乌兰布和沙漠东北缘不同下垫面降尘特征研究
发布时间：2021-06-10 06:55
以乌兰布和沙漠东北缘5种下垫面（流动沙丘、半固定沙地、固定沙地、花棒林地和沙拐枣林地）为研究对象,采用野外实地观测和室内分析相结合的方法,对各下垫面近地表2m和5m高度处的降尘量,降尘粒度特征,防护林地土壤粒度特征及其影响降尘量的气候因素进行了分析研究.结果表明:（1）不同下垫面近地层2m、5m高度处的降尘均以<0.25mm的区域与局地沙物质为主,占总降尘量的88.50%～90.00%,远源传输物质甚少,仅占总降尘量的10.00%～11.50%.（2）随着地表植被盖度的增加,各下垫面降尘量逐渐降低.由外到内（半固定沙丘、固定沙丘、花棒防护林地、沙拐枣防护林地）近地层2m高度处降尘量较流动沙丘分别减小45.85%、53.49%、53.68%和58.39%,5m高度处降尘量分别减少65.47%、68.84%、69.92%和73.97%.（3）各下垫面近地表2m和5m高度处的降尘量由大到小依次为:流动沙丘>半固定沙丘>固定沙丘>花棒防护林地>沙拐枣防护林地.（4）各下垫面降尘主要以冬、春季为主,近地层2m、5m高度处降尘量分别占到全年总降尘量的73.72%～87...
【文章来源】：应用基础与工程科学学报. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
研究区及采样点位置示意
各下垫面由于其植被盖度不同,导致下垫面年降尘量存在一定差异.随着垂直高度的增加,年降尘量逐渐减小.由图2知,不同下垫面2m、5m高度处年降尘量大小依次为:流动沙丘(914.43、878.60t/(km2·a))>半固定沙丘(495.12、303.38t/(km2·a))>固定沙丘(425.27、273.74t/(km2·a))>花棒防护林地(423.53、264.25t/(km2·a))>沙拐枣防护林地(380.53、228.69t/(km2·a)).2m、5m高度处年降尘量最大为流动沙丘,其降尘量分别是沙拐枣防护林地的1.40倍和2.84倍.流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、花棒防护林地、沙拐枣防护林地2m高度处年降尘量分别是5m高度处的1.04倍、1.63倍、1.55倍、1.60倍、1.66倍.2.4 不同季节各下垫面的降尘量变化特征
地表土壤机械组成与风沙活动密切相关.本研究中各下垫面表土均以<0.25mm沙粒物质为主,含量占总土样的83.36%以上,尤其是花棒防护林地和沙拐枣防护林地分别达到了99.74%、92.12%.通过对比分析发现,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘地表物质趋于粗粒化,说明地表细粒物质被风沙流裹挟带向空中,为大气中提供了沙尘物质,而花棒防护林地和沙拐枣防护林地表物质较细,可有效抑制地表风蚀,减少了向大气输送沙尘物质[19].另外,地表植被的存在可以提高土壤有机质含量,活化土壤微生物,加速土壤中各种物质转化,从而改善土壤性质,同时防护林的枝叶能增加地表粗糙度,降低近地表风速,使悬浮在空中的细小尘粒失去水平运动营力而仅靠自身重力作用向下沉降,从而导致表层土壤机械组成的变化[20-21].因此,该区域防护林可以有效地拦截大气降尘,起到防护效果.需加强防护林体系营建,一旦地表植被遭遇破坏,很容易成为扬沙起尘的策源地.本研究中,各下垫面2m高度处降尘量均大于5m高度处,说明大气降尘量随着垂直高度增加而减少[22].各下垫面降尘量大小依次为:流动沙丘>半固定沙丘>固定沙丘>花棒防护林地>沙拐枣防护林地.造成此现象的原因有两个:其一,各下垫面植被盖度不同,植被盖度增加可减弱起尘强度[23].也就是说,植被增加了地表粗糙度,增大了各下垫面的临界起动风速,减弱了风沙流的强度,降低了地表输沙率[24],导致各下垫面年降尘量随植被盖度的增加而降低.其二,由于流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘植被高度<0.87m,植被高度相对降低,对流经的气流影响较小,对风速作用微弱,空气交换量增大,导致这3类下垫面降尘量高于两类灌木林地.而花棒防护林地和沙拐枣防护林地由于植被平均高度和平均冠幅分别为1.83～2.35m、1.64～2.44m2,对水平气流阻碍作用明显,使到达林内的气流由于受到防护林内的相互摩擦和能量消减,减弱了大气交换量,导致降尘量减少[25-26].
