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土壤风蚀所引起的土地退化、土地沙化以及因此所造成的沙尘暴灾害是近年来北方农牧交错带最严重的环境问题,甚至己成为中国北方地区重大的生态环境和社会经济问题之一。河北省90%以上的草地均出现了不同程度的退化,这不仅制约了草地畜牧业的发展,而且由于草地防风效应的减退,对河北省及京津地区的生态环境安全构成了一定威胁。自2000年以来坝上地区开始实施退耕还林还草工程,虽然在局部进行治理并且已经有所好转,但治理的速度还远远赶不上破坏的速度,因此这一地区的荒漠化情况还是很令人担忧的。 本文选择河北坝上地区康保县这一典型农牧交错区,采用野外观测和风洞模拟相结合的方法,通过对不同类型草地类型的土壤有机质含量、地表粗糙度、土壤风蚀量情况的分析并与农田进行比较,研究草地的抗风蚀能力,揭示不同草地类型的防风蚀效果,从而得出草地今后的发展趋势。同时为康保县做好防治土壤风蚀提供了理论依据。 研究结果表明: (1)土壤有机质的高低与草地类型,土层的深度有关系。草地覆盖度越高,风蚀作用越小,土壤有机质含量越高;表层土壤极易被风蚀,土壤退化速度快,而深层土壤退化较为缓慢,退化速度要低于表面退化速度;地下部分植物根群密布,能够固着土壤、改善结构、固定养分、提高有机质含量;不同草地类型放牧强度不同,不仅影响地上部分,而且影响地下部分,进而影响到土壤有机质含量。 (2)土壤有机质含量与地表状况有明显的关系,地表植被覆盖度高的土壤有机质明显高于地表裸露的土壤的有机质含量。 (3)土壤的风蚀与地表粗糙度有密切关系。草地地表粗糙度的变化情况为围封草地>人工草地>天然草地,当地表覆盖度在70%以上地表粗糙度较大,此时就能起到明显的防止水土流失的作用; (4)通过与农田实验结果对比,在人工草地的种植中,随植被高度的增加,土壤侵蚀模数有呈指数形式下降的趋势;风向与种植物的垄向夹角越大,土壤受到的风蚀强度越小。由此可见在退耕还草过程中人二[植被建设应采取种植植株相对高的草种,并且人工草地垄向应与风向垂直来减小风蚀强度。 (5)通过风洞试验得出:草地的风蚀强度(Qt)与地表粗糙度呈负相关,与风速呈正相关。建立了风速(V)与风蚀强度的关系模型Qt=k·exp(b·V)(k、b为常数)。