残茬高度对土壤风蚀量影响的试验研究

在内蒙古自治区武川县建立农田土壤风蚀试验区,采用内蒙古农业大学研制的移动式风蚀风洞和旋风分离式集沙仪,观测不同残茬高度条件下农田土壤的风蚀情况.试验结果表明:土壤风蚀量和扬起沙尘的高度随风速的增加而增加,随着作物秸秆残茬高度的增加而降低,且风蚀量与高度变化符合指数函数关系,土壤颗粒主要集中在近地表层内运动.保护性耕作可明显地提高起沙风速,减少农田土壤损失,当秸秆高度为30 cm时,风蚀量仅为传统耕地的1/4左右.     

土壤风蚀量随风速的变化规律研究

使用野外风洞作为风蚀研究的试验手段,通过农田土壤、沙及生土的风洞试验研究发现,农田土壤的风蚀量随风速呈指数函数变化,沙及生土的风蚀量随风速呈幂函数变化。试验研究还表明,农田土壤的风蚀量与表土层(3cm)的含水量呈显著负相关,沙的风蚀量与含水量的相关性不显著。风蚀导致土壤中的细颗粒成分大量损失,这是土壤颗粒粗化的原因所在。     

作物残茬覆盖对农田土壤风蚀的影响

为定量评价干旱半干旱地区农田土壤抗风蚀效果,采用移动式风洞及其配套测试系统对内蒙古武川县上秃亥乡农田地表进行了原位测试研究。结果表明,不同风速下土壤风蚀量随作物残茬盖度的增加呈指数规律减少;40%以上残茬盖度可明显提高土壤颗粒起动风速并减少风蚀量;当风速为14~18 m/s时,地表作物残茬盖度为60%~80%具有较好的抗风蚀效果。     

旱地保护性耕作土壤风蚀模型研究

在分析国外风蚀模型资料的基础上,建立了适用于保护性耕作的风蚀模型。该模型以小时为步长,根据气象数据、地表土壤水分、秸秆残茬覆盖率及地表粗糙度,模拟不同耕作体系下农田土壤风蚀流失量情况;针对保护性耕作的特点,考虑到残茬覆盖对土壤含水量和地表粗糙度的影响;通过田间风蚀测定数据的验证,证明所建立的保护性耕作风蚀模型的模拟值与实测值比较吻合。     

农田耕作方式与土壤风蚀强度关系的风洞模拟实验

以土壤风蚀严重的河北坝上康保县为研究区,采用风洞试验的技术手段,对农田耕作方式与土壤风蚀强度的关系进行研究。结果表明,农田留茬与翻耕、农田垄向及农作物残茬高度的差异对土壤风蚀强度有较大影响。垄向平行主风向的风蚀强度大于垄向垂直主风向的风蚀强度。风速越大,垄向不同造成的风蚀强度的差异越大,尤其是当风速≥15m/s时,风蚀强度的差异表现得较为明显;风蚀强度与留茬高度呈负相关;翻耕地的风蚀强度大于任何留茬地的风蚀强度;风蚀强度与风速变化呈现出指数函数变化规律。因此,农田垄向垂直主风向、作物收获后不进行翻耕、留有适度茬高、优先种植残茬硬度较大的莜麦作物,这样的耕作方式可有效降低土壤风蚀强度,缓解河北坝上地区农田土壤风蚀状况。     

基于风蚀模型的准东地区土壤风蚀研究

文中选取准噶尔盆地东部(准东)为研究区,以土地利用类型、气象数据为基础,结合实地监测与调查,基于中科院寒区旱区环境与工程研究所的大田推广模型,定量计算各类地表在不同植被和风力条件下的土壤风蚀模数,分析准东地区土壤风蚀状况。结果表明:准东地区土壤风蚀模数呈现未利用地(风蚀模数6456.17t·km~(-2)·a~(-1))>林草地(风蚀模数3437.32t·km~(-2)·a~(-1))>耕地(风蚀模数758.71t·km~(-2)·a~(-1));土壤风蚀主要发生月份为4月和5月,占全年风蚀量的52%。模型模拟的准东地区年风蚀总量达10194.28万t,平均风蚀模数4571.43t·km~(-2)·a~(-1)。为验证模型模拟的准确性,用测钎法实测准东地区土壤风蚀模数,模型模拟值与实测之间的误差分析表明模型的精确性达84%以上,证明该模型可用于该区域土壤风蚀监测。     

砾石覆盖对土壤风蚀防护效率的风洞模拟研究

以防护效率表征砾石覆盖对土壤风蚀的防护效果,利用风洞模拟实验研究了砾石覆盖度和砾石粒径对土壤风蚀防护效率的影响。结果表明:当砾石粒径一定时,防护效率与风速相关性不大,随砾石覆盖度增加按对数规律增大,覆盖度达到60%后防护效率趋于稳定;当砾石覆盖度一定时,防护效率随砾石粒径的增大而降低,且小粒径砾石表现出更佳的防护稳定性。     

风蚀地区的保护性耕作探讨--以河北坝上地区为例

通过对河北省坝上地区农田风蚀的监测与分析,认为保护性耕作并不一定非免耕,在结构性差的土壤上适时耕翻也可以起到减降土壤风蚀的效果。     

土壤风蚀研究进展与评述

按照时间顺序，分阶段论述了国内外风蚀研究的概况及成果，系统地总结与评述了国内外土壤风蚀研究的进展，指出把土壤风蚀研究与农田耕作制度的研究结合起来，将是以后研究的重要方向。     

