沙柳沙障的防风固沙效益研究

研究测定了1m×1m,1m×2m,2m×2m,2m×3m,2m×4m,2m×5m,3m×3m,3m×4m,4m×4m,4m×5m,3m×6m等11种规格沙柳沙障内的风沙活动过程和分布规律。结果说明,不同规格沙障内输沙率随着风速的变化其变化趋势不同,小规格沙障内输沙率与风速呈对数曲线关系,大规格沙障内输沙率与风速之间呈指数曲线关系。沙柳沙障中近地表0～4cm范围内,风沙流中的相对含沙量沙丘下部明显大于沙丘中部和上部,说明沙障导致了近地表风沙流结构发生变化。面积等于或小于1m2的沙障可以完全控制地表风蚀,当沙障面积增加到一定程度后,风蚀深度增加很快。不同规格沙障的防护效益,在大风条件下,小规格沙障的成本效益高于大规格的沙障;在小风情况下,大规格沙障的成本效益大于小规格沙障。

沙柳方格沙障对库布齐沙漠防风固沙效应的影响

以流沙为对照,设置年限为2,4,7年规格为1.5m×1.5m的沙柳方格沙障沙丘为研究对象,测定各沙丘丘间地、迎风坡底部、迎风坡中部、迎风坡中上部、沙丘顶部、背风坡中部和背风坡底部7个部位的风速、输沙量及蚀积状况,探讨沙障对防风固沙效应的影响。结果表明:沙柳沙障对风速的降低作用随设障年限的延长呈增强趋势,设障沙丘在0.2m处较2m处风速显著降低,3种设障沙丘的防风效果以设障4年为最好,2年最差;设障沙丘不同部位的防风效应由沙丘两侧坡脚向沙丘顶部减弱,迎风坡的防风效果大于背风坡,且以丘间低地防风效应最大。沙障具有增大地表粗糙度、减小输沙量与减弱蚀积强度的作用,输沙量、风蚀强度与设障年限成反比,随设障年限增长,输沙量与蚀积强度呈不同程度地减小,设障年限与沙障中心风蚀深度间遵循一元二次方程的变化趋势,沙丘不同部位的输沙量与蚀积强度自沙丘两侧向丘顶呈增大变化趋势。

沙柳沙障内植被恢复影响因子探究

以神东矿区宝勒高水库保护区为研究区域,通过野外调查和统计分析,对不同规格、不同坡位沙柳沙障内植被恢复情况、沙障破损情况、植被生长与沙障关系进行了详细调查,以研究影响沙柳沙障植被恢复的几个主要因子。结果表明:2 m×2 m规格的沙柳沙障最利于植被恢复;沙丘背风坡在降水较好的条件下利于先锋植物种生长,而迎风坡则表现为更利于植被的恢复及演替;背风坡沙障破损较迎风坡严重,每一障格四条边破损度依次为迎下>迎上>顺左>顺右;植被生长对沙障有明显的依附作用,障格中间不利于种子停留和植株生长,在沙丘迎风坡,顺风边植株数量和高度均略高于迎风边,而到了沙丘背风坡,迎风边植株数量和高度都高于顺风边;风力是影响迎风坡植被恢复的主要因子,坡度则是背风坡植被恢复的主要影响因子。

沙柳方格沙障对土壤种子库的影响

以流动沙丘上设置7年的沙柳方格沙障为研究对象,对不同部位沙障内不同点位的土壤种子库进行研究。结果表明:沙障具有拦截植物种子和补充土壤种子库的作用,不同沙丘部位沙障内植物种组成与种子库密度不同,水平分布表现为迎风坡下部>中上部>中部>顶部,背风坡密度为0,垂直分布则随土层深度的增加而明显减少;不同部位沙障内种子库的生物多样性指数均呈迎风坡中上部>下部>中部>顶部的变化趋势,其土壤种子库种类组成中等相似,且相邻部位沙障内种子库组成的相似性较高,间隔部位的相似性系数较小;沙障内不同点位的种子库组成及密度分布不同,种子库密度的空间分布在沿风向方向(沙障西北角到东南角对角线上的A、B、C、D、E 5个点位)与垂直于风向方向(沙障障格内部北边中心F与南边中心G)的大小顺序为沙障西北角(A)>距西北角1/4处(B)>障格内部北边中点(F)>沙障东南角(E)>障格内部南边中点(G)>距东南角1/4处(D)>对角线的中点(C),且在障格内形成2个密度分布较大区和2个密度分布较小区;不同点位除Margalet丰富度指数外,其余指标均表现为障格内部南边中点(G)>沙障西北角(A)>距西北角1/4处(B)>对角线中点(C)>沙障东南角(E)>距东南角1/4处(D)>障格内部北边中点(F),各点位种子库组成的相似性系数变化较大。研究结果可为沙障条件下的植被恢复评价提供理论依据。

