關(guān)鍵詞:干旱半干旱區(qū); 公路沿線; 地表土壤; 風(fēng)蝕; 風(fēng)洞
中圖分類號:S157;S210 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-8151(2023)03-0119-10
內(nèi)蒙古錫林郭勒盟地區(qū)屬于干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū),年均降水量少、大風(fēng)和沙塵天氣多,持續(xù)時間長,造成草原土壤荒漠化,加快地表土壤風(fēng)蝕,生態(tài)系統(tǒng)受損嚴(yán)重,直接或間接的威脅著人們的生存和生活[1-2]。
20 世紀(jì)中期以來,錫林郭勒盟地區(qū)不合理的農(nóng)耕、過度放牧、過度樵采和修建公路等,人類生產(chǎn)生活活動使得植被逐年減少,環(huán)境逐年惡化,土地沙化退化加速,沙塵暴的發(fā)生也愈來愈頻繁。在公路的施工場地及周圍便道均造成公路左右兩側(cè)天然植被大面積損害,地表缺乏覆蓋層,引起固定沙丘活化及草地沙化,風(fēng)沙的流動速度加快,草地覆蓋防風(fēng)護(hù)土、涵養(yǎng)水源的生態(tài)功能減弱,抵抗自然災(zāi)害的能力嚴(yán)重下降,公路沿線地表土壤風(fēng)蝕沙化使得公路生態(tài)安全難以保證,成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的突出問題[3-5]。
20 世紀(jì)80 年代以來,我國學(xué)者開展了大量的土壤風(fēng)蝕方面的研究,也在公路沿線風(fēng)蝕沙化及植被恢復(fù)重建,防治措施方面取得了大量的成果。解松芳等[6]在內(nèi)蒙古西部省區(qū)連接首都的主要交通干線風(fēng)蝕安全防護(hù)模式中提出,生態(tài)防護(hù)模式效果最優(yōu),是高速公路防護(hù)的新發(fā)展趨勢;中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所的研究者對塔里木沙漠公路風(fēng)沙危害進(jìn)行分區(qū)、分級研究風(fēng)沙環(huán)境的影響因素[7];藺全林[8]對內(nèi)蒙古烏錫線鐵路和公路風(fēng)沙防護(hù)研究中采用不同方式的植物風(fēng)沙防護(hù)措施,其效果顯著;李杰等[9]對西藏北寒冷干旱區(qū)公路水土流失、公路沿線土地沙化研究中,使用提高林草覆蓋方式防治凍融侵蝕和風(fēng)力侵蝕的綠化措施;張瑞強(qiáng)等[11]在內(nèi)蒙古希拉穆仁草原土壤風(fēng)蝕研究中提出,植被是控制風(fēng)蝕的決定性因素,恢復(fù)退化草地是防治草原風(fēng)蝕的最根本途徑;梁會等[12]對寧夏土壤風(fēng)蝕的研究中提出,主要影響因素有土壤濕度和植被覆蓋度,從而提倡發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),根本上改善土壤風(fēng)蝕;李生宇等[13]對蒙古高原交通干線風(fēng)沙害的研究中高度重視公路沿線生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù),充分利用自然生態(tài)的自我修復(fù)能力。諸多學(xué)者研究北方干旱半干旱區(qū)的草原及公路沿線土壤風(fēng)蝕時認(rèn)為,土壤風(fēng)蝕的影響因素多且復(fù)雜,提出了不同的防治措施,并更多結(jié)合與自然生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù),為保障公路行車安全及地表土壤的保護(hù)奠定了科學(xué)依據(jù)[14-17]。
