3种新型化学固沙剂的固沙效益实验研究

以国内外3种新型的化学固沙剂为研究对象,对其固结层的抗风蚀能力、抗压强度、耐水性、保水性以及对植物生长发育的促进作用进行了实验研究,结果表明,美国3D固沙乳胶剂和澳大利亚ZEROSIN化学固沙剂的固沙性能好,而且利于植物生长发育,适宜在风蚀较为严重的沙区推广应用。化学固沙与生物措施相结合是实现沙漠快速治理及植被恢复重建的一条有效途径。     

3种植物基固沙剂固土性能及其对植物生长影响的试验研究

植物基固沙剂是以植物材料提取物为主成分的环保型固沙剂，为研究其应用于沙质耕地是否具有可行性，以3种植物基固沙剂(刺槐型、亚麻型和向日葵型)和沙土为研究对象，喷施等量清水处理为CK,开展不同用量植物基固沙剂对沙土形成的固结层抗压、抗风蚀及其植物种子萌发、幼苗生长的比较试验研究。结果表明：(1)刺槐型、亚麻型、向日葵型固沙剂喷施于风沙土地表，均可形成1～14 mm厚度固结层，其平均抗压强度较CK分别提高206.21%,147.51%,72.74%。(2)3种植物基固沙剂均具有显著的固沙效果，随用量增加土壤抗风蚀能力均显著增强，在5 g/m²用量下风蚀量最低，较CK分别减少65.92%,58.33%和69.55%。(3)刺槐型、亚麻型固沙剂对小麦种子萌发及芽生长有促进作用，向日葵型固沙剂有抑制作用，且随用量增加抑制效果明显，在3 g/m²用量时种子发芽受到显著抑制，发芽率较CK降低62.50%;在4 g/m²用量时，根系萌蘖受到显著抑制；在2 g/m²用量时，芽生长受到显著抑制。(4)固结层对幼苗破土有一...     

植物生长剂和固沙剂对民勤沙区植被生长的影响

 为探讨植物生长调节剂、固沙剂的保水、增产及其固沙效果,挽救濒临死亡的地表植被,修复地区生态平衡,在民勤干旱沙区开展了有关应用技术研究。结果表明:1)植物生长调节剂及固沙剂具有一定的保水能力,可使农田作物含水率（耕作层）提高1.0～1.5百分点,使梭梭林分100cm内土壤层平均含水率提高2.3百分点,流动沙丘80cm内土壤层平均含水率提高3.5～3.9百分点。2)种子包衣制剂处理对小麦、玉米生长发育具有滞后作用,但均存在增产效果,能使小麦增产12.2%,玉米增产2.0%。3)利用液体试剂进行籽瓜灌根处理可促使植株较对照的主根增长9.1cm,主蔓增长33.0 cm,平均增产率为11.5%。4)用植物生长调节剂对退化植被梭梭、唐古特白刺进行根部追施后,梭梭新梢增长0.6～3.0 cm,唐古特白刺冠幅增大45.1～96.2 cm。5)固沙剂固定流动沙丘后,使沙丘结皮厚度增加0.2～0.3cm,风蚀减小50%～80%,沙丘植被盖度增加1.9%～2.7%。     

改性纤维素类固沙材料对草本植物出苗率及幼苗生长的影响

[目的]研究新型固沙材料与5种典型草本植物的相容性影响,为九寨沟景区震后生态恢复重建提供理论依据。[方法]基于改性纤维素类新型固沙材料和典型草本植物,利用基质吸力分析、植被模拟分析和相关统计等方法,探讨不同配比方式的固沙材料与草本植物的相容性机理。[结果]固沙材料基质吸力最终稳定在80 kPa左右,可以给植物根系生长提供稳定的供水环境;灯笼草和唐松草在两种配比的固沙材料中均有出苗,说明这两种植物与固沙材料相容性良好,从出苗率分布看,唐松草灯笼草金线草、茜草、夏枯草,其中唐松草出苗率达到30%;1∶3液固质量比的固沙材料含水率更高,植物株苗存活时间更长;种子出苗区域均位于固沙材料孔隙较大的位置。[结论]新型固沙材料基质吸力最终在80 kPa以内,1:2配比固沙材料的唐松草出苗率为30%,灯笼草平均根径达到2 mm,同时具有一定孔隙的固沙材料更适宜植物幼苗生长。     

新型YDL-固沙胶的固沙性能及固沙效果试验研究

以新型高分子材料YDL-固沙胶为研究对象,对其可喷洒到沙面上时所形成的固结层的抗压强度、抗风蚀能力、耐水性、保水性以及对植物生长发育的影响作用等进行了试验研究,证实了该高性能固沙胶固沙的可行性,当固沙胶采用双遍喷洒、且用量为40～60g／m^2较为适宜,形成的固结层厚度适当,促进了种子的发芽与生长。     

