烏蘭布和沙漠東北緣不同下墊面降塵特征研究
發(fā)布時間:2021-06-10 06:55
以烏蘭布和沙漠東北緣5種下墊面(流動沙丘、半固定沙地、固定沙地、花棒林地和沙拐棗林地)為研究對象,采用野外實地觀測和室內分析相結合的方法,對各下墊面近地表2m和5m高度處的降塵量,降塵粒度特征,防護林地土壤粒度特征及其影響降塵量的氣候因素進行了分析研究.結果表明:(1)不同下墊面近地層2m、5m高度處的降塵均以<0.25mm的區(qū)域與局地沙物質為主,占總降塵量的88.50%~90.00%,遠源傳輸物質甚少,僅占總降塵量的10.00%~11.50%.(2)隨著地表植被蓋度的增加,各下墊面降塵量逐漸降低.由外到內(半固定沙丘、固定沙丘、花棒防護林地、沙拐棗防護林地)近地層2m高度處降塵量較流動沙丘分別減小45.85%、53.49%、53.68%和58.39%,5m高度處降塵量分別減少65.47%、68.84%、69.92%和73.97%.(3)各下墊面近地表2m和5m高度處的降塵量由大到小依次為:流動沙丘>半固定沙丘>固定沙丘>花棒防護林地>沙拐棗防護林地.(4)各下墊面降塵主要以冬、春季為主,近地層2m、5m高度處降塵量分別占到全年總降塵量的73.72%~87...
【文章來源】:應用基礎與工程科學學報. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
研究區(qū)及采樣點位置示意
各下墊面由于其植被蓋度不同,導致下墊面年降塵量存在一定差異.隨著垂直高度的增加,年降塵量逐漸減小.由圖2知,不同下墊面2m、5m高度處年降塵量大小依次為:流動沙丘(914.43、878.60t/(km2·a))>半固定沙丘(495.12、303.38t/(km2·a))>固定沙丘(425.27、273.74t/(km2·a))>花棒防護林地(423.53、264.25t/(km2·a))>沙拐棗防護林地(380.53、228.69t/(km2·a)).2m、5m高度處年降塵量最大為流動沙丘,其降塵量分別是沙拐棗防護林地的1.40倍和2.84倍.流動沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、花棒防護林地、沙拐棗防護林地2m高度處年降塵量分別是5m高度處的1.04倍、1.63倍、1.55倍、1.60倍、1.66倍.2.4 不同季節(jié)各下墊面的降塵量變化特征
地表土壤機械組成與風沙活動密切相關.本研究中各下墊面表土均以<0.25mm沙粒物質為主,含量占總土樣的83.36%以上,尤其是花棒防護林地和沙拐棗防護林地分別達到了99.74%、92.12%.通過對比分析發(fā)現(xiàn),流動沙丘、半固定沙丘和固定沙丘地表物質趨于粗;,說明地表細粒物質被風沙流裹挾帶向空中,為大氣中提供了沙塵物質,而花棒防護林地和沙拐棗防護林地表物質較細,可有效抑制地表風蝕,減少了向大氣輸送沙塵物質[19].另外,地表植被的存在可以提高土壤有機質含量,活化土壤微生物,加速土壤中各種物質轉化,從而改善土壤性質,同時防護林的枝葉能增加地表粗糙度,降低近地表風速,使懸浮在空中的細小塵粒失去水平運動營力而僅靠自身重力作用向下沉降,從而導致表層土壤機械組成的變化[20-21].因此,該區(qū)域防護林可以有效地攔截大氣降塵,起到防護效果.需加強防護林體系營建,一旦地表植被遭遇破壞,很容易成為揚沙起塵的策源地.本研究中,各下墊面2m高度處降塵量均大于5m高度處,說明大氣降塵量隨著垂直高度增加而減少[22].各下墊面降塵量大小依次為:流動沙丘>半固定沙丘>固定沙丘>花棒防護林地>沙拐棗防護林地.造成此現(xiàn)象的原因有兩個:其一,各下墊面植被蓋度不同,植被蓋度增加可減弱起塵強度[23].也就是說,植被增加了地表粗糙度,增大了各下墊面的臨界起動風速,減弱了風沙流的強度,降低了地表輸沙率[24],導致各下墊面年降塵量隨植被蓋度的增加而降低.其二,由于流動沙丘、半固定沙丘和固定沙丘植被高度<0.87m,植被高度相對降低,對流經的氣流影響較小,對風速作用微弱,空氣交換量增大,導致這3類下墊面降塵量高于兩類灌木林地.而花棒防護林地和沙拐棗防護林地由于植被平均高度和平均冠幅分別為1.83~2.35m、1.64~2.44m2,對水平氣流阻礙作用明顯,使到達林內的氣流由于受到防護林內的相互摩擦和能量消減,減弱了大氣交換量,導致降塵量減少[25-26].
