库布齐沙漠光伏电站内芦苇沙障的防风固沙效益

[目的] 研究光伏电站内芦苇沙障对风沙流的风速、输沙量及其沙粒分布的影响,为中国北方风沙区光伏电站沙害防治提供理论依据。[方法] 通过野外观测库布齐沙漠200 MWp光伏电站铺设芦苇沙障后的风速（20,50,100,200,310 cm）和近地表0—30 cm高度输沙量,分析风速廓线、地表粗糙度、摩阻风速、平均跃移高度、防风作用、固沙效益等指标的变化规律。[结果] ①芦苇沙障风速廓线呈对数函数分布,相关系数在0.99以上,芦苇沙障相对于裸沙地表粗糙度提高了3.47~3.79倍,摩阻风速增加了1.39~1.54倍,防风作用最大值出现在20 cm高度处,为21.72%。②总输沙量芦苇沙障仅为裸沙的6.95%,总体固沙效益为93.05%,裸沙90%以上的输沙量集中于0—8 cm范围,而芦苇沙障在此高度范围内输沙量占总输沙量的51.39%,芦苇沙障的风沙流结构有向上层移动的趋势。[结论] 铺设芦苇沙障降低了近地表风速,有效拦截了风沙流,达到了防风固沙目的,是沙区光伏电站有效的防护措施。     

库布齐沙漠新材料沙障的风速廓线特征

[目的]在库布齐沙漠杭锦旗独贵塔拉工业区测试HDPE网和植物纤维网新材料沙障防沙技术,为工程沙障对比优选提供理论支持。[方法]采用Met One 014A/024A型8通道风速风向仪(CR200X数采仪),观测沙障内20,80,150和200cm这4个高度的1min平均风速,对比分析不同材料、规格、高度的方格沙障及前沿高立式阻沙栅栏影响下的风速廓线特征。[结果](1)几种不同规格和高度的HDPE网和植物纤维网方格沙障及前沿高立式阻沙栅栏,都能显著降低近地表风速,具有良好的防风固沙效应。(2)方格沙障中心风速垂直变化幅度和变化规律,仅与沙障平面规格和外露高度密切相关,与试验材料基本无关;相同平面规格的方格沙障,外露高度越大,降风效果越显著;相同外露高度的方格沙障,小规格沙障的降风效果较为显著。(3)沙障防风固沙效益对比,需要充分考虑地貌部位、坡向、坡度、地表状况等的影响,对比观测未实施防沙措施的裸沙区对应地貌部位的输沙强度、风沙流场等因素,以便准确获取工程沙障效益参数。[结论]库布齐沙漠采用的新材料工程沙障措施具有显著的降风效应,在库布齐沙区的生态治理领域具有良好的推广前景。     

PLA沙障对土壤硬度的影响

 为了解新材料聚酯纤维(PLA)沙障对沙丘土壤硬度的影响,通过测定铺设PLA沙障沙丘表层的土壤硬度,并以铺设麦草沙障沙丘及裸沙丘为对照,对比研究各种规格、迎风坡、坡顶及背风坡土壤硬度的差异。结果表明:铺设PLA沙障沙丘表层土壤硬度显著高于麦草沙障沙丘(P<0.001),且2者土壤硬度均显著高于未铺设沙障的裸沙丘(P<0.001);2 m×2 m和1 m×1 m PLA沙障土壤硬度比较接近,均显著小于3 m×3m规格的(P<0.01),而麦草沙障3种规格的土壤硬度差异较小;2种沙障所在沙丘不同部位土壤硬度变化趋势相似,均是迎风坡的最大,坡顶次之,背风坡的最小;PLA沙障及麦草沙障单个障格内的土壤硬度分布都是不均匀的,并且二者的土壤硬度分布规律存在差异。     

土壤可蚀性研究进展

土壤可蚀性(K值)是反映土壤侵蚀规律的重要指标,有关其研究成果已有大量研究论文报道。通过总结前人的研究成果,从土壤可蚀性评价指标的确定、空间变异性和不确定性以及研究方法等方面,介绍土壤可蚀性的研究进展。同时,指出了在今后的研究中需要形成统一的评价指标对土壤可蚀性进行评价,可利用泥沙平衡原理分析和验证可蚀性公式的适用程度,并建议建立K值数据库为水土流失监测、预报和治理提供参数基础。     

