PLA沙障在荒漠化防治中的应用综述

沙障作为一种功能独特、经济实用、效果显著的工程治沙措施,在防治土地荒漠化过程中发挥了重要作用,对于沙障的研究也取得了突破性的成果。相比于其它传统沙障,聚乳酸纤维(PLA)沙障作为21世纪具有广阔发展前景的新型环保治沙材料,已经开始应用到荒漠化防治工作中。结合传统沙障的应用特点及其在防沙治沙工作中存在的缺陷,针对机械沙障的设置技术、防风固沙、对沙区土壤的改良及对植被恢复影响方面进行了综述,并结合新型环保材料聚乳酸(PLA)纤维沙障的防护效益和经济成本,对比分析了PLA沙障在防沙治沙中的优越性及其在应用过程中存在的问题,对PLA沙障的后期研究作出展望。     

杭锦旗穿沙公路综合防沙技术及其效益的研究

本文介绍了杭锦旗穿沙公路沿线的综合防沙技术措施。根据防沙目的，在公路两侧５００ｍ 内设置了机械沙障，并配套进行了生物措施治理。分析表明，流沙得到控制，防沙效果明显，且取得了较好的经济效益、生态效益、社会效益。同时也指出了综合防沙措施中的一些问题。     

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。     

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。     

民勤防沙治沙新技术和新材料试验研究

通过固沙植物材料选育和新型机械沙障的研制开展民勤防沙治沙新技术、新材料研究,结果表明:①民勤梭梭(Haloxylon ammodendron)种源种子质量好,育苗造林成活率高,生长良好,苗木耐盐性较强,可作为民勤沙区固沙造林首选的种源梭梭材料;②固沙小灌木沙蒿(Artemisia arenaria)种子萌发期抗旱性较强,沙土出苗率最高,是沙区飞播造林较为理想的固沙伴生植物新材料;③研发的棉杆沙障具有良好的防风固沙效果,且沙障就地取材、无污染,设置形式灵活多样,可根据需要制成不同结构和规格的沙障进行设置.因此,棉杆沙障以其独有的特性成为干旱区工程治沙措施的有力补充.     

流沙沙障防护效益研究

分析了沙珠玉地区流沙上的机械及生物沙障设置方法及其效果，指出机械或生物沙障的设置是改变流沙地区生态环境的前提和基础，不同的沙障设置技术在改变地面粗糙度、水分状况等方面具有不同的效果。     

不同沙障的作用及对周围治沙的影响——以民勤县青土湖重点风沙口为例

[目的]评价不同材料、不同模式沙障的固沙效益,为青土湖的治理提供建议。[方法]通过在风沙口设置不同材料、不同模式的沙障,监测分析不同类型的沙障在不同风力条件下的固沙效果、保存年限等。[结果]麦草网格沙障利用价值最高,表现在积沙能力强、成本低廉、使用寿命长。其成本类同于粘土沙障,棉花秆、芨芨草低立式沙障、土工编织袋沙障、高分子固沙剂沙障、沥青沙障、生态垫沙障、尼龙网沙障积沙能力明显,实用价值较高,但由于造价昂贵,限制了其推广应用。[结论]青土湖地形复杂,流动沙丘一般以沙垅、新月形沙丘出现,高度在3～15m,在沙丘的不同部位应设置不同的沙障组合,以实现沙障整体功能最大化。同时,根据各沙障的优缺点安排所处的位置,以充分调动其固沙潜力。     

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。     

栅栏式棉秆沙障的防风固沙效益研究

通过对孔隙度为40%的栅栏式棉秆沙障内风速和风蚀风积量的观测,发现栅栏式棉秆沙障不仅可以减弱风速,而且还有很好的固沙效果.在格状沙障内,风速的降低率最大可达32%.受主风向的影响,栅栏式棉秆沙障可形成与草方格沙障不同的跨障式凹曲面,沙障内积沙的最高点不在沙障部位,因此降低了沙障被沙埋的程度,延长了沙障的寿命,提高了防风固沙的效益.     

防沙治沙造林技术

随着人们在防沙治沙的过程中不断的研究与积累经验,防治治沙造林也应根据不同的沙区类型、气候和立地条件,选择着适宜的栽种植物品种和固沙技术。从飞播造林、容器苗固沙造林、大苗深植、"六位一体"栽植、扦插倒坑、高杆造林、沙地直播、设立沙障等技术对防沙治沙造林技术进行介绍,与广大业内人士交流共享。     

防沙治沙造林技术

随着人们在防沙治沙的过程中不断的研究与积累经验,防治治沙造林也应根据不同的沙区类型、气候和立地条件,选择着适宜的栽种植物品种和固沙技术。从飞播造林、容器苗固沙造林、大苗深植、“六位一体”栽植、扦插倒坑、高杆造林、沙地直播、设立沙障等技术对防沙治沙造林技术进行介绍,与广大业内人士交流共享。     

