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干旱、半干旱地区生态环境脆弱,气候变化及人类活动均会扰动当地的自然环境,并引发沙漠化等生态问题。近半个世纪以来,中国沙漠化经历了多次扩张与逆转,部分学者从生物量波动与植被覆盖度变化的角度阐述了沙漠化正逆过程的驱动机制,但对风沙活动主导下的沙漠化物理过程研究相对较少。本文以毛乌素沙地南缘靖边县沙丘与盐池县干草原为研究对象,通过野外沙丘风沙活动观测、原状土取样及风洞模拟试验,揭示了风沙活动过程中的风蚀状况,并结合运移物质的粒度与养分特征,探讨了土壤可蚀性以及风沙活动造成的养分损失。 初步结论如下: (1)在干草原地区,当土壤含水量小于1%时,土壤遭受破坏的程度和水分含量对风沙输移率的影响均很小。 (2)沙丘风蚀物质的粒度组成以细沙为主,其次是中沙,粗沙和粉沙含量均低于1%;干草原土壤风蚀物质细沙含量最高,其次是中沙和粉沙,粗沙与极粗沙含量非常低。 (3)风蚀过程主要作用于表土可蚀性物质,对于极细颗粒和极粗颗粒,风力的侵蚀作用有限。在中国干旱、半干旱沙漠化高风险地区,土壤中粉沙和粘土的含量对于减弱风蚀输移率起着重要的作用。 (4)在沙丘不同部位,土壤风蚀养分的含量差异明显。丘间地有机质、速效磷、速效钾、全磷等含量均显著高于迎风坡和沙丘顶部,这与丘间地水分条件较好和植被覆盖度较高有密切的联系。另外,在于草原地区,不同样点的养分状况存在显著差异。土壤有机质的平均含量为8.80g/Kg,总氮平均含量为0.60 g/Kg,全磷平均含量为0.82 g/Kg,速效磷平均含量为15.95 mg/Kg,速效钾平均含量为209.50 mg/Kg。 (5)风沙活动过程中,沙丘顶部的风蚀深度最大,其次是迎风坡;丘间地风蚀作用十分微弱,风蚀深度约在10 mm以下,甚至出现轻微的风积现象,这主要与丘间地的低风速,以及较高植被覆盖度增大的地表粗糙度有关。干草原地区,由于土壤表面粉沙和粘土的存在,在轻微适度的人为干扰下(例如,放牧、耕作),风蚀输移率仍然非常低,土壤的风蚀量并未出现明显的变化。但在对地表进行严重的破坏之后,风蚀量随风速增大骤然增加,可见,强烈的人类活动对该地区的沙漠化发展产生重要影响。 (6)在中国干旱、半干旱地区,风沙活动过程通过吹蚀细颗粒物质导致土壤养分的损失。实验结果表明,在风沙活动期间,富含养分的、含量约12.5%的细颗粒物质随之输移。为此,探讨风沙活动导致的细颗粒物质的输移,对研究区的沙漠化过程具有重要意义。