应用沙尘暴的气象资料测定土壤风蚀研究

<正> 自1984年以来,在西非、中东、美、澳等国,已开始应用沙尘暴的气象资料来描述大范围的土壤风蚀。研究证明,利用这些气象资料测定大范围的风蚀是有效的,但大量研究集中于沙尘暴频率这一指标。本文使用沙尘暴持续期和沙尘暴频率等综合性指标,对比研究了澳大利亚全国有沙尘暴记录的138个气象站(见图1)从1960年至1987年期间的沙尘暴情况,结果如下:     

农牧交错带地区发展保护性耕作的意义与前景

在系统总结保护性耕作技术的内涵、技术内容和类型的基础上,阐述了保护性耕作保土、保水、提高土地生产力、增加农业效益的重要作用,并根据北方农牧交错带的实际情况,从气候、土壤、农作物和社会因素四个方面对技术的可行性进行了科学的分析,认为保护性耕作技术在农牧交错带地区应用前景广阔,但社会经济因素将是制约保护性耕作技术应用的重要因子。加强配套技术的研究、增加资金的投入以及加快农民观念的转变是农牧交错带地区深入开展保护性耕作技术推广与应用需要重点解决的问题。     

保护性耕作对坡耕地粮豆草等高带状种植作物生长与水土保持效果的影响

为有效防治坡耕地水土流失,提高坡耕地水分利用率,选用多年生作物苜蓿及小麦、鹰嘴豆、马铃薯 等一年生作物作为供试作物,设置不同带状系统研究了各种种植方式和耕作方式对作物生长、土壤水分、WUE及 水土流失的影响。结果表明,(1)各处理保持水分的能力依次为：免耕+秸秆覆盖(NTS)>免耕(NT)>传统(T);(2) 保护性耕作具有良好的防止土壤侵蚀能力,依次为：NTS>NT>T;(3)免耕+秸秆覆盖和免耕方式与传统耕作相比, 均能提高半干旱地区土壤水分和作物对水分的利用效率,减少土壤侵蚀量。从不同处理保持水土效应来看,从优 至劣的顺序为NTS_PL>T_PL>NTS_CL>T_CL>NTS_WL>T_WL。由此可见,免耕秸秆覆盖是提高水分利用效率及控制水土流失的有效措施,粮草豆隔带种植,结合保护性耕作措施不但具有蓄水保土,减免侵蚀的生态作用,而且还能提高土地利用的经济效益,宜结合生产推广利用。     

耕作地表土块状况及其对近地表风场的影响

为深入理解非可蚀性土块吸收风能、降低侵蚀力的机制,利用野外风速资料,对半干旱区农田传统耕作模式下犁耕、耙耱及抹平等的地表土块大小、土壤表面粗糙度、近地表风速及空气动力学特征进行了研究。结果表明,犁耕后农田土块长、宽、高均在15 cm以上,盖度为27.67%,耙耱、抹平后土块大小和盖度显著降低,抹平地表土块盖度仅为2.13%;土块的破碎导致土壤表面粗糙度降低,近地表风速增大;与犁耕地表比较,耙耱后土壤表面粗糙度降低34%~64%,抹平后降低幅度甚至在90%以上;耙耱抹平后地表以上0.5 m高度内风速显著增大,空气动力学粗糙度由1.1 cm降低至0.05 cm,侵蚀力增强。因此认为,合理选择犁耕、耙耱和抹平的时间对农田风蚀防治有实际意义。     

三种不同床面近地层湍流输送特征

为了深入理解土壤风蚀发生机制,利用风洞实验风速廓线资料,采用空气动力学方法,计算了干旱、半干旱地区不同类型地表近地层湍流输送随风速以及地表性质的变化特征.结果表明:地表越粗糙,风速越大,湍流输送越强,且湍流输送强度与地面粗糙元密度有关.     

干涸湖床不同类型盐土地表净风吹蚀实验研究

以内蒙古东乌珠穆沁旗及浑善达克沙地区域干涸湖床3种不同形态的盐土原状土为对象,通过风洞模拟实验,研究了干涸湖床不同类型盐土地表的净风吹蚀速率。对比风洞实验测定结果发现,3种盐土净风吹蚀速率依次是:蓬松盐霜盐土(14.44 g·m^-2·min^-1)>普通盐土(1.00 g·m^-2·min^-1)>结皮盐土(0.42 g·m^-2·min^-1)。风蚀过程中,不同类型盐土的近地表物质输移主要集中分布在0~10 cm的高度范围内,初始运动中,实验盐土风蚀颗粒物质以就地滚动和近距离跃移为主。实验观测发现,随着风速的增大,更多、更大的表面物质会受到更强烈的撞击与磨蚀作用,形成较细小的粉尘物质释放于空中,因此,干旱区盐土地表是形成区域盐碱浮尘或含盐沙尘天气的重要物源。不同类型盐土近地表物质输移总量从大到小依次是:蓬松盐霜盐土(3.17 g)、结皮盐土(0.42 g)、普通盐土(0.35 g)。