风沙输移是发生在干旱半干旱荒漠地区的一种主要风沙运动形式,沙粒在风力作用下随风输移加速了土地沙化进程,对干旱半干旱荒漠地区的社会与经济发展造成了严重的危害,目前已经引起了各国的广泛关注,机械沙障作为荒漠化防治领域普遍应用的一种防沙治沙措施,对于稳固流沙起到了显著的效果。本文在腾格里沙漠东南缘绿洲-荒漠过渡带外围流动沙丘上铺设六种不同类型和规格的机械沙障(1.5m×1.5m麦草沙障、1m×1m麦草沙障、1.5m×1.5mPLA沙障、1m×1mPLA沙障、1.5m×1.5m混合沙障、1m×1m混合沙障),并以裸沙丘作为对照,野外观测和室内试验相结合,分析不同风速梯度条件下机械沙障影响下的近地表风沙流结构特征、气流携沙颗粒物的粒度组成及沙粒随风运动的形式。研究结果表明:(1)旷野风速随高度呈指数函数增加,总输沙率从大到小依次为裸沙丘、PLA沙障、混合沙障、麦草沙障,且总输沙率随沙障规格的增大而增大,随风速的增加呈二次多项式递增,增加幅度表现为:1.5m×1.5m规格>1m×1m规格;裸沙丘>PLA沙障>混合沙障>麦草沙障。(2)各层输沙率与高度呈负相关,与风速呈正相关,其增加幅度规律与总输沙率随风速的增加幅度规律相同。风沙输移活动高度与风速成正比,从高到低依次为麦草沙障、混合沙障、PLA沙障。输沙率随高度垂向变化的函数模型与风速和下垫面性质相关。(3)0～24cm高度内裸沙丘(对照)、1.5m×1.5mPLA沙障、1m×1mPLA沙障、1.5m×1.5m麦草沙障、1.5m×1.5m混合沙障、1m×1m麦草沙障和1m×1m混合沙障的输沙量分别占总输沙量的92.77%、81.82%、81.41%、71.38%、70.29%、63.94%和58.21%。七种样地累积输沙量随着高度的增加而增加,其中裸沙丘变化率最大,1m×1m混合沙障变化率最小。随着风速的增大,七种样地下层累积输沙率增加,上层除裸沙丘基本不变外其余六种样地均减少;随着沙障规格的增大,下层累积输沙率增高,上层降低。(4)七种样地各高度气流中沙物质均以细沙为主,麦草沙障的粒级级配随风速无明显变化规律,其它五种样地的粒级级配在不同风速梯度下变化规律相同,表现为:细沙>中沙>极细沙>粗沙>粉粒。(5)七种样地粉粒和极细沙含量,与高度呈正相关,与风速、沙障规格呈负相关,麦草沙障含量最多,裸沙丘最少;中沙和粗沙含量与高度呈负相关,与风速呈正相关;细沙与沙障规格呈正相关,与高度和风速无明显变化规律。(6)七种样地气流中沙粒的平均粒径为2～3.6Φ,与高度和沙障规格呈正相关,与风速呈负相关,气流中颗粒由细到粗依次为麦草沙障、PLA沙障、混合沙障、裸沙丘。分选性由差到好依次为麦草沙障、混合沙障、裸沙丘、PLA沙障,沙障规格越大分选性越好。偏度为负偏和近对称,六种机械沙障的偏度值与高度、平均粒径(Φ)呈负相关。峰度为中等和尖窄峰态,与平均粒径(Φ)呈正相关,随风速和高度的增而增,随沙障规格的增而减,表现为麦草沙障>混合沙障>PLA沙障>裸沙丘。(7)七种样地各高度气流中沙物质的运动形式均以跃移为主,悬移次之,蠕移最少。其中麦草沙障的悬移含量最多,跃移和蠕移含量最少。悬移含量与高度呈正相关,跃移和蠕移含量与高度呈负相关。