我国沙障固沙技术研究进展及展望

利用文献荟萃法,对我国沙障的类型及其固沙技术进行了研究。目前,沙障固沙技术的理论尚有待完善,沙障的规格、材料选取没有相应的规范,沙障固沙体系布局不合理,沙障对沙地生态系统的影响研究不充分,重大工程中的沙障效益评价困难。随着科学技术的不断进步和材料科学的发展,我国沙障治沙技术研究趋势为:(1)重大工程沙障效益评价指标体系研究;(2)在现有沙障设施内,开展沙障—沙生植物—微生物相互作用的研究;(3)防风固沙体系模式的优化研究。     

塑料方格沙障的固沙原理及其推广应用前景

塑料方格沙障以高密度的聚乙烯(HDPE)为主要原料人工合成,透风系数为30%～45%,固沙机制同麦草、粘土沙障不同,具有防风固沙作用效果好,操作技术简单,使用期限长,运输方便等优点,但同时存在投入相对较高,容易沙埋、掏蚀,使推广大受限制。研究认为适宜在干旱地区退化植被的恢复重建中推广应用,与退化植被共同作用下,在实现防风固沙目标的同时避免或减轻了沙障固定桩和迎风网下的掏蚀,能促进退化植被的恢复。     

土壤凝结剂沙障固沙机理及流沙控制的研究

对不同浓度和规格的土壤凝结剂沙障进行了风洞模拟实验和野外固结实验,实验结果表明抗风蚀强度以40%浓度处理的固沙模型最强,20%最弱,但30%浓度防风蚀效果较为实用.不同规格沙障以1 m×1 m规格的沙障积沙和抗蚀力最大,2 m×2 m最差.沙丘不同部位沙障的抗蚀力不同,迎风坡受损程度和风蚀率最高.沙障受风蚀率可能还与喷洒时的压力、风速等因素有关.     

塑料网方格沙障对新月形沙丘迎风坡的风沙流影响

位于干旱区的甘肃省民勤县水资源缺乏,沙障为该地区防风固沙的措施之一,对于区域风沙灾害防治具有重要意义。在流动的新月形沙丘迎风坡设置塑料网方格沙障,观测沙丘迎风坡下部、中部和上部的沙障内不同高度风速、输沙量、沙面形态变化和风蚀深度以及沙障破损量。分析结果表明：设置塑料网方格沙障降低了风速,沙丘下部是沙障内同一高度的风速降低幅度最大部位;在沙障内,高度20cm以下的风速为对照的75%以下;风蚀深度和积沙量最大的部位也是沙丘下部。沙障内风速随高度变化呈对数分布,40cm高度处为风速变化拐点;沙丘中部和上部的风速相对沙丘下部的较大,沙丘中上部的风速为沙丘下部的1.18～2.01倍。在沙障内,10～20cm高度范围的输沙率较大,在沙丘下部占总输沙率的60.57%,沙丘中部占69.11%,而沙丘上部则达91.20%。沙障内的沙面稳定后形成了凹曲面,但形成过程与麦草方格沙障不同。塑料网方格沙障是一种积沙型沙障。沙丘中上部的沙障破损率相对较大,在设置沙障时应注意加强。     

高寒沙区沙障固沙效益与生态功能观测研究

采用样地调查法对共和盆地设置的沙障进行连续3 a风积风蚀以及土壤水分观测.结果表明,粘土沙障取材廉价方便,保水、抗风蚀性能强,是适合高寒沙区的较理想的沙障,同时在沙丘坡度4%～12%之间容易形成水蚀沟,最大水蚀沟密度达到14%,破坏沙障的整体稳定性;麦草方格沙障施工简单,防护期较短,由于高寒沙区麦草资源匮乏,推广使用受到限制;近年来小区试验的尼龙网格沙障风蚀沙埋严重,防护效果并不理想.     