【参考文献】：
期刊论文
[1]乌兰布和沙漠东北缘起沙风风况及输沙特征[J]. 罗凤敏,高君亮,辛智鸣,边凯,郝玉光,刘芳. 农业工程学报. 2019(04)
[2]乌兰布和沙漠东北部近地层沙尘水平通量和降尘量变化特征分析[J]. 罗凤敏,高君亮,刘芳,李新乐,黄雅茹,葛根巴图,段瑞兵,辛智鸣. 中国农业科技导报. 2019(02)
[3]浑善达克沙地大气降尘颗粒物特征研究[J]. 闫德仁,黄海广,薛博. 生态环境学报. 2018(01)
[4]乌兰布和沙漠东北缘5种土地利用类型土壤粒度特征[J]. 罗凤敏,高君亮,郝玉光,张格,王丽娜,辛智鸣,吕永军,刘芳. 水土保持研究. 2017(05)
[5]新疆策勒不同下垫面大气降尘时空分布特征[J]. 毛东雷,蔡富艳,雷加强,王雪梅,薛杰,来风兵. 干旱区研究. 2017(06)
[6]乌兰布和沙漠不同灌丛土壤颗粒多重分形特征及其与有机碳分布的关系[J]. 代豫杰,李锦荣,郭建英,韩秀峰,张梦璇,周晓莹,董智. 环境科学研究. 2017(07)
[7]防护林疏透度对近地层大气降尘的影响——以新疆策勒为例[J]. 徐立帅,穆桂金,孙琳,任晓,周杰. 中国沙漠. 2017(01)
[8]乌兰布和沙漠流动沙丘下风向降尘粒度特征[J]. 陈新闯,郭建英,董智,李红丽,李锦荣,王合云. 中国沙漠. 2016(02)
[9]植被盖度对典型草原区地表风沙流结构及风蚀量影响[J]. 邢恩德,马少薇,郭建英,李锦荣,蓝登明. 水土保持研究. 2015(06)
[10]植被恢复程度与沙地土壤性质——以塔克拉玛干沙漠南缘为例[J]. 李尝君,曾凡江,郭京衡,热甫开提,刘波. 干旱区研究. 2015(06)
博士论文
[1]乌兰布和沙漠东北部绿洲化过程生态效应研究[D]. 郝玉光.北京林业大学 2007
[2]乌兰布和沙漠东北缘植被抑制沙尘机理的研究[D]. 汪季.北京林业大学 2004
本文编号：3221909
【文章来源】：应用基础与工程科学学报. 2020,28(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
研究区及采样点位置示意
各下垫面由于其植被盖度不同,导致下垫面年降尘量存在一定差异.随着垂直高度的增加,年降尘量逐渐减小.由图2知,不同下垫面2m、5m高度处年降尘量大小依次为:流动沙丘(914.43、878.60t/(km2·a))>半固定沙丘(495.12、303.38t/(km2·a))>固定沙丘(425.27、273.74t/(km2·a))>花棒防护林地(423.53、264.25t/(km2·a))>沙拐枣防护林地(380.53、228.69t/(km2·a)).2m、5m高度处年降尘量最大为流动沙丘,其降尘量分别是沙拐枣防护林地的1.40倍和2.84倍.流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、花棒防护林地、沙拐枣防护林地2m高度处年降尘量分别是5m高度处的1.04倍、1.63倍、1.55倍、1.60倍、1.66倍.2.4 不同季节各下垫面的降尘量变化特征
