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目前,京津冀地区已成为全国大气污染最严重的区域,以PM2.5为首的区域性重污染过程频发,引发了社会各界的高度关注。土壤风蚀扬尘,作为大气颗粒物重要的自然来源之一,不仅会造成风蚀地区的土地退化,还会造成风蚀地区及其下风向区域的大气污染。因此,开展京津冀地区土壤风蚀扬尘起动、传输特征研究及防治措施研究,对该区土壤风蚀扬尘的防治及大气污染治理具有重要意义。本研究基于风洞试验和野外观测,研究了京津冀地区四种典型地表类型土壤风蚀扬尘的发生,探究了修正的WEAM模型在京津冀地区风蚀扬尘起动研究的适用性;通过对京津冀地区的气象、土壤、植被等因子的分析,结合修正的WEAM模型对研究区的土壤风蚀扬尘源区的空间分布进行了研究,明确了京津冀地区土壤风蚀扬尘引起的PM2.5、PM10及扬尘起动、传输特征及保护性耕作措施的抑尘作用。主要研究结果如下:(1)京津冀地区裸地土壤风蚀扬尘产生的PM2.5、PM10和扬尘垂直通量均显著高于平茬覆盖(FR)、玉米立茬(MS)、玉米立茬与平茬覆盖相结合(SR)三种地表类型(P<0.05);风洞条件下,与裸地(BL)相比,不同风速下FR、MS、SR三种地表类型土壤风蚀扬尘产生的PM2.5、PM10和扬尘垂直通量分别减少了88.9±12.7%、54.3±40.0%和56.1±40.1%;野外条件下,四种地表类型中SR产生的PM2.5和PM10垂直通量最小,其次为MS和FR,BL产生的PM2.5和PM10垂直通量最大。修正的WEAM模型能较好地模拟风洞条件下四种地表类型土壤风蚀扬尘产生的PM10和扬尘的垂直通量、裸地和MS地表土壤的垂直PM2.5通量(模拟性能指数d≥0.84,R~2≥0.88),以及野外条件下四种地表类型土壤风蚀扬尘产生的垂直PM2.5和PM10通量(模拟性能指数d≥0.98,R~2≥0.88)。(2)2017~2018年,京津冀地区土壤颗粒起动的临界摩阻风速时间上呈先上升(1~8月)后下降(9~12月)的趋势,空间上自西北向东南整体呈增大趋势;京津冀地区发生土壤风蚀扬尘的区域面积占总面积的15%,其中36%的区域分布在张家口市,32%的区域分布在承德市,12%的区域分布在北京市,其余区域主要分布在天津市、沧州市、秦皇岛市等沿海地区。京津冀地区土壤风蚀扬尘产生的PM2.5、PM10及扬尘的起动模数由大到小的月份为:1~3月>10~12月>4~6月>7~9月;京津冀地区不同海拔带土壤风蚀扬尘产生的PM2.5、PM10及扬尘的起动模数由大到小依次为高海拔带(海拔>1000 m)、中海拔带(海拔在500~1000m)和低海拔带(海拔<500 m)。(3)在2017~2018年间,京津冀地区高海拔带土壤风蚀扬尘产生的PM10有84.6%经传输至中海拔带甚至到低海拔带;中海拔带土壤风蚀产生的PM10有37.3%经传输至低海拔带,有48.1%滞留在中海拔带;低海拔带土壤风蚀产生的PM10主要滞留在低海拔带,占该区土壤风蚀产生PM10的83.2%。中国北方风沙区土壤风蚀扬尘对京津冀地区不同海拔带PM2.5及PM10的浓度贡献值由高到低依次为:低海拔带、中海拔带和高海拔带,且该值与京津冀地区风速存在显著的负相关性(P<0.01)。(4)玉米立茬对土壤风蚀扬尘的防护作用随着立茬高度的增大呈先减小后增大的趋势;玉米平茬覆盖对土壤风蚀扬尘的防护作用随着平茬覆盖度的增加而增大;当风速大于12 m s-1时,需将玉米立茬与平茬覆盖相结合才能阻止土壤风蚀扬尘的产生;在京津冀地区模拟三种保护性耕作措施的布设,SR对该区域土壤风蚀扬尘的减少率最高(减少率为28.1%),其次为MS(减少率为26.5%),最后为FR(减少率为6.7%)。