当前课程知识点:土壤地理学 > 第九章 土壤资源评价与可持续利用对策 > 9.8 土壤风蚀沙化 > 9.8 土壤风蚀沙化
同学们好
上一节我们介绍了土壤侵蚀方式
影响因素与防治对策
本节
我们进入
土壤风蚀沙化
相关内容的学习
首先是土壤风蚀沙化过程
土壤风蚀沙化
是指当风速超过4-5m/s
地表疏松干燥的细小土壤颗粒
离开原地土壤表层的现象
土壤风蚀沙化主要发生在干旱
半干旱和半湿润地区
土壤风蚀沙化作为一种土壤退化现象
它不仅破坏土壤资源
降低土壤生产力
同时它还污染生态环境
影响区域社会经济的发展
和人民生活的改善
是当今世界关注的一个
全球性生态环境问题
根据土壤颗粒运动特点
可以将土壤风蚀沙化过程
分解为以下三个次过程
即吹蚀
搬运和堆积过程
首先是吹蚀过程
它指当风力作用于干燥土壤表面时
达到破坏土壤结构并使土壤细颗粒
土壤有机质被吹扬的过程
它是土壤风蚀沙化的第一阶段
有关土壤颗粒脱离地表运动
的物理机制归结起来有两种理论
一、是以Exner为代表的沙悬浮理论
认为土壤颗粒起动是近地大气层中
气流紊流扩散的结果
二、是以Bagnold为代表的冲击起动理论
认为土壤颗粒运动
主要是受到气流冲击作用所致
后来苏联学者A. Ⅱ.依万诺夫
研究认为沙粒脱离
地表进入气流中运动的主要抬升力
是冲击力
因此
沙粒只有在一定强度风力的作用下
才能开始移动
沙粒开始起动的临界风速v
与沙粒直径D
气温地表土壤性状
等多种因子有关
Bagnold (1941)的研究表明
起动临界风速V与沙粒直径D
沙粒密度ρs
和大气密度ρa
具有以下关系
其中K为经验常数
一般情况下取0.1
G为重力加速度
为980厘米每平方秒
根据上式计算结果
当沙尘颗粒直径D= 80um时
起动临界风速Vp最小
另外
土壤表层水分含量和胶结物含量
也能够显著地影响临界启动风速
下面是搬运和堆积过程
土壤颗粒被搬运的方式
取决于它的物理特性
风速与近地大气层的湍流结构
在土壤风蚀过程中会出现各种搬运方式
当土壤表面的某个颗粒被风力吹起后
它几乎可以立刻回到地面
或者呈悬浮状态
由于被风力侵蚀区土壤表面
细粒物质不断丧失
表土层粗砂粒相对富集
即出现土壤沙化现象
如下面这张图所示
下面我们来看土壤风蚀预报模型
土壤风蚀预报是制定土壤风蚀防治
措施的理论基础
也是土壤风蚀科学研究水平的重要标志
因此
土壤风蚀预报
已经成为土壤地理学研究的重要内容
近50年来
国际土壤学界在深入调查
观察
实验模拟土壤风蚀过程的基础上
建立了一系列土壤风蚀预报模型
比如土壤风蚀方程
修正土壤风蚀方程
土壤风蚀预报系统
等
美国农业部学者Woodruff
等在深入研究土壤风蚀过程的基础上
基于风洞实验与土壤风蚀野外观测资料
于1965年建立了著名的土壤风蚀方程
并运用土壤风蚀方程
估算田间土壤年风蚀量
该风蚀方程运用5组因子也就是气候因子
土壤可蚀性
土壤表面粗糙度
田块长度
以及作物残留物的11个变量
预测年土壤风蚀量
它的方程如下所示
其中E为年土壤风蚀量
I为土壤可蚀性
K为土壤表面粗糙度因子
D为气候因子
L为田块裸露长度
V为植被因子
土壤风蚀方程
首次从地理发生学的角度预报土壤风蚀
为研究土壤风蚀预报
奠定了必要的基础
但土壤风蚀方程难以预报高降水量地区
和极端干旱地区的土壤风蚀量
于是学者们建立了修正风蚀方程
经过广泛应用表明
只要输人合理的气象
土壤
作物和农田管理参数
通过
修正土壤风蚀方程
就可以比较精确的估算土壤风蚀量
自20世纪90年代以来
美国农业部的科学家在综合观察
实验模拟土壤风蚀机制
创建土壤风蚀信息数据库的基础上
探索运用计算机
