壟作方式下土壤風(fēng)蝕過程研究——以草原風(fēng)沙土為例.pdf

1、土壤風(fēng)蝕是風(fēng)對地表土壤的侵蝕、搬運(yùn)和堆積的過程，是風(fēng)與地表顆粒相互作用的過程。土壤風(fēng)蝕破壞地表，造成地表細(xì)顆粒物質(zhì)和土壤養(yǎng)分損失，導(dǎo)致土地沙漠化或貧瘠化。在干旱、半干旱和半濕潤地區(qū)土壤風(fēng)蝕尤為嚴(yán)重，一直以來都是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)之一。但目前大部分研究都側(cè)重于對裸土、植被覆蓋情況下土壤風(fēng)蝕的研究，對于土壟耕作方式下的土壤風(fēng)蝕研究尚不多見。因此，本文選擇內(nèi)蒙古自治區(qū)正藍(lán)旗地區(qū)作為典型區(qū)，采集該區(qū)域的草原風(fēng)沙土作為研究對象，設(shè)計(jì)五種不同土壟

2、間距的壟作方式，通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)M五種摩阻風(fēng)速條件下的土壤風(fēng)蝕過程，從而研究總輸沙量與土壟間距、風(fēng)速等影響因子的關(guān)系，以及風(fēng)沙流的垂直結(jié)構(gòu)特征、風(fēng)蝕物粒度變化規(guī)律等，研究結(jié)果表明:
　　(1)壟作可以改變地表微地形，增加地表粗糙度，有效地抑制土壤風(fēng)蝕。不同高度，不同間距的土壟對土壤風(fēng)蝕的削弱作用不同。
　　(2)風(fēng)蝕物主要集中于0-30cm高度內(nèi)的集沙儀中，說明土壤風(fēng)蝕是一種貼近地表的物質(zhì)搬運(yùn)過程。
　　(3)總輸沙量與

3、影響因子的關(guān)系分析表明，風(fēng)速、土壟間距對總輸沙量有著很大的影響。同一壟距下，隨著摩阻風(fēng)速的增大，總輸沙量逐漸增加，只是增加的幅度不同。在摩阻風(fēng)速為0.34m/s-0.42m/s低風(fēng)速段時(shí)，總輸沙量變化不明顯，實(shí)驗(yàn)樣品在土壟間距5H、10H時(shí)幾乎沒有輸沙量，而在15H、20H、25H時(shí)總輸沙量很少;當(dāng)摩阻風(fēng)速達(dá)到0.51m/s及以上時(shí)，5H、10H的總輸沙量變化仍舊不太明顯，而15H、20H、25H土壟間距的總輸沙量則增加較快。對草原風(fēng)沙

4、土的總輸沙量隨風(fēng)速的變化趨勢進(jìn)行了關(guān)系擬合，得出土壟間距在5H、10H時(shí)，總輸沙量與風(fēng)速的最佳擬合公式為指數(shù)函數(shù)，土壟間距為15H、20H、25H總輸沙量與風(fēng)速的最佳擬合公式為冪函數(shù)，且相關(guān)性均比較高。同一摩阻風(fēng)速下，隨著土壟間距的增大，實(shí)驗(yàn)樣品的總輸沙量也在逐漸增加，這與總輸沙量與風(fēng)速的變化規(guī)律基本一致。實(shí)驗(yàn)樣品在風(fēng)速0.34m/s與0.42m/s時(shí)，盡管土壟間距逐漸增大，總輸沙量依然變化不大;當(dāng)摩阻風(fēng)速達(dá)到0.51m/s時(shí)，隨著土壟

5、間距的增大，總輸沙量增加幅度較小;摩阻風(fēng)速為0.59m/s～0.68m/s時(shí)，總輸沙量開始大幅度增加?？傒斏沉侩S著土壟間距的增大呈指數(shù)函數(shù)規(guī)律增加，相關(guān)系數(shù)R2在0.50～0.99之間，兩者的相關(guān)性較好。
　　(4)由于0.34m/s的摩阻風(fēng)速太小，輸沙量變化不明顯無法擬合函數(shù)，故只分析了風(fēng)速為0.42m/s-0.68m/s的風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明:隨著摩阻風(fēng)速與土壟間距的增大，集沙儀中風(fēng)蝕物的躍移高度均有所增加，五種土壟間距且摩阻

6、風(fēng)速為0.51m/s時(shí)，沙粒的躍移高度基本均達(dá)到了50-60cm;隨著摩阻風(fēng)速的增大，各高度輸沙量都有所增加，但不同土壟間距的輸沙量增加的幅度不同，不同土壟間距的實(shí)驗(yàn)樣品0-10cm高度輸沙量占總輸沙量的百分比變化也不同;實(shí)驗(yàn)樣品在0.42～0.68m/s的摩阻風(fēng)速下，隨著高度的增加，集沙量基本都呈對數(shù)函數(shù)規(guī)律減小。
　　(5)由于集沙量大部分集中在0-30cm高度內(nèi)，所以只研究了30cm高度內(nèi)風(fēng)蝕物平均粒徑與風(fēng)速的關(guān)系，結(jié)果表明

7、:在同一土壟間距下，隨著風(fēng)速的增加，同一高度處的沙粒平均粒徑逐漸增大，但規(guī)律不是很好;同一風(fēng)速下，隨著土壟間距的增大，各高度層沙粒平均粒徑基本呈增大的趨勢;在壟距與風(fēng)速相同的條件下，風(fēng)蝕物的平均粒徑隨垂直高度的分布總體上呈現(xiàn)出減小的趨勢;平均粒徑在距離地表30cm以上時(shí)，大部分實(shí)驗(yàn)樣品出現(xiàn)了先增大，后減小的情況。這說明，平均粒徑隨著高度的增加并不是嚴(yán)格按照遞減的規(guī)律，這與前人關(guān)于平均粒徑隨著高度的增加呈指數(shù)函數(shù)遞減的結(jié)論有一定的差異，說