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农田保护措施防治沙尘暴效果及土壤风蚀模型的研究

郑东旭  
【摘要】:土壤风蚀沙化现象已成为中国北方农牧交错区农业可持续发展最为突出的问题,并在沙尘暴中扮演着重要的角色。近年来,沙尘暴发生频率居高不下,使土壤风蚀受到土壤环保专家的一致重视。 本文选取位于河北北部的张北、怀来、丰宁风蚀沙化问题严重地区作为典型研究区域,进行野外观测和野外风洞试验研究,定量研究了影响土壤风蚀的有关因子,初步建立了土壤风蚀模型,为土壤风蚀防治工作提供了必要的理论和技术依据。主要研究结果包括: 1 在土壤风蚀沙化严重地区建立了风蚀试验区,针对当地气候以及种植特点进行土壤风蚀监测。 试验结果表明:(1)风是影响土壤风蚀的重要因素。不同地表状况下,近地表的风速值不同。风速同土壤风蚀通量之间存在着幂函数关系。(2)易发生风蚀地区土壤颗粒含量最高的集中在0.045~0.25mm之间。不同地表状况表层土壤含水率存在显著差异。表层土壤含水率同土壤风蚀通量之间存在着幂函数关系,随着表层土壤含水率的增大,土壤风蚀通量减小。(3)不同地表植被状况对风速的减弱作用不同,进而影响土壤风蚀通量。植被覆盖度和植被覆盖量是影响土壤风蚀的重要参数。(4)留茬高度和地表粗糙度在一定范围内存在着指数函数关系。表层土壤含水率不同,地表粗糙度不同。(5)耕作垄向与主风向互相垂直时,土壤风蚀通量最小;平行于主风向时,风蚀通量最大。留茬处理和传统耕作相比,可降低土壤风蚀通量,且随着留茬高度的增加,土壤风蚀通量降低幅度在80.2%~97.1%之间。在控制土壤风蚀措施上,葡萄种植区内秸秆覆盖优于无覆盖,玉米秸秆覆盖优于小麦秸秆覆盖。(6)农田防护林后风速和土壤风蚀通量的变化趋势是先小后大。葡萄种植区的风障在一定范围内有降低风速的作用,风障走向与主风向互相垂直时,风障降低风速的效果最好;在一定范围内,防雹网减风效果明显。 2 在对风蚀模型深入分析和田间试验基础上初步建立了适合研究地区的土壤风蚀模型。模型模拟结果与实测数据基本吻合,但是模型的验证与评价只是初步的,尚需进一步验证。


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