不同沙埋程度下带状沙障的防风固沙效果研究

沙障在防护过程中,易发生沙障沙埋现象。为了对比分析不同沙埋程度下沙障的防风固沙效果差异,该文通过风洞模拟和野外试验相结合的方法,研究了沙袋沙障在裸露、浅埋、深埋3种状态下,防护区近地层风流场、输沙通量等风沙运动规律,并以未设置沙障的流沙区作为对照,明确了沙埋过程中沙障的防风固沙效果变化规律。结果表明,沙障在经历裸露至深埋过程中:1)对过境气流的防护距离、防护高度逐渐减小,近地层风速廓线变化趋势与对照相同,并逐渐服从对数函数;2)沙障防护区输沙分布高度显著降低(P0.01),输沙分布高度由42 cm(裸露)降低至34 cm(浅埋),最终降至28 cm(深埋),而对照的输沙分布高度为24 cm;3)近地层输沙率分布曲线逐渐服从对数函数,0～50 cm高度范围输沙量也呈现递增趋势;4)3种埋设深度野外试验说明,经过两个风季后,裸露、浅埋、深埋的沙袋沙障防护区土壤风蚀呈现降低趋势,风蚀深度分别比对照降低了18.53%、72.97%、80.40%。研究可以为沙障高度优化及应用技术提升提供理论依据。     

带状高立式沙障防治草地沙化机理的研究

在草地严重沙化后形成的沙丘,且其上设置有不同年龄(2~3a和4~5a)带状高立式芦苇沙障的地段,分别对沙丘不同部位(迎风坡、背风坡和丘间低地)及沙障不同位置(沙障迎风面、背风面和两沙障中间)土壤种子库、土壤有机质含量和土壤机械组成进行了研究,并以同类型未设沙障的地段作对照,深入地对带状高立式沙障防治草地沙化的机理进行了研究。结果表明,在严重沙化草地设置带状高立式沙障,可有效拦截风沙流中所携带的植物种子,丰富土壤种子库,提高土壤有机质含量,使土壤机械组成中,较粗的砂粒含量减少,较细的砂粒含量增加。     

不同结构类型棉秆沙障防风固沙效应研究

棉秆沙障具有原材料丰富,设置形式灵活多样,无污染等优点。在流沙上设置了植入式、栅栏式、集束式3种结构类型、6种规格的棉秆沙障,观测各沙障对近地表风速的影响,以及沙障内沙粒运动及沙面形态变化。结果表明:各种结构和规格的棉秆沙障均可在一定程度上增大地表粗糙度,降低近地表风速,减缓障内沙粒运动,降低输沙量。其中,带枝叶植入式行列沙障防风固沙效果最好,但稳定性较差,易于倒伏;栅栏式格状沙障防护效果次之,从100cm到10cm的风速降幅为75%,近地表10cm处风速仅为流沙上风速的33%,沙障稳固,维护量小。具体设置棉秆沙障时,其结构与规格的选择可根据当地的风沙流强度确定。     

污泥沙障对荒漠区土壤含水量的影响

选取民勤县勤锋农场流动沙区作为试验地,以城市生活脱水污泥作为沙区或荒漠区土壤水分补充的基质和材料,制成不同的污泥沙障(上覆污泥、下覆污泥、污泥方格)铺于流动沙丘迎风面,以自然状态的流动沙丘为对照,撒播黄蒿并经过一年生长后,比较各处理土壤含水量的大小,结果表明:所有污泥沙障处理多余的水分均下渗至沙区0～60 cm的土层中...     

我国沙障的研究进展与应用综述

在总结我国沙障材料、沙障布设技术、沙障防沙治沙技术模式及其效益评价的研究进展基础上,指出目前沙障研究与应用存在沙障新材料较缺乏、防风固沙技术模式需进一步优化、沙障防护效益评价指标较单一等问题。随着人工智能技术与新材料的兴起,今后我国沙障领域的研究方向为：开发与研制长效、环保、经济的沙障新材料,发展智能化的沙障铺设机械,对沙障防护效益和沙障新材料降解过程进行长期连续性观测研究。     

