模块沙障的构建及其防护效益研究
发布时间：2021-03-16 12:14
以沙袋沙障防风固沙理论为基础,在流动沙丘上构建模块沙障,以实现低成本高效益的流动沙丘治理目标。模块沙障是一种沙袋沙障,具有防风固沙功能,同时通过内部添加保水保肥材料及植物种子使其还具有局部土壤改良和植被恢复功能。本研究通过对模块沙障周围土壤风蚀沙埋情况、沙障内部与外部土壤理化生性质、沙障顶部及周围植被恢复情况进行调查研究,了解其3大功能的发挥程度,并提出合理的构建参数,为模块沙障的推广应用提供理论依据。结果如下：（1）模块沙障能够有效降低地表风速,抑制风蚀。在月牙形模块沙障迎风侧半包围区域平均积沙厚度达到了3.16cm,背风侧平均积沙厚度约13.19cm;模块沙障左右两端地表处于风蚀状态,但是风蚀量比流动沙丘少41.10%。（2）模块沙障内部添加玉米芯或玉米秸秆配方后,土壤微生物数量、酶活性、速效钾、有机质及含水量等均显著高于对照。玉米芯和玉米秸秆配方填充模块沙障内部土壤细菌、真菌和放线菌3者总数分别是对照的145.65倍和113.11倍；土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶3者相比,蔗糖酶提高程度最大,是对照的21.26倍和42.18倍；各化学性质相比,土壤速效钾和有机质提高程度最大,速效钾...
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
插图和附表清单
1 引言
1.1 目的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 荒漠化概述
1.2.2 沙漠治理技术现状
1.2.3 沙障固沙技术研究现状
2 研究区概况
2.1 地理位置与行政区划
2.2 地貌与水文特征
2.3 气候特征
2.3.1 降水条件
2.3.2 光照特征
2.3.3 温度与太阳辐射
2.3.4 无霜期
2.3.5 风速特征
2.4 土壤特征
2.5 植被特征
3 研究内容与设计方案
3.1 模块沙障简介
3.1.1 模块沙障定义
3.1.2 模块沙障三大功能
3.2 研究内容
3.2.1 模块沙障构建技术研究
3.2.2 模块沙障风蚀积沙特征研究
3.2.3 模块沙障对土壤生物学性质影响研究
3.2.4 模块沙障对土壤理化性质影响研究
3.2.5 模块沙障对植被恢复影响研究
3.2.6 模块沙障成本及应用前景分析
3.3 试验设计方案
3.3.1 模块沙障设置
3.3.2 配方对土壤改良和植被恢复功能的影响
3.3.3 外包装材料对土壤改良和植被恢复功能的影响
3.3.4 土壤性质空间异质性研究
3.3.5 设置年限对土壤改良和植被恢复功能的影响
3.4 技术路线
3.5 研究方法
3.5.1 生物基质材料吸水保水实验
3.5.2 野外施工
3.5.3 野外成效调查
3.5.4 数据处理与分析
4 模块沙障构建技术研究
4.1 外包装材料选择
4.1.1 材料选择依据
4.1.2 确定外包装材料
4.2 内填充材料选择
4.2.1 选择依据
4.2.2 吸水保水实验
4.3 模块沙障径粗与稳定性
4.3.1 供试材料与规格
4.3.2 模块沙障设置
4.3.3 模块沙障稳定性
5 模块沙障风蚀积沙特征研究
5.1 风速流场二维模拟
5.2 风速流场三维模拟
5.3 模块沙障对风速廓线的影响
5.4 2种形状模块沙障的稳定性
5.5 微地貌重塑特征
5.6 小结
6 模块沙障对土壤生物性质的影响
6.1 模块沙障对土壤微生物数量的影响
6.1.1 模块沙障内部土壤微生物数量变化
6.1.2 土壤微生物数量空间分布规律
6.1.3 防护年限对模块沙障内部土壤微生物的影响
6.1.4 外包装材料对模块沙障内部微生物数量的影响
6.2 模块沙障对土壤酶活性的影响
6.2.1 填充配方对模块沙障内部土壤酶活性的影响
6.2.2 土壤酶活性空间分布规律
