两行一带式乔木固沙林带风速流场和防风效果风洞试验

研究在风速为10和15 m·s<'-1>的风洞试验条件下,覆盖度为20%和25%的3种两行一带模式固沙林内的水平和垂直方向的风速变化情况,以期对3种模式的风速流场和防风效果进行比较分析.结果表明:3种配置模式在0.31H高度形成了风影区和风速加速区相互组合的复杂流场结构,覆盖度25%的两行一带模式的防风效果高于覆盖度20%的两行一带模式.3种模式在不同高度的风速变化规律相同,可划分为3层:微变化层(1.54H和2H)、显著变化层(0.46H和0.92H)和稳定变化层(0.06～0.12H)3个层次.3种模式降低风速的效果为:D=4H(H为带间距)L=4 cm(L为行距)模式大于D=5H,L=0.08 m模式和覆盖度20%(D=5H,L=0.04 m),后2种模式相同.     

不同人工林对土壤理化性质的影响

为探讨不同树种、不同密度的人工林对草原土壤养分的影响,本文采用对比实验,针对内蒙古乌兰察布市察哈尔右翼后旗国有土牧尔台林场土壤理化性质进行了室内分析,结果表明：（1）土壤粗粉粒含量中,榆树林带问空地的土壤粒径明显高于杨树带外缘;杨树带使土壤细粘粒含量增加,其他试验区土壤粒径含量相差不明显。（2）高密度榆树林下及草地的土壤有机质要明显高于杨树林下的土壤有机质,但其有机质含量都低于全区非耕地土壤平均水平;杨树林的生长使土壤有机质降低。（3）高密度榆树林下及草地的土壤PH值明显低于杨树及小密度榆树林带的土壤PH值;低密度榆树林与杨树林带外缘使土壤PH值升高。（4）土壤氮、磷、钾含量只有钾含量相对可观,氮、磷含量都处于全区非耕地土壤养分含量较低水平。     

低覆盖度固沙林的乔木分布格局与防风效果

低覆盖度植被是我国干旱、半干旱区经过漫长的自然演替过程逐步发育形成且广泛分布的植被类型.前人研究认为,植被覆盖度达到40％为固定沙地,40％-20％为半固定-半流动沙地.但在实践观察中发现:在低密度（或覆盖度）时,灌丛的水平分布格局对固定流沙和阻止风沙流的作用差异显著.在干旱区、半干旱区,存在着大量天然的乔木疏林,其覆盖度均在低于40％,地表处于半流动状态,而配置成行带式后,即使覆盖度降低到20％时,地面也不会出现风蚀现象.因此,在内蒙古浑善达克沙地,针对覆盖度在20％左右的乔木疏林,同时测定了随机与行带式两种分布格局的防风阻沙效果.结果表明:(1)在不同的对照风速下,行带式配置的林内的相对风速均低于随机分布,其中在200 cm高度处行带式配置的平均相对风速比随机分布的低53.89％,在50 cm高度处低36.82％;(2)行带式林内的水平风速流场变化有一定规律,而随机分布林内风速流场变化主要受树冠在空间的分布影响,变化非常复杂;(3)随机分布的疏林内出现风速超过旷野对照的现象,在50 cm和200 cm的两个观测高度上分别有约27.45％和22.55％的风速测定值超过对照风速,说明出现明显的局部风速“抬升”现象,形成了强的涡流;(4)行带式配置林内的平均地表粗糙度达到1.01 cm,比随机分布的疏林内增大约5倍之多;(5)总体而论,行带式分布格局第1带降低风速的作用最显著,第2带及其以后各带间的风速均比第1带后的风速小,但逐带降低的叠加效益不明显;(6)由于乔木基本（枝下高）没有枝条对风的阻碍,乔木行带式固沙林在迎风面的第1林带的基部有一定的风力“抬升”作用,对林带基部地面产生较强的侵蚀作用,多数第1带树木的根系被侵蚀裸露,过境的风沙流只能在林带后树冠外侧堆积;(7)随机分布林内在许多位置出现了非常低的地表粗糙度,地表粗糙度低的位置基本与风速“抬升”区相吻合,这种“抬升”区形成的强的涡流是疏林内出现风蚀坑的重要因素,这也是浑善达克沙地出现榆树与风蚀坑相间分布的主要原因.     

单一行带式乔木固沙林内风速流场和防风效果风洞实验

文中研究在风速为10m/s和15m/s的风洞实验条件下,覆盖度为20%和25%的两种单行一带模式固沙林内的水平和垂直空间的风速变化情况,达到对两种不同模式的风速流场和防风效果进行比较分析的目的。通过分析可以得出,两种配置模式都形成了风影区和风速加速区相互组合的复杂的水平流场结构。两种模式对垂直空间风速影响相近,根据对不同高度风速的不同影响划分为地表加强层(0.8 cm以下)、微变化层(1.2 cm)、显著变化层(1.6 cm和3 cm)和稳定变化层(6 cm-35 cm)这四个变化层。从距地表1.6 cm高度开始,垂直空间风速变化沿来风方向的风速总体上是逐步减小的趋势,且在林带处会出现一个峰值。总的来讲两种模式降低水平空间和垂直空间风速的效果都相同,但沿林带方向降低水平空间风速的效果有所不同,两种模式降低垂直风速的效果从地表向上都表现出先增加后减少的趋势。     

低郁闭度乔灌混交林防风效果风洞试验研究

通过对均匀分布和行带式分布模式的风洞试验研究,得出2种分布的水平和垂直空间风速的变化存在差异。主要表现在：（1）2种分布模式形成风影区和风速加速区相互组合的复杂水平风速流场结构。均匀分布模式中产生＂狭管增速效益＂,出现了较大面积的三角形风速加速区,而行带式分布模式未形成风速加速区。（2）2种分布模式对风速的影响高度低于20 cm,20 cm以上的风速均为层流运动。均匀分布模式0.4-6cm高度的风速有一定变化,但风速运动方式仍为层流运动;行带式分布模式0.4-6 cm高度的风速变化较大,风速为湍流运动。2种模式末端的风速,行带式分布要低于均匀分布。因而,行带式分布模式乔灌混交林的防风效果高于均匀分布模式。