不同喷洒浓度沙蒿胶固沙效果试验

为了探究沙蒿胶的固沙效果,采用不同质量分数(0、0.02%、0.05%、0.10%、0.20%和0.50%)的沙蒿胶喷洒试验,对固沙试样的固结层厚度、抗压强度、抗风蚀能力、团聚体水稳定性、渗透性、保水性和沙蒿胶对植物种子萌发及幼苗生长的影响进行测定。结果表明:1)喷洒沙蒿胶后,固沙试样的固结层厚度和抗压强度显著增加,抗风蚀能力明显增强,质量分数0.10%的沙蒿胶处理,其起沙风速均在20 m/s以上;2)沙粒在沙蒿胶的作用下相互胶结,微团聚体质量百分数显著降低,大团聚体百分数显著增加;3)团聚体平均质量直径显著增加,表明沙蒿胶提高了沙样的水稳定性;4)沙面形成的固结层具有良好的渗透性,利于水分的入渗,沙蒿胶良好的吸水性和保水性,能够促进虫实(Corispermum puberulum)和沙蒿(Artemisia sphaerocephala Krasch.)2种固沙先锋植物种子的萌发及幼苗的生长。可见,沙蒿胶具有良好的固沙效果,且固沙成本低,可以作为一种环境友好型固沙剂,与生物固沙结合用于治沙,沙蒿胶喷洒质量分数以0.20%为宜。研究可为沙蒿胶的固沙应用提供理论依据。     

3种固沙剂固沙能力的野外试验研究

以国内种化学固沙剂为研究对象,对其不同用量下形成的结皮渗透性能、结皮厚度,抗风蚀能力、力学强度进行了野外实验观测研究.结果表明,DST、改性聚醋酸乙烯的渗透性较好,人渗深度分别可达到4.0～5.0 mm和3.2～5.0 mm,星火A渗透性差.在种固沙剂中,DST形成的结皮厚度大,可达到10～13 mm,抗压强度也最大,为1.22～2.27 MPa.改性聚醋酸乙烯和星火A形成的结皮厚度小.只有DST结皮的1/4～1/5.改性聚醋酸乙烯结皮在用量为150 g/m²时抗压强度为0.98 MPa,中小用量强度较低.星火A种用量结皮强度都弱.野外实验表明,DST无论是耐候性和抗紫外线辐射性能较好,具有较强的抗风蚀能力,改性聚醋酸乙烯的耐候性和抗紫外线辐射性能较差.相比之下,DST是一种优良的固沙剂,用量还可以降低,以降低成本.     

沙漠戈壁光伏电场固沙效应初步研究——以甘肃河西走廊为例

近些年来,我国光伏产业发展迅猛。甘肃河西走廊是我国主要沙漠化地区之一,也是光伏产业集中区。以甘肃河西走廊为研究区,调查分析了沙漠、戈壁光伏电场的固沙功能和促进植物生长作用,以及光伏电场的风蚀、积沙状况,结果表明:(1)沙漠、戈壁光伏电场不仅具有转化太阳能的功能,还具有阻沙固沙,消减沙尘暴和风沙流发生发展动力的生态功能,光伏电场的防风固沙作用包括光伏板自身的沙障作用和光伏板集的雨水及清洗水集中下渗促进植物生长的作用;(2)戈壁和沙漠—戈壁过渡带光伏电场内植被盖度显著大于光伏电场外围,沙漠光伏电场内光伏板行间平均积沙厚度15.8 cm;(3)河西走廊沙漠、戈壁光伏电场占地面积为13 137 hm~2,初步折算,其阻固流沙功能相当于5倍以上相同面积的固沙林和5~9倍相同面积的沙障。因此,沙漠、戈壁光伏产业可望成为继造林治沙、沙障压沙之后的另一条防沙治沙新途径。     

醋酸乙烯酯类固沙剂固沙效果的风洞实验

通过室内风洞模拟实验,研究了不同净风、挟沙风风速和沙面坡度条件下3种醋酸乙烯酯类固沙剂(WGS-3、WGS-4和CS-204)不同喷洒浓度时的土壤风蚀控制效果。研究结果表明:3种固沙剂均具有较好的抗风蚀能力,相同条件下,固沙剂CS-204的抗风蚀性能稍强于WGS-4,WGS-3的抗风蚀性能相对较差;与净风相比,挟沙风更易使喷施固沙剂后的沙面产生风蚀;挟沙风条件下,沙面累积风蚀量随固沙剂使用量的增加而减小,随沙面坡度的增加而增大;从经济意义上考虑,建议固沙剂WGS-3喷洒浓度稍高于3.0%,WGS-4和CS-204使用浓度为2.0%~3.0%,且喷洒量为1L/m2,能有效固沙。     

