【摘要】： 機械沙障是降低近地表土壤風(fēng)蝕的重要措施,其主要通過改變下墊面的性質(zhì),增加地表粗糙度來實現(xiàn)降低風(fēng)速、減弱風(fēng)蝕,進(jìn)而達(dá)到防風(fēng)固沙的目的。然而,以往的實驗主要以風(fēng)洞模擬為主,野外實驗結(jié)果稀少。本研究選取毛烏素沙地南緣作為樣地,通過大量野外實驗,觀測不同沙障措施(麥草、蘆葦桿、聚酯纖維沙袋、塑料網(wǎng))下近地表風(fēng)速變化規(guī)律和土壤的蝕積特征,探討沙障措施對土壤風(fēng)蝕影響的機理,找出各項沙障技術(shù)利用目前存在的問題,并提出有效的解決辦法,以期能為制定防治土壤風(fēng)蝕的對策提供科學(xué)的依據(jù),結(jié)論如下： (1)對于塑料網(wǎng)沙障,本試驗選取了規(guī)格為1m×1m、2m×2m、3m×3m及4m×4m,高度分別為20cm、30cm、40cm和50cm,孔隙度為20%、30%、50%及70%的64種組合方式。經(jīng)過對比分析得出：沙障規(guī)格為1m×1m,高度為50cm,孔隙度為20%時,塑料網(wǎng)沙障在四種材料中防風(fēng)固沙效果最佳。在同一高度條件下,所有規(guī)格沙障當(dāng)沙障高度為40cm時,防風(fēng)固沙效果和高度為50cm時的相差很小,而且當(dāng)沙障孔隙度為30%時,防風(fēng)固沙效果和孔隙度為20%時的相差不大。綜合考慮沙障的設(shè)置成本等因素,沙障在相同的條件下,選擇高40cm,孔隙度為30%較為適宜。 (2)沙袋沙障的防風(fēng)固沙效果分析結(jié)果表明,在1m×1m、1.5m×1.5m、2m×2m、3m×3m及4m×4m等5種規(guī)格當(dāng)中,1m×1m規(guī)格的防風(fēng)固沙效果最佳。不足之處為該材料跟其他材料沙障相對比較,防風(fēng)固沙效果最差。這是由于沙袋沙障的高度固定為10cm,相對較低,從野外試驗結(jié)果來看,增大粗糙度的效果不明顯。從野外試驗結(jié)果分析得出,當(dāng)野外平均風(fēng)速達(dá)到8m／s以上時,沙袋方格內(nèi)部的沙粒大部分被吹出,使得沙障內(nèi)部的風(fēng)蝕程度大于裸地,沙袋沙障的設(shè)置反而加強了沙障內(nèi)部的風(fēng)蝕。同時,從野外觀察發(fā)現(xiàn),在鋪設(shè)沙袋沙障后,迎風(fēng)面的沙袋的底部首先遭到大風(fēng)的‘掏蝕’,之后沙袋自然下塌,從而使得該沙障達(dá)不到理想的防風(fēng)固沙的作用。沙袋沙障的優(yōu)勢是能就地取材,以沙治沙,布設(shè)辦法簡易,費時短,效率高,成本低廉,在一定面積里需要的材料量比其他材料少。不足之處為生產(chǎn)費用和運送費比其它材料貴。 (3)對1m×1m、1.1m×1.1m、1.2m×1.2m、1.4m×1.4m、1.5m×1.5m、1.6m×1.6m、1.8m×1.8m及2m×2m 8種規(guī)格麥草沙障防風(fēng)固沙效果進(jìn)行了分析。分析結(jié)果為：隨著麥草沙障規(guī)格的增大,相對風(fēng)速逐漸降低,防風(fēng)固沙效果降低。麥草沙障的地面粗糙度分析結(jié)果顯示,1m×1m規(guī)格麥草沙障的地面粗糙度最大,2m×2m規(guī)格的最小。隨著麥草沙障規(guī)格增大,地面粗糙度逐漸降低。在麥草沙障內(nèi)部的蝕積量觀測結(jié)果顯示,1m×1m到1.4m×1.4m的麥草沙障與其他規(guī)格的沙障相比,穩(wěn)定區(qū)范圍較大,侵蝕區(qū)的范圍較小。試驗的8種規(guī)格當(dāng)中,1m×1m麥草沙障蝕積量最小。麥草沙障的成本在這四種材料當(dāng)中最低。 (4)對規(guī)格為1m×1m、2m×2m及4m×4m的蘆葦桿沙障防風(fēng)固沙效果分析結(jié)果為：1m×lm和2m×2m蘆葦桿沙障的防風(fēng)固沙效果差別不大。4m×4m蘆葦桿沙障的平均粗糙度最小,防風(fēng)固沙效果最差。防沙效果對比分析結(jié)果表明,1m×1m和4m×4m蘆葦桿沙障在第一個方格中粒徑為0.25mm以上的輸沙量比曠野的輸沙量多。從粗糙度分析,1m×1m和2m×2m規(guī)格蘆葦桿沙障的平均粗糙度為0.1009m和0.0925m,差別不大。從防風(fēng)固沙效果、輸沙率和粗糙度綜合分析表明,1m×1m沙障效果最好。而2m×2m沙障的防風(fēng)固沙效果、輸沙率和粗糙度則與1m×1m沙障的差別不大。蘆葦桿沙障的成本僅次于麥草沙障。 (5)從上述結(jié)論可以看出,沙障的防風(fēng)固沙效果與高度和孔隙度均有密切關(guān)系。在以往布設(shè)格狀沙障時,通常只考慮材料和沙障規(guī)格,而忽視了孔隙度的重要性。因此,今后實施固沙措施時,除了材料本身以外,沙障孔隙度也是一個關(guān)鍵指標(biāo)。在沙區(qū)布設(shè)沙障,不僅要考慮防風(fēng)固沙效果,還要盡量控制沙障成本,只有綜合考慮生態(tài)和經(jīng)濟因素,才能從根本上解決治沙問題。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X171
【圖文】：