和GIS进行土壤风蚀预报的技术与方法
创建了土壤风蚀预报系统
也就是WEPS
土壤风蚀预报系统包括主程序
用户界面输人与输出控制部分
7个子模型
及相关数据库
其模型结构如下面图所示
土壤风蚀预报系统是目前土壤风蚀
预提模型中最为完整
手段最为先进的系统模型
下面是土壤风蚀化防治对策
土壤风蚀沙化的原因
包括内部因素和外部因素
内部因素是指土壤本身的物质组成和性状
外部因素则为干旱
风力
植被退化和人类不合理的土地利用方式
土壤风蚀强度主要取决于风速
表土干燥度
植被覆盖度
因而防治土壤风蚀沙化
首先应该从以下几方面人手
建立区域容许土壤风蚀量标准体系
在充分研究区域土壤发育
与风蚀沙化规律的基础之上
建立区域容许土壤风蚀量标准体系
并使人类活动引起的土壤风蚀速率
不超过容许土壤风蚀量
创建区域土壤本身可忍受的土地管理体系
第二是增加作物残余物
有研究认为土壤表层作物残余物
覆盖度为30%的时候
就可以使土壤风蚀量减少70%
第三是
加大土壤粗糙度
有实验观测表明
一个双壁开沟犁耕作措施
能够使土壤潜在风蚀量大幅降低
下面是建立风障与防风林网
在田间兴修风障或防风林体系
也是降低风速
保护土壤免遭风蚀的重要措施
下面是加强土壤管理
以优化土壤利用方式
保蓄土壤墒情
运用土壤保护纤维棉网技术等为主的土壤管理
将是控制土壤风蚀的主要措施
好今天的内容就讲到这里
请同学们思考以下问题
我们下节课再见
-1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念
--1.1 土壤、土壤圈的相关基本概念
-1.2 土壤圈的地位与作用
--1.2 土壤圈的地位与作用
-1.3 土壤地理学发展简史
--1.3 土壤地理学发展简史
-2.1 土壤矿物(一)
--2.1 土壤矿物(一)
-2.2 土壤矿物(二)
--2.2 土壤矿物(二)
-2.3 土壤矿物(三)
--2.3 土壤矿物(三)
-2.4 土壤有机质(一)
--2.4 土壤有机质(一)
-2.5 土壤有机质(二)
--2.5土壤有机质(二)
-2.6 土壤圈的物质循环(一)
--2.6 土壤圈的物质循环(一)
-2.7 土壤圈的物质循环(二)
--2.7 土壤圈的物质循环(二)
-2.8 土壤固相的物理诊断特性(一)
--2.8 土壤固相的物理诊断特性(一)
-2.9 土壤固相的物理诊断特性(二)
--2.9 土壤固相的物理诊断特性(二)
-3.1 土壤空气及其运动
--3.1 土壤空气及其运动
-3.2 土壤热量状况
--3.2 土壤热量状况
-3.3 土壤水分形态
--3.3 土壤水分形态
-3.4 土壤水势
--3.4 土壤水势
--3.4 土壤水势
--3.4 土壤水势
-3.5 土壤胶体
--3.5 土壤胶体
--3.5 土壤胶体
--3.5 土壤胶体
-3.6 土壤溶液
--3.6 土壤溶液
--3.6 土壤溶液
--3.6 土壤溶液
-4.1 道库恰耶夫成土因素学说
--4.1 道库恰耶夫成土因素学说
-4.2 土壤形成的气候因素
--4.2 土壤形成的气候因素
-4.3 土壤形成的生物因素
--4.3 土壤形成的生物因素
-4.4 土壤形成的岩石圈(母质)和地形因素
-- 4.4土壤形成的岩石圈(母质)和地形因素
-4.5 土壤形成的水圈(水文)因素
--4.5 土壤形成的水圈(水文)因素
-4.6 土壤形成时间因素的作用
--4.6 土壤形成时间因素的作用
-5.1 土壤形成过程的概念
--5.1 土壤形成过程的概念
-5.2 基本土壤形成过程
--5.2 基本土壤形成过程
-5.3 土壤剖面形态特征
