挟沙风对土壤风蚀的影响研究

风沙流的危害是多方面的,不仅破坏地表结构,削弱土壤的抗风蚀性,而且影响到植物的生长,损坏工农业设施。通过在便携式风洞内模拟挟沙气流,研究了风沙流对土壤风蚀的影响。结果表明,风沙流可不同程度地降低土壤地表结构的临界起沙风速,使土壤变得更易风蚀。风沙流因子对于土壤风蚀的影响,在不同的风速段具有不同的特征。在较低风速段,风蚀量随风速增加缓慢,当风速进一步加大,风蚀量则急剧增加,其差异最多可达4倍之多;而当风速增大到10m/s以上时,风蚀量反而有所减小,说明随着风速的加大,更多的沙粒具有了更大的动能,其运行高度增加,对土壤表面的影响作用减小,但风蚀量仍大于净风时的风蚀量。由于风沙流的磨蚀和撞击作用,削弱了土壤的抗风蚀性,使土壤变得更易风蚀。因此,采取综合措施对风沙源进行彻底治理,是控制沙漠化发展,改善生态环境的关键。

科尔沁沙地不同风沙土的风蚀特征

通过风洞实验,研究了科尔沁沙地两种典型风沙土的风蚀特征。流动沙丘土样和农田土样的风蚀率随风速的增加均呈幂函数关系增长。风干的农田土样在风速3.7 m/s时开始出现风蚀现象,但流沙土样的临界起沙风速是4.3 m/s。在低风速段,农田土样的风蚀率大于流沙土样,但当风速增加到大约5.7 m/s以上时,流沙土样的风蚀率开始大于农田土样,并且差值随风速的增加而加大。两种土样的风蚀率随土样含水率的增加呈负幂函数关系迅速减小,但流沙土样风蚀率的减小要比农田土样更迅速。流沙土样的临界起沙风速随含水量的增加呈线性关系增长,而农田土样的临界起沙风速随含水量的增加呈二次幂函数关系增长。两种风沙土在风蚀特征方面的差异,主要是由质地不同引起的。增加土壤含水量,是本地区风季减小风蚀的有效方法。

科尔沁沙地几种常见植物对风胁迫的生理响应

风在自然界很常见，对植物也有很大影响，尤其在多风沙的干旱、半干旱地区。本研究以科尔沁沙地4种常见植物：沙米、大果虫实、胡枝子和马唐为对象，采用便携式风洞对以上4种植物进行不同吹风强度（4m·s^-1和8m·s^-1）和吹风时间（20～120min）的处理，同时利用Li-6400光合作用测定仪对植物的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Ts）的变化进行测定，以研究这4种植物对风胁迫的生理响应。结果表明：4种植物的Pn、Gs和Ts均随着风速的增大和吹风时间的加长而显著降低。在4m·s^-1风速下，4种植物的Pn、Gs和Ts在吹风结束时分别降低了47．2％～89．3％，49．4％～90．1％，45．7％～86．5％。同样，在8m·s^-1风速下，4种植物Pn、G5和Ts的降幅分别为59．2％～91．3％，47．3％～93．5％，69．5％～91．8％。除了胡枝子的Gs外，其他所测指标在8m·s^-1风速下的降幅均大于在4m·s^-1风速下。4种植物的水分利用效率（WUE）在吹风的初期均有所升高，但当吹风时间超过60min后则普遍开始下降，这说明固沙植物对短时风胁迫具有一定的适应性。

以秸秆及植物种子制备的生态修复环保抑尘剂及其应用效果

以农业废弃物秸秆和绿色植物种子为主要原料,辅以少量淀粉、表面活性剂、碱等助剂,研制出一种常温下即可快速配制的生态修复型环保抑尘剂。通过对抑尘剂粘度、渗透性等性能的评价,确定抑尘剂制备原料秸秆、淀粉、表面活性剂和碱的最佳质量比为20∶7∶2∶5。抑尘剂的制备工艺简单、成本低廉,且抗风蚀抗雨淋效果较好。在5级风蚀条件下,抑尘剂的抗风蚀率大于99%。经过中雨(降雨量20 mm·d^(−1))雨淋后,喷洒抑尘剂的壳体依旧紧实,且结壳厚度未发生变化;对喷洒抑尘剂的场地进行生态修复效果表征,场地中所选种子生长茂盛,这表明其修复效果显著。进一步地,便携式风洞(PI-SWERL)测试结果表明,在抑尘剂喷洒60 d后,经过风速17.2 m·s^(−1)的风力侵蚀,抑尘剂的抑尘效率仍可保持在90%以上。本研究可为开发绿色、可持续的抑尘技术提供参考。