錫林郭勒盟地區(qū)氣候干旱、年均降水量少,春季頻繁發(fā)生沙塵天氣。2018 年3-5 月共出現(xiàn)了16次沙塵天氣,并大范圍發(fā)生強(qiáng)沙塵;2021 年3 月15日,內(nèi)蒙地區(qū)遭遇近十年強(qiáng)度最大的沙塵天氣等。人類不合理的經(jīng)濟(jì)活動會加劇區(qū)域土壤風(fēng)蝕,并會對當(dāng)?shù)氐慕煌ㄟ\輸、農(nóng)牧業(yè)及群眾生活帶來較大影響。針對此問題,結(jié)合北方干旱、半干旱地區(qū)性特點,研究公路沿線地表風(fēng)蝕機(jī)理,提出合理、經(jīng)濟(jì)、簡便的防治措施,降低風(fēng)蝕現(xiàn)象,防風(fēng)固沙、固定土壤、保護(hù)環(huán)境,對保障公路行車安全及發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟(jì)、文化起重要作用,且?guī)砬袑嵗妫?8-19]。
本文依據(jù)錫林郭勒盟地區(qū)氣候特點和公路沿線地表土壤特征,探究風(fēng)蝕沙化的關(guān)鍵影響因素及影響程度,提出經(jīng)濟(jì)有效的防治措施,為降低公路沿線地表土壤的風(fēng)蝕強(qiáng)度、穩(wěn)固地表土壤提供理論依據(jù)[20-22]。
1 材料與方法
1. 1 研究區(qū)概況
錫林郭勒盟位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部,地處東經(jīng)115°13'~117°06',北緯43°02'~44°52'。其主要氣候特點是風(fēng)沙大、干旱、寒冷。年平均氣溫0~3 ℃,1月氣溫最低,平均?20 ℃,7 月氣溫最高,平均21 ℃。年平均降水量295 mm,多集中在7、8、9 月內(nèi),無霜期為110~130 d。此地區(qū)以高平原為主、兼有多種地貌的地區(qū),海拔800~1800 m。內(nèi)蒙古自治區(qū)省際大通道(S105)是中國距離最長的一條省際大通道,全長2515 km,貫穿9 個盟市40 多個旗縣,路基寬25. 5 m,途經(jīng)錫林郭勒盟桑根達(dá)來,橫穿錫林郭勒盟中南部,其對當(dāng)?shù)氐恼?、?jīng)濟(jì)、文化發(fā)展產(chǎn)生重要的影響[23]。
1. 2 儀器設(shè)備
風(fēng)洞機(jī)為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的FDY-1. 2 型可移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞機(jī)。該風(fēng)洞為直流吹氣式,風(fēng)洞由過渡段、整流段、收縮段和試驗段組成,全長為11. 8 m,試驗段總長為7. 2 m,截面積為高1. 2 m×寬1. 0 m,邊界層厚度可達(dá)15 cm,風(fēng)速通過風(fēng)洞電機(jī)變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)風(fēng)速。挾沙裝置為Y90S-6 型電動機(jī),通過ARISPEED616PC5 變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制加沙量的增減[24]。集沙儀為BL-DJSQ 方口多路階梯式集沙儀,集沙口寬度2 cm,高度1 cm,在垂直方向可收集30 個點位的風(fēng)蝕量。
1. 3 試驗設(shè)計
正交試驗每因素下設(shè)有3 水平,共有4 個因素,且不考慮因素間的交互作用,選擇L9 (34)正交表安排試驗(表1),采用直觀分析方法分析結(jié)果[25]。直觀分析表中引入的2 個符號如下:
Ki:表示任一列上水平號為i(本列中i=1,2 或3)時,所對應(yīng)的試驗結(jié)果之和;
R:稱為極差,在任一列上
R=max{K1,K2,K3}-min{K1,K2,K3}。
極差越大,表示該列因素的數(shù)值在試驗范圍內(nèi)的變化,會導(dǎo)致試驗指標(biāo)在數(shù)值上更大的變化,所以極差最大的那一列,就是因素的水平對試驗結(jié)果影響最大的因素。即R 直觀反應(yīng)各因素影響的主次程度,R 越大時對評價指標(biāo)的影響就越大。