--5.3 土壤剖面形态特征
-6.1土壤分类概述
--6.1土壤分类概述
-6.2 中国土壤地理发生分类
--6.2 中国土壤地理发生分类
-6.3 中国土壤系统分类
--6.3 中国土壤系统分类
-6.4美国土壤系统分类(ST)
--6.4美国土壤系统分类(ST)
-6.5 世界土壤资源参比基础-WRB
--6.5 世界土壤资源参比基础-WRB
-6.6 不同土壤分类系统的参比
--6.6 不同土壤分类系统的参比
-7.1 地带性土壤类型1剖析
--7.1 地带性土壤类型1剖析
-7.2 地带性土壤类型2剖析
--7.2 地带性土壤类型2剖析
-7.3 非地带性土壤类型剖析
--7.3 非地带性土壤类型剖析
-7.4 土壤空间分布规律剖析
--7.4 土壤空间分布规律剖析
-7.5 新疆土壤类型及其空间分布
--7.5 新疆土壤类型及其空间分布
-8.1 土壤广域性分布规律
--8.1 土壤广域性分布规律
-8.2 全球各州土壤分布规律
--8.2 全球各州土壤分布规律
-8.3 中国土壤广域分布规律
--8.3 中国土壤广域分布规律
-8.4 土壤的垂直地带性
--8.4 土壤的垂直地带性
-8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律
--8.5 土壤负向垂直地带性及垂直-水平复合分布规律
-8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律
--8.6 土壤中域/微域性及耕地土壤的分布规律
-8.7 土被结构的基本类型与空间格局
--8.7 土被结构的基本类型与空间格局
-8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划
--8.8 土壤流体组成及其诊断特性土壤区划
-9.1 土壤资源的含义与生态环境功能
--9.1 土壤资源的含义与生态环境功能
-9.2 世界土壤资源概况及其空间特征
--9.2 世界土壤资源概况及其空间特征
-9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念
--9.3 中国土壤资源特点与土壤质量概念
-9.4 土壤质量的指标体系
--9.4 土壤质量的指标体系
-9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法
--9.5 土壤质量指标功能与土壤质量评价方法
-9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀
--9.6 土地开发整理、土壤退化与侵蚀
-9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策
--9.7 土壤侵蚀方法、影响因素及防治对策
-9.8 土壤风蚀沙化
--9.8 土壤风蚀沙化
-9.9 土壤盐渍化和荒漠化
--9.9 土壤盐渍化和荒漠化
-9.10 土壤污染
--9.10 土壤污染
-10.1 土壤地理调查
--10.1 土壤地理调查
-10.2 现代技术在土壤调查中的应用
--10.2 现代技术在土壤调查中的应用
-10.3 土壤信息库
--10.3 土壤信息库
-土壤地理学 试卷一
--土壤地理学 试卷一
-土壤地理学 试卷二
--土壤地理学 试卷二
-土壤地理学 试卷三
--土壤地理学 试卷三
-土壤地理学 试卷四
--土壤地理学 试卷四
-土壤地理学 试卷五
--土壤地理学 试卷五
-土壤地理学 试卷六
--土壤地理学 试卷六