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河北坝上半干旱区土壤风蚀的实验研究 1 土壤风蚀和风蚀特性 随着土地承载量的增加，土风侵蚀已成为干旱半干旱地区农业发展的限制因素之一。孙建忠表明，位于农业和渔业区东部的河北水库上的洋河泉区是一个土壤轻度风蚀和非风蚀的过渡带。赵雪等分析了河北水库脆弱生态环境。赵文志在河北省土地生态条件研究中发现的问题之一是土壤砂化和土壤侵蚀。赵文志在河北省水库半干旱、半湿润过渡区的土壤水分变化方面的研究表明，植被覆盖层的增加可以提高土壤的保水能力。于大良等人在土壤特征上研究了降水与沙沙风的关系，发现降水与土壤湿度密切相关，土壤表面的水分增加可以缩短到限制风蚀的过程中。在研究中，沙量与风速关系的各种问题时，他解释了风蚀对土壤侵蚀的影响。checil利用风侧法研究了土壤侵蚀与风蚀的关系，并认为土壤侵蚀是抑制风蚀的主要因素之一。在室内模拟条件下，假设已知的风蚀对土壤产生影响，比较不同土壤湿度和植被植被的风蚀量。结合云南周边地下水蚀和土壤侵蚀的野外观察结果，阐明了区域土壤的风蚀特征。该方法对野外定位研究具有一定的意义。 2 材料和方法 2.1 u3000蓄电池体积lwh3,最大风压为5.2 利用DEM6型轻便三杯风向风速表进行风向和风速的观测.SD600PT-12M小型离心风机产生风速,其体积LWH=120×31×120cm3,转速2200r·min-1,最大风量0.71m3·min-1,最大风压为12mm·H2O.用DW12-7.5型蓄电池提供动力,其体积LWH=151×65×102cm3,额定电压12v,重量为2.8kg,便于野外携带.野外风蚀量用针盒进行测量. 2.2 针盒的组成和作用 室内模拟实验装置由微型离心风机、蓄电池、轻便三杯风向风速表和针盒组成,如图1所示.风速的大小由离心风机到风蚀样品的距离来控制.只考虑风速、风向和风蚀量,不考虑风的运动特点,这样避免了许多因素影响的过程,只考虑因果关系,实验结果会更接近于自然状况. 2.3 沙粒级与起沙风速的关系 根据费道诺维奇测得的沙粒直径与起沙风速之间的关系,来验证模拟试验的可靠性.在模拟实验中全部用风干沙粒,避免了湿度引起的误差.取各粒级沙制成长宽为11.5cm×8cm,厚度均为1 cm的吹蚀样品.对不同粒级的样品进行吹蚀实验,风速由小到大逐渐变化,在调整风速的同时,观察起沙风(表1).用小型风蚀装置测得的沙粒直径与起沙风速之间的关系与费道诺维奇测得的数据进行做图比较, 并添加趋势线, 根据趋势线可看出, 二者趋于一致. 2.4 土壤条件及吹蚀量测定 在105℃烘箱内,将暗栗钙土(按中国土壤系统分类的标准,该土壤属干润均腐土亚类)样品烘6～8h至恒重,以消除水分变化对起沙量的影响.为避免土壤结构对起沙的影响,使土样全部通过2mm的筛子.取土样50g,放在电子天秤上,用喷雾器均匀加水,通过观察天秤计数,达到不同的土壤含水量.根据风吹蚀原理,结合实验设计,制成长宽为11.5 cm×8cm、厚度均为1cm的吹蚀样品,实际吹蚀长宽为8cm ×3cm.用6、7、8和9m·s-1的风速各吹蚀1 min,吹蚀前后对样品进行称重,野外实验用针盒测量,计算吹蚀重量. 2.5 土样的预处理 挖取禾本科草皮,制成长宽为17cm×14cm吹蚀样品,然后用目测法做成不同的盖度,并对样品进行洪干,一方面可消除水分对实验的影响,另一方面干草更接近观察区春季的植被状况.将烘干过筛的土样均匀铺盖在草皮之上,厚度为1cm.用6、7、8和9m·s-1的风速各吹蚀1min,吹蚀长宽为10cm×3cm,吹蚀前后对样品进行称重. 3 结果与分析 3.1 研究区的立地条件 土壤发生风蚀的条件是具备大于风蚀临界的风速和相对临界风蚀风速下的植被盖度.通过野外调查,研究区林地郁闭度可达60%,耕地的盖度为零,草地盖度见表2,其盖度介于17%～45%之间.参考以上数据,土壤植被盖度的范围确定为0%～60%.据气象观测资料研究区的年平均风速是4.41m·s-1,根据实验区自然风的状况和风速垂直分布特征,在实验中采用的模拟风速为6、7、8和9m·s-1. 3.2 不同植被盖度对土壤吹蚀的影响 当植被盖度从0到60%变化时,用6、7、8和9m·s-1的风速各吹蚀1min.根据拜格诺的研究结果,实验风速的测量高度取3.5cm,测得的风速基本保持稳定状态.吹蚀量随着植被盖度的增加而减少(表3),即植被盖度与土壤吹蚀量呈明显的负相关.这一实验结果反映了中国北方农牧交错带的实际情况,即冬春季节的放牧降低了地面植被的盖度,加剧了土壤风蚀作用. 3.3 土壤湿度与吹蚀量的关系 当土壤湿度从0到10%变化时,用6、7、8和9m·s-1的风速各吹蚀1min.根据实验,当土壤水分含量接近10%时,吹蚀量变化已经很小,将含水量10%确定为实验土壤湿度的上限,这也符合所采