【參考文獻】:
期刊論文
[1]烏蘭布和沙漠東北緣起沙風風況及輸沙特征[J]. 羅鳳敏,高君亮,辛智鳴,邊凱,郝玉光,劉芳. 農業(yè)工程學報. 2019(04)
[2]烏蘭布和沙漠東北部近地層沙塵水平通量和降塵量變化特征分析[J]. 羅鳳敏,高君亮,劉芳,李新樂,黃雅茹,葛根巴圖,段瑞兵,辛智鳴. 中國農業(yè)科技導報. 2019(02)
[3]渾善達克沙地大氣降塵顆粒物特征研究[J]. 閆德仁,黃海廣,薛博. 生態(tài)環(huán)境學報. 2018(01)
[4]烏蘭布和沙漠東北緣5種土地利用類型土壤粒度特征[J]. 羅鳳敏,高君亮,郝玉光,張格,王麗娜,辛智鳴,呂永軍,劉芳. 水土保持研究. 2017(05)
[5]新疆策勒不同下墊面大氣降塵時空分布特征[J]. 毛東雷,蔡富艷,雷加強,王雪梅,薛杰,來風兵. 干旱區(qū)研究. 2017(06)
[6]烏蘭布和沙漠不同灌叢土壤顆粒多重分形特征及其與有機碳分布的關系[J]. 代豫杰,李錦榮,郭建英,韓秀峰,張夢璇,周曉瑩,董智. 環(huán)境科學研究. 2017(07)
[7]防護林疏透度對近地層大氣降塵的影響——以新疆策勒為例[J]. 徐立帥,穆桂金,孫琳,任曉,周杰. 中國沙漠. 2017(01)
[8]烏蘭布和沙漠流動沙丘下風向降塵粒度特征[J]. 陳新闖,郭建英,董智,李紅麗,李錦榮,王合云. 中國沙漠. 2016(02)
[9]植被蓋度對典型草原區(qū)地表風沙流結構及風蝕量影響[J]. 邢恩德,馬少薇,郭建英,李錦榮,藍登明. 水土保持研究. 2015(06)
[10]植被恢復程度與沙地土壤性質——以塔克拉瑪干沙漠南緣為例[J]. 李嘗君,曾凡江,郭京衡,熱甫開提,劉波. 干旱區(qū)研究. 2015(06)
博士論文
[1]烏蘭布和沙漠東北部綠洲化過程生態(tài)效應研究[D]. 郝玉光.北京林業(yè)大學 2007
[2]烏蘭布和沙漠東北緣植被抑制沙塵機理的研究[D]. 汪季.北京林業(yè)大學 2004
本文編號:3221909
【文章來源】:應用基礎與工程科學學報. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:12 頁
【部分圖文】:
研究區(qū)及采樣點位置示意
各下墊面由于其植被蓋度不同,導致下墊面年降塵量存在一定差異.隨著垂直高度的增加,年降塵量逐漸減小.由圖2知,不同下墊面2m、5m高度處年降塵量大小依次為:流動沙丘(914.43、878.60t/(km2·a))>半固定沙丘(495.12、303.38t/(km2·a))>固定沙丘(425.27、273.74t/(km2·a))>花棒防護林地(423.53、264.25t/(km2·a))>沙拐棗防護林地(380.53、228.69t/(km2·a)).2m、5m高度處年降塵量最大為流動沙丘,其降塵量分別是沙拐棗防護林地的1.40倍和2.84倍.流動沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、花棒防護林地、沙拐棗防護林地2m高度處年降塵量分別是5m高度處的1.04倍、1.63倍、1.55倍、1.60倍、1.66倍.2.4 不同季節(jié)各下墊面的降塵量變化特征
