图5.风蚀圈布置示意图

　　Fig5. the distrubution of wind erosion cycle

　　风蚀圈法遵循的是差减法的原理：秋季土壤风蚀发生前将含水量为X1的适量农田土壤称重W1后放置在风蚀圈中，使风蚀圈中的土样与周围的土壤状态基本保持一致，与大田自然土壤形成一个上下贯通的整体，翌年春节基本不再发生风蚀后将风蚀圈中的土壤取回实验室测定其水分含量X2和土壤湿重W2，将放置前后两次土壤干重的差值定为整个风蚀季节的风蚀量W，此次风蚀量除以土壤风蚀面的面积S，即为测定区域的单位面积的风蚀量Wf，风蚀W的计算公式参考公式(1)

　　W=W1*(1-X1)-W2*(1-X2)

　　S=(d/2)2*π(1)

　　Wf=W/S*10

　　式中：

　　W—整个风蚀段的风蚀量，kg

　　W1—风蚀圈放置前的土壤湿重，kg

　　W2—风蚀测定结束后的土壤湿重，kg

　　Wf—单位面积的风蚀量，kg/m2

　　X1—风蚀圈放置前的土壤含水量，%

　　X2—风蚀测定结束后的土壤含水量，%

　　S—土壤风蚀面表面积，cm2

　　d—风蚀圈内径，cm

　　π—圆周率

　　表3和表4分别列出了各处理下的风蚀量及其占对照组裸地风蚀量的比例，可以看出，驼绒藜带间的风蚀量均低于裸地风蚀量，两带中间的风蚀量最低，仅占裸地⑤的17.7%，驼绒藜和向日葵茬地之间裸地的风蚀量也是低于对照组，最低是在距离驼绒藜4m处，最高是在距离驼绒藜2m处。自驼绒藜带到向日葵茬地，虽然风蚀量随着距驼绒藜的距离的增加而波动，但是总体相差不大。观测点③内的风蚀量为-0.32，这是由于向日葵茬带较宽，向日葵秆平均高度在1m以上，挡风作用较强，所以向日葵茬地的风蚀情况较弱，甚至出现一定的“风积”现象。向日葵茬地东边的裸地风蚀情况较观测点①和②的都严重，距离茬地10m的风蚀量均不及观测点⑤的风蚀量，并且随着距茬地距离的增加先降低，在距茬地6m处风蚀量降至最低，为大面积裸地的40.3%，然后风蚀量开始逐渐增加，甚至接近于大面积裸地的风蚀量，距向日葵茬地10—20m裸地的风蚀量只有在距茬14m处低于大面积裸地，其他距离处的风蚀量均高于大面积裸地的风蚀量。

　　表3. 不同处理下的风蚀量

　　Table3.the measurement of the wind erosion quantity in different patterns 风蚀量(t/hm2) 处理 2m 4m 6m 8m 10m 12m 14m 16m 18m 20m ① 6.98 4.05 8.61 ② 13.34 6.43 8.47 11.28 10.68 7.52 8.09 9.67 12.23 7.00 ④ 12.34 12.25 9.25 20.91 21.02 29.31 17.75 29.02 41.40 46.84 ⑤ 22.94 ③ -0.32

　　表4.各处理风蚀量占对照裸地风蚀量的比值

　　Table4. the ratio of the wind erosion quantity in different patterns 占裸地风蚀量的比例(%) 处理 2m 4m 6m 8m 10m 12m 14m 16m 18m 20m ① 30.4 17.7 37.5 ② 58.1 28.2 36.9 49.2 46.6 32.8 35.3 42.2 53.3 30.5 ④ 53.8 53.3 40.3 91.2 91.6 127.8 77.4 126.5 180.5 164.2 所以，行带式生物篱对期间的裸地均能起到保护作用，10m带宽的向日葵茬对其下风向6m以内的保护作用较强，对6m以外的裸地保护作用较弱，甚至是没有保护作用。比较以上几个处理的抗蚀效果，向日葵茬地的抗蚀能力最强，所以以向日葵为主要经济作物的武川县在向日葵收获后可以将茬杆留在地中，来年春耕前风蚀基本不再发生时再将茬杆收割。

