国家自然科学基金(41301303)
- 作品数：9 被引量：74H指数：6
- 相关作者：郭建英李锦荣董智高永高君亮更多>>
- 相关机构：中华人民共和国水利部内蒙古农业大学山东农业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国水利水电科学研究院科研专项基金水利部公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：农业科学天文地球环境科学与工程水利工程更多>>
- 矿区人工再塑地貌对锡林郭勒草原土壤侵蚀的影响及其控制效果被引量：10
- 2015年
- 为阐明典型草原大型露天煤矿人工再塑地貌(排土场边坡)形成后对当地水土流失的影响及其不同治理措施对人工再塑地貌边坡的水蚀控制效果,研究采用标准径流小区对矿区人工再塑地貌边坡不同治理措及天然草地的土壤侵蚀产流、产沙、入渗过程进行了一个雨季的连续观测。研究结果表明:无论在何种雨强条件下,裸露边坡的径流量、产沙量明显大于天然草地,其年径流量、年产沙量分别为天然草地的5.1倍和228.8倍,年均入渗量是天然草地62.1%;裸露边坡通过合理治理后,土壤侵蚀量得到明显控制,在治理初期不同措施产沙量由大到小的顺序依次为铺设植生带>裸地>草灌结合种植(柠条+草本植物)>沙地柏+绣线菊(已种植4a)>生态袋品字型(工程措施+生物措施)>生态袋一字型(工程措施+生物措施)>天然草地,其比值为237∶232∶120∶32∶15∶1。可见,天然草地实施煤炭开发过程中形成的排土场边坡是一种极强烈侵蚀的人工再塑地貌,其严重加剧了当地的土壤侵蚀,必须采取合理的控制措施对其进行防治。
- 郭建英何京丽李锦荣邢恩德珊丹梁占岐刘铁军
- 关键词：露天煤矿土壤侵蚀
- 乌兰布和沙漠不同灌丛土壤颗粒多重分形特征及其与有机碳分布的关系被引量：16
- 2017年
- w(SOC)(SOC为土壤有机碳,soil organic carbon)及其分布状况显著受到土壤PSD(particle-size distribution,粒径分布)和有机质相互胶结方式的差异影响,而w(SOC)可反映土壤结构优劣程度,表征土壤肥力状况及碳库饱和度.以乌兰布和沙漠沙冬青、花棒、猫头刺、白刺和梭梭灌丛下0~100 cm深度风沙土为研究对象,通过野外分层采样与室内测试,采用多重分形理论探讨土壤特性和w(SOC)分布特征及其相互关系,反映土壤结构及肥力状况.结果表明:(1)不同灌丛下的土壤均具有良好的分形特征,并且灌丛可通过降低风速,使≤50μm的优质颗粒在周围表层土壤沉降,而优质颗粒数量与w(SOC)、D_0(粒径分布范围)及D_1(分布均匀程度)极显著正相关(P<0.01),与D_1/D_0(分布离散程度)极显著负相关(P<0.01);(2)各灌丛下w(SOC)的大小关系与D_1、D_0相似但与D_1/D_0完全相反,即w(SOC)可表征PSD状况进而反映土壤结构优劣程度,并且在沙冬青灌丛的>20~30、>60~80 cm土层出现两次峰值,分别为11.958、11.928 g/kg;(3)对D_0的扩大及D_1/D_0的降低程度以沙冬青灌丛最为明显,但对D_1的降低程度则以花棒灌丛最为明显.研究显示,多重分形理论可很好地描述乌兰布和沙漠风沙土性质,并且适生灌丛中沙冬青及花棒可更好地改善土壤颗粒及SOC特征,故可通过种植二者局部改良土壤及增加碳库饱和度.