各因素優(yōu)水平的確定與試驗指標(biāo)有關(guān),若指標(biāo)越大越好,則應(yīng)選取使指標(biāo)大的水平,即Ki最大的那個值對應(yīng)的水平;反之,若指標(biāo)越小越好,則應(yīng)選取使指標(biāo)小的水平。K1、K2、K3 分別表示各因素中的3 種不同水平,直觀反應(yīng)每個因素中不同水平的影響程度。
1. 4 樣品采集與測定
于2021 年2 月末初春氣候寒冷干旱時期,內(nèi)蒙古省際大通道S105 省道的錫林郭勒盟境內(nèi),正藍(lán)旗桑根達(dá)來段公路沿線地表上采樣試驗材料。
1. 4. 1 床面與土壤
風(fēng)洞機(jī)風(fēng)道全長為11. 8 m,試驗床面為1 m×2 m,其距離風(fēng)道口1 m 以內(nèi),土壤覆蓋厚度4~5 cm(圖1c,d)。土樣為春季原位地表風(fēng)沙土,地表上層0~5 cm 的土壤,經(jīng)過篩清理塊狀及其它雜物后獲得松散細(xì)粒風(fēng)沙土。
1. 4. 2 植被及覆蓋度
植被選取旱生類型蔥屬植物,具有耐旱特征,適于寒冷、干燥地區(qū)生長。采集錫林郭勒盟桑根達(dá)來地區(qū)典型禾本科植物,狗尾草(Setaria viridis)干枯植被的平均高70 cm(圖1C),和牛筋草(Eleusineindica)干枯植被的平均高20 cm(圖1B),狗尾草和牛筋草分別按3∶1 簇比混合使用。在床面上整齊擺放后,目測床面的占比為1/4 和1/2 的覆蓋度來放置植被,將其均勻分散整床面上,用速溶膠固定。在風(fēng)洞橫截面上,距風(fēng)洞兩側(cè)壁3~5 cm 范圍內(nèi)不設(shè)植被,確保植被模型堵塞橫截面不超過10%。
1. 4. 3 礫石及覆蓋度
選取公路沿線散落的直徑2~8 cm、厚度1~5 cm 范圍內(nèi)的天然石子和鋪路碎石,組成礫石(圖1A,圖1D)。選取直徑2~8 cm、厚度1~5 cm 范圍內(nèi),在床面上整齊擺放后,目測床面占比為1/4 和1/2 的覆蓋度來放置礫石,將其均勻撒在整床面上[26]。
1. 4. 4 集沙儀
集沙儀是收集沙土的重要儀器,通過測試集沙儀收集的沙土量來衡量風(fēng)蝕程度。其布置位置為風(fēng)洞軸線方向離風(fēng)道出口100 cm 距離處,橫向正中間位置,縱向調(diào)整為底部與風(fēng)洞機(jī)地表保持平齊固定(圖2)。
1. 4. 5 風(fēng)速及測試
根據(jù)羲和能源大數(shù)據(jù)平臺氣象數(shù)據(jù),以內(nèi)蒙古錫林郭勒盟正藍(lán)旗春季區(qū)域平均風(fēng)速為依據(jù)選取試驗風(fēng)速為9、12、15 m·s-1。利用風(fēng)速采集系統(tǒng)測試風(fēng)洞中心風(fēng)速,在風(fēng)洞的試驗段放置無線風(fēng)速廓線儀,風(fēng)速廓線儀采集后通過數(shù)據(jù)采集卡傳給數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng),并在計算機(jī)中顯示、記錄、保存,由軟件生成風(fēng)速廓線獲取。
1. 4. 6 風(fēng)蝕評價
風(fēng)蝕量是風(fēng)蝕評價的一個重要指標(biāo),用電子天平測定由集沙儀收集的風(fēng)蝕沙土質(zhì)量以表示風(fēng)蝕量。
2 結(jié)果與分析
2. 1 單因素試驗
2. 1. 1 風(fēng)速
無覆蓋物土壤(即裸地,下同)條件下不同風(fēng)速對風(fēng)蝕量的影響規(guī)律(圖3)。風(fēng)速大小對風(fēng)蝕量的影響較明顯,但隨著離地表高度的升高差距逐漸變小,當(dāng)高度至12 測點位及以上時風(fēng)蝕量均趨于零。
2. 1. 2 覆蓋物
有挾沙、風(fēng)速15 m·s-1時,對比50% 礫石覆蓋和50% 植被覆蓋對風(fēng)蝕量的影響(圖4),植被對風(fēng)蝕的防治效果明顯好于礫石,但隨著離地表高度的提升差距逐漸變小,當(dāng)高度至13 測點位及以上時風(fēng)蝕量均趨于零。
