全 文 ：上墙 地风渺化 廑 娩{
第6卷第3期 生 态 农 业 研 究
l 9 9 8年 9月 ECO—AGRICULTURE RESEARCH Sep．． 1 9 9 8
牛‘ 5 l ．7
半干旱半湿润地区风沙运动规律初探
— — 以山东省禹城市为例
(中国科学院兰州沙漠研究所 兰州 730000)
摘 要 强山东省禹城市为例．分析了半干旱半湿润地区风沙运动成目、特征及其对沙区农
业生产的影响，和步探讨了风沙运动规律，为进一步探索该粪地区防风治沙，建立台理的农业
生态系统提供了科学依据。
关蕾词 半干旱半湿润地区 风沙 运静规律
Flowsand moving patterns in semi—arid ad semi—hum id region——A CstSe study from Yucheng
City of Shandong Province． Zhang Xiaoyou(Lanzhou Institute of Desert Research，CAS，
Lanzhou 730000)，EAR，1998，6(3)：43～46．
Abstract Taking Yucheng City，Shandong Province as an example·the reasons and the
characteristics of flowsand moving and the harms to the agricultural production in semi-arid
and semi—humid areas are analyzed．The flowsand moving patterns 81"e approached．The re-
suits provide scientific basis for controling fiowsand and establishing agro—ecological system．
Key words Semi—arid and semi—humid regi0n．Flowsand，Moving patterns
山东省禹城市属半干旱半湿润地区，受季风影响，干旱大风同季，风力作用使植被遭
破坏后抄体暴露产生风沙运动，地表沙丘起伏，土地生产力及生物产量下降。生态环境不
断恶化，严重制约当地经济发展。研究半干旱半湿润地区风沙运动规律，对沙区农业开发
利用，改善生态环境具有重要指导意义。
1 风沙运动成因
1．1 自然因素
土地风沙化成因以人为经济活动强度为诱导因素，自然因素是其发生基础，两者结合
使土地风沙化发生发展，进而形成风沙运动。其自然因素主要有沙质土壤与风成沙分布、
土壤质地、风况、降水量与蒸发量、植被条件等。
沙质土壤与风成沙分布 该区地处黄河下游黄泛冲积平原，黄河历史历次大迁徙、决
口和改道，泛流处水退沙留形成大面积沙质荒地。黄淮海平原沙丘和沙质土壤达 203万
hm ，仅山东省沙区面积达 123万 hm。．受风沙严重威胁土地 74万 hm ，每年因风蚀损失
土壤 2133万t。山东省禹城市沙河洼 1967年流沙面积占其总面积的1．56 ，1982年扩至
· “八五”国家科技攻关项目、中国科学院 黄准梅平原综合治理”项目部分内窖
收稿日期：1996—11-12 改回日期：1997—03-28
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生 态 农 业 研 究 第 6卷
12．o1％。
，
．
。
土壤质地 该区秒质荒地均来自故黄河携带的黄土高原黄土沉积物 ，沙层深厚，通体
抄主要由细沙和粗粉沙组成(见表 1)，质地以松沙土为主，其中“闯田”沙丘为沙壤土，固
定沙丘有少量紧沙土。 ．
衰 1 不同地衰类型凤沙土机械组成
Tab．1 Composition of flowsand soil in different surface type
风 况 该区土壤以细沙为主，据测定，沙河洼 2m高处起沙风速为 4．2m／s，换算为
气象台观测高度 10m则为 4．9m／s；1990～1992年年均风速分别为 3．0m／s、2．9ra／s和
3．2ra／s。1990～1992年≥5m／s起沙风速时数分别为 175．3h、216．7h和 288、2h，累积
680．2h，各季分配春季最大为 261．7h，占 38．5 ，夏、秋、冬季分别占 20．0H、20．4 和
21．1 。月平均风速 4月最大为 4．2m／s，8月最小为 2．3m／s。季节分配春季最大为
3．8m／s，夏季最小为 2．5m／s。由于春季风速大，且此期地表裸露，土壤干旱，风沙活动最
强。夏季多年平均起沙时间达 45．3h，但平均风速较小，且多挟暴雨，风秒活动弱。
