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策勒绿洲-沙漠过渡带骆驼刺(Alhagi sparsifolia)群落的地表蚀积特征

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中国沙漠 2016年第5期36卷 1252-1259页

作者：冯筱李生宇徐新文马学喜邢文娟袁鑫鑫中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049

观测了新疆策勒绿洲-沙漠过渡带不同覆盖度骆驼刺(Alhagi sparsifolia)群落在生长季的地表蚀积特征。结果表明:骆驼刺群落从生长初期到稳定期,密度为0.2株·m-2的群落植被覆盖度由3.09%增长到34.42%,密度为0.18株·m-2的群落植被覆盖度... 详细信息

观测了新疆策勒绿洲-沙漠过渡带不同覆盖度骆驼刺(Alhagi sparsifolia)群落在生长季的地表蚀积特征。结果表明:骆驼刺群落从生长初期到稳定期,密度为0.2株·m-2的群落植被覆盖度由3.09%增长到34.42%,密度为0.18株·m-2的群落植被覆盖度由3.18%增长到22.66%,前者的阻沙效果优于后者,两者在生长初期地表风蚀最为严重,之后各阶段以风积为主,且单位面积净蚀积量随时间的推移逐步增加后趋于稳定;裸沙地以风蚀为主;密度为0.1株·m-2的群落植被覆盖度由0.44%增长到20.30%,与裸沙地相比,局部风蚀现象更为严重,且单位面积风蚀量随时间的推移而增加;植被覆盖度较大的群落内部和植株背风区,风积现象明显,群落外围迎风侧和植被覆盖度较小的区域,风蚀较为严重。应重点加强骆驼刺皆伐后生长初期和植被覆盖度较低区域的地表防护作用。

关键词：骆驼刺(Alhagi sparsifolia) 植被覆盖度蚀积特征阻沙效果

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北京市平原区农田土壤蚀积特征分析

水土保持学报 2011年第1期25卷 20-24,29页

作者：王仁德邹学勇赵婧妍张艺磊河北省科学院地理科学研究所石家庄050011 地表过程与资源生态国家重点实验室(北京师范大学) 北京100875 北京师范大学中国沙漠研究中心北京100875

采用野外观测、风洞模拟和实验室分析等手段,对北京市平原区土壤风蚀和大气降尘两种自然过程共同作用下的农田土壤蚀积状况及其对土壤理化性质的影响问题进行了研究。结果表明,2009年研究区农田土壤风蚀强度为0.64t/hm2,风蚀物颗粒以粒... 详细信息

采用野外观测、风洞模拟和实验室分析等手段,对北京市平原区土壤风蚀和大气降尘两种自然过程共同作用下的农田土壤蚀积状况及其对土壤理化性质的影响问题进行了研究。结果表明,2009年研究区农田土壤风蚀强度为0.64t/hm2,风蚀物颗粒以粒径在20～80μm的尘粒为主;大气降尘强度为1.00t/hm2,降尘颗粒以粒径在10～50μm的尘粒为主。降尘强度大于土壤风蚀强度,农田地表以沉积为主,强度约为0.36t/hm2.a。降尘粒径比风蚀物粒径明显偏细,长期的蚀积作用导致土壤粒度组成变细。降尘中重金属元素的含量明显大于土壤和风蚀物中的含量,长期沉积作用导致土壤中重金属元素的累积。

关键词：土壤风蚀大气降尘蚀积特征北京

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生物基可降解聚乳酸沙障的蚀积特征

水土保持通报 2019年第5期39卷 113-119页

作者：刘湘杰党晓宏汪季丁延龙焦宏远内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古鄂尔多斯017400

[目的]分析不同铺设规格生物基可降解聚乳酸(PLA)沙障障格内风蚀稳定凹曲面形态特征、断面轮廓及蚀积效应等指标,为聚乳酸沙袋沙障规格优选提供理论依据。[方法]以内蒙古自治区吉兰泰盐湖周边流动沙垄铺设的0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,1.5 m... 详细信息