　　带状留茬可以降低地表风速，增大地表粗糙度，降低地表蒸发，拦截雨水。2015年春季在武川旱农试验站东侧的试验田用土钻取土，分层取样，用烘干法分别测定了向日葵茬地、距茬1m裸地、距茬2m裸地的0—5cm、5—10cm、10—20cm、20—30cm、30—40cm、40—50cm深度的土壤水分含量，该试验包括3个重复。如图6所示，留茬地的土壤水分含量高于裸地土壤水分含量，并且对附近裸地的土壤水分有所影响。

　　图6.大风季节留茬地、翻耕裸地的土壤水分

　　Fig6.Soil moisture of stubble treatment and non-stubble treatment in spring

　　3.结论

　　(1)驼绒藜下风向不同距离不同高度上的风速较大面积裸地都有所降低，并且在篱高以下降幅明显，降幅最大是在距篱1m处20cm高度上，仅为同时刻同高度裸地风速的19%，同一高度而言，距生物篱远的风速降幅不如距生物篱近的降幅明显。

　　(2)10m带宽的向日葵保护地风速同驼绒藜保护地一样，所有距离所有高度上较大面积裸地都有所下降，但是整体降幅不及驼绒藜保护地的风速降幅，距篱1m处20cm高度上的风速降幅最大，为同时刻同高度裸地风速的58%，在距向日葵带2m处由于向日葵带的作用，气流在此有一定的抬升，所以相对风速会大于距篱3m处的相对风速。

　　(3)驼绒藜保护地、向日葵保护地以及大面积裸地的风速随着高度的增加都呈现出指数型增加趋势，这三个地块的地表粗糙度分为为：2.60、1.79和0.06，生物篱保护地的地表粗糙度明显大于裸地，说明生物篱保护地的抗蚀能力强于裸地。

　　(4)14年秋收后至15年春耕这段时间内，两驼绒藜带间的裸地以及驼绒藜和向日葵茬地间的裸地的风蚀量均不及大面积裸地，说明行带式生物篱对其间裸地有较强的保护作用，带宽为10m，平均高度为1.15m的向日葵茬地内的风蚀量为-0.32，说明向日葵茬地内没有发生风蚀，甚至出现了“风积”现象，向日葵茬地的抗蚀能力最强。10m带宽的向日葵对其下风向大面积裸地的保护作用仅局限在6m以内的距离，超过6m风蚀量接近甚至是超过对照组大面积裸地的风蚀量。留茬地的土壤水分含量高于裸地土壤水分含量，并对附近裸地土壤水分含量有所影响

　　参考文献

　　[1]赵哈林等,北方农牧交错带的地理界定及其生态问题.地球科学进展,2002,17:739-747.

　　[2]孙辉,唐亚,陈克明,等.固氮植物篱防治坡耕地土壤侵蚀效果研究[J].水土保持通报,1999,19(6):1-5.

　　[3]杨文斌,丁国栋,王晶莹,等.行带式柠条固沙林防风效果[J].生态学报,2006,26(12):4106-4112.

　　[4]刘晓光,郑大玮,潘学标.油葵秆生物篱和作物残茬组合抗风蚀效果研究.农业工程学报,2006(12):60-64.

　　[5]涂仕华,陈一兵,朱青.等.经济植物篱在防治长江上游坡地水土流失中的作用及效果[J].水土保持学报,2005,19(06):1-5.

　　[6]李敬忠,阿拉塔.关于西北地区大力推广种植驼绒藜的建议[J].畜牧与饲料科学,2012,33(11):8-11.

　　[7]吴正.风沙地貌学[M].北京：科学出版社,1987.

　　[8]吕悦来,李广毅.地表粗糙度与土壤风蚀[J].土壤学进展,1992(06):38-42.

　　[9]秦红灵,高旺盛,马月存,等.免耕条件下农田休闲期直立作物残茬对土壤风蚀的影响[J].农业工程学报,2008(04):66-71.

　　[10]康玉梅,常春平,妥德宝,等.农田耕作方式与土壤风蚀强度关系的风洞模拟实验[J].干旱区资源与环境,2013(03):93-98.

　　[11]赵沛义,妥德宝,郑大玮等.野外土壤风蚀定量观测方法的研究[J].安徽农业科学,2008(29):12810-12812.

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