6.2.3 防护年限对土壤酶活性的影响
6.2.4 不同外包装材料对土壤酶活性的影响
6.3 小结
7 模块沙障对土壤理化性质的影响
7.1 模块沙障对土壤化学性质的影响
7.1.1 沙障内部土壤化学性质
7.1.2 防护年限对土壤化学性质的影响
7.1.3 土壤化学性质空间变化规律
7.1.4 外包装材料对土壤化学性质的影响
7.2 模块沙障对土壤含水量的影响
7.2.1 填充物对土壤含水量的影响
7.2.2 土壤含水量空间分布特征
7.2.3 外包装材料对土壤含水量的影响
7.2.4 防护年限对土壤含水量的影响
7.3 模块沙障对周围土壤机械组成的影响
7.3.1 模块沙障对两侧土壤机械组成的影响
7.3.2 模块沙障对两翼土壤机械组成的影响
7.3.3 外包装材料对土壤机械组成的影响
7.4 模块沙障对土壤硬度的影响
7.4.1 模块沙障对两侧土壤硬度的影响
7.4.2 模块沙障两端土壤硬度情况
7.5 小结
8 流动沙丘植被恢复效益
8.1 填充物对植物生长的影响
8.1.1 模块沙障顶部植物生长情况
8.1.2 不同配方对模块沙障顶部植被影响
8.2 植物分布特征
8.3 外包装材料对植物生长的影响
8.4 模块沙障设置年限对植物生长情况的影响
8.4.1 模块沙障顶部植物生长情况
8.4.2 模块沙障两侧植物生长情况
8.5 小结
9 模块沙障投入成本及应用前景
9.1 模块沙障投入成本分析
9.1.1 外包装材料投入成本
9.1.2 内填充材料投入成本
9.1.3 施工用工投入成本
9.2 模块沙障应用前景分析
9.3 小结
10 讨论与结论
10.1 讨论
10.1.1 配方与土壤改良和植物恢复效益
10.1.2 外包装材料与土壤改良和植被恢复效益
10.1.3 模块沙障形状与防风固沙效益
10.1.4 模块沙障“肥岛”功能
10.2 主要研究结论
10.2.1 模块沙障的防风固沙效益
10.2.2 模块沙障的土壤改良效果
10.2.3 模块沙障对植被恢复的影响
10.2.4 模块沙障成本与应用
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]布袋沙障对流动沙丘地表风沙和土壤湿度的影响[J]. 袁立敏,高永,张文军,党晓宏,胡小龙,纳钦. 科技导报. 2014(03)
[2]黑河流域中游农田防护林小气候效应[J]. 孔东升,金博文,金铭,鲁艳芳,盛吉兴. 干旱区资源与环境. 2014(01)
[3]新型低压水冲植柳技术下沙障铺设方式对沙柳造林效果的影响[J]. 肖芳,王钟涛,高永,董杰,王淮亮,党晓宏,徐丽,吕新丰. 水土保持研究. 2013(05)
[4]沙柳方格沙障对库布齐沙漠防风固沙效应的影响[J]. 王丽英,李红丽,董智,王丽琴,刘凤婵. 水土保持学报. 2013(05)
[5]高立式沙障不同叠加模式的阻沙量对比分析[J]. 康向光,李生宇,王海峰,雷加强,徐新文. 干旱区研究. 2013(03)
[6]浅谈科尔沁沙地飞播造林技术[J]. 戴国良,董立军,马宇. 内蒙古林业. 2013(04)
[7]不同固沙措施对民勤风沙口风速及粗糙度的影响研究[J]. 刘军. 甘肃科技. 2013(04)
[8]沙柳方格沙障对库布齐沙漠沙丘粒度分布的影响[J]. 万玲玲,董智,李红丽,王丽英,刘凤婵. 干旱区资源与环境. 2013(01)
[9]库布齐沙漠北缘不同作物秸秆平铺式沙障的防风效能[J]. 王文彪,党晓宏,张吉树,袁立敏,王淮亮,姜海荣,尹晓伟. 中国沙漠. 2013(01)
[10]达拉特旗森林资源地域分布与森林资源经营发展[J]. 刘凤城,罗刚,刘思奇. 内蒙古林业调查设计. 2013(01)
博士论文
[1]几种不同材料机械沙障防风效应研究[D]. 朴起亨.北京林业大学 2010
[2]生物可降解聚乳酸（PLA）材料在防沙治沙中的应用研究[D]. 周丹丹.内蒙古农业大学 2009
