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。     

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。     

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。      

不同类型麦草沙障在治理流动风沙听 作用对比试验

在流动风沙区设置麦草沙障，是一种速效、简捷的固沙措施，选择具有代表性的风沙危害地带，进行不同类型麦草沙障的对出试验，力求找到自然条件相近风沙区的麦草沙障类型，以达到治理风沙的目的。     

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。     

毛乌素沙地沙柳沙障破损规律与植被恢复的研究

以毛乌素沙地东南缘巴图塔境内的流动沙丘上铺设的沙柳沙障为研究对象,采用野外调查和统计分析相结合的方法,分析了沙柳沙障的破损情况以及沙柳沙障对植被恢复的作用。结果表明:沙柳沙障铺设5 a后破损程度严重,平均破损度达到52.89%,沙丘背风坡的沙柳沙障破损程度较迎风坡严重,同一障格不同障边的破损程度表现为迎风边顺风边;2 m×2 m规格的沙障植被恢复效果优于1 m×1 m规格的沙障,表明在流动沙丘上铺设沙柳沙障能够有效地促进植被恢复,植物多样性与沙障设置年限基本呈正相关关系;风力掏蚀是导致迎风坡沙柳沙障破损的主要影响因子,坡度和压埋是导致背风坡沙柳沙障破损的主要影响因子。     

不同类型麦草沙障在治理流动风沙中的作用对比试验

在流动风沙区设置麦草沙障,是一种速效、简捷的固沙措施,选择具有代表性的风沙危害地带,进行不同类型麦草沙障的对比试验,力求找到自然条件相近风沙区的麦草沙障类型,以达到治理风沙的目的。     

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。     

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。     

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。      

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.     

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%。     

三维激光扫描技术在机械沙障防沙效益评价中的应用研究

将三维激光扫描技术应用于青藏铁路沿线治沙工程的机械沙障防沙效益评价,通过对机械沙障防沙效益评价的重要指标量进行观测,从而证明了应用三维激光扫描技术评价机械沙障防沙效益的可行性.     

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。     

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.     

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%。     

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。      

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.     

策勒绿洲—沙漠过渡带风沙前沿风沙流结构研究

通过对2010年5—11月策勒绿洲—沙漠过渡带流沙前沿50 cm高积沙方口和全方位跃移及全方位蠕移、BNSE集沙系统13个阶段积沙数据进行分析,结合大气象站2 m高同步积沙阶段的平均风速进行分析对比,发现策勒流沙前沿方口积沙仪各高度积沙量随高度分布大部分符合对数、指数和多项式函数分布规律,且拟合程度较好,10 cm和30 cm高度范围的积沙量占总输沙量的百分比分别在23.43%～50.40%和64.30%～83.13%,且分别多集中在40%～50%和80%左右。随着每阶段大于起沙风的平均风速的增大或减小,各积沙仪总输沙率也会总体上呈现相应的增大或减小,二者大致呈正相关关系,积沙仪不同高度不同阶段输沙量的变化除了与风速、地形有很大关系外,通过研究发现每次积沙阶段大于10 mm以上的较大的降雨量将会对积沙仪输沙量和风沙流结构产生一定影响。