露天煤矿排土场不同治理模式边坡细沟侵蚀特征研究

露天煤矿新建排土场边坡土质疏松,细沟侵蚀强烈。本文通过野外实地调查,以裸坡为对照,对内蒙古永利煤矿排土场边坡2种不同治理模式(A模式-沙柳方格+沙打旺(Salix Psammophila Checkerboard+Astragalus adsurgens),B模式-沙柳方格)下边坡的细沟侵蚀特征进行了研究。结果表明:裸坡细沟侵蚀总量为283.73kg,A和B治理模式下边坡的细沟侵蚀总量较裸坡减少46.36%和35.09%。细沟密度、割裂度和宽深比从坡顶至坡脚的变化趋势,在裸坡上表现为减小-增大-减小,而在A模式治理的边坡上均为缓慢增大,在B模式治理的边坡上均为先增大后减小。距坡顶0~14 m处,75%和45%覆盖度沙打旺相比裸坡可使细沟侵蚀量降低37.29%~70.82%和43.10%~70.34%,二者控蚀效果基本相同;距坡顶14~20m处,75%覆盖度坡面细沟侵蚀量较45%覆盖度减小53.32%~61.49%;距坡顶>20m处,沙打旺不能有效控制细沟侵蚀。结果可为矿区生态环境安全与可持续发展提供科学依据。

露天煤矿排土场边坡防护措施减水减沙效益分析

以排土年限为1a的边坡为对象,采用野外径流小区定位观测方法,分析了自然降雨条件下撒播种草、沙柳方格、沙打旺秸秆覆盖、稻草帘子覆盖4种边坡防护措施的减水减沙效果。结果表明,稻草帘子覆盖措施的径流调控效果最好,沙打旺秸秆覆盖措施次之,两者产生的径流量分别较裸地减少65.53%和63.35%;沙柳方格措施的减水效果一般,较裸地减少3.19%;撒播种草措施的减水效果不明显。稻草帘子覆盖措施和沙打旺秸秆覆盖措施的减沙效益分别为93.63%和91.46%,效果良好;撒播种草措施和沙柳方格措施次之,减沙效益分别为36.64%、30.75%。其结果为防治矿区水土流失提供了重要的科学依据。

沙柳沙障对土壤理化性质的影响

本试验于2005年在达拉特旗测定了设置沙柳沙障的沙丘和对照样地(未设沙障)的土壤机械组成、有机质、全氮、全磷、全钾、酸碱度等理化指标,对比分析沙柳沙障对土壤理化性质的影响。结果表明:设置沙柳沙障的沙丘表层细沙含量比对照样地提高15.1%、粘粒提高18.3%、粉沙含量是对照地的1.8倍,说明设置沙柳沙障能够增加沙丘表层细颗粒含量,有效控制地表粗化。设置沙柳沙障后沙丘土壤有机质含量是对照地的1.78倍,全氮含量是对照地的1.97倍,全磷含量是对照地的1.64倍,全钾含量是对照地的1.14倍,说明设置沙柳沙障能够改善沙丘土壤的养分状况。

沙柳沙障腐蚀过程中微生物的作用

在试验地采集不同铺设年限的沙柳沙障样本,带回实验室测定其细菌、放线菌、真菌、纤维素分解菌的数量。以抗折强度损失率作为衡量沙柳沙障的腐蚀程度评价指标,分析不同垂直位置4种微生物数量的分布特征,及其与沙柳沙障腐蚀的相关关系。结果表明,随着铺设沙障年限的增长,沙柳沙障腐蚀程度增加4,种微生物均表现出数量增多的趋势;数量由地下到地上均呈现出"高低高"的趋势,且最低点出现在地面附近,沙障地下部分数量高于地上部分;相关分析结果表明4,种微生物的数量与沙柳沙障的腐蚀程度均呈现出显著正相关关系,其中,与纤维素分解菌相关关系最大。