固沙植物防蚀效应研究

对流动沙丘采取埋设机械沙障与栽培固沙植物相结合的方法进行治沙;平缓固定沙地营造防护林带,然后进行农业开发。经过5 a的围封治理,防护林带与固沙植物发挥了显著的防护作用。防护林带可降低风速10~23%,提高气温0.1~1.0℃,增加地温1.5~3.1℃。流动沙丘植物覆盖率由15%增加到45%~85%,风速降低3.9%~31.7%,地温增加0.1~1.2℃。固沙植物起到了防止土壤风蚀的作用,防护林带5~10倍树高范围内无风蚀发生,而防护林带作用以外地区,风蚀面积达10%,侵蚀深度为0.6~3.6 cm。流动沙丘经过治理以后转化为半流动沙丘,移动速度仅为0.3~0.5 m/a,而附近没有治理的流动沙丘的流动速度达20~30 m/a。     

水泥-粉煤灰基植生固沙材料的正交优化和氮、磷、钾初期释放速率研究

以本实验室设计的配方来制备水泥-粉煤灰基固沙材料,以3～4个月释放期的美国Osmocote 14-14-14为控释肥肥源,以PAM、自制SAP1和SAP2为吸水保水剂,采用沙柱法对植生固沙材料的吸水剂种类、吸水剂用量、肥料用量和水灰比材料参数进行正交优化试验,研究材料参数与NPK释放速率和材料抗压、抗折强度的关系。结果表明,影响N释放速率的主要因素是肥料用量和吸水剂种类,影响抗折强度的主要因素是水灰比和吸水剂种类,优化配方是1.5%PAM,0.8 g Osmocote/100 g沙和水灰比为1.2。在水泥-粉煤灰基固沙材料中NPK的28 d初期释放量大小顺序为K＞N＞P,其原因是水泥基材料富钾和固磷特性使得增K减P,水泥基材料毛细孔多孔特征使得N将以气态氨和液态銨释放。N的初期释放率受N的水溶肿胀和控释肥薄膜孔缝扩大速度的影响。     

水泥-土基植生固沙材料水、肥释放特征研究

采用沙柱淋出法研究了控释肥、吸水剂和水泥掺量对植生固沙材料NPK释放规律和保水性的影响。结果表明,因NPK的溶解度不同对照组和实验组养分累计淋出率顺序均为NKP;与对照组相比,实验组掺撒可力肥128d的N素累计淋出率均高于对照组。两种肥料相比,因撒可力肥芯有吸水性故其NPK控释能力优于Osmocote;不同肥料、吸水剂和水泥掺量相比,养分控释能力较优的是掺撒可力肥、SAP1和10%水泥/土比这组配方;保水性较优的是掺撒可力肥、SAP1和30%水泥/土比这组配方。固沙材料中N素累计淋出率曲线为"S"型和P、K为"L"型;N素淋出率曲线为"多峰"型和P、K为"单峰"型,多峰现象可解释为磷素对固沙材料中水泥和土固化作用-部分减少了控释肥薄膜溶胀破裂行为。     

沙漠公路不同固沙措施防风固沙效益和成本比较研究

对腾格里和库布齐沙漠公路不同固沙措施的防风固沙作用和运行成笨进行综合比较,结果表明,受沙障材料、设置规格、使用寿命的影响,不同沙障的防风固沙作用不同;沙障的防护作用随着沙障的破损而减弱;人工植被的防护作用随着建植时间的延长而增长。从运行成本分析,沙柳和柴草沙障成本低,土工材料和土壤凝结剂沙障运行成本较高,人工植被运行成本最高,实践中宜因地制宜采取不同的固沙措施。     

半干旱区流沙固定初期不同植被类型的土壤湿度特征

利用科尔沁沙地奈曼生态网络研究站1983～1990年土壤水分定位观测数据,分析了不同类型植被土壤湿度的时间变化特征及其受降水的影响。结果表明:植被建立对沙地土壤湿度影响是显著的,与流动沙丘(多年平均土壤含水量3.56%,变异系数为0.074)相比,生长在沙丘顶和丘间低地的乔木树种小叶杨和樟子松,10～15年后平均土壤含水量分别为2.73%和3.08%,但在较短的时间尺度上变异较大,变异系数分别为0.127和0.347,下降最明显的是生长在沙丘顶部的灌木、半灌木,如小叶锦鸡儿和差巴嘎蒿 樟子松等植被区,平均土壤含水量均低于2.5%,变异系数分别为0.179和0.262。半干旱土壤湿度除了受植被影响外,降水也是主要控制因子。欠水年,土壤旱化现象严重,在固沙植被区,特别是沙丘顶部会出现暂时性土壤干层,并且不同类型植被区土壤湿度差异显著;丰水年,土壤水分好转,干层消失。     