東西最寬為lookm，總面積為7，130玩2，鹽池縣城距寧夏自治區(qū)首府銀川市140km。鹽池沙地屬于鹽池縣南部1，600m等高線以北部份，面積為5，729.9kin2，此線以南為麻黃山黃土丘陵區(qū)，面積為1，400.IkinZ(圖2一l)。松松松松松松松松松松松松滋滋襯赫， ，，七 七峽J色今夕砰‘ ‘‘圖2一1研究區(qū)地理位置示意圖FigZ一 1Loeationof、乞 nchiCounty鹽池縣北部與毛烏素沙地相連，東南部與黃土高原相連，屬于典型的過渡地帶，即自東南向北，地形是從黃土丘陵向鄂爾多斯緩坡丘陵的過渡帶，氣候是從半干早區(qū)向干早區(qū)的過渡帶，植被類型是從干草原向荒漠草原的過渡帶，資源利用是從農(nóng)區(qū)向牧區(qū)的過渡帶，荒漠化的形式是從水蝕向風(fēng)蝕的過渡帶，這種地理上的過渡性決定了本地區(qū)的定位多樣性，如農(nóng)牧交錯區(qū)、水蝕風(fēng)蝕交錯區(qū)、干旱半干早過渡區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)等等。

55從-SSE—累計刮風(fēng)時間—累計刮風(fēng)時間(風(fēng)速4m引圖2一3試驗區(qū)1一12月風(fēng)向玫瑰圖FigZ一 3WinddireetionrosemaPinPlotfromJanuarytoDe

55叭-SSE—累計刮風(fēng)時間—累計刮風(fēng)時間(風(fēng)速4111”圖2一2試驗區(qū)3一6月風(fēng)向玫瑰圖FigZ一 2WinddireetionrosemaPinplotfromMarehtoJune

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3 本報記者 王U嗗逅湛

本文編號：2782890