2. 1. 3 挾沙風(fēng)
在裸地表上、風(fēng)速15 m·s-1時,對比挾沙風(fēng)和凈風(fēng)(即無挾沙風(fēng),下同)對風(fēng)蝕量的影響(圖5),挾沙風(fēng)和凈風(fēng)對風(fēng)蝕量的影響規(guī)律趨向一致,但挾沙風(fēng)對風(fēng)蝕的影響明顯較強(qiáng),當(dāng)隨著離地表高度提升至12 測點位及以上時風(fēng)蝕量均接近于零。
從上述可以看出,風(fēng)速、覆蓋物和挾沙與凈風(fēng)等因素對風(fēng)蝕的影響均比較明顯,且影響規(guī)律及趨勢清晰,但隨著離地表高度的提高,各因素的影響逐漸變?nèi)?,直至高?2~13 測點位及以上時,各因素的影響程度趨于零,可忽略不計。
風(fēng)速愈大時風(fēng)蝕量愈大;有挾沙時風(fēng)蝕量顯著增大;覆蓋度50% 時礫石的風(fēng)蝕量大于植被的風(fēng)蝕量,即植被的防治風(fēng)蝕效果比礫石好。
2. 2 正交試驗
在單因素的實驗基礎(chǔ)上,設(shè)計正交試驗因素水平表[27-28],探究各因素的影響主次及影響度的對比評價,確定方案優(yōu)化組合,為保障公路行車安全及生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供依據(jù)。
2. 2. 1 正交因素水平設(shè)計
正交試驗設(shè)計因素水平如表1 所示。
2. 2. 2 正交試驗結(jié)果與分析
正交試驗結(jié)果如表2 所示。根據(jù)極差值R 判斷風(fēng)蝕量的影響度從主要到次要的排序為:風(fēng)速gt;挾沙風(fēng)gt;植被gt;礫石。即各因素的影響從大到小為:風(fēng)速影響最大,其次挾沙風(fēng),植被排第三,礫石排第四。按指標(biāo)最大化和最小化的優(yōu)化方案組合結(jié)果有:
(1)按風(fēng)蝕量最大化優(yōu)化方案,因素水平組合為:A1B2C3D3,即植被0%,礫石25%,風(fēng)速15 m·s-1,挾沙風(fēng)。
(2)按風(fēng)蝕量最小化優(yōu)化方案,因素水平組合為:A2 B1C1 D2,即植被25%,礫石0%,風(fēng)速9 m·s-1,凈風(fēng)。
2. 2. 3 直觀分析與趨勢
按風(fēng)蝕量最大化的方案顯示直觀分析圖(圖6)。根據(jù)R 極差趨勢圖判斷,風(fēng)速的R 最大,即風(fēng)速對風(fēng)蝕量的影響最大。挾沙風(fēng)的R 排第二,表示挾沙風(fēng)對風(fēng)蝕量的影響排第二。植被的R 排第三,表示植被對風(fēng)蝕量的影響排第三。礫石的R 最小,表示礫石對風(fēng)蝕量的影響最小。根據(jù)K 值判斷各因素的不同水平影響度,植被覆蓋度的影響:0%gt;50%gt;25%;礫石覆蓋度的影響:25%gt;50%gt;0%;風(fēng)速的影響:15%gt;12%gt;9%;挾沙風(fēng)與凈風(fēng)影響:挾沙風(fēng)gt;凈風(fēng)。
綜合正交試驗結(jié)果,風(fēng)速對風(fēng)蝕量的影響最大,其次是挾沙風(fēng),礫石和植被覆蓋度的影響均小于前兩者,但均對防治地表風(fēng)蝕起到較明顯效果。按風(fēng)蝕量最大化的優(yōu)化組合為:植被0%、礫石25%、風(fēng)速15 m·s-1、挾沙。此方案中植被覆蓋度為0%,表明風(fēng)速越大和挾沙風(fēng)時植被的影響及防治效果更明顯。按風(fēng)蝕量最小化的優(yōu)化方案組合為:植被25%、礫石0%、風(fēng)速9 m·s-1、凈風(fēng)。此方案中礫石覆蓋度為0%,表明風(fēng)速越小和凈風(fēng)時礫石的影響及防治效果更明顯。
2. 3 驗證試驗
通過試驗檢驗單因素與正交試驗,并進(jìn)一步對比分析植被和礫石覆蓋度對風(fēng)蝕量的影響差異,結(jié)果如圖7~圖9。
2. 3. 1 大風(fēng)速下的風(fēng)蝕量變化