民勤沙井子典型固沙植被区土壤水分动态与降水再分配研究

利用智能中子水分仪定时测定土壤水分的方法,在2006-2007年测定并分析了不同固沙灌木林地0-200cm深土壤共10个层次的水分时空变化特征和降水人渗再分配,结果表明:(1)民勤沙井子不同固沙灌木林地土壤水分季节变化表现为消耗期(6-7月);积累期(8-9月和4-5月),消退期(10月)-稳定期(11月-翌年3月).(2)土壤水分垂直变化为20cm土层含水量最低,60cm土层最高; 120-200 cm土层含水量随林地的不同而呈现减少、增加或保持稳定,(3)生长季节,土壤有效储水量0-40cm土层变化最频繁; 5种灌木林地0-200cm土层有效储水量.固定白刺沙包最高,97.9 mm.固定柽柳沙包最低,66.8mm.(4)降水在土壤中人渗深度和入渗历时不但取决于降水量,而且取决于降水强度,1.7 mm/h雨强平均湿润锋深度是0.7 mm/h的1.8倍,说明降水量相近,强度较大的降雨有利于水分向深层渗透.(5)降雨后水分在林地表层土壤中入渗增加,同时较深层的水分却表现为消耗,土壤水分的储存与消耗随着降水量和林地的不同而有差异.     

花棒带状沙障防风固沙试验研究

流沙地迎风坡上部及丘顶为风沙运动强烈区域,在其上种植花棒带作为植物沙障,可使地表粗糙度由0.014cm提高到0.642cm,地表起沙风速由8.8m/s提高到10.1m/s,可改变风沙流输沙率随高度的分布结构.实验测得0～20cm高度范围内风沙流输沙量较流沙地减少了80.2%,小气候及土壤等生态条件明显改善;在沙障带间栽植刺槐,成活率提高了58.4%,且生长情况良好.     

我国区域土地整理的方向

在全国土地整理区划的基础上，对一级区和二级区的土地整理方向进行了初步探讨。提出在东部发达地区土地整理的方向是以市场为导向，建立以有机农业为特征的高标准农田，进行土地深层次整理；中部农业区土地整理面向我国大型现代化的商品粮生产基地建设，维护我国粮食安全作为该区土地整理的主要方向；西部开发区土地整理以提高水资源有效利用率、改善生态环境同加强农田基本建设相结合为土地整理的主要方向。同时，在一级区的控制下，分别探讨了全国22个亚区土地整理的发展方向。     

不同配置的行带式杨树固沙林与带间植被修复的关系

 在研究低覆盖度（15% -25%)行带式固沙林的水量平衡和防风固沙机制后,通过植被调查,研究赤峰市敖汉旗不同带间距离以及不同时间梯度上的椬被恢复过程及物种多样性的差异,从而阐明行带式固沙林对带间植被自然修复的促进作用。结果表明：1)林带间距的宽窄影响植被恢复的效果,适宜带间距离的林带具有明显的加快和促进植被修复的作用;2)恢复年限相近的情况下带间距为20 m林带带间植被恢复效果优于带间距为10 m和15m林带,其群落也较稳定;3)带间距为20 m的行带式固沙林带间植被经过一段时间演替逐渐趋于自然植被,而带间距为10 m固沙林带间植被则越来越稀疏。     

生态文明导向下的小尺度农村居民点整理——以甘肃省渭源县清源镇为例

[目的]分析小尺度农村居民点的整理潜力、整理能力,为类似区域农村居民点整理提供参考依据。[方法]以甘肃省渭源县清源镇的25个行政村为研究对象,以2010年土地利用变更调查库数据为基础,采用Yaaph层次分析、聚类分析等方法,结合ArcGIS软件,对清源镇农村居民点的整理潜力、整理能力进行测算。[结果]清源镇农村居民点的整理潜力为330.063hm~2;选取生态条件、生产条件和生活条件等3方面的8个指标,构建修正指标体系,得出其整理能力为186.561hm~2,潜力释放水平为56.52%。25个村中,上磨村整理潜力最大,北关村、柯寨村和秦王村3个村不具备整理潜力,结合修正系数,将农村居民点整理潜力分为4级。[结论]根据整理潜力、整理能力及潜力修正系数,提出保留模式、并点模式、缩减模式和集聚模式等4种整理模式。