[目的]分析不同铺设规格生物基可降解聚乳酸(PLA)沙障障格内风蚀稳定凹曲面形态特征、断面轮廓及蚀积效应等指标,为聚乳酸沙袋沙障规格优选提供理论依据。[方法]以内蒙古自治区吉兰泰盐湖周边流动沙垄铺设的0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,1.5 m×1.5 m和2 m×2 m规格的聚乳酸沙袋沙障为研究对象,待风季后测量障格内稳定凹曲面蚀积形态,绘制凹曲面形态图并计算蚀积参数等。[结果] 4种规格沙障障格内均能形成稳定的凹曲面,且呈四周高中间低的整体格局。0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,1.5 m×1.5 m和2 m×2 m障格内的净堆积强度分别为17.29,7.09,0.61,-8.2 g/cm^2。[结论]障格内稳定的凹曲面形成前,0.5 m×0.5 m和1 m×1 m障格内以堆积为主;1.5 m×1.5 m障格内风蚀堆积近乎平衡;2 m×2 m障格内部在布设初期呈风蚀状态,但稳定凹曲面形成后,仍可控制地表风蚀。

关键词：蚀积特征凹曲面沙袋沙障生物基可降解吉兰泰盐湖

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不同形状沙袋沙障稳定性及防风效益

水土保持学报 2015年第5期29卷 7-12页

作者：王晨沣王玉杰袁立敏胡小龙黄海广刘斌北京林业大学水土保持学院北京100083 内蒙古自治区林业科学研究院呼和浩特010010 内蒙古农业大学生态环境学院呼和浩特010018

沙袋沙障为一种新型沙障,同时具备防风阻沙、抑制风蚀的功能。区别于其他沙袋沙障,试验采用的沙袋外层包装为涤棉布。为了解不同形状沙袋沙障对近地表气流的影响,并探寻具有较好防护效果的沙障形状,研究通过对正半圆形、倒半圆形和一字... 详细信息

沙袋沙障为一种新型沙障,同时具备防风阻沙、抑制风蚀的功能。区别于其他沙袋沙障,试验采用的沙袋外层包装为涤棉布。为了解不同形状沙袋沙障对近地表气流的影响,并探寻具有较好防护效果的沙障形状,研究通过对正半圆形、倒半圆形和一字形沙袋沙障的移动距离、周围地表蚀积程度及近地表风速进行测定,对比研究了3种形状沙袋沙障自身稳定性及其防风效益差异。结果表明：3种形状沙袋沙障相比,正半圆形沙袋沙障最稳定,倒半圆形最差。沙袋整体移动距离大小顺序为倒半圆形〉一字形〉正半圆形,分别为33.02cm,16.90cm和14.00cm。不同形状蚀积深度相比,正半圆形的4个区域蚀积程度均为最小,在背风侧区域、迎风侧区域、左翼区域、右翼区域内风蚀深度分别比未设置沙障区减小了102.07%,86.17%,25.93%,66.56%。3种形状沙袋沙障防风效能相比,正半圆形沙袋沙障最大,倒半圆形比正半圆形低10.16%。3种形状沙袋沙障中正半圆形周围风速等值线密度要明显大于一字形和倒半圆形,在不同位置上,风速等值线密度大小顺序为背风侧0~20cm〉迎风侧0~20cm〉背风侧20~100cm;在不同高度上,沙袋对风速影响最大范围约在30cm以下,在此之上,对风速影响逐渐变小。

关键词：沙袋沙障移动距离蚀积特征防风效能风速流场

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乌兰布和沙漠典型灌木防风阻沙效果研究

乌兰布和沙漠典型灌木防风阻沙效果研究

作者：蒋方哲北京林业大学

学位级别：硕士

土壤风蚀会导致干旱和半干旱地区风沙流现象,导致沙漠化以及沙尘暴灾害的发生。植物措施作为控制土壤风蚀的主要措施,对于控制与治理土壤风蚀引起的荒漠化有明显效果。关于植被盖度配置模式对防风固沙效果的影响,前人做了大量的研究,但... 详细信息