3种植物基固沙剂固土性能及其对植物生长影响的试验研究

植物基固沙剂是以植物材料提取物为主成分的环保型固沙剂,为研究其应用于沙质耕地是否具有可行性,以3种植物基固沙剂(刺槐型、亚麻型和向日葵型)和沙土为研究对象,喷施等量清水处理为CK,开展不同用量植物基固沙剂对沙土形成的固结层抗压、抗风蚀及其植物种子萌发、幼苗生长的比较试验研究。结果表明：(1)刺槐型、亚麻型、向日葵型固沙剂喷施于风沙土地表,均可形成1～14 mm厚度固结层,其平均抗压强度较CK分别提高206.21%,147.51%,72.74%。(2)3种植物基固沙剂均具有显著的固沙效果,随用量增加土壤抗风蚀能力均显著增强,在5 g/m²用量下风蚀量最低,较CK分别减少65.92%,58.33%和69.55%。(3)刺槐型、亚麻型固沙剂对小麦种子萌发及芽生长有促进作用,向日葵型固沙剂有抑制作用,且随用量增加抑制效果明显,在3 g/m²用量时种子发芽受到显著抑制,发芽率较CK降低62.50%;在4 g/m²用量时,根系萌蘖受到显著抑制;在2 g/m²用量时,芽生长受到显著抑制。(4)固结层对幼苗破土有一...     

雅鲁藏布江江当宽谷区固沙措施对流沙理化性质的改良效应

[目的]分析雅鲁藏布江江当宽谷区流沙治理技术(砾石覆盖+人工植被+围封)对流沙理化性质的改良效应,为区域荒漠化治理工作提供理论指导。[方法]对比分析固沙区和流动沙丘土壤机械组成、有机质和养分等指标开展研究。[结果]采用植物和工程相结合的固沙措施,在流沙表面覆盖砾石、播种固沙植物,并对该区域进行围封后,沙丘表面植被盖度增加,流沙基本固定。与流动沙丘相比,固沙区土壤的黏粒、粉粒明显增多。固沙区土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、速效钾含量比流动沙丘高;尤其是土壤表层0—5cm,分别比流动沙丘高出634.3%,268.0%,506.5%,38.3%,343.8%,66.7%。固沙区0—5cm土层的pH值比流动沙丘降低了11.5%;电导率比流动沙丘增加了268.1%。[结论]该项流沙治理技术(砾石覆盖+人工植被+围封)的固沙和改良土壤理化性质作用明显,适宜在该区推广使用。     

土壤凝结剂沙障防风固沙实验研究

 在7m/s、15m/s和20m/s的实验风速下,对不同浓度土壤凝结剂处理的沙障模型进行风洞吹蚀实验。实验结果表明:抗风蚀强度以40%浓度处理最强,20%最弱,但30%浓度防风蚀效果较为实用。在乌兰布和沙漠东北缘绿洲边缘的流动沙丘,采用较为适用的30%浓度的土壤凝结剂进行1m×1m,1.5m×1.5m,2m×2m等3种不同规格沙障喷洒实验,通过对风速、粗糙度、风沙流结构特征值,以及沙障的蚀积状况进行调查,其结果表明,各种规格的沙障中,1m×1m的沙障性能最好,1.5m×15m次之,2m×2m最差。沙丘不同部位沙障的抗蚀力不同,迎风坡受损程度和风蚀率最高。     

Exploring the Potential Effects of Lost or Discarded Soft Plastic Fishing Lures on Fish and the Environment

The aim of this work was to study the short-term effect of clear-cut harvest on concentrations of dissolved organic carbon (DOC), B, Al, Zn, Cu, Ni, Cr, Cd and Pb in drainage water from northern peatland catchments in Finland underlain by granitic or black shale bedrock, the latter having higher concentrations of several trace elements, such as Ni and Zn. Stem-only harvest (SOH) or whole-tree harvest (WTH) with stump removal were carried out at coniferous sites. Controls were left unharvested. DOC and trace element concentrations were monitored during one pre-treatment and two post-treatment years. There was no constant increase in the element concentrations. However, there were signs that both SOH and WTH clear-cut harvest on northern peatland catchments increases the concentrations of DOC, B, Al, Zn and Ni in ditchwater in some sites irrespective of the bedrock type. The greatest increases were observed in WTH sites but the study does not allow us to assess the statistical significance of the magnitude of the difference between SOH and WTH. We conclude that the element concentrations in ditchwater depend largely on site characteristics masking the possible effect of harvest.     

