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。     

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。      

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。     

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。     

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.     

浑善达克沙地公路沙害防治——高立式柳条沙障设置研究

以浑善达克沙地省际通道两侧公路防护带为试验区,黄柳（Salix gordejevii Y.L.Chang et Skv.）和小红柳（Salix microstachya Turcz.）在试验区及浑善达克沙地生长丰富,株高1.6-2.0 m,基经1.0-1.5 cm为自然生长最多的规格,是公路沙害防治中重要的沙障材料。由于柳条沙障类型、高度、规格、疏透度、设置方式等直接影响着工程防沙体系的稳定和防护效益,笔者通过对15、18、21、24、27和15、25、35、45根/m两组不同密度高立式柳条沙障分别于裸沙地和半固定沙地的风速测试,比较防风效益和地表粗糙度,结合防沙工程实践,提出25-30根/m为当地高立式柳条沙障设置的适宜密度。通过对多道高立式柳条沙障风速变化、防风效益和地表粗糙度的分析研究,认为当地高立式柳条沙障间距按上述密度应以4 m为宜,个别特殊位置可调整为2 m,如在风口处。     

低立式格状土工沙障固沙效果研究

通过在鸟兰布和沙漠东南缘,测定规格为1m×1m、孔隙度为15%、25%、35%的格状土工沙障的输沙量、降低风速比率和障内地表蚀积3个指标,综合分析土工沙障的固沙效果.结果表明,与对照相比,孔隙度为15%、25%、35%土工沙障内近地表0cm-10cm的相对含沙量分别降低14.99%、9.O%、14.5%;15%与25%、25%与35%孔隙度的土工沙障防风效应存在极显著差异,15%与35%的防风效应不显著;就防风效应而言,25%孔隙度沙障的防风效应最好,其次为15%,35%孔隙度沙障的防风效应最差;15%和35%孔隙度的沙障固沙稳定性存在显著差异,25%和35%孔隙度的固沙稳定性差异极显著,孔隙度25%和15%的土工沙障固沙稳定性差异不显著,25%与15%孔隙度的土工沙障固沙稳定性较35%的强.     

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。     

硬质地HDPE沙障防风效益的风洞试验

目的研究硬质地HDPE网沙障防风效能。方法按照1:10的比例制作不同高度（1、2和3 cm）、不同边长（10、15和20 cm）、不同孔隙度（0.5和0.6）的硬质地HDPE网沙障模型，通过布设测点模拟出不同配置模式下沙障网格纵截面流场图及风速稳定后沙障网格内水平流场图，并运用地统计学的方法进行空间自相关分析。结果空间自相关分析中18种不同配置模式的沙障有16种符合高斯模型，2种符合球状模型，且所有模型R2均高于0.97，空间相关度小于25%，变程大于测点间距，表明不同沙障网格都具有强烈的空间自相关性，且测点间距合理。气流在通过沙障时可顺畅的从沙障孔隙中穿过，不会造成气流的抬升加速作用，因此障后近地表及沙障上方的风速均低于相同高度处的对照风速。硬质地HDPE沙障防风效能在本研究设置的变量梯度范围内与高度呈正相关关系，与边长和孔隙度呈负相关关系，高度和孔隙度对防风效能的影响较大。结论硬质地HDPE材料性质稳定，不会产生塑性变形，抗老化能力强，且防风效果较好，应用前景较好。      

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。     

毛乌素沙地不同固沙措施下沙丘的移动特征

【目的】研究不同固沙措施下沙丘的治理效果及移动特征.【方法】以Google Earth平台高分辨率遥感影像为基础,选择毛乌素沙地中未经过固沙措施、沿迎风坡进行单圈植被固定、沿迎风坡进行多圈植被固定和生物与非生物沙障相结合的四种固沙措施条件下的新月形沙丘共70座,通过影像测量,并结合研究区风况资料,分析了2002-2010年,不同固沙措施下的新月形沙丘移动的性质、强度以及沙丘移动与高度的变化规律.【结果】研究区起沙风主风向为偏西北风,频率66.4%,受此影响,沙丘向偏东南方向移动;由于植被增加了沙丘表面粗糙度,四种不同类型沙丘的年平均移动速度分别为:流动沙丘(5.4m/a)单圈植被固定沙丘(4.1m/a)多圈植被固定沙丘(1.8m/a)生物与非生物结合固定沙丘(1.0m/a).【结论】随着植被的增加,沙丘移动速度减慢.     

不同设置年限沙障对沙漠土壤理化性质的影响

以库布齐沙漠穿沙公路中段的七里明沙区周围设置7 a与2 a的死沙柳枝沙障沙丘为对象，未设沙障的流动沙丘为对照，采用野外调查与室内试验的方法，研究分析不同设置年限沙柳沙障对沙漠土壤理化性质的影响。结果表明:1）3类沙丘土壤含水量、容重在不同土层、不同高度间存在不同程度的显著差异。随着设置沙障年限的增加，土壤含水量呈增加趋势，土壤容重呈减小趋势。2）不同沙丘碱解N含量，设置7 a沙柳沙障的沙丘含量明显>设置2 a沙柳沙障的沙丘与流动沙丘，且设置7 a沙柳沙障的沙丘不同部位均为0~5 cm土层含量为最高，与设置2 a的沙丘、流动沙丘差异明显；3类沙丘0~5 cm土层，各部位的速效K含量7 a的明显高于设置2 a的沙丘与流动沙丘，且设置7 a的沙丘各部位速效K含量随土层深度增加而降低，设置7 a的沙丘与设置2 a的沙丘的5~10 cm及10~15 cm土层速效K含量较接近。流动沙丘的有效P含量随土层深度增加呈现增加趋势，3类沙丘整体比较，随着设置沙障年限的增加，土壤中有效P含量呈降低趋势。有机质含量在不同土层间无明显变化规律，总体而言不同沙丘的有机质含量为设置7 a的>流动沙丘>设置2 a的。3）在设置2 a沙柳沙障后土壤化学性质才有所改善，随着设置沙障年限增加，改变表层土壤碱解N、速效K含量及空间分布，同时可以有效提高土壤有机质含量。4）3类沙丘土壤理化性质指标的33对相关关系中，有9对达到显著或极显著相关水平。设置沙障后土壤各理化性质指标具有较强的空间异质性，各指标间具有一定的空间自相关现象。     

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。      

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。     

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%。