高立式沙柳沙障防风阻沙效益的研究

本文以库布齐沙漠穿沙公路和神东公司巴图塔沙柳基地为试验区,对高立式沙柳沙障风速和输沙量进行了野外观测,根据调查和观测资料,利用surfer(8.8)软件作出高立式沙柳沙障体系内外的风速流场图,并运用粗糙度(Z0)为物理参数对沙柳沙障的防风效益和阻沙作用进行了系统的研究分析。结果表明:复式带状高立式沙柳沙障体系内外风速变化较明显,2m高风速呈现出在防沙体系的带前增强,带内平缓,带后减弱的趋势,而0.5m高度的风速在防沙体系内更趋向于平缓而稳定的变化;障前4H~10H范围内下垫面粗糙度变化不大,障间粗糙度明显增大,障后3H~4H处的粗糙度比障间粗糙度降低了72%;当旷野风速大于起沙风速时,复式带状沙柳沙障防护体系内外,风速比(V2m/V0.5m)与输沙量的关系呈对数函数;无高立式沙柳沙障存在时,风沙流甚至直接威胁路面,沙丘移动具有前进、后退、又前进,随风向的变化往复式移动的特点。     

新型生物可降解PLA沙障与传统草方格沙障防风效益

为了解新型材料生物可降解聚乳酸纤维(PLA)沙障防风效益,通过测定PLA沙障样地内不同高度风速,分别研究1 m×1 m、2 m×2 m、3 m×3 m规格PLA沙障防风效能、地表粗糙度与风速廓线特征,同时以相同坡位同种规格的传统半隐蔽式麦草沙障样地和流动沙丘为对照,对比研究了PLA沙障与传统麦草沙障的防风效益。结果表明,新型生物可降解PLA沙障防风效能显著大于麦草沙障,2种类型沙障最大差值可达10.3%,2种材料沙障不同规格防护效果为1 m×1 m规格较其他2种规格更好;2种材料沙障增加地表粗糙度表现为PLA沙障麦草沙障流动沙丘,且均随规格增大呈逐渐下降趋势,在相同地形条件下,PLA沙障地表粗糙度均值为麦草沙障的1.4倍;2种材料沙障在迎风坡坡底、坡中、坡顶及背风坡4种地形下地表粗糙度差异不明显,其地表粗糙度均值为0.7 cm;1 m×1 m规格的PLA方格沙障和麦草沙障内的风速廓线曲线呈现“S”型曲线特征,而在2 m×2 m和3 m×3 m规格的2种材料沙障内,风速廓线与对照裸沙丘相似,其风速廓线均呈指数函数分布。随着沙障规格的增大,降低风速作用减弱,其风速廓线逐渐由“S”型趋向于指数函数曲线。      

沙袋沙障对沙地公路路域生态系统的影响

【目的】研究不同规格沙袋沙障对浑善达克沙地的防风固沙效益、土壤改良以及植被恢复的作用。【方法】在浑善达克沙地布设1.0m×1.0m、1.5m×1.5m、2.0m×2.0m3种沙袋沙障,并设置对照样地,每块样地均为20m×20m。从地表风速、土壤理化性质、地表植被组成和群落丰富度等方面对沙袋沙障的防风固沙效益进行7a的研究。【结果】布设1.0m×1.0m、1.5m×1.5m、2.0m×2.0m沙障的样地比对照样地的地表粗糙度分别提高了116倍、62.17倍、12.83倍,而植被盖度分别增加了12.3倍、9.5倍、5.39倍,Shannon-Wiener指数(H)与群落丰富度指数(IMA)明显增大。【结论】1.0m×1.0m的沙袋沙障综合防护效益最佳,1.5m×1.5m和2.0m×2.0m沙障的防护效果稍差,在7a中土壤的理化性质逐年提高,地表粗糙度先增大后减小。     