沙柳沙障的腐蚀规律研究

通过对沙柳沙障的质量损失率和抗折强度损失率2个指标的研究,分析了障边不同垂直位置、不同障边位置、不同坡位和不同障龄沙柳沙障的腐烂程度。结果表明:在垂直位置上沙柳沙障腐蚀的变化规律为地下部分的腐蚀程度比分界处和地上部分的高,从沙障底端到上端呈先降后升的趋势;在同一障格内障边两端的腐蚀程度偏高;在不同坡位中迎风坡坡底和坡中的腐烂程度最为严重,背风坡坡中的腐烂程度最轻;2002和2006年铺设的沙柳沙障腐蚀明显,2007年铺设的只有地下部分腐蚀发霉情况。

铜唑防腐剂处理对沙柳沙障防腐性能的影响

以铜唑防腐剂(CuAz)对沙柳沙障进行处理,比较CuAz防腐剂不同处理浓度对沙柳沙障抗折强度损失率和质量损失率的变化。结果表明:不同浓度处理的沙柳沙障抗折强度损失率存在显著差异,抗折强度损失率随浓度的变化规律为3.5%<3.0%<2.5%<2.0%<1.5%<CK;不同浓度处理的沙柳沙障质量损失率存在显著差异,质量损失率随浓度的变化规律为3.5%<3.0%<2.5%<2.0%<1.5%<CK。

设置沙柳沙障对沙丘土壤理化性质的影响

通过测定设置沙柳沙障的沙丘土壤与对照地土壤有机质N、P、K含量和机械组成等理化指标，分析设置沙障对沙丘土壤理化性质的变化。结果表明：与对照相比，设有沙障的沙丘土壤表层细沙、粉沙含量分别提高71．0～106．8g·kg^-1、2．92~14．03g·kg^-1，沙丘土壤有机质、全N、全P、全K含量分别提高了1．7倍、2倍、1．51倍和1．03倍以上，说明设置沙障可增加沙丘土壤表层细小颗粒含量，有利于沙丘土壤的养分积累，促进土壤环境改善。

榆林沙柳沙障的防风固沙效益分析

沙柳(Salix psammophila)是榆林沙区重要的灌木资源,也是优良固沙树种,沙柳沙障是一种防风固沙效果很好的治沙措施。本文通过查阅大量文献和基层防沙治沙的实践经验,主要分析了沙柳沙障对风速、地表粗糙度和近地表输沙率的影响以及防风固沙效益。

ACQ防腐处理对沙柳沙障防腐性能影响

采用氨溶烷基铵铜防腐剂(ACQ)处理沙柳沙障,比较不同浓度ACQ防腐剂对沙柳沙障抗折强度损失率的变化。结果表明:不同浓度处理的沙柳沙障抗折强度损失率存在显著差异,抗折强度损失率随浓度的变化规律为3.0%<2.5%<2.0%<1.5%<1.0%<CK。

沙柳方格沙障对库布齐沙漠沙丘粒度分布的影响

为定量探讨沙柳方格沙障对沙粒粒度组成与特征的影响,以流动沙丘(LS)、设障2a沙丘(TS)和设障6a沙丘(SS)为研究对象,在沙丘不同部位、不同土层和障格内不同位置进行取样,分析样品的粒度组成与特征。结果表明:1)随着设障年限的增加,粘粒和粉粒含量增加,细砂含量下降,SS粘粒和粉粒含量与TS和LS的含量差异显著,而TS和LS二者间差异不明显;LS、TS各粒级含量在三个层次间差异均不明显,而SS 0-5cm的粘粒、粉粒以及极细砂粒体积含量较其他2层差异显著。2)SS的频率分布曲线变化幅度小于TS和LS的频率分布曲线变化幅度。各沙丘的平均粒径MZ、分选系数δ、偏度SK、峰度KG的大小顺序均表现为SS<TS<LS,SS与其他两种类型沙丘粒度参数间差异明显,后二者粒度参数间差异不明显,且SS和TS各个土层的各个粒度参数的大小顺序均表现为0-5cm<5-10cm<10-15cm,而LS各个土层之间的粒度参数差异不明显。3)SS和TS障格西北和东南角粉粒和粘粒含量高于障格中部,各粒度参数则表现为障格中部小于障格西北角或者东南角的特征。