土壤风蚀会导致干旱和半干旱地区风沙流现象,导致沙漠化以及沙尘暴灾害的发生。植物措施作为控制土壤风蚀的主要措施,对于控制与治理土壤风蚀引起的荒漠化有明显效果。关于植被盖度配置模式对防风固沙效果的影响,前人做了大量的研究,但在个体层面上,综合考虑单株植物株高、冠幅、分枝数、疏透度以及柔韧性等形态特征对其防风阻沙能力影响的研究还比较缺乏。针对这一问题,在乌兰布和沙漠周边地区进行样方调查,进而选出4种典型灌木,分别是白刺,沙冬青,梭梭和柠条锦鸡儿。通过风洞试验,研究单株灌木对其周围的风速流场、输沙率和地表特征变化的影响,通过对比分析,选出防风阻沙效果最优的植物种,以期为荒漠绿洲区的防风固沙体系建设提供理论依据。得出结论如下:（1）当气流经过灌木时,由于灌木的阻挡作用,植株两侧及植株上方会形成气流加速区,而株前2H～1H范围内会形成一个风速减速区;气流穿过灌木后,灌木削弱了其动能,风速降低,株后形成一个弱风区,并在株后1H处风速达到最小值,此后随着远离植株,风速也逐渐增加,株后5H之后基本恢复到旷野风速水平。沙冬青植株较为高大,侧影面积大且疏透度低,在4种灌木中其株后的风速降幅最大,防护范围最广,整体的防风效能最佳。（2）研究发现单株灌木的防护作用与其枝条柔韧性关系很大,在风速达到一定阈值后,对于枝系结构较为接近的单株灌木,它们的变形幅度和侧影面积降幅均与其表现出一致性。枝条的抗弯弹性模量越小,柔韧性越高,灌木的晃动幅度也越大,侧影面积大幅度下降,导致防风效能也下降。白刺的弹性模量为13.35(N·mm·10～3),在4种灌木中最大,柔韧性最低,在10m/s时其晃动幅度与侧影面积降幅也是最小的。（3）单株灌木周围地表可分为株前区,株后区,株后两侧区3个区域。其中,株前区堆积特征明显,株后区除白刺外其他3种灌木表现出不同程度的侵蚀特征,株后两侧区均表现明显侵蚀。4种单株灌木对周围地表微地貌变化的影响有着显著的差异性,其中白刺和柠条锦鸡儿吹蚀前后的变化较大,白刺总体上表现为风积,柠条锦鸡儿则表现为风蚀。（4）单株灌木的防风效能:沙冬青>白刺>梭梭>柠条锦鸡儿;阻沙效能:白刺>沙冬青>梭梭>柠条锦鸡儿,白刺的效益显著大于其他3种灌木。在植物种的选择上,若以防风为主,则沙冬青最好,其次可以选白刺;若以固沙为主,则白刺最优;若是要综合考虑防风与固沙的效果,则选择白刺。

关键词：单株灌木灌木形态柔韧性防风阻沙蚀积特征

乌珠穆沁沙地生物基可降解聚乳酸纤维（PLA）沙障防风固沙效果研究

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乌珠穆沁沙地生物基可降解聚乳酸纤维（PLA）沙障防风固沙效果研究

作者：朱泊年内蒙古农业大学

学位级别：硕士

乌珠穆沁沙地在人为扰动和自然环境恶化的背景下,生态环境退化、沙地面积进一步扩张。机械沙障固沙是治沙的先行措施,也是植被恢复的前提和必要条件。PLA沙障作为一种可降解聚乳酸纤维绿色机械沙障,其防风阻沙效应研究在实际推广应用中... 详细信息