多边形草沙障防风效果研究

为了解正三角形、正方形和正六边形格状草沙障的防风固沙能力,通过测定沙障样地内不同高度风速,针对单个网格面积为1 m2的3种沙障,对沙障的防风效能、风速廓线特征和地表粗糙度进行研究。结果表明,正三角形和正六边形沙障的防风效能显著大于正方形沙障。高度为0.2 m时,正方形沙障的防风效能比三角形和六边形沙障分别低12%和8%,高度为0.3 m时,分别低11%和10%。0.2~0.3 m高度范围内,三角形沙障和六边形沙障的防风效能差异不显著。风速小于6 m/s时,地表粗糙度随风速变化接近线性变化规律。裸露地表 1 m高处,风速为4 m/s时,裸露地表粗糙度为0.166 cm,三角形沙障、正方形沙障和六边形沙障的地表粗糙度分别为11.5、9.3和10.4 cm,分别为裸露地表粗糙度的69.3、56和62.7倍。三角形沙障的地表粗糙度比正方形沙障和六边形沙障的地表粗糙度分别高23.7%和10.5%。铺设三角形沙障的地表粗糙度最大。      

浑善达克沙地黄柳活沙障防风固沙效益的研究

通过锡林郭勒盟多伦县大骆驼厂村境内浑善达克沙地不同规格黄柳活沙障内风速和积沙量的野外观测,并不同规格黄柳活沙障对风速的降低效果、地面粗糙度(Z0)和积沙量进行了系统的研究分析.结果表明:设置黄柳活沙障2a后,下垫面粗糙度显著增大,风速明显减弱,其顺序为:4m×4m网格沙障>6m×6m网格沙障>间距4m带状沙障>间距6m带状沙障>裸露流沙.当旷野平均风速为5.1m/s时,只有裸露沙地和2个带状沙障内起沙,其它2种规格沙障内都不起沙.     

金塔县不同固沙模式的防风效益观测研究

采用DES梯度风观测系统对金塔县滴灌生物固沙林、砾石沙障、仿真植物沙障和PLA沙障4种固沙模式的风速进行野外观测，分析不同固沙模式的防风效益。结果表明:1）设置沙障可以明显降低风速，风速降低幅度:PLA沙障＞仿真植物沙障＞滴灌生物固沙林＞砾石沙障。2）滴灌生物固沙林下风向林带边缘和中间林带内10～30 cm高度，风速减弱明显；砾石沙障布设在沙丘顶部对风速减弱较在平整地块强。3）地表粗糙度:PLA沙障＞滴灌生物固沙林＞仿真植物沙障＞砾石沙障。本研究为当地生态环境治理和防沙治沙工程提供一定的理论依据和参考价值。     

浑善达克沙地公路防护带防风效应分析

通过对地表粗糙度和植物群落防风效应的测定,结果表明:省际通道上防护带植物群落显著的提高了地表粗糙度,有效的防止了风蚀;大风经过群落阻挡,风能不断下降,风速逐渐降低,防护带群落对沙地公路的防护作用明显.研究发现,群落盖度是影响粗糙度的决定性因素,植物群落防风效应与群落高度、密度有关.     

基于破损规律及植物保存率的沙障选择

机械沙障通过增大地表粗糙度，将近地表风速降至起沙风速以下，从而有效控制沙面颗粒移动，是流动沙区植被恢复前期的重要措施，研究沙障的保存情况对提高机械沙障的治沙效率有重要作用。以铺设在吉兰泰盐湖东北侧流动沙丘上的4种不同规格（0.5 m×0.5 m、1.0 m×1.0 m、1.5 m×1.5 m、2.0 m×2.0 m）的生物可降解聚乳酸纤维（PLA）沙障、麦草沙障为研究对象，对其布设1个风季后沙障破损情况及障内植物保存率进行调查分析。结果表明:1）1.5 m×1.5 m规格机械沙障的破损率在4种规格中较低，其中PLA沙障在背风坡坡中、坡顶的总破损率分别为87.5%、60.71%，麦草沙障为40.28%、83.33%；2）PLA沙障在背风坡坡中破损以全埋为主，在0.5 m×0.5 m规格达到100%，麦草沙障在坡顶破损程度较大，在2.0 m×2.0 m规格达到100%；3）2年生梭梭在1.0 m×1.0 m规格机械沙障内的保存率较高。结合当地实际情况，在布设机械沙障时，选择1.0 m×1.0 m或1.5 m×1.5 m规格的PLA沙障为宜。     