在風(fēng)速15 m·s-1時,凈風(fēng)和挾沙風(fēng)2 種條件下的礫石和植被隨其覆蓋度的變化而發(fā)生的風(fēng)蝕量的對比分析結(jié)果表示,挾沙風(fēng)時的風(fēng)蝕量明顯高于凈風(fēng)時的風(fēng)蝕量,說明挾沙風(fēng)對風(fēng)蝕量的影響更大。而相同條件下礫石的風(fēng)蝕量高于植被的風(fēng)蝕量,即大風(fēng)速下植被的防風(fēng)蝕效果優(yōu)于礫石(圖7)。
2. 3. 2 中風(fēng)速下的風(fēng)蝕量變化
在風(fēng)速12 m·s-1時,凈風(fēng)和挾沙風(fēng)2 種條件下的礫石和植被隨其覆蓋度的變化而發(fā)生的風(fēng)蝕量的對比分析結(jié)果表示,挾沙風(fēng)時的風(fēng)蝕量明顯高于凈風(fēng)時的風(fēng)蝕量,此時的風(fēng)蝕量最大值是15 m·s-1 風(fēng)速時風(fēng)蝕量的0. 38 倍,說明風(fēng)速對風(fēng)蝕量的影響非常大。而相同條件下礫石的風(fēng)蝕量明顯高于植被的風(fēng)蝕量,即中風(fēng)速下植被的防風(fēng)蝕效果優(yōu)于礫石(圖8)。
2. 3. 3 小風(fēng)速下的風(fēng)蝕量變化
在風(fēng)速9 m·s-1時,凈風(fēng)和挾沙風(fēng)2 種條件下的礫石和植被隨其覆蓋度的變化而發(fā)生的風(fēng)蝕量的對比分析結(jié)果表示,挾沙風(fēng)時的風(fēng)蝕量明顯高于凈風(fēng)時的風(fēng)蝕量,此時的風(fēng)蝕量最大值是12 m·s-1 風(fēng)速時風(fēng)蝕量的0. 15 倍,說明風(fēng)速對風(fēng)蝕量的影響非常大。而相同條件下礫石的風(fēng)蝕量小于或接近植被的風(fēng)蝕量,即小風(fēng)速下植被與礫石防治效果接近或礫石更好(圖9)。
此試驗結(jié)果與2.1 和2.2 相似。風(fēng)速對風(fēng)蝕量的影響最顯著;有挾沙風(fēng)時風(fēng)蝕量會顯著增強(qiáng);在相同條件下對比礫石和植被覆蓋度對風(fēng)蝕量的影響程度,風(fēng)速越大和挾沙風(fēng)時植被的防風(fēng)蝕效果顯著高于礫石;風(fēng)速越小和凈風(fēng)時植被和礫石防風(fēng)蝕效果相近或礫石的效果更好,從而說明了礫石和植被覆蓋度的防風(fēng)蝕效果的差異及植被防風(fēng)效果的顯著性。
3 討論
內(nèi)蒙古S105 省道高速公路是穿沙漠,過草原,跨河湖,鉆山嶺的全國距離最長的一條省際大通道。研究區(qū)屬中溫帶半干旱大陸性氣候,環(huán)境惡劣,土地貧瘠荒涼,風(fēng)沙大,年平均風(fēng)速4. 2 m·s-1,年降水量320 mm 左右,在錫林郭勒草原具有代表性。
據(jù)羲和能源大數(shù)據(jù)平臺統(tǒng)計數(shù)據(jù),其來源于歐洲中期天氣中心的內(nèi)蒙古錫林郭勒盟正藍(lán)旗自2021 年1 月1 日至2021 年4 月30 日的區(qū)域平均氣象數(shù)據(jù)中取每隔10 d 的最高地面風(fēng)速及氣象數(shù)據(jù)(表3)。
依據(jù)所示氣象數(shù)據(jù),本文試驗風(fēng)速分別設(shè)為9、12、15 m·s-1三種水平進(jìn)行測試風(fēng)蝕量,其風(fēng)速范圍符合區(qū)域自然風(fēng)速實際情況,風(fēng)速水平設(shè)置合理,能切實反映當(dāng)?shù)卮杭咀匀伙L(fēng)速對土壤風(fēng)蝕的影響。