乌珠穆沁沙地在人为扰动和自然环境恶化的背景下,生态环境退化、沙地面积进一步扩张。机械沙障固沙是治沙的先行措施,也是植被恢复的前提和必要条件。PLA沙障作为一种可降解聚乳酸纤维绿色机械沙障,其防风阻沙效应研究在实际推广应用中具有重要的实际意义。本研究以乌珠穆沁沙地生态环境脆弱和风沙危害较为严重的新高勒嘎查为研究区域,对不同规格PLA沙障(沙障规格0.5 m×0.5 m、1 m×1 m、2 m×2 m和3 m×3 m)的风速、输沙量及土壤机械组成进行定量分析,明确不同规格PLA沙障风速流场特征、风沙输移特征、沉积物粒度特征和近地表蚀积规律,揭示不同规格PLA沙障防风阻沙效应及其作用机制。主要结论如下:(1)PLA沙障规格小于3 m×3 m时,风速廓线呈“S”型变化趋势;不同规格沙障地表粗糙度大小表现为:1 m×1 m>0.5 m×0.5 m>2 m×2 m>3 m×3 m>裸沙地。铺设PLA沙障后,4种规格沙障输沙量降低在38.72～75.69%之间;10 cm高度内输沙量占总输沙量的70.59～94.71%。PLA沙障障格内输沙率随高度呈现良好的指数关系(R>0.77);布设PLA沙障后,风沙流结构发生改变,细砂含量增加4.56%,中砂含量减少11.94%。沙障能有效的降低近地表风速,改变风沙流结构。(2)铺设沙障后,障格内沉积物细砂颗粒含量增加19.54%,粗砂和极粗砂含量由99.4%降低至67.58%,表层沉积物颗粒变细;沙障内沉积物土壤平均粒径均大于裸沙地;1 m×1 m、2 m×2 m和3 m×3 m规格分选性都高于裸沙地,峰态无明显的起伏变化;沙障内的沉积物表现为负偏,且均低于裸沙地。PLA沙障内沉积颗粒分布更为均匀,同时出现细粒化。(3)沙障凹曲面中心风蚀深度随沙障规格的增加而增加16.06 cm,而堆积强度随沙障规格增大降低3.44g·cm,障格内由堆积变为风蚀;蚀积系数稳定在1/9～1/8,且随沙障规格增大而减小;障格内风蚀最深点随主风向偏移,障格内与主风向一致的方位风蚀量更大。研究区内,风蚀多发生在NW-SE和W-E方向上,且坡顶处形成的凹曲面较稳定,该地区适合布设1 m×1 m和2 m×2 m规格PLA沙障。

关键词： PLA沙障防风固沙效果粒度特征蚀积特征乌珠穆沁沙地

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几何形状对2种沙障防风固沙效果的作用研究

几何形状对2种沙障防风固沙效果的作用研究

作者：刘湘杰内蒙古农业大学

学位级别：硕士

本实验研究区位于吉兰泰盐湖边缘流动沙垄,以不同几何形状生物基可降解聚乳酸沙障单元和麦草沙障单元为研究对象,在流动沙垄上铺设三角形、圆形和正方形障格单元,铺设面积为0.25m2(规格A)、1m2(规格B)、2.25m2(规格C)和4m2(规格D)。通... 详细信息