冀北沙漠化土地黄柳生物沙障防风阻沙与土壤改良效益分析

流沙固定及土壤改良是冀北沙漠化土地植被恢复与重建技术体系的关键环节之一。本研究通过对冀北沙漠化土地黄柳生物沙障内与裸露沙地的风速、积沙量及土壤理化性质的观测分析,研究了黄柳生物沙障的防风阻沙效益及土壤改良效益。结果表明:黄柳沙障后1 m,0.5 m高度处的防风效能为28.69%,黄柳沙障内下垫面粗糙度为裸露沙地的4.5倍,黄柳基部积沙量为0.09 m3。黄柳沙障内0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm土壤极粗砂粒(1.0 mm)含量分别比裸露沙地减少了92.84%、95.38%、82.85%,细砂粒(0.25~0.1 mm)含量则分别比裸露沙地增加了57.09%、44.93%、46.37%,土壤非毛管孔隙度较裸露沙地提高了24.85%、41.30%、22.86%。黄柳沙障内表层土壤有机质含量、微生物总量分别比裸露沙地高出30.93%、54.54%,沙障内土壤酶活性亦有增强,其中过氧化氢酶活性变化明显,其活性在0~40 cm土层比裸露沙地高出37.69%。     

乌兰布和沙漠东北部麦草沙障防风固沙效果研究

机械沙障是主要的固沙措施,也是生物治沙的前提。以乌兰布和沙漠东北部流动沙丘为研究对象,在沙丘迎风坡布设了3种不同规格(1m×1m、1. 5m×1. 5m、3m×3m)的麦草沙障,并测定了麦草沙障铺设前、后沙丘不同部位不同高度处的风速、输沙量。结果表明:流动沙丘铺设麦草沙障后,地表粗糙度显著增加; 3种不同规格(1m×1m、1. 5m×1. 5m、3m×3m)的麦草沙障对沙丘地表粗糙度改变程度不同,障格越小粗糙度改变越明显;综合考虑固沙效果和铺设成本,建议研究区应以1. 5m×1. 5m的麦草障格为宜;与裸沙丘相比,铺设麦草沙障后相对输沙量在0～4cm层减少,特别是0～2cm层更为显著,在4～30cm层内增多。     

浑善达克沙地公路固沙带防沙效益分析

通过对浑善达克沙地固沙带风速、输沙量的测定,分析了固沙带内的风速、下垫面性质的变化以及风沙流结构特征,进一步阐明了固沙带的防护效益和设计合理性。结果表明,浑善达克沙地的固沙带是公路沿线两侧形成植物能够适时发芽、生长的前期保护带,使公路沿线两侧植物最终能形成稳定的植物群落,是防护体系中实现持久生态防护的重要功能带。     

浑善达克沙地防风固沙林及围栏封育效益分析——以正蓝旗项目区为例

本文以浑善达克沙地的腹地--正蓝旗境内沙漠化研究为例,分析了防风固沙林带和围栏封育对风速、植被、土壤理化性质以及养分变化的影响.结果表明,浑善达克沙地防风固沙林体系建设巳经形成,显示出应有的作用.封沙育草是促进天然植被恢复,提高沙地生产能力,加速沙区草地建设的有效途径之一.     

