 m最差.沙丘不同部位沙障的抗蚀力不同,迎风坡受损程度和风蚀率最高.沙障受风蚀率可能还与喷洒时的压力、风速等因素有关.     

锡林郭勒草地景观系统土壤容重空间变异及其与风蚀的关系

[目的]探究锡林郭勒草地在景观尺度上土壤容重空间分布规律及其与风蚀的关系,为有效进行草原风蚀防治提供理论参考。[方法]对锡林郭勒草原不同地形和土地利用条件下土壤容重的空间变异性进行调查分析,主要采用环刀法、吸管法、TOC法测定土壤容重、机械组成和有机碳含量。[结果]锡林郭勒草原土壤容重呈现中等空间变异性;容重随地形变化在轻牧区表现为:迎风坡背风坡平地,而在中牧和重牧区的变化与之相反,且海拔与容重呈负相关性;在同样地形条件下,不同土地利用容重变化规律为:重牧区耕地中牧区轻牧区禁牧区。[结论]研究区土地利用类型是影响容重最主要的因素。容重与风蚀速率呈现明显的负相关性,容重可作为评估本区域风蚀发生与影响强度的一个重要参考指标。     

花棒带状沙障防风固沙试验研究

流沙地迎风坡上部及丘顶为风沙运动强烈区域,在其上种植花棒带作为植物沙障,可使地表粗糙度由0.014cm提高到0.642cm,地表起沙风速由8.8m/s提高到10.1m/s,可改变风沙流输沙率随高度的分布结构.实验测得0～20cm高度范围内风沙流输沙量较流沙地减少了80.2%,小气候及土壤等生态条件明显改善;在沙障带间栽植刺槐,成活率提高了58.4%,且生长情况良好.     

库布齐沙漠南缘光伏电站内表层沉积物粒度特征

以库布齐沙漠南缘光伏电站表土为研究对象,利用激光衍射技术分析研究了地表0~5 cm层沉积物粒度特征,探讨光伏电站对风蚀颗粒粒度的影响。结果表明:光伏电站内沉积物以细砂、中砂为主。光伏电板的阻滞作用使得板下极细砂、细砂含量升高,中砂含量降低。与裸沙丘相比板下与板间分选性变好,板下颗粒细化,板间颗粒粗化,峰态偏离正态,向负偏发展,颗粒频率分布曲线变宽,累积频率曲线依次变陡。光伏电站内迎风方向(东南向西北方向)电板区域沉积物含量波动显著,频率较高,平均粒径较背风方向小,迎主害风方向颗粒出现粗化趋势。背风方向(西南向东北方向)沉积物含量波动频率明显下降,平均粒径较迎风方向大,背风方向颗粒出现细化趋势。北向南方向电板区域沉积物粒径逐渐增大,颗粒出现细化趋势,由光伏电站外缘延至光伏电站内部极细砂、细砂颗粒堆积程度逐渐增大。光伏电站迎风方向沉积物粗粒化现象尤为严重,需要在光伏电站周围、主要在迎风方向建设防护措施,来降低电站内颗粒粗粒化现象以及板间堆积现象的发生程度。     

古尔班通古特沙漠南缘春季沙丘不同部位表层土壤水分空间变异性研究

研究春季沙丘土壤水分含量及其变异特性对沙丘植被建设、防风固沙工程具有重要意义.对4月初古尔班通古特沙漠南缘半固定沙丘迎风坡、背风坡及丘间低地表层土壤水分研究发现,丘间低地土壤含水量(14.86%)远高于迎风坡(7.65%)及背风坡(7.38%);表层土壤水分的变异强弱与土壤含水量高低呈正相关,具体为丘间低地>迎风坡>背风坡,其变异系数分别为0.23,0.15,0.14.迎风坡、背风坡及丘间低地表层土壤水分空间自相关程度高,前两者能很好地拟合为球状模型,后者为指数模型,3者变程差距大,分别为24.32m,8.79m,91.00m.沙丘各部位表层土壤含水量等值线图一方面显示了坡面中部及下部土壤水分总体上高于上部,另一方面也直观体现了各部位表层土壤水分的空间变异性.关链词:半固定沙丘;不同部位;土壤水分;空间变异性     

毛乌素沙地樟子松人工林不同坡向的碳储量及空间分布研究

采样分析了樟子松人工林林木不同器官碳储量、凋落物碳储量及土壤不同土层碳储量,以研究不同坡向樟子松人工林系统碳储量及其空间分布。结果表明:丘间地(Interdune)树木碳密度显著高于背风坡(Leeward)和迎风坡(Windward)(p0.05)。三种立地条件下樟子松各器官碳密度分配分别为:树干碳密度根碳密度枝碳密度叶碳密度,其中丘间地和背风坡林木分配较多的碳同化物给树干生长,迎风破林分则分配较多的同化物给根系生长,说明植物各器官碳含量受坡向的影响。丘间地的凋落物密度与迎风坡没有明显差异,而背风坡显著低于丘间地(p0.05)。整个坡面(0—50cm)土壤有机碳密度丘间地显著高于迎风坡和背风坡,迎风坡与背风坡之间没有显著差异。樟子松林系统总碳密度大小为丘间地(98.86t/hm2)背风坡(72.3t/hm2)迎风坡(51.2t/hm2),其中凋落物占总碳储量的2.8%~3.1%。背风坡和丘间地的土壤碳密度占林分总碳密度的比例低于迎风坡,但林木碳密度占林分总碳密度比例则相反,表明坡向对林分碳储量的空间分布有明显影响。