- 代豫杰李锦荣郭建英韩秀峰张梦璇周晓莹董智
- 关键词：灌丛土壤粒径分布土壤有机碳
- 表土粒度特征对风蚀荒漠化的响应被引量：17
- 2014年
- 为了阐明风蚀对表土粒度特征的影响,采用时空替代法选择毛乌素沙地5种不同利用类型的土地（草地、新垦耕地、7～8年耕地、〉20年耕地、沙丘）,以其表层土壤（0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 cm）为研究对象,通过野外实地采样和室内实验相结合的方法进行土壤机械组成与土壤颗粒分形分析。结果表明：1）5个样地表层土壤机械组成均以细沙质量分数最高,为62.52%～80.40%,粗沙质量分数最低,仅为0.16%～0.43%,不同粒级土壤颗粒的质量分数高低排序为：细沙〉中沙〉极细沙＋粉沙〉粗沙,说明研究区土壤基质组成以细沙为主,沙物质分选好;2）5个样地不同采样深度上的粗沙和中沙质量分数从大到小为0～1 cm〉1～2 cm〉2～3 cm〉3～4 cm〉4～5 cm;细沙质量分数各层次之间差异不显著（P=0.4558）,以0～1 cm层的质量分数最低;极细沙＋粉沙的质量分数0～1 cm和1～2 cm层显著低于其他3层（P=0.0126）,表明从草地到沙丘的演化是一个主要以极细沙＋粉沙质量分数减少的风蚀荒漠化过程;3）土壤颗粒分形维数与极细沙＋粉沙的质量分数呈极显著正相关关系,D=0.3661lnx＋1.3409（P〈0.0001）。5个样地的土壤颗粒分形维数存在极显著差异（P〈0.0001）,从大到小依次为：草地（2.579）、新垦耕地（2.479）、7～8年耕地（2.361）、〉20年耕地（2.100）、沙丘（1.716）。因此认为土壤颗粒分形维数可替代土壤机械组成来表征土地风蚀荒漠化的程度。
- 高君亮高永罗凤敏党晓宏冯伟蒙仲举
- 关键词：机械组成分形维数表层土壤风蚀毛乌素沙地
- 乌兰布和沙漠流动沙丘风蚀空间分布规律及其影响因素被引量：11
- 2018年
- 为科学治理黄河乌兰布和沙漠沿岸风沙入黄问题,以该河段风沙危害严重的刘拐沙头流动沙丘为研究对象,开展沿岸沙丘风蚀与沉积规律及其影响因素研究。结果表明:(1)沙丘不同部位风蚀与沉积存在差异,与风速在沙丘的空间分布相关。迎风坡坡脚、坡中以风蚀为主,风蚀速率分别为1. 07、1. 31 cm·d^(-1);坡顶风蚀和沉积交替进行,风蚀速率2. 16 cm·d^(-1),沉积速率1. 36 cm·d^(-1);沙丘背风坡受反向气流影响以沉积为主,沉积速率2. 19cm·d^(-1),风蚀主要出现夏秋季节反向风时期;丘间地受上风向沙丘阻挡的影响,一般以沉积为主,平均沉积速率0. 12 cm·d^(-1)。丘间地净风蚀量与背风坡显著差异(P<0. 05),但与坡脚、坡中和坡顶差异不显著(P>0. 1);背风坡净风蚀量与坡脚、坡中和坡顶极显著差异(P<0. 01)。从总风蚀速率来看,风沙活动活跃强度排序:坡顶>背风坡>坡中>坡脚>丘间地。(2)冬春季节风蚀与夏秋季节存在显著差异(P<0. 05),风力和降水的季节性差异是造成风蚀季节性差异的主要因素。研究结果可为沿岸流动沙丘风沙入黄防治和完善黄河沿岸风沙防护体系提供参考。
- 李锦荣郭建英赵纳祺张志杰刘铁军吴强
- 关键词：沙丘
- 乌兰布和沙漠不同下垫面冬季沙尘通量被引量：11
- 2016年
- 为揭示乌兰布和沙漠不同下垫面冬季沙尘通量的垂直分布,在野外实地监测的基础上对乌兰布和沙漠3种下垫面冬季输沙量进行测量分析。结果表明：近地表0-100cm高度内冬季输沙量流动沙丘〉梭梭固定沙丘〉白刺半固定沙丘。各下垫面输沙量随高度呈下降趋势,流动沙丘、白刺半固定沙丘、梭梭固定沙丘符合幂函数分布,流动沙丘、梭梭固定沙丘输沙量集中于0-20cm高度,白刺半固定沙丘集中于0-40cm高度。风沙流幂函数通量系数a、b与粒径〈0.1 mm和粒径〉0.5 mm颗粒含量负相关,与粒径0.1-0.25 mm颗粒含量正相关,与粒径0.25-0.5mm颗粒含量不相关。沙粒跃移高度在流动沙丘、白刺半固定沙丘和梭梭固定沙丘分别集中于0-3.59、0-4.33和0-2.36cm;跃移高度与粒径〈0.05 mm和0.1-0.5 mm颗粒含量正相关,尤其与粒径0.1-0.25mm颗粒含量呈指数函数正相关,与粒径0.05-0.1mm及〉0.5mm颗粒含量无明显相关性。乌兰布和沙漠流动沙丘在冬季仍具有较大的侵蚀状态,白刺半固定沙丘处于弱风蚀状态,梭梭固定沙丘处于堆积状态,造成地表积沙。在冬季,梭梭固定沙丘仍然发挥着防风固沙的能力,成为冬季固定风沙的重要防线。