沙柳沙障对土壤水分和养分的影响

[目的]为了更好地防风固沙,防治荒漠化。[方法]通过对达拉特旗七里沙沙柳（Salix psammophilaC．）沙障的实地调查研究,系统分析沙柳沙障对土壤水分和养分的影响。[结果]沙柳沙障对土壤含水量有极显著影响,死沙障土壤含水量较高,成活沙障土壤含水量低;沙柳沙障对土壤全氮含量有影响,成活沙障沙丘影响极显著,死沙障沙丘影响不显著,土壤全氮含量以成活沙障沙丘最高,另外2个沙丘全氮含量差别不大,没有明显规律性;沙柳沙障对土壤全磷含量有影响,但均不显著,土壤全磷含量以成活沙障沙丘最高,死沙障沙丘全磷含量最少;沙柳沙障对土壤全钾含量有极显著影响,土壤全钾含量以死沙障沙丘含量最高,裸沙地沙丘全钾含量最少;沙柳沙障对土壤有机质含量有影响,成活沙障影响显著,死沙障影响不显著,土壤有机质含量以死沙障沙丘为最高,成活沙障沙丘有机质含量最少。[结论]该研究可为今后沙柳沙障的设立提供依据。     

浑善达克沙地黄柳的繁殖更新与综合效益分析

黄柳（Salix gordejevii） 是分布于浑善达克沙地的主要固沙植物.本文以黄柳为研究对象,进行了不同沙丘类型上不同规格、不同季节、不同扦插方法、不同扦插密度的扦插实验,结果表明：不同扦插规格以70cm插穗长度为宜,但在丘间低地50cm插穗也可;不同扦插方法以垂直扦插效果最好,U形扦插最差;小密度扦插的成活率高于大密度扦插的成活率;春季扦插效果优于秋季扦插效果;丘间低地成活率略高于流动、半流动沙丘,但其插条的高生长、径生长及根系生长量均小于后者.多年的调查表明,黄柳扦插后第4年生长量开始下降,生物量减少,生长量呈退化趋势.为此,可于扦插黄柳的第4年进行平茬,并以3a为轮伐期进行平茬复壮更新.扦插黄柳不仅可以固定流沙、降低风速,而且还可通过多种方式与途径提高农牧民的经济收入和社会效益,达到生态、经济与社会效益多赢的目的.     

风场及光伏电场配置对阵列风沙结构影响的模拟分析

以对比分析不同风场及电站配置模式下光伏阵列对风沙输移的影响差异为研究目的,通过风洞模拟实验对不同风速、风向、电站阵列行距及是否布设麦草沙障时阵列在0~50 cm内的输沙情况进行分析,并对风沙流结构进行了探讨。结果表明:1)在0~50 cm高度范围内,阵列模型的输沙率与风速大小呈正比,与集沙高度呈反比,3个试验风速下输沙率均以多项式拟合关系最佳;2)当风向为南风时阵列输沙率及其风沙流结构特征值(λ)最高,南风(180°)、东北风(45°)、西北风(315°)的输沙最佳拟合函数分别为多项式函数、对数函数和指数函数;3)当阵列行距为20 cm时(以野外电场为原型等比例缩小值)阵列输沙率最高;4)当阵列前端布设麦草沙障后阵列风沙流结构特征值(λ)为1.75,即此时风沙流呈不饱和状态,具有挟沙能力。      

青藏铁路措那湖沿岸防风固沙工程效益

青藏铁路格拉段北起青海省格尔木,基本沿青藏公路南行抵至拉萨市,线路全长1140km。铁路沿线遭受轻度以上风力侵蚀的线路长约260km,风蚀严重影响着铁路的安全运营。以西藏安多县境内措那湖沿岸布设的以高立式沙障、石方格沙障、碎石压沙措施相结合的综合防风固沙体系为研究对象,对其降低风速和输沙量的特征进行了研究。结果表明:位于风沙流活动前沿的高立式沙障具有显著的降低输沙率和风速的功效,和对照区相比,第1、2,第2、3排高立式沙障中间的输沙率分别降低了72.00%和99.30%;障后的风速降幅也较大,第1排沙障后降低风速的范围为35.54%～92.82%,第2排沙障后降低风速的范围为8.66%～92.98%,第3排沙障后降低风速的范围为26.84%～90.13%。高立式沙障障后不同距离的石方格和碎石压沙防护区的输沙率降幅更大,在距离第3排高立式沙障50和150m处石方格沙障区,其输沙率分别是0.59%和0.24%。距离第3排高立式沙障100和200m处的碎石压沙区,其输沙率分别是0.53%和0.25%。