黄土高原生态环境建设与生物技术的潜在应用

黄土高原生态环境建设是跨世纪的系统工程,需要多学科协同攻关,方可能达到预期的效果。在概述黄土高原生态环境建设方面已取得主要进展的基础上,重点从生物技术潜在应用的角度论述黄土高原的生态环境建设策略,并对存在的问题提出了相关的解决思路与建议。认为改良黄土高原生态环境的重点应放在生物措施方面,而生物措施又包括许多层次,有分子水平、细胞水平、组织水平与个体水平等。从长远角度看分子水平的生物措施应该是最有前景的,也是从根本上改变黄土高原生态环境现状的希望所在,也只有将分子生物学和生物技术与黄土高原生态系统功能的过程紧密结合起来考虑才能使相关资源可持续利用,发挥其战略地位的作用,进而形成分子生物学、生物技术与生态学真正意义上的交叉融合,成学科生长点。黄土高原的生态环境建设至少应包括水土流失治理、植被恢复与保持及生态农业建设等。生物因素在其中各部分起到了中心与独特作用,生态农业建设也要得到足够的重视。以往的研究主要围绕影响生物因素的外因进行了系统研究,目的性较差,而从影响生物因素的内因(遗传物质)入手则会目的明确,并从根本上达到预期目的。     

连续施氮对玉米产量稳定性及其增产潜力的调控

通过7年的定位试验(2007~2013年),研究不同施氮水平对辽北地区玉米产量稳定性、可持续性及其增产潜力的影响。试验氮肥用量从低到高共设N0(不施氮)、N_1(138 kg hm~(-2))、N_2(241.5 kg hm~(-2))、N_3(345 kg hm~(-2))4个水平。结果表明,施氮可以显著增加玉米产量,在一定范围内产量和产量稳定性随施氮量的增加而增加,其中N2处理的产量(平均产量9598.1kg hm~(-2))和增产率(70.7%)最高,年际间变异系数最小,相应的稳定性最高;N_3处理虽然施氮量比N_2处理增加43%,然而产量和产量的稳定性并没有显著提高。根据7年的平均产量研究结果得出肥料-产量效应函数,曲线符合报酬递减率,可知玉米增产潜力为1279.3 kg hm~(-2),由此说明辽北地区的玉米单产还有很大的增产空间。     

砂土麦田追施硫肥对冬小麦产量和质量的影响

在砂质土壤条件下,研究了追施硫肥对冬小麦产量和品质的影响。结果表明:拔节期追施硫肥显著提高小麦子粒产量,千粒重随着追施硫肥用量的增多而提高,不同追硫处理与对照相比均达到差异极显著水平;追施硫肥显著提高了小麦子粒容重和子粒硬度,改善了小麦的磨粉品质和面团流变学特性,尤其对小麦的淀粉糊化特性指标影响较大,高峰粘度、低谷粘度、最终粘度、稀懈值与对照相比均达到极显著水平。比较不同硫肥追施量对产量和品质的调控作用以及投入成本来看,以拔节期每公顷追施30kg纯S的效果较好。     

海砂和电石渣对吹填土理化性状的影响及水盐动态研究

以吹填土、海砂、电石渣为材料,采用土柱模拟实验研究吹填土:海砂:电石渣=0.55:0.40:0.05比例的混合基质淋洗脱盐下的水盐动态,脱盐后基质的理化性质,以确定是否适合做园林绿化土壤。结果表明:基质的水盐运移可分为盐峰的形成、下移和消失3个阶段;脱盐深度与各层淋洗水量呈直线相关关系(y=0.0028x-3.2675(R2=0.9124))提供了淋洗定额的参考价值;脱盐后0-60cm和60-140cm深度的土层,盐分离子组成分别为Ca2+-HCO3-、SO42-型和Ca2+-SO42-型;通体质地为细砂土,通气透水性强;也没有脱盐碱化的现象;基质肥力水平较低。可见3种材料采用该比例做园林绿化基质是可行的,但是脱盐后培肥等配套措施至关重要。