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植物配置对土壤风蚀影响的研究

屈志强  
【摘要】: 植被的防风蚀问题早已为学术界所关注,但过去的研究主要集中在植物覆盖度对土壤风蚀的影响方面,植物配置格局对风蚀的影响机理还没有进行系统深入的研究。一直以来,许多人都认为,较低的植被覆盖度不能完全固定流沙和阻止风沙流的形成。然而,在干旱、半干旱地区,由于水分条件的限制,植被的覆盖度不会很高。但通过植物的合理配置,能使植物在低覆盖度的情况下,既可减少水分的竞争,又达到防治土壤风蚀的效果。本文以毛乌素沙地常见植物种沙蒿、柠条、杨柴、新疆杨以及小叶杨为研究对象,通过其对周围的风场分布以及风能变化两个方面出发进行研究,从量化的角度探讨了植被配置方式对土壤风蚀的防治机理,试图找出几种合理的植物配置方式,以期能对流沙地的植被建设提供参考依据。结果如下: (1)在对背风面风速衰减的效果看,沙蒿单株>柠条单株>杨柴单株,且风速在植株背风向1.5~2.0之间下降最显著,由此得出,沙蒿的有效防护距离为7H,而柠条和杨柴的有效防护距离为5H。沙蒿单株的集沙量符合风速变化规律,背风面1H处阻沙最显著,各点的集沙量主要集中在0~20cm高度范围内,平均占到95%以上。 (2)单株乔木树冠以上部分对风沙流的影响与单株灌木相同,在背风面使风速降低,而风沙流经过乔木树干时,使树干产生了增速作用,一般为来流速度的1~2倍。所以单株乔木容易受到风蚀,乔木林只有达到一定规模才能够起到较好的防护作用。 (3)行带式、均匀式、随机式沙蒿配置方式的风速廓线是都遵循一元线性回归,风速随高度的增加而增加。行带式配置林带内风速降低最大,且地表粗糙度最稳定;随机式配置风速降低最小,且粗糙度变化剧烈;均匀式林带居中。所以,行带式沙蒿对于土壤风蚀的防治效果最好,且以5m带宽的沙蒿为最佳配置。 (4)乔木林带最低风速出现在林带背风面3-7H范围内,有效防护距离为7H。栽植片林的防护效果比单一林带的防护效果要好,但是林带在以有效防护距离为带宽设置成带网时,其防护效果远比片林要好。所以沙区防护林的主带间距应控制在140m左右,以防止和减少农田土壤风蚀的发生。 (5)行带式乔木林对土壤风蚀的防护效果大于行带式灌丛,在水分条件较好的沙地能起到非常重要的作用,应大力发展。但在西北水分缺乏的地区,由于沙地水分条件的限制,不适宜用来防治风蚀,应采用行带式灌丛。


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