不同规格可降解沙障铺设5年后土壤粒度及有机质特征

为了探究可降解沙障铺设5 a后土壤粒度及有机质含量特征,采集库布齐沙漠东南缘铺设5 a后不同规格(0.5 m×0.5 m,1 m×1 m和2 m×2 m)、不同坡位(坡底、坡中、坡顶)的PLA沙障内近地表层(0—3 cm)土壤样品,通过激光粒度仪测试并分析了土壤粒度、有机质含量的变化情况及二者的相关性。结果表明:(1)PLA沙障内主要以细砂和粗砂为主,随着铺设规格的增加细砂含量逐渐增加,2 m×2 m(80.66%)>1 m×1 m(75.8%)>0.5 m×0.5 m(45.15%),每种规格坡顶处细砂含量最高分别为23.39%,31.73%,41.17%,坡中粗砂含量最高分别为44.91%,36.42%,42.88%。(2)障格内分选性均变差,峰态偏离正态分布,沉积物颗粒频率分布曲线部分波段变窄,表层颗粒逐渐细粒化。(3)土壤有机质含量表现出1 m×1 m>0.5 m×0.5 m>CK>2 m×2 m的规律; 3种规格有机质含量均表现为坡底>坡中>坡顶; 且极细砂与有机质含量呈现显著正相关,与中砂呈现显著负相关。上述结果说明,对于本研究区内,铺设5 a后1m×1m规格PLA沙障防护效益更优,且1 m×1 m规格和坡底处有利于有机质的积累,极细砂和中砂是有机质积累的关键粒级。     

沙柳沙障对沙丘土壤颗粒粒径及分形维数的影响

统计分析了库布齐沙漠流动沙丘、设置沙柳活沙障和死沙障沙丘的土壤颗粒粒径分布、分形维数及其与土壤砂粒(>0.05 mm)、粉粒(0.05~0.002 mm)和黏粒(<0.002 mm)含量的关系。结果表明:与流动沙丘相比,设置沙障沙丘的粉粒和黏粒含量增加,且随着土层的加深而表现为下降趋势,不同部位则均呈沙丘下部>上部>中部的趋势。土壤颗粒分形维数因设置沙障而呈增大趋势,且表现为活沙障沙丘>死沙障沙丘>流动沙丘;垂直分布上,设置沙障沙丘的土壤分形维数随土层加深而逐渐减小,而流动沙丘表现为表层与下层大而中层小的特征,沙丘不同部位的分形维数则均表现为沙丘下部>上部>中部。土壤颗粒分形维数大小与土壤质地的细粒化有一致的变化趋势,且与砂粒含量呈极显著负相关关系,而与黏粒含量、粉粒含量呈极显著正相关关系。<0.05 mm粒径物质含量的增加和>0.05 mm粒径物质含量的降低共同导致了土壤颗粒分形维数在设置沙障后的增大。     

聚乳酸纤维沙障对表层土壤含水量的影响

在乌兰布和沙漠西南缘选择大小、走向相近的裸沙丘分别铺设聚乳酸纤维( PLA)沙障与麦草沙障,设计规格为1m×1m、2m×2m、3m×3m.从2008年开始连续3年对2种沙障不同规格、不同坡位表层土壤含水量进行测定,同时以未铺设任何沙障的裸沙丘作为对照,比较新型材料PLA沙障与传统沙障麦草沙障对表层土壤含水量的长时间影响.结果表明:1)PLA沙障与麦草沙障以及裸沙丘含水量都随年份的增加而增加,2类沙障含水量增长幅度明显优于裸沙丘;2)就沙障规格而言,长时间保持土壤水分,效果最好的是PLA沙障2m×2m规格:3)在0～10 cm深度,PLA沙障土壤含水量表现为迎风坡＞背风坡＞坡顶,麦草沙障与PLA沙障相反;4)在10～20 cm深度,PLA沙障土壤含水量表现为坡顶＞迎风坡＞背风坡,麦草沙障同样与PLA沙障相反.     

