坝上地区生物结皮防治风蚀扬尘的试验研究

发布时间：2020-05-22 03:30

【摘要】：我国河北坝上地区受春秋季大风影响,土壤风蚀和扬尘排放问题尤为严重,近年来该地区主要依靠营建防护林来治理相关问题,较少有研究涉及土壤结皮对土壤风蚀和扬尘排放的影响。本研究针对这一问题,以生物土壤结皮为研究对象,利用单因素实验设计方法进行了生物结皮的人工培育、风洞实验和野外风蚀扬尘验证。结果表明:(1)藻结皮和苔藓结皮的盖度和厚度增长与培养时间呈正相关关系,藻结皮和苔藓结皮的短期快速培养最优措施均为:2天一次浇水+有营养液处理;长期培养最优措施均为2天一次浇水+无营养液处理;培养期30-60天内营养液对生物结皮发育作用最大,培养期60-90天内水分对生物结皮发育作用最大。(2)从防风方面来说,0-10cm高度范围内,生物结皮对其上气流速度影响最为显著,在此高度范围内,表现为裸地风速藻结皮风速苔藓结皮风速,当高度10cm时,表现为藻结皮风速苔藓结皮风速裸地风速。生物结皮的摩阻风速随风速增大而增大,空气动力学粗糙度随风速增大而减小,其中藻结皮在盖度50%时空气动力学粗糙度与裸地接近。从固沙方面来说,生物结皮固沙能力随盖度增大而增大,与裸地相比,当结皮盖度75%时,固沙能力达到了最大值,藻结皮和苔藓结皮的风蚀速率分别降低了 0.47g/m2/s和0.38g/m2/s;(3)藻结皮在盖度为10-25%条件下TSP、PM10、PM2.5和PM1颗粒物排放通量达到了最小值,分别为 2722.69mg、1990.32mg、1530.56mg 和 1121.75mg,在50-75%盖度条件下颗粒物排放通量达到了最大值,7350.23mg、6489.53%、5898.10mg和4375.05mg。苔藓结皮在盖度为50-75%条件下四种颗粒物排放通量达到了最小值,分别为 1250.79mg、681.05mg、286.21mg 和 161.33mg,在 75-100%盖度时颗粒物排放通量达到了最大值,分别为 2954.86mg、2102.02mg、1458.50mg 和 997.08mg。与裸地相比,苔藓结皮对四种颗粒物排放通量分别能够降低2499.47mg、2206.58mg、2053.93mg和1614.78mg,藻结皮的颗粒物排放通量比裸地分别增加了 454.95mg、505.17mg、496.39mg 和 427.14mg。
【图文】：

逦规上地区生物结皮防治风蚀扬尘的试验研究逦逡逑２研究区概况逡逑２．１地理位置逡逑张北县位于河北省西北部坝上地区（４１°０３＇？４１°２７＇Ｎ，１１４°２０＇？１１４°５８＇Ｅ），辖４逡逑个镇，１６个乡，总面积４１８５ｋｍ２，海拔１３１８？１４９８ｍ，总人口邋３７万，属于典型的农逡逑牧交错区。该区域处于内蒙古高原－燕山山地－华北平原的过渡区，位于全国北部１１省逡逑区的万里风沙线中，东西宽，南北方向较窄，内蒙古风沙极易通过此处入侵京津地区。逡逑张北县与张家口市的康保县、尚义县、沽源县、察北管理区、塞北管理区及承德市的逡逑围场满族蒙古族自治县、丰宁满族自治县，内蒙古克什克腾旗和多伦县的一部分共同逡逑称为坝上高原，上坝之后又稍低下，呈典型的波状高原地貌，较为宽广平坦，西部地逡逑区地势较低，最低处海拔１３００ｍ；坝下的地势山水重复，道路崎岖非常险。这里是内逡逑陆流域与外流域的交接带，，东部季风区向非季风区的过渡地带，半湿润地区向干旱地逡逑区的过渡地带，耕种农业向畜牧农业的逐渐过渡地带。逡逑

逦现上地区生物结皮防治风蚀扬尘的试验研究逦逡逑测量，利用打孔器在每个土槽内取三个结皮小样，并测量厚度进行平均，即可得到该逡逑土槽内所培养结皮的厚度值。逡逑３．３．２风蚀扬尘的风洞实验逡逑１）风洞概况逡逑风洞实验是在北京师范大学位于房山综合实验基地的风沙环境与工程实验室内逡逑进行。风洞属于直流吹气式风洞，其组成部分包括风扇、扩展段、整流段、收缩段、逡逑边界层发展段、实验段和皮托管等，全场３４．４ｍ，其中实验段长度为１６ｍ。风洞内风逡逑速可调范围为ｌ－４０ｍ／ｓ，风速采用皮托管连接微压计进行测量，边界层厚度约为１２０ｍｍ。逡逑风洞示意图如图２－１所示。逡逑
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S157

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本文编号：2675366