[3]中国土地沙漠化及其防治策略研究[D]. 刘拓.北京林业大学 2005
硕士论文
[1]半荒漠地区人工封育草场植被恢复研究[D]. 程中秋.北京林业大学 2012
[2]棉秆沙障防风固沙效益比较[D]. 李瑞军.甘肃农业大学 2009
[3]基于牧区生存环境的监测与评价指标体系研究[D]. 辛静.内蒙古农业大学 2009
[4]沙袋沙障的防风固沙效应研究[D]. 李锦荣.内蒙古农业大学 2008
[5]京津风沙源治理工程综合效益评价[D]. 郭磊.北京林业大学 2006
本文编号：3086021
【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
插图和附表清单
1 引言
1.1 目的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 荒漠化概述
1.2.2 沙漠治理技术现状
1.2.3 沙障固沙技术研究现状
2 研究区概况
2.1 地理位置与行政区划
2.2 地貌与水文特征
2.3 气候特征
2.3.1 降水条件
2.3.2 光照特征
2.3.3 温度与太阳辐射
2.3.4 无霜期
2.3.5 风速特征
2.4 土壤特征
2.5 植被特征
3 研究内容与设计方案
3.1 模块沙障简介
3.1.1 模块沙障定义
3.1.2 模块沙障三大功能
3.2 研究内容
3.2.1 模块沙障构建技术研究
3.2.2 模块沙障风蚀积沙特征研究
3.2.3 模块沙障对土壤生物学性质影响研究
3.2.4 模块沙障对土壤理化性质影响研究
3.2.5 模块沙障对植被恢复影响研究
3.2.6 模块沙障成本及应用前景分析
3.3 试验设计方案
3.3.1 模块沙障设置
3.3.2 配方对土壤改良和植被恢复功能的影响
3.3.3 外包装材料对土壤改良和植被恢复功能的影响
3.3.4 土壤性质空间异质性研究
3.3.5 设置年限对土壤改良和植被恢复功能的影响
3.4 技术路线
3.5 研究方法
3.5.1 生物基质材料吸水保水实验
3.5.2 野外施工
3.5.3 野外成效调查
3.5.4 数据处理与分析
4 模块沙障构建技术研究
4.1 外包装材料选择
4.1.1 材料选择依据
4.1.2 确定外包装材料
4.2 内填充材料选择
4.2.1 选择依据
4.2.2 吸水保水实验
4.3 模块沙障径粗与稳定性
4.3.1 供试材料与规格
4.3.2 模块沙障设置
4.3.3 模块沙障稳定性
5 模块沙障风蚀积沙特征研究
5.1 风速流场二维模拟
5.2 风速流场三维模拟
5.3 模块沙障对风速廓线的影响
5.4 2种形状模块沙障的稳定性
5.5 微地貌重塑特征
5.6 小结
6 模块沙障对土壤生物性质的影响
6.1 模块沙障对土壤微生物数量的影响
6.1.1 模块沙障内部土壤微生物数量变化
6.1.2 土壤微生物数量空间分布规律
6.1.3 防护年限对模块沙障内部土壤微生物的影响
6.1.4 外包装材料对模块沙障内部微生物数量的影响
6.2 模块沙障对土壤酶活性的影响
6.2.1 填充配方对模块沙障内部土壤酶活性的影响
6.2.2 土壤酶活性空间分布规律
6.2.3 防护年限对土壤酶活性的影响
6.2.4 不同外包装材料对土壤酶活性的影响
6.3 小结
7 模块沙障对土壤理化性质的影响
7.1 模块沙障对土壤化学性质的影响
7.1.1 沙障内部土壤化学性质
7.1.2 防护年限对土壤化学性质的影响
7.1.3 土壤化学性质空间变化规律
7.1.4 外包装材料对土壤化学性质的影响
7.2 模块沙障对土壤含水量的影响
7.2.1 填充物对土壤含水量的影响
7.2.2 土壤含水量空间分布特征
7.2.3 外包装材料对土壤含水量的影响
7.2.4 防护年限对土壤含水量的影响
7.3 模块沙障对周围土壤机械组成的影响
7.3.1 模块沙障对两侧土壤机械组成的影响
7.3.2 模块沙障对两翼土壤机械组成的影响