公路沿線土壤風(fēng)蝕的主要影響因素有風(fēng)速、挾沙、礫石覆蓋和植被覆蓋。風(fēng)速和挾沙是土壤風(fēng)蝕沙化的最主要因素,而礫石和植被是阻止風(fēng)蝕的簡單有效措施,礫石選天然散落的小石子和鋪路碎石組成,植物選環(huán)境適生性強(qiáng)、耐旱耐貧瘠的當(dāng)?shù)匾荒晟荼局参铮芊€(wěn)固土壤、快速修復(fù)生態(tài)。本文研究結(jié)果表明,對風(fēng)蝕量的主要影響因素排序為:風(fēng)速gt;挾沙風(fēng)gt;植被gt;礫石。風(fēng)速和挾沙風(fēng)對風(fēng)蝕量的影響最大,但這是氣象環(huán)境客觀條件造成的,而礫石覆蓋和植被覆蓋的阻止風(fēng)蝕效果對比分析結(jié)果為:挾沙風(fēng)和50% 覆蓋度下,風(fēng)速15 m·s-1時礫石的風(fēng)蝕量為植被風(fēng)蝕量的3. 3 倍;風(fēng)速12 m·s-1時礫石的風(fēng)蝕量為植被風(fēng)蝕量的2. 8 倍;風(fēng)速9 m·s-1時礫石的風(fēng)蝕量為植被風(fēng)蝕量的0. 9 倍。這表明,在相同條件下風(fēng)速越大時植被的防治效果顯著高于礫石,風(fēng)速越小時植被和礫石防治效果相近或礫石效果更好。綜上所述,植被覆蓋的防治效果顯著優(yōu)于礫石覆蓋,且2 因素均隨覆蓋度的增加防治效果也隨之增強(qiáng)。
本文結(jié)論與其它相關(guān)研究成果基本相吻合。如王訓(xùn)明等[29]在戈壁礫石覆蓋度與風(fēng)蝕強(qiáng)度關(guān)系的研究中,發(fā)現(xiàn)風(fēng)速變化比礫石覆蓋度的變化對風(fēng)蝕強(qiáng)度有更大影響,礫石覆蓋度超過30% 時對風(fēng)蝕有明顯抑制作用。王志強(qiáng)等[30]在礫石覆蓋與土壤風(fēng)蝕影響研究中,發(fā)現(xiàn)礫石覆蓋度的增加與風(fēng)蝕防護(hù)效率有對數(shù)規(guī)律,當(dāng)?shù)[石覆蓋度大于60% 時風(fēng)蝕的抑制作用趨于穩(wěn)定。劉艷萍等[31]在植被對土壤風(fēng)蝕影響研究中,發(fā)現(xiàn)在不同風(fēng)速下的研究表明風(fēng)速越大植被對地表的保護(hù)作用越明顯,18 m·s-1 風(fēng)速下植被覆蓋度對風(fēng)蝕量的影響呈極顯著冪函數(shù)關(guān)系。余沛東等[32]發(fā)現(xiàn)在同一風(fēng)速下隨植被蓋度的增加風(fēng)蝕量呈階梯式下降,沙丘中的草本植被蓋度43% 以上時防風(fēng)固沙效果較好等。諸多研究成果表明,風(fēng)速對風(fēng)蝕的影響很大;植被覆蓋和礫石覆蓋能有效防治風(fēng)蝕;植被覆蓋在大風(fēng)速下的防風(fēng)蝕效果更顯著等,與本文研究結(jié)論一致。
本文對多發(fā)生挾沙風(fēng)的北方公路沿線地帶風(fēng)蝕的主要影響因素的分析及礫石和植被覆蓋2 種措施的防風(fēng)蝕效果對比結(jié)果,為公路沿線土壤風(fēng)蝕的防治提供理論依據(jù),加入更多影響因素,如礫石的大小、植被的高低及因素之間交互作用等,將是下一步更深入研究重點。
4 結(jié)論
本文在風(fēng)洞模擬環(huán)境下得出公路沿線土壤風(fēng)蝕的主要影響因素的主次排序,植被和礫石覆蓋的影響程度、對比差異性及指標(biāo)的最大化和最小化優(yōu)化組合。結(jié)果表明,對公路沿線土壤風(fēng)蝕沙化影響最大的因素是風(fēng)速,其次是挾沙,礫石覆蓋和植被覆蓋均有明顯影響,但受前2 個因素的影響表現(xiàn)效果有所變化。進(jìn)一步比較分析后發(fā)現(xiàn),植被覆蓋的防治風(fēng)蝕效果優(yōu)于礫石覆蓋,有挾沙和大風(fēng)速條件下植被防治風(fēng)蝕效果明顯優(yōu)于礫石,而小風(fēng)速和凈風(fēng)條件下礫石防治效果更好或者兩者效果相近。可為公路沿線土壤風(fēng)蝕的防治、降低風(fēng)蝕沙化和穩(wěn)固土壤提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。在實踐應(yīng)用中應(yīng)開展現(xiàn)場實驗結(jié)合深入研究,全面驗證和補(bǔ)充,對礫石和植被覆蓋的最佳效益組合及建立模型定量化分析等更多問題有待進(jìn)一步深入研究和完善。