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典型风蚀区地表土壤抗风蚀效应测试研究 孙悦超，麻硕士 内蒙古农业大学，呼和浩特 （010018 ） E-mail：yuechaosun@ 摘 要：对阴山北麓半干旱偏旱区不同状态地表土壤进行野外风洞原位测试，据实验结果和集沙 仪标定系数计算出了不同地表土壤的风蚀率和抗风蚀效率，并对土壤年风蚀量进行了计算。结果 表明，风速一定时，退化草地、传统耕作农田的风蚀率明显高于相应的无退化草地和保护性耕作 农田；无退化草地和保护性耕作农田具有较高的抗风蚀效率，风蚀率随风速变化曲线平缓且不存 在风率转变临界点，对8 级左右大风具有较强的抗风蚀能力。 关键词：典型风蚀区；土地荒漠化；风蚀率；抗风蚀效率 中图分类号：S157.4 1. 引言 土壤风蚀是危害干旱、半干旱及部分半湿润地区的主要环境问题之一。由风蚀造成的草 地、农田退化，不仅使土地生产力急剧下降，而且还严重破坏当地及周边地区的生态环境。 对干旱、半干旱地区土壤风蚀问题进行系统的定量研究是当前土壤风蚀研究关注的热点。本 文以半干旱偏旱区典型风蚀沙化区一内蒙古武川县和达茂旗召河草原不同地表土壤为研究 对象，对旱作农田和草地分别进行风洞原位测试研究，获得了不同地表土壤的风蚀率和抗风 蚀效率，并进行了定量分析，为该地区土地风蚀沙化防治提供了依据。 2. 研究区概况 所选研究区为武川县保护性耕作项目示范区和达茂旗召河，该区域地处内蒙古自治区中 部，阴山北麓干旱。位于我国三大生态脆弱带之一的北方农牧交错带的中段。土地退化严重， 是我国农牧交错带中经济最贫困区，又是受荒漠化威胁最严重的地区之一，是中国北方典型 的风蚀沙化区[1] 。年降水量 300mm 左右，且集中在夏季，春天干旱少雨甚至无雨。日定时 风速大于等于 8m/s 的天数年平均为 63d，大于等于 17m/s 的大风日数为 30d，最多年 76 天 [2] 。60% 以上的大风集中在冬春季节，尤其是春季，风蚀极为严重。风蚀气候侵蚀力基本上 以秋季(9～10 月)最弱，平均为 16.6，依次为夏季(6～8 月)18.9，冬季(11 月～翌年 2 月)38.7, 春季(3～5 月)达到最强为 80.3，春季是土壤风蚀的主要季节。 3. 设备与方法 3.1 研究设备 主要研究设备为内蒙古农业大学自行研制的 0FDY-1.2 型直流吹气式可移动风蚀风洞， 由过渡段，整流段，收缩段和实验段组成。实验段长 7.2m，为矩形无底截面，宽 lm、高 1.2m， 风速范围 0～20m/s 连续可调，通过改变变频器的频率进行控制。风速由风速廓线仪采集后 通过数据采集卡传给数据采集软件并存储于电脑中。风速廓线仪由基本按对数规律置于不同 高度上（13mm,25mm,50mm,100mm,200mm,398mm，600mm，795mm ）的 8 个精细皮托管 测速装置组成。风蚀物用旋风分离式集沙仪收集，沿高度方向分布 10 个气流管（气流管宽 - 1 - 为 10mm，高为 30mm。），通过气流管收集垂直方向上 10 个不同高度（20mm、60mm、120mm、 180mm、240mm、300mm、400mm 、500mm、600mm、700mm ）的风蚀量，风蚀物由精度 为千分之一电子天平称重。 3.2 研究方法 [3] 根据赵永来对本风洞集沙仪的标定结果 ：集沙仪标定系数δ为 5.08‰，且不随土壤类 型、风洞中心风速、风蚀时间的不同而改变。对不同类型地表土壤进行野外风洞原位测试， 由实验结果和集沙仪标定系数δ计算实际土壤在单位面积、单位时间内发生的风蚀量，即风 蚀率（风蚀模数），由此定量分析不同类型地表土壤的抗风蚀能力。 基于研究区风蚀主要发生在春季的气候特征,实验于 2007 年 4 月进行。将移动式风洞分 别放置在传统耕作农田(0%盖度) 、小麦留茬高为 30cm 的保护性