低覆盖度沙蒿群丛的水平配置结构与防风固沙效果研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第1期中国沙漠Vo【．26No．12006年1月JOURNALOFDESERTRESEARCHJan．2006文章编号：1000—694X(2OO6)01—0108—05低覆盖度沙蒿群丛的水平配置结构与防风固沙效果研究杨文斌，赵爱国。，王晶莹，姚建成，田永桢，胡小龙，杨红艳(1．oo国林业科学研究院林业研究所，北京100091；2．内蒙古林业科学研究院，内蒙古呼和浩特010010；3．中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州730000；4．内蒙古阿拉善盟林业研究所，内蒙古巴颜浩特750306

2、)摘要：针对覆盖度小于28的沙蒿群丛，通过野外测试和风洞模拟实验，研究了行带式、等株行距和随机不均匀等3种水平配置格局的防风固沙效果及其流场特征。结果表明：①行带式配置格局具有非常显著的阻碍和降低风速的作用，流场结构稳定规则；等株行距次之；随机不均匀配置格局内局部有风速抬升现象流场结构复杂多变。②行带式配置格局带间形成“凹月”形稳定沙面并能出现结皮，流沙被完全固定，而随机不均匀分布的沙蒿群丛内有明显的风蚀现象。③行带式配置格局在带的背风侧和迎风侧分别形成4．0m和0．5m的一个风速显著降低区，成为提高防风固沙效果的核心。关键词：沙蒿灌丛；低覆盖度；风速

3、流场；防风固沙效果中图分类号：$727．23文献标识码：A沙蒿是我国干旱、半干旱区沙地广泛分布的半34fE)分别布设样地：A：随机不规则分布，覆盖度为灌木植物，是重要的固沙植物l_1．z]。传统研究认为：20～28，平均株高50～55cm，平均冠幅48cm植被覆盖度低于40，不能完全固定流沙和阻止风×64CT'n；B：分别布设了0．5rn×Hm行带式配置，沙流的形成]，但在实际观察中发现，当覆盖度低其中带宽H分别为4m、6m、8m、12m和16m；沙于4O时，冠丛在水平空问分布格局的差异，导致蒿平均株高51～56cm，平均冠幅50cmx63C1TI。冠

4、对风的阻碍作用以及冠与冠问形成的流场空间产采用多台多点式自记风速仪(GB-228，一次测定生类似狭管的效果发生显著变化l_6]，进而改变流场的风杯数在50～60个)，同时观测空矿地(对照)和样结构，严重影响低覆盖度植被的防风固沙效果l_7；笔地内不同部位20cm、50cm和200cm高度的风速。者针对覆盖度低于3O的沙蒿群丛，通过野外调1．2风洞试验查、测试和风洞模拟试验l_8]，研究行带式、等株行距规则和随机不规则等三种水平空间分布格局的防试验是在中国科学院寒区旱区环境与工程研究风固沙效果的差异及其机理。为建立低覆盖度高防所的直流闭口吹气式低速风洞中

5、进行，风洞全长为风固沙效果的人工植被提供科学依据。37．78m，试验段长16．23m，截面为100cm×60cm。以单株沙蒿株高0．6m、冠幅0．5m×0．5m1，研究材料与方法为原形，本实验模型实物比为1：25，采用具有一定弹性的塑料材料制成类似沙蒿冠幅的样株，其中模1．1实地观测型株高3cm，冠副2．8cm；按照覆盖度为25，布在毛乌素沙地(38。57N，109。02fE)分别布设设成行列式配置为2．4cm×12cm；等株行距规则样地：行带式配置0．5m×3．5m、0．5m×4．5m和配置为4cm×6cm和随机不规则分布3种格局；固0．5mx5．5

6、m，平均株高47～51cm，平均冠幅53定在表面符着沙粒的三合板上，制作成模型放人风cm×64cm；在带问，每隔20cm布点，观测带问形洞，在7m·s～、10m·s、15nl·s3种实验风成稳定沙面的过程。在腾格里沙漠(38。33N，105。速下，测定模型内0．8CT'n高度面不同部位和模型中收稿日期：2005=05—23；改回日期：2005—09—05基金项目：国家基金项目(30360089)“干旱半干旱区沙地疏林配置结构与固沙机理的研究”；国家重点基础研究发展规划(973)“中国北方沙漠化过程及其防治研究(G2000048705)；国家林业局项目“

7、沙地雨养植物区试验”；中韩合作项目“毛乌素沙地固沙造林示范模式与技术研究”共同资助作者简介：杨文斌(1959一)，男(汉族)，内蒙古人，博士，研究员，博士生导师，主要从事沙漠(化)治理方面的研究工作。E-mail：nmlkyywb@163．corn维普资讯http://www.cqvip.com1期杨文斌等：低覆盖度沙蒿群丛的水平配置结构与防风固沙效果研究109央纵剖面0．6cm、0．8cm、1．8cm、8cm高度处(测覆盖度在2O～28时，随机分布的灌丛内有明显点水平间距75cm)的风速。一个模型在一种风速的风蚀和积沙的痕迹，而人工设置的行带式沙蒿灌

8、实验的测点多达5O～130个。丛内的沙面变化过程如图1所示，在刚设置的1～2加m0a内，带m问