荒漠化是当前人类面临的重大全球性环境问题,困扰着人类社会的生存和发展。我国沙漠、沙地广袤千里,是世界上沙质荒漠化危害严重的国家之一。本文以空气动力学,风沙物理学的基本原理为理论基础,从起沙风、风速廓线、粗糙度、输沙量以及风沙流结构五方面对裸露沙地和沙化草地两种不同下垫面类型做了对比研究。在总结近些年盐池县的生态植被建设工程和现有植被分布格局的基础上,开展了以下系列研究。首先利用沙地常见树种沙柳的枝条为试验材料对单株和集合灌丛的风场进行模拟研究;其次利用当地引入树种樟子松幼苗为试验材料,研究了随机式、均匀式、行带式三种配置格局对地表的不同防护作用;最后,人工布设沙柳条来模拟无叶期不同行数,不同株行距的沙柳防护林,从防护范围和风能衰减两方面,研究不同植被配置方式对沙地风蚀的防治机理,揭示植物配置方式各因素对防风效能的不同影响,以期能对沙地的植被建设提供参考依据。结果如下:(1)当风沙流流经单株天然灌丛时,会在灌丛后形成风影,并导致沙粒在其后沉积,天然灌草植被即是通过若干单一灌丛的集合效应而增强了其固沙机能,随着植被的生长从而逐渐控制了流沙运动。不同集合灌丛其防风效应大不相同,菱形集合灌丛防风固沙效果最好,三角形稍逊,矩型集合灌丛防风固沙效果较差。(2)行带式、均匀式、随机式樟子松配置方式的风速廓线都遵循标准对数曲线方程,风速随高度的增加而增加,行带式配置风速变化最剧烈,林带内风速降低最大,随机式风速降低最小,均匀式林带居中。随着风速的增大,样地内地表粗糙度逐渐减小。覆盖度相同的三种配置方式,行带式配置的樟子松林内地表粗糙度最稳定,变率是0.08,随机分布的樟子松粗糙度小而且变化大,变率达到0.56,均匀式配置介于前两者之间。从林内0.3m高度处的防风效果来看:随机分布平均防风效应为13.26%,均匀配置的平均防风效应为28.04%,行带式配置为36.95%。综上所述,行带式配置对于土壤风蚀的防治效果最好。(3)通过不同行数的防护范围试验分析得出:1行1带、2行1带和3行1带的沙柳林带防护距离分别为4～5H、6～7H和8～9H。0.5m高度处三种配置的防风效应比较结果为:三行﹥两行﹥一行。在一定范围内行数的增加增加了防护的范围,同时增强了各处的防护作用,对地表起到稳定的保护作用,但并不是行数越多越好。考虑到沙区水分的限制因素,建议在配置中尽量选择两行一带,带间距以6～7H为宜。(4)株距对防护作用的影响比较显著,三种株距配置的防风和阻沙效益比较结果皆为:0.5m×3.0m>1.0m×3.0m>2.0m×3.0m。在三种配置中,由于0.5m×3.0m配置的疏透度最小,对风的防护作用最大,平均防风效能为23.89%,其它两种依次为16.43%、11.02%。在风沙流通过林带时,由于均匀分布式林带各枝条分布均匀,枝与枝之间的摩阻、摆动撞击作用加强,阻沙作用明显。而丛状密集式则容易在丛与丛之间形成一个个小风口,加大风口处的风沙流活动,从而削弱了整体的阻沙作用。建议今后在防护林的设计上应充分体现单行均匀分布的原则,发挥林带的分散效益,使成林后的防护林更好的发挥出防风降蚀作用。