地表土壤機械組成與風沙活動密切相關.本研究中各下墊面表土均以<0.25mm沙粒物質為主,含量占總土樣的83.36%以上,尤其是花棒防護林地和沙拐棗防護林地分別達到了99.74%、92.12%.通過對比分析發(fā)現(xiàn),流動沙丘、半固定沙丘和固定沙丘地表物質趨于粗;,說明地表細粒物質被風沙流裹挾帶向空中,為大氣中提供了沙塵物質,而花棒防護林地和沙拐棗防護林地表物質較細,可有效抑制地表風蝕,減少了向大氣輸送沙塵物質[19].另外,地表植被的存在可以提高土壤有機質含量,活化土壤微生物,加速土壤中各種物質轉化,從而改善土壤性質,同時防護林的枝葉能增加地表粗糙度,降低近地表風速,使懸浮在空中的細小塵粒失去水平運動營力而僅靠自身重力作用向下沉降,從而導致表層土壤機械組成的變化[20-21].因此,該區(qū)域防護林可以有效地攔截大氣降塵,起到防護效果.需加強防護林體系營建,一旦地表植被遭遇破壞,很容易成為揚沙起塵的策源地.本研究中,各下墊面2m高度處降塵量均大于5m高度處,說明大氣降塵量隨著垂直高度增加而減少[22].各下墊面降塵量大小依次為:流動沙丘>半固定沙丘>固定沙丘>花棒防護林地>沙拐棗防護林地.造成此現(xiàn)象的原因有兩個:其一,各下墊面植被蓋度不同,植被蓋度增加可減弱起塵強度[23].也就是說,植被增加了地表粗糙度,增大了各下墊面的臨界起動風速,減弱了風沙流的強度,降低了地表輸沙率[24],導致各下墊面年降塵量隨植被蓋度的增加而降低.其二,由于流動沙丘、半固定沙丘和固定沙丘植被高度<0.87m,植被高度相對降低,對流經的氣流影響較小,對風速作用微弱,空氣交換量增大,導致這3類下墊面降塵量高于兩類灌木林地.而花棒防護林地和沙拐棗防護林地由于植被平均高度和平均冠幅分別為1.83~2.35m、1.64~2.44m2,對水平氣流阻礙作用明顯,使到達林內的氣流由于受到防護林內的相互摩擦和能量消減,減弱了大氣交換量,導致降塵量減少[25-26].
【參考文獻】:
期刊論文
[1]烏蘭布和沙漠東北緣起沙風風況及輸沙特征[J]. 羅鳳敏,高君亮,辛智鳴,邊凱,郝玉光,劉芳. 農業(yè)工程學報. 2019(04)
[2]烏蘭布和沙漠東北部近地層沙塵水平通量和降塵量變化特征分析[J]. 羅鳳敏,高君亮,劉芳,李新樂,黃雅茹,葛根巴圖,段瑞兵,辛智鳴. 中國農業(yè)科技導報. 2019(02)
[3]渾善達克沙地大氣降塵顆粒物特征研究[J]. 閆德仁,黃海廣,薛博. 生態(tài)環(huán)境學報. 2018(01)
[4]烏蘭布和沙漠東北緣5種土地利用類型土壤粒度特征[J]. 羅鳳敏,高君亮,郝玉光,張格,王麗娜,辛智鳴,呂永軍,劉芳. 水土保持研究. 2017(05)
[5]新疆策勒不同下墊面大氣降塵時空分布特征[J]. 毛東雷,蔡富艷,雷加強,王雪梅,薛杰,來風兵. 干旱區(qū)研究. 2017(06)
[6]烏蘭布和沙漠不同灌叢土壤顆粒多重分形特征及其與有機碳分布的關系[J]. 代豫杰,李錦榮,郭建英,韓秀峰,張夢璇,周曉瑩,董智. 環(huán)境科學研究. 2017(07)
[7]防護林疏透度對近地層大氣降塵的影響——以新疆策勒為例[J]. 徐立帥,穆桂金,孫琳,任曉,周杰. 中國沙漠. 2017(01)
[8]烏蘭布和沙漠流動沙丘下風向降塵粒度特征[J]. 陳新闖,郭建英,董智,李紅麗,李錦榮,王合云. 中國沙漠. 2016(02)
[9]植被蓋度對典型草原區(qū)地表風沙流結構及風蝕量影響[J]. 邢恩德,馬少薇,郭建英,李錦榮,藍登明. 水土保持研究. 2015(06)
[10]植被恢復程度與沙地土壤性質——以塔克拉瑪干沙漠南緣為例[J]. 李嘗君,曾凡江,郭京衡,熱甫開提,劉波. 干旱區(qū)研究. 2015(06)
博士論文
[1]烏蘭布和沙漠東北部綠洲化過程生態(tài)效應研究[D]. 郝玉光.北京林業(yè)大學 2007
[2]烏蘭布和沙漠東北緣植被抑制沙塵機理的研究[D]. 汪季.北京林業(yè)大學 2004
本文編號:3221909
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