- 陈新闯董智李锦荣李红丽郭建英贾淑友代豫杰
- 关键词：输沙量下垫面
- 黄河乌兰布和沙漠段凌汛期河岸动态变化及影响因素被引量：6
- 2016年
- 黄河凌汛期间河水的扩张与萎缩导致河岸带变化,影响沿岸植物的生态补水与沙漠沙入黄。研究以乌海水利枢纽至三盛公段冬凌夏汛期河岸为研究对象,分析了1989—2010年河岸带动态变化及其影响因素。结果表明:夏季4个时段,河岸呈现萎缩—扩张—扩张—萎缩动态变化;当左岸以向右摆动为主时,河岸呈右偏萎缩趋势;当左、右岸分别由两侧向外摆动时,河岸呈扩张趋势。冬季3个阶段黄河以左岸向左摆动为主,冰面呈萎缩—扩张—萎缩动态变化;且岸线萎缩时表现出向右偏移,扩张时表现出向左偏移。冬季冰封期河岸向同侧偏移变化较夏季更为明显,且左岸移动幅度显著大于右岸移动幅度。夏季汛期河岸变化与上游降水显著相关,冬季凌期河岸变化主要与下游温差和两岸地势相关。
- 李锦荣郭建英董智武健伟贾旭赵纳祺王文琴
- 关键词：凌汛期黄河
- 乌兰布和沙漠沿黄段不同治理措施的风沙运移特征及其防护效果被引量：9
- 2016年
- 为科学治理黄河乌兰布和沙漠沿岸风沙入黄问题,以该河段沿线流沙为对照,开展了麦草沙障、沙柳沙障、葵花杆沙障和梭梭林为代表的工程与植物固沙实验,对不同治理措施下的风速廓线、粗糙度、风沙流结构、防护效果及其相互关系进行了野外观测与室内分析。结果表明：1）各沙障和梭梭林内风速廓线发生改变,近地表风速显著降低,地表粗糙度和摩阻风速显著增加。2）流沙表面输沙量分布随高度增加呈对数递减,90%集中在0-10cm范围,98%分布在0~30m范围内。3）不同措施的输沙率随风速的增加呈增加趋势,但输沙率仅为流沙的1.07%-38.27%,可很好的控制近地表的流沙活动。4）各类固沙措施的实施效果排序葵花杆沙障〉梭梭林〉沙柳沙障〉麦草沙障,控制流沙效果均达到75%以上,对固定流沙均能起到积极作用。综合考虑固沙效果、成本、运输以及使用寿命等,该地区选择葵花杆沙障和梭梭较为合适。该研究结果可为解决风沙入黄问题、完善黄河沿岸风沙防护体系提供参考。
- 李锦荣郭建英董智何京丽刘艳萍珊丹赵纳祺
- 关键词：风沙流输沙率
- 黄河乌兰布和沙漠段不同区域入黄沙物质粒度特征及其来源分析被引量：2
- 2021年
- 土壤是具有自相似结构及一定分形特征的不规则复杂多孔介质,为更好地对黄河乌兰布和沙漠段不同区域入黄沙物质粒度特征进行定量表征并解析其来源,利用传统统计学和多重分形理论,研究了黄河乌兰布和沙漠不同地段土壤的粒度特征及粒径分布。结果表明:研究区土壤颗粒组成具有明显的多重分形特征,沙头对岸D_(0)值为0.821、D_(1)值为4.386,即粒径分布范围最宽且最不均匀,荒漠草原D_(1)值为2.970、D_(1)/D_(0)值为4.595,即粒径分布最均匀且离散程度最大;不同地段土壤粒径分布范围间存在差异,但相近地段颗粒组成类似;河道左岸由于受乌兰布和沙漠的影响,使得河道左侧的沉积物粒度变粗,其来源于沙漠的沙物质,而右侧河道几乎不受乌兰布和沙漠的影响。
- 郭建英李锦荣陈新闯董智田世民田秀民
- 关键词：粒度特征
- 乌兰布和沙漠黄河段不同治理措施固沙效果研究被引量：3
- 2018年
- 以乌兰布和沙漠沿黄段为研究区,研究了麦草沙障、沙柳沙障和梭梭林3种治理措施下风速廓线、粗糙度、风沙流结构及输沙率等指标的变化,以期筛选不同治理措施下防风固沙效果的优劣性,为进一步完善当地防沙护岸和防沙治沙工程提供一定理论依据。结果表明:梭梭林地和设置沙障后的近地表(0~30 cm)粗糙度较流动沙丘明显增加,风速明显降低,且沙障的风速廓线随高度均遵循对数分布规律。铺设沙障后或营造梭梭固沙林,输沙率相比流沙均有明显降低,相同风速下铺设沙柳沙障后输沙率为流沙的2.2%~38.2%,铺设麦草沙障后输沙率为流沙的13.3%~35.8%,梭梭林地输沙率为流沙的4.2%~27.6%。随风速的增加,流动沙丘风沙流结构特征值λ逐渐减小,麦草沙障风沙流结构特征值λ逐渐增大,沙柳沙障和梭梭林风沙流结构特征值λ呈现先减小后增加的规律。采取措施后下垫面均能很好地控制近地表的流沙活动。
- 赵纳祺李锦荣温文杰汪季郭建英陈晓娜张格
- 关键词：风速廓线粗糙度
