沙棘“柔性壩”攔沙與生態(tài)效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、沙棘“柔性壩”作為一種新的水土保持生物措施,在治理砒砂巖地區(qū)水土流失過(guò)程中顯現(xiàn)出了良好的效果,它實(shí)現(xiàn)了對(duì)溝道內(nèi)泥沙的有效攔截、改善了土壤水分的再分布、提高了土壤肥力,不僅可以從源頭上減少向黃河的輸沙量,而且能夠改善局部的生態(tài)環(huán)境,起到了標(biāo)本兼治的作用。沙棘“柔性壩”這些水土保持功能的實(shí)現(xiàn)歸根到底是由于它通對(duì)水流的“消能”實(shí)現(xiàn)了對(duì)流速場(chǎng)的調(diào)節(jié),從而有利于泥沙的沉降和溝道內(nèi)洪峰的平坦化。本文以野外實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的形式進(jìn)行研究,分別在內(nèi)

2、蒙古鄂爾多斯市西召溝小流域和陜西華縣沙棘“柔性壩”實(shí)驗(yàn)基地內(nèi)開(kāi)展了實(shí)地監(jiān)測(cè)調(diào)研,取得了如下成果： (1)有機(jī)質(zhì)的垂向分布與土壤的發(fā)育過(guò)程、土層結(jié)構(gòu)和土壤中的水分運(yùn)移過(guò)程密不可分；不同壩齡的沙棘“柔性壩”對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量有著不同程度的提高；隨著研究范圍的擴(kuò)大,沙棘“柔性壩”引起土壤的空間異質(zhì)性逐漸顯著。 (2)壩內(nèi)淤積的泥沙整體上呈細(xì)化趨勢(shì),上游斷面處此變化最為明顯；單個(gè)壩體內(nèi)泥沙淤積無(wú)明顯規(guī)律；溝道內(nèi)泥沙粒徑從上游到下游

3、呈遞減趨勢(shì),且沙棘對(duì)粒徑大于0.25mm的粗顆粒泥沙具有較好的分選效果。 (3)沙棘的生長(zhǎng)形態(tài)對(duì)水流的流態(tài)有著決定性的影響,進(jìn)而影響著微地形的變化；在一定范圍內(nèi)適當(dāng)提高沙棘排的種植密度可以減少水流對(duì)排后地表的沖刷；每排沙棘后沖坑平均深度的最大值往往出現(xiàn)在第一排后；排數(shù)越多越易形成穩(wěn)定床面,進(jìn)而使得沖刷強(qiáng)度保持在較低水平。 (4)初步分析了沙棘不宜在特別濕潤(rùn)土壤中種植的特點(diǎn)、根系萌蘗的特點(diǎn),提出了沙棘種植密度對(duì)群落穩(wěn)定及發(fā)

4、展的重要性,用Logistic模型和三次多項(xiàng)式擬合了沙棘樹(shù)高、地徑和冠幅的生長(zhǎng)。 (5)沙棘“柔性壩”若多處出現(xiàn)缺苗、少苗現(xiàn)象,其“消能”的作用就大大降低；水流從進(jìn)入床面到流出床面經(jīng)歷了先增后減又緩慢增加的一個(gè)過(guò)程,并由此可將實(shí)驗(yàn)床分為進(jìn)口段、壩前壅水段和壩內(nèi)段來(lái)進(jìn)行研究；沙棘“柔性壩”對(duì)進(jìn)口段影響較小,而對(duì)壩前壅水段影響最大；在實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、可操作性和效果等方面進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn),PIV法要比染色劑示蹤法更具有實(shí)用性。