7.3.3 外包装材料对土壤机械组成的影响
7.4 模块沙障对土壤硬度的影响
7.4.1 模块沙障对两侧土壤硬度的影响
7.4.2 模块沙障两端土壤硬度情况
7.5 小结
8 流动沙丘植被恢复效益
8.1 填充物对植物生长的影响
8.1.1 模块沙障顶部植物生长情况
8.1.2 不同配方对模块沙障顶部植被影响
8.2 植物分布特征
8.3 外包装材料对植物生长的影响
8.4 模块沙障设置年限对植物生长情况的影响
8.4.1 模块沙障顶部植物生长情况
8.4.2 模块沙障两侧植物生长情况
8.5 小结
9 模块沙障投入成本及应用前景
9.1 模块沙障投入成本分析
9.1.1 外包装材料投入成本
9.1.2 内填充材料投入成本
9.1.3 施工用工投入成本
9.2 模块沙障应用前景分析
9.3 小结
10 讨论与结论
10.1 讨论
10.1.1 配方与土壤改良和植物恢复效益
10.1.2 外包装材料与土壤改良和植被恢复效益
10.1.3 模块沙障形状与防风固沙效益
10.1.4 模块沙障“肥岛”功能
10.2 主要研究结论
10.2.1 模块沙障的防风固沙效益
10.2.2 模块沙障的土壤改良效果
10.2.3 模块沙障对植被恢复的影响
10.2.4 模块沙障成本与应用
致谢
参考文献
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]布袋沙障对流动沙丘地表风沙和土壤湿度的影响[J]. 袁立敏,高永,张文军,党晓宏,胡小龙,纳钦. 科技导报. 2014(03)
[2]黑河流域中游农田防护林小气候效应[J]. 孔东升,金博文,金铭,鲁艳芳,盛吉兴. 干旱区资源与环境. 2014(01)
[3]新型低压水冲植柳技术下沙障铺设方式对沙柳造林效果的影响[J]. 肖芳,王钟涛,高永,董杰,王淮亮,党晓宏,徐丽,吕新丰. 水土保持研究. 2013(05)
[4]沙柳方格沙障对库布齐沙漠防风固沙效应的影响[J]. 王丽英,李红丽,董智,王丽琴,刘凤婵. 水土保持学报. 2013(05)
[5]高立式沙障不同叠加模式的阻沙量对比分析[J]. 康向光,李生宇,王海峰,雷加强,徐新文. 干旱区研究. 2013(03)
[6]浅谈科尔沁沙地飞播造林技术[J]. 戴国良,董立军,马宇. 内蒙古林业. 2013(04)
[7]不同固沙措施对民勤风沙口风速及粗糙度的影响研究[J]. 刘军. 甘肃科技. 2013(04)
[8]沙柳方格沙障对库布齐沙漠沙丘粒度分布的影响[J]. 万玲玲,董智,李红丽,王丽英,刘凤婵. 干旱区资源与环境. 2013(01)
[9]库布齐沙漠北缘不同作物秸秆平铺式沙障的防风效能[J]. 王文彪,党晓宏,张吉树,袁立敏,王淮亮,姜海荣,尹晓伟. 中国沙漠. 2013(01)
[10]达拉特旗森林资源地域分布与森林资源经营发展[J]. 刘凤城,罗刚,刘思奇. 内蒙古林业调查设计. 2013(01)
博士论文
[1]几种不同材料机械沙障防风效应研究[D]. 朴起亨.北京林业大学 2010
[2]生物可降解聚乳酸（PLA）材料在防沙治沙中的应用研究[D]. 周丹丹.内蒙古农业大学 2009
[3]中国土地沙漠化及其防治策略研究[D]. 刘拓.北京林业大学 2005
硕士论文
[1]半荒漠地区人工封育草场植被恢复研究[D]. 程中秋.北京林业大学 2012
[2]棉秆沙障防风固沙效益比较[D]. 李瑞军.甘肃农业大学 2009
[3]基于牧区生存环境的监测与评价指标体系研究[D]. 辛静.内蒙古农业大学 2009
[4]沙袋沙障的防风固沙效应研究[D]. 李锦荣.内蒙古农业大学 2008
[5]京津风沙源治理工程综合效益评价[D]. 郭磊.北京林业大学 2006
本文编号：3086021
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3086021.html