红壤坡地土壤可蚀性K值研究

为探讨红壤坡地土壤可蚀性K值特征,通过在典型的红壤坡地区建立15个标准径流小区进行连续5年的定点观测,运用诺模公式和EPIC公式计算红壤可蚀性K值,并对不同土地利用方式下的红壤K值进行分析。结果表明:2种经验公式均适用于红壤坡地土壤可蚀性K值计算,且K值与地表覆盖/土地利用相关。     

湖北丹江口水库库区小流域土壤可蚀性特征

土壤自身的可侵蚀性是土壤侵蚀发生的内在因素。由于具有明确的物理意义和方便的测定方法,土壤可蚀性K指标值成为水土流失预报模型的一个重要参数。采用EPIC中土壤可蚀性K值计算方法,对丹江口水库库区内1.94km2的五龙池小流域的K值进行了计算。结果显示,研究区内土壤可蚀性K值平均为0.0302thm2h(MJmmhm2)-1,与我国其他有黄棕壤分布地区已有的研究结果相一致。小流域土壤可蚀性存在一定的空间变异,但变异性不大(变异系数14.7%),86.56%土地面积上的K值位于0.0264～0.0330之间。从土壤可侵蚀性强弱判断,该区土壤为易侵蚀土。利用反距离权重插值(IDW)进行了K值图的制作,并简要介绍了K值图的应用。     

土壤可蚀性特征及其K值图制作研究

在土壤普查结果与实地采样的基础上，应用EPIC模型计算出南安市不同土壤的K值，并研究了土壤的可蚀性特征及K值图的编制方法。研究表明：研究区土壤类型表层平均K值为0．184－0．371；不同土壤层次K值明显不同，表层抗蚀性较强：不同土地利用方式其土壤可蚀性不同，密林地抗蚀性强，裸地最弱；随着土壤侵蚀的加剧，土壤可蚀性K值有增加的趋势；土壤K值图制作对水土流失定量遥感监测有重要意义。     

沙柳沙障腐烂过程对土壤微生物生物量及酶活性的影响

为探究沙柳沙障腐烂过程土壤微生物生物量及酶活性的变化规律,以铺设10年的沙柳沙障为研究对象,采用野外原位取样和室内指标测定法,结合RDA多元数据排序分析,揭示影响土壤微生物生物量及酶活性的主要环境因子.结果表明:(1)随铺设年限的增加,土壤中的C∶ N与C∶ P呈上升趋势,10年后的C∶ N是1年的16.14倍,而N ...     

沙障铺设方式对水冲法植柳造林效果的影响

沙柳是干旱、半干旱地区重要的防风固沙和工业用材树种。以库布齐沙漠采用水冲法植柳造林地低立式沙障、草方格沙障以及混合沙障为对象,研究了3种沙障铺设方式对沙柳保存率及生长指标的影响。试验结果表明,3种沙障均可显著促进沙柳生长(p<0.05),促进作用的顺序依次为:混合沙障 >草方格沙障 >低立式沙障。     

沙柳沙障腐烂过程真菌多样性及其对环境因子的响应

[目的]分析沙柳沙障腐烂过程对真菌群落组成及多样性的影响,为进一步探究荒漠生态系统真菌群落的生态功能提供理论依据。[方法]选取1,3,5,7a的沙柳沙障为研究对象,新铺设的沙障作为对照,采用野外原位取样、室内指标测定和Illumina MiSeq测序技术,揭示沙柳沙障腐烂过程中真菌多样性与沙障成分、土壤性质及酶活性之间的响应关系。[结果](1)瓶霉属、木霉属、Knufia属、维罗纳霉属和锥毛壳属均呈上升趋势,但亚隔孢壳属和Phaeococcomyces属呈下降趋势,真菌多样性与丰富度整体表现为增加。(2)7a的有机碳、碱解氮和可溶性有机碳分别是对照的2.47,1.83,1.71倍,β-1,4-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性分别增加了139.36%和35.16%。(3)Knufia属、近地伞属、维罗纳霉属和锥毛壳属分别与有机碳,碱解氮和可溶性有机碳呈显著正相关,但与纤维素和半纤维呈显著负相关(p<0.05)。冗余RDA分析结果表明,纤维素和碱解氮是影响优势菌群丰度的主要因子,碱解氮和亮氨酸氨基肽酶是影响多样性指数的主要因子。[结论]在沙柳沙障腐烂过程中,优势真菌属和多样性均受到多种...     

古尔班通古特沙漠西南缘柽柳沙包土壤粒度分布特征

柽柳(Tamarix chinensis)沙包是古尔班通古特沙漠地区特殊的生物地貌景观,对维持区域生态环境稳定具有重要作用.采用野外调查与室内分析相结合的方法,对古尔班通古特沙漠西南缘柽柳沙包0—500 cm层土壤粒度特征进行分析.结果表明:(1)该地区柽柳沙包土壤粒度组成以细粒物质为主,其中粉粒含量最高,其次为极细沙...     