本实验研究区位于吉兰泰盐湖边缘流动沙垄,以不同几何形状生物基可降解聚乳酸沙障单元和麦草沙障单元为研究对象,在流动沙垄上铺设三角形、圆形和正方形障格单元,铺设面积为0.25m2(规格A)、1m2(规格B)、2.25m2(规格C)和4m2(规格D)。通过测定3种形状沙障单元内的风速、输沙量、障格内地表土壤粒径和蚀积情况等,并以相似裸露沙垄作为对照,综合分析沙障单元的防风固沙效果,得到以下主要结论:(1)铺设沙障后有效增大了地表粗糙度,降低了地表风速,减小了地表输沙量。风速达6m/s时,PLA障格单元较麦草障格单元防风效能提高了 0.55%～7.52%,风速增大到8m/s时,不同材料和形状对气流影响差异显著,三角形障格防风效能较圆形和正方形分别提高3.97%～9.36%和4.46%～11.89%。三角形障格内粗糙度分别是圆形和正方形障格的1.12～1.27倍和1.14～1.57倍。随高度增加,不同高度障格内输沙量呈先增大后减小趋势。障格内风沙流挟沙平均粒径均小于裸沙地风沙流挟沙平均粒径,细沙、中沙和极细沙是风沙流挟沙主要粒级组分。(2)3种形状障格单元内,表层土壤颗粒含量细沙、中沙和极细沙分别占35.60%～58.00%、23.20%～47.00%和6.00%～18.00%。与裸沙相比,障格单元内颗粒分选性较裸沙地差,障格内极细沙含量较裸沙高1.2%～13.2%,细沙含量则较裸沙低1.2%～23.6%。障格内细沙、中沙和极细沙对流场变化响应敏感,是引起沉积物粒径变化的主要粒级组分。(3)沙障单元内蚀积系数在1/33.3～1/14.3之间,所有障格内均呈堆积状态,0.5m2障格内蚀积堆积高度范围在9cm～15cm之间,其他3种主要在3cm～15cm。障格内堆积强度为7.90g/cm2～12.78g/cm2。PLA障格堆积强度是麦草障格的1.05倍,三角形障格内堆积强度分别是圆形和正方形的1.01倍和1.04倍。

关键词：不同形状障格单元防风固沙效果粒度特征蚀积特征吉兰泰盐湖

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乌兰布和沙漠典型单株灌木防风阻沙效益研究

乌兰布和沙漠典型单株灌木防风阻沙效益研究

作者：王露北京林业大学

学位级别：硕士

植物措施治理荒漠化对土壤风蚀的控制与治理有最为理想的效果,以往能够直观反映单株防风阻沙效益的研究比较缺乏。针对这一问题,本次实验通过实地考察选出乌兰布和沙漠周边多种典型单株灌木,采用风洞试验与室内分析试验的研究方式,结合... 详细信息

植物措施治理荒漠化对土壤风蚀的控制与治理有最为理想的效果,以往能够直观反映单株防风阻沙效益的研究比较缺乏。针对这一问题,本次实验通过实地考察选出乌兰布和沙漠周边多种典型单株灌木,采用风洞试验与室内分析试验的研究方式,结合单株形态指标的测定结果,细化的对冬季单株后三维风速流场、输沙量、沙粒粒径变化和沙粒蚀积特征进行研究,对比分析各单株防风阻沙效益指标大小与范围,以期为沙区建设防风固沙体系提供理论依据。得出以下结论:(1)无明显主干灌木的高度均小于有明显主干灌木的高度,但是其冠幅均大于有明显主干灌木。而且无明显主干灌木的结构能在无叶的时候保持密集,虽然有明显主干灌木的分枝长度较长,但是生长趋势总体向上延伸,而无明显主干灌木的分枝数较短,但是分枝密集且向两侧延伸。(2)通过对比6种灌木后风速变化发现,单株灌木后风速廓线变化趋势与对照观测点呈对数函数增大的趋势不一致,无明显主干灌木后风速廓线有先增大后减小的变化,而有明显主干灌木后的风速廓线呈先减小后增大再减小趋势。而且还发现,有明显主干灌木对比无明显主干灌木的优势在于其对风速平均降幅作用较大,影响范围较广。而无明显主干灌木对局部风速降幅作用大。(3)3种风速条件下单株后输沙量随高度的增加呈减小趋势,6种灌木的阻沙效益均随着风速增加而减小。研究还发现无明显主干灌木对近地表的阻沙效能均要大于有明显主干灌木。(4)不同单株后沙粒的四个粒径体积百分含量分布区域各不相同,有明显主干灌木与无明显主干灌木后沙粒粒径百分含量差异较明显,分析得出灌木后沙粒粒径分布不同与其风动能降低程度有关,灌木的枝系长势与其长度会引起沙粒粒径体积百分含量变动区域范围有所差异。(5)6种灌木对地表形态的影响有显著性的差异,其中无明显主干灌木后地表形态变化更大,而且沙粒堆积作用更明显。

关键词：单株灌木风速流场输沙量蚀积特征粒径