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《北京林业大学》 2004年
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乌兰布和沙漠绿洲农田沙害及其控制机理研究

董智  
【摘要】:绿洲是乌兰布和沙漠最重要的生态经济区域,风沙危害严重地威胁着绿洲农田的健康运行,为保障绿洲农业的可持续发展,本文运用野外试验、风洞模拟与室内分析相结合的方法,对绿洲农田沙害及其控制机理进行了研究。其主要研究结果为: (1) 绿洲功能区划分与农田沙害。基于景观、水土资源、经济活动等特征的不同,将乌兰布和沙漠绿洲由内向外划分为绿洲生态经济核心区、绿洲—荒漠生态缓冲区和荒漠生态恢复区三个功能区。流沙入侵和土壤风蚀是危害绿洲农田的主要形式,不同功能区沙源及沙害形式不同,沙害具有普遍性、季节性、异向性等特性。 (2) 绿洲农田沙害时空变化特征。标杆法测定表明,绿洲农阳土壤风蚀空间上由绿洲边缘向中心逐渐减弱,同一林网内则由农田边缘向中部逐渐增强;时间上表现为秋季弱,春季强。流动沙丘、半固定沙丘前移规律年、季变化明显,但二者的移动速度不同。流沙入侵是造成绿洲农田沙埋的主要原因,沙源位置不同,农田沙埋厚度及其后果不同。 (3) 绿洲农田土壤风蚀及其控制机理。野外风速和风蚀量测定证实,不同地表覆盖措施均可减少土壤风蚀,其防风降蚀作用由大到小为玉米秸秆平铺覆盖>玉米秸秆堆状覆盖>地膜覆盖。不同免耕留茬措施的防风控蚀作用均优于裸耕地,且高留茬>低留茬,密留茬>疏留茬。灌溉和掺粘改沙通过提高土壤颗粒不可蚀性而减缓风蚀。 (4) 沙障固沙机理与流沙控制效益。风洞模拟和野外实验表明,草方格沙障、新材料土壤凝结剂、土工格栅沙障通过封闭与固定沙面而控制流沙移动,其防风固沙作用和抗蚀性随沙障设置规格的增大而减小,输沙量则随规格的增大而增大。新设沙障固沙效果优于破损沙障,沙丘不同部位沙障受损形式与程度不同。三种浓度的土壤凝结剂抗蚀性风洞实验表明,40%的抗蚀性最强,20%的最差,但30%的较为实用;土工格栅内积沙厚度随风速增大而增大,随孔隙度增大而减小;土工格栅具有移动方便的特性,积沙后可通过拔高而恢复其原有功能,这是其区别于其他沙障的最大优点。 (5) 植被防风阻沙机理与效益。农田防护林与防风固沙林的防风阻沙效益随林带结构与高度的变化而变化,且林网对防护效益具有连续增强作用。灌木林防风阻沙效益高于乔木林,密枝灌木林优于疏枝灌木林,乔灌混交林优于纯林;封沙育草带输沙能力随植被盖度的增加而减小,由三者组成的防护体系可有效地控制农田沙害。
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