希拉穆仁荒漠草原风况及输沙势研究.pdfVIP

中国水利水电科学研究院 第12届青年学术交流会论文 文章编号： 希拉穆仁荒漠草原风况及输沙势研究 1 1 1 1 岳征文，张瑞强，高天明，郭建英 (1.水利部牧区水利科学研究所，内蒙古 呼和浩特市 010020；) 摘要：以2011-2013年希拉穆仁荒漠草原风蚀监测系统记录的风资料为基础，通过对风况的统计和输沙势的研究， 从风沙环境特征阐明了希拉穆仁荒漠草原主要受西风、西北偏西风和西北风三组风向共同作用。研究区的年输沙 势以西风向和西北偏西风向为主，风向变异率指数在0.51～0.61之间，属于中比率范围，风向变化不大。年输沙 势能介于135.95VU～214.1VU之间，属于中小风能环境。春季输沙势及合成输沙势大于其他三个季节的输沙势及合 成输沙势，合成输沙势的主要方向为西北偏西向，风向变率指数比较大，对于春季草原植被覆盖率低，风速大， 沙物质丰富的特点，要通过适当的防护措施截留沙物质，减少草原的风蚀。通过对风况的分析及输沙势的理论计 算，对希拉穆仁荒漠草原风沙流过程的研究和风沙危害防治提供科学理论依据。 关键词：风况；输沙势；荒漠草原 中图分类号： 文献标识码：A 1 研究背景 2 草原是中国面积最大的陆地生态系统，草原面积约为4 亿hm ，是中国北方最重要的天然生态屏障， 对发展畜牧业、保护生物多样性、保持水土资源和维护生态平衡方面具有重要的战略地位。 希拉穆仁草原是中国典型的荒漠草原，是以干旱和半干旱气候为特征的生态脆弱区，该地区降水 稀少而集中，蒸发持续又旺盛，土壤贫瘠而疏松，风力强劲且频繁，植被低矮并稀疏，风蚀被认为是 [1] 土壤侵蚀的主要形式，也是最严重的自然生态问题之一 。退化草地，严重的影响了牧区人民的生产 [2] 生活，甚至还威胁京、津等地北方地区的生态安全，草原退化机理研究迫在眉睫 。 中国土壤风力侵蚀研究主要集中于沙漠、黄河流域等重点区域，而对草原区的土壤风力侵蚀研究 非常薄弱。在荒漠草原腹地建立的气象观测站基本没有，造成了荒漠草原风蚀气象资料的匮乏。水利 部牧区水利科学研究所（简称：牧科所）是中国唯一从事牧区水利研究的科研机构，为深入的研究草 地水土保持与生态，在希拉穆仁荒漠草原上按地势，依次在高、中、低3处坡面上平坦的开阔区域构建 了3个风蚀监测小区，利用UGT风蚀监测系统自动记录草原风蚀状况。 风能是检验输沙势指数中的关键变量，输沙势是衡量一个地区风沙活动强度及风沙地貌演变的重 要判断标准。输沙势（drift potential）是以矢量单位（VU）表示的潜在的最大输沙量。16个方向输 [3] 沙势的合成方向与合成矢量，称作合成输沙方向和合成输沙势能 。当前，精确的输沙势在野外难以 精确的获得，许多输沙势的计算都是基于不同的假定条件，通过拟合实验数据发展而来，在这些计算 [4-8] 方法中，Fryberger以Lettau的输沙率公式为基础提出的输沙势计算方法被广泛接受和应用 。 本研究就是利用草原风蚀监测系统的风资料，探究近年来荒漠草原的风特征及输沙势，为今后开 展草地风力侵蚀过程与机理的研究，提供基础的理论支持。 收稿日期：201404 论文已发表于 Advanced Materials Research Vols.955-959(2014)pp3499-3504。 基金项目：退化草地土壤侵蚀风险识别技术研究（MK2013J03）； 作者简介：岳征文（1982-），男，籍贯：黑龙江省肇源县，博士，工程师，主要从事水土保持方面工作。E_mail:yuezhengwen@16