地表土壤机械组成与风沙活动密切相关.本研究中各下垫面表土均以<0.25mm沙粒物质为主,含量占总土样的83.36%以上,尤其是花棒防护林地和沙拐枣防护林地分别达到了99.74%、92.12%.通过对比分析发现,流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘地表物质趋于粗粒化,说明地表细粒物质被风沙流裹挟带向空中,为大气中提供了沙尘物质,而花棒防护林地和沙拐枣防护林地表物质较细,可有效抑制地表风蚀,减少了向大气输送沙尘物质[19].另外,地表植被的存在可以提高土壤有机质含量,活化土壤微生物,加速土壤中各种物质转化,从而改善土壤性质,同时防护林的枝叶能增加地表粗糙度,降低近地表风速,使悬浮在空中的细小尘粒失去水平运动营力而仅靠自身重力作用向下沉降,从而导致表层土壤机械组成的变化[20-21].因此,该区域防护林可以有效地拦截大气降尘,起到防护效果.需加强防护林体系营建,一旦地表植被遭遇破坏,很容易成为扬沙起尘的策源地.本研究中,各下垫面2m高度处降尘量均大于5m高度处,说明大气降尘量随着垂直高度增加而减少[22].各下垫面降尘量大小依次为:流动沙丘>半固定沙丘>固定沙丘>花棒防护林地>沙拐枣防护林地.造成此现象的原因有两个:其一,各下垫面植被盖度不同,植被盖度增加可减弱起尘强度[23].也就是说,植被增加了地表粗糙度,增大了各下垫面的临界起动风速,减弱了风沙流的强度,降低了地表输沙率[24],导致各下垫面年降尘量随植被盖度的增加而降低.其二,由于流动沙丘、半固定沙丘和固定沙丘植被高度<0.87m,植被高度相对降低,对流经的气流影响较小,对风速作用微弱,空气交换量增大,导致这3类下垫面降尘量高于两类灌木林地.而花棒防护林地和沙拐枣防护林地由于植被平均高度和平均冠幅分别为1.83～2.35m、1.64～2.44m2,对水平气流阻碍作用明显,使到达林内的气流由于受到防护林内的相互摩擦和能量消减,减弱了大气交换量,导致降尘量减少[25-26].
【参考文献】：
期刊论文
[1]乌兰布和沙漠东北缘起沙风风况及输沙特征[J]. 罗凤敏,高君亮,辛智鸣,边凯,郝玉光,刘芳. 农业工程学报. 2019(04)
[2]乌兰布和沙漠东北部近地层沙尘水平通量和降尘量变化特征分析[J]. 罗凤敏,高君亮,刘芳,李新乐,黄雅茹,葛根巴图,段瑞兵,辛智鸣. 中国农业科技导报. 2019(02)
[3]浑善达克沙地大气降尘颗粒物特征研究[J]. 闫德仁,黄海广,薛博. 生态环境学报. 2018(01)
[4]乌兰布和沙漠东北缘5种土地利用类型土壤粒度特征[J]. 罗凤敏,高君亮,郝玉光,张格,王丽娜,辛智鸣,吕永军,刘芳. 水土保持研究. 2017(05)
[5]新疆策勒不同下垫面大气降尘时空分布特征[J]. 毛东雷,蔡富艳,雷加强,王雪梅,薛杰,来风兵. 干旱区研究. 2017(06)
[6]乌兰布和沙漠不同灌丛土壤颗粒多重分形特征及其与有机碳分布的关系[J]. 代豫杰,李锦荣,郭建英,韩秀峰,张梦璇,周晓莹,董智. 环境科学研究. 2017(07)
[7]防护林疏透度对近地层大气降尘的影响——以新疆策勒为例[J]. 徐立帅,穆桂金,孙琳,任晓,周杰. 中国沙漠. 2017(01)
[8]乌兰布和沙漠流动沙丘下风向降尘粒度特征[J]. 陈新闯,郭建英,董智,李红丽,李锦荣,王合云. 中国沙漠. 2016(02)
[9]植被盖度对典型草原区地表风沙流结构及风蚀量影响[J]. 邢恩德,马少薇,郭建英,李锦荣,蓝登明. 水土保持研究. 2015(06)
[10]植被恢复程度与沙地土壤性质——以塔克拉玛干沙漠南缘为例[J]. 李尝君,曾凡江,郭京衡,热甫开提,刘波. 干旱区研究. 2015(06)
博士论文
[1]乌兰布和沙漠东北部绿洲化过程生态效应研究[D]. 郝玉光.北京林业大学 2007
[2]乌兰布和沙漠东北缘植被抑制沙尘机理的研究[D]. 汪季.北京林业大学 2004
本文编号：3221909
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