乌兰布和沙漠流动沙丘纱网沙障防风效能研究

为了选择适宜规格的纱网沙障进行流动沙地治理,在乌兰布和沙漠流动沙丘设置2 m×2 m,4 m×4 m,6 m×6 m网格或2 m,4 m,6 m带宽的带状纱网沙障,采用美国HOBO全自动风速风向仪测定其风速变化,并分析了地表粗糙度、相对风速和防风效能。结果表明:2 m×2 m网格纱网沙障地表粗糙度随着风速增加而呈现出线性降低的规律;纱网沙障主要是降低近地表30 cm以下高度的风速,并提高近地表粗糙度;随着风速增加,纱网沙障防风效能变化总体呈现出降低的趋势。在流动沙丘设置2 m×2 m,4 m×4 m网格或2 m,4 m带状纱网沙障可有效降低近地表风速、增加地表粗糙度,总体防风效能较好。     

东北近天然林土壤可蚀性K值研究

基于吉林省汪清林业局所辖林场10块近天然林样地,采集0—20,20—40和40—60cm土层土壤样品,对土样进行了粒径分析及养分测定。运用侵蚀—土地生产力影响评估模型(EPIC)对研究区土壤可蚀性因子K值进行了估算,分析讨论了K值的影响因素及其与土壤养分之间的相关性。结果表明,研究区内土壤可蚀性K值平均为0.060 7t·hm2·h/(MJ·mm·hm2);0—20cm深度的土壤可蚀性K值较20—60cm土层土壤大,针阔混交林的K值比阔叶混交林的大;当林分密度小于1 200株/hm2,郁闭度小于0.75时,K值随林分密度和郁闭度的增大而减小。K值与土壤养分的相关性由高到低依次为:全氮速效钾有效磷全磷,除全氮外其他土壤养分均与K值呈负相关。最适林分密度为750~1 200株/hm2,在该密度下各土壤养分含量状况较好且土壤抗蚀能力较高。     

沙障对不同林龄雨养梭梭林冠下浅层土壤含水量的影响

[目的]分析不同林龄雨养梭梭林冠下浅层土壤含水量在布设沙障后的变化,为沙障生态功能的评价及梭梭生长发育状况的预测提供理论依据。[方法]对5年生幼年林和25年生中年林在布设沙障后冠下0—50cm的土壤含水量、表层结皮厚度、近地表风速等因子进行测定分析。[结果]沙障通过降低近地表气流流速,加速结皮形成等方式提高了梭梭冠下0—50cm的浅层土壤含水量。沙障对5年生梭梭冠下土壤含水量的空间分布格局影响不大,但使25年生梭梭冠下土壤含水量随着与主干距离的增加而单调增加,表现为"干岛效应"。在垂直分布上,25年生梭梭冠下土壤含水量在塑料网沙障区与对照区间呈显著相关(p0.05),而在麦草沙障区与对照区间相关性不显著,其最大土壤含水量的出现深度下降至30—40cm处。[结论]布设机械沙障对退化梭梭林的恢复将起到一定的促进作用,且对中年林梭梭土壤水分的影响大于对幼年林。     

沙柳沙障对沙丘沙粒度组成与特征的影响

为揭示沙柳沙障对沙丘沙粒度组成与特征的影响,以库布齐沙漠流动沙丘为对照,以设障2a、7 a沙丘为研究对象,通过野外取样与室内激光粒度仪测试相结合的方法,研究流动沙丘与设障沙丘不同部位表层(0 ～5 cm)与下层(5 ～ 10cm)粒度特征的变化规律.结果表明:1)库布齐沙漠沙以细沙和中沙为主,3类沙丘各层次间的黏粒体积分数无差异,其他粒径体积分数均表现为流沙与设障2 a沙丘差异不显著,均与设障7 a沙丘差异显著.2)3类沙丘各层次的粒度参数差异性变化一致,平均粒径Mz和偏度SK表现为设障7a沙丘＞流动沙丘＞设障2a沙丘,分选系数σ和峰态Kg则为设障7a沙丘＞设障2a沙丘＞流动沙丘;3类沙丘各层次的分选性随设障年限延长而变差,偏度由近对称变为呈正偏分布,峰态Kg值逐渐增大.3)3类沙丘各粒度参数在不同部位的变化不尽一致.除设障2a沙丘外,流动沙丘、设障7a沙丘表层各部位的Mz差异显著,下层则相反;3类沙丘表层与下层各部位的σ和SK差异显著;除设障7a沙丘外,各部位的Kg差异明显;随设障年限的增加,粒径变细,分选系数逐渐变差,偏度和峰态增大.