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。      

沙漠油田钻井平台防风治沙试验模拟

该文针对沙漠油田开发中钻井平台所遇到的风沙危害状况，对４种透风系数、３类（１２种）机械沙障进行不同条件下的实验模拟．从中可以看出：①机械沙障是一种有效的防风固沙措施，可广泛地用于沙漠地区油田开发中；②在石油钻井平台周围，以防风为主的条件下可以使用Ａ类沙障，如既考虑防风而又防止积沙时（在石油钻井平台周围，考虑工人施工时防风效果，而又防止积沙埋没石油钻井平台），可根据实际情况采用Ｂ类或Ｃ类沙障；③所选沙障的具体透风系数可根据防护对象的实际情况，结合当地气候条件因害设防     

防沙治沙造林技术的应用

本文主要从战略和战术治沙两方面对于治沙防沙技术进行阐述,介绍了飞播造林技术在防沙中的应用,樟子松育苗针阔、灌木造林技术的应用,战术性治沙技术中的一封二障三栽种技术。     

沙柳沙障对土壤理化性质的影响

本试验于2005年在达拉特旗测定了设置沙柳沙障的沙丘和对照样地(未设沙障)的土壤机械组成、有机质、全氮、全磷、全钾、酸碱度等理化指标,对比分析沙柳沙障对土壤理化性质的影响。结果表明:设置沙柳沙障的沙丘表层细沙含量比对照样地提高15.1%、粘粒提高18.3%、粉沙含量是对照地的1.8倍,说明设置沙柳沙障能够增加沙丘表层细颗粒含量,有效控制地表粗化。设置沙柳沙障后沙丘土壤有机质含量是对照地的1.78倍,全氮含量是对照地的1.97倍,全磷含量是对照地的1.64倍,全钾含量是对照地的1.14倍,说明设置沙柳沙障能够改善沙丘土壤的养分状况。     

民勤绿洲外围不同下垫面条件下风沙流流量的观测

对民勤绿洲外围特定环境背景条件下无盖度流动沙丘、白刺平坦砾质沙地、白刺沙包、梭梭林地、麦草沙障、尼龙网沙障以及粘土沙障的风沙流流量进行了实地观测和对比研究.结果表明.无盖度流动沙丘扣白刺平坦砾质沙地上风速(v)与0～50 cm输沙率Q(g·cm-1·min-1)之间的数学关系曲线都遵循幂函数曲线(p=avb),它们的风沙流总流量分布均为沙丘顶部>沙丘中部>沙丘底部;白刺沙包从全年度风沙流总流量来看:Q 背风坡底部>Q 迎风坡底部>Q 顶部,且白刺沙包上白刺的盖度对风沙流流量影响显著;从防风固沙的效果来看,尼龙网沙障的防沙能力最好,麦草沙障次之,粘土沙障最弱;在梭梭林地上,随着疏透度的增大.风沙流流量成多项式0=1 992L2-6 522.7L+5 914.3(R2=0.976 7)或指数函数Q=412.38e0.7877L(R2=0.912 7)递增;从测定的全年度风沙流总流量看,无盖度流动沙丘>白刺平坦砾质沙地>梭梭林>白刺包>粘土沙障.     

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。     

煮沸处理对PLA沙障物理性能的影响

本文通过对PLA沙障进行煮沸处理,采用数字图像处理技术计算了煮沸后的PLA沙障织物的线圈大小,同时又通过单纱拉伸试验测定了其力学性能的变化情况,以研究煮沸处理对PLA沙障物理性能的影响.结果表明,煮沸处理能够显著减小PLA沙障的线圈直径.在5min内煮沸时间越长,PLA沙障线圈直径越小,不同煮沸时间的PLA沙障线圈直径在5％水平差异显著.5min内不同时间的煮沸处理使PLA沙障的力学性能稍有下降,但在5％水平差异不显著.在实验地铺设PLA沙障前,基于最短的煮沸时间,建议将沙障在100℃沸水中煮沸1.5分钟,可以使得纺织针变的更加紧密,不容易漏沙,而对其物理和化学性质没有任何改变.     

共和县不同沙障治沙效果分析

在共和县沙丘的迎风坡分别设置塑料网沙障、沙袋沙障、麦草沙障，观测各沙障内不同高度的输沙量、风蚀深度、蚀积率以及沙障破损量。分析结果表明塑料网沙障集沙量最大，占总输沙率的34.7%，沙袋沙障集沙量大于塑料沙障；沙袋沙障的破损率最大，达到13.3%，麦草沙障的破损率高于塑料网沙障破损率。本实验比较分析各项沙障措施对治沙效果的影响，以期能为治沙的对策提供科学的依据。