降水量与蒸发量 该区降水较丰富，但年际及年内分配极不均匀，季节性明显。禹城
市最大年降水量为 1144．4ram，最小仅 239．Omm。秒河洼年均降水量为 544．8ram，春、夏、
秋、冬季降水量分别占年降水量的 14，1 、68．1 、14、6 和 23．2 ；年均蒸发量为
1666．8mm，春、夏 秋、冬季蒸发量分别占年蒸发量的38．5 、35．4 、21．1 和 5 。年蒸
发量为年降水量的3．1倍 ，春季最干旱，蒸发量为同期降水量的 8．4倍；夏季最湿润，蒸发
量为同期降水量的1．6倍，秋、冬季分别为3．7倍和4．8倍。
植被条件 植被可抑制风沙活动，具有防风、固沙和滞尘等功能。该区自然植被稀疏．
除零星小老树外，大部分沙地植被覆盖率<15 ，冬、春季植被枯萎，地表裸露，沙面活性
增强，在风力作用下风沙活动增加，危害严重。冬、春季抄地农田除冬小麦、油菜外，地面基
本裸露。种植花生、棉花、薯类和瓜果的沙地4月即开始各种耕作活动，破坏了土体结构，
遇起沙风即可发生风沙活动。
1．2 人为因素
半干旱半湿润地区风秒化土地在古河床基础上发展而成，均呈泛淤扇状，多沿古河床
呈带状、块状断续分布。沙区稀疏的天然植被可削弱地表沙物质的吹扬和搬运过程，随着
人 口的增加和人类无节制地乱垦、乱伐和滥牧，使沙区林术和植被遭到严重破坏，地表裸
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第 3期 张小由：半干旱半湿润地区风沙运动规律初探 45
露，沙面活化，频繁发生风起沙扬、风蚀、沙埋等风沙运动，生态环境不断恶化，严重制约和
影响了沙区农业生产的发展。据 1 967、1982和 1986年卫星遥感资料分析，1967年沙河洼
风沙化土地面积仅 15hm。，占总土地面积的 1．56 }1982年增至 132．1hm。，占总土地面
积的 12．01 ；1986年增至 203．3hmz，占总土地面积的 18．60 ，按朱震达先生 公式计
算，其 20年风沙化土地年均增长率为 13．20 ，风沙化土地不断扩大。
2 风沙运动规律
2．1 季节性
通常用扬沙能力( )表示某地区风沙运动可能产生
的最大相对能量和风沙活动强度：
V 一 ( - 。)
式中， 为风速， 。为起沙风速。1 990~1992年沙河洼年
均扬沙能力和起沙次数见图 1。由图 1可知，4月扬沙能
力最大、起沙次数最多，3、5月次之，8月摄小，与月平均
风速年内变化趋势相一致。季节分配春季扬沙能力占全
年 总扬 沙量的 64．4％，秋、冬、夏季分别 占 15．3 、
12．3 和 8．0 。夏、秋季植被生长好，土壤湿润 ，而冬季
大部分时间土壤结冻，故地表基本不起沙。
2．2 风沙流
圉 1 沙河洼年均扬沙能力和起沙
次数年内变化(1990~1992年)
Fig．L Annual changes on sand
drifting frequency and driving
capacity in Shahewa
当大于起沙风速的风吹经地表时，气流运动的冲击作用使沙粒脱离地表进入气流而
被搬运，导致沙质地表风蚀发展，形成风沙流。风沙流是风沙活动的基础及风沙运动的主
要形式。研究表明，风沙流搬运沙量绝大部分处于 O~30cm高度，且主要集中于 O~lOcm
高度，占总搬运沙量的 70 ～75 ，各风速下高度与含沙量( )的对数呈线性关系，相关
系数>0．95，即含沙量随高度呈指数规律递减。随着风速的增大 ，下层气流含沙量绝对值
有所增加，但所占比例减小，而上层气流搬运沙量相应增加
表 2 不同地表类型及风速的输沙牢比较
Tab．2 Conveyance sand under diferent surface type and wind speed
怒 ‘ 船 ⋯g．&m "rain )
幼龄山楂地
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裸 露抄 地
Uacovered 9a“ lend ⋯
赢动抄 丘 R
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Newly~u]dvated samiy la埘 ⋯
0 D2
0．11
0．81
0．94
1 12
8．1
8 D
8．4
8．4
8．2
0．08
0．19
l-2
l¨
1．47
2．3 输沙率
风沙区典型地表类
型风沙运动输沙率见表
2。由表 2可知，相近风
速不同地表类型输沙率
依次为幼龄山楂地<固
定沙丘<棵露沙地<流
动沙丘<新垦沙地，输
沙率随风速的增大而增
加，表明输沙率主要由植被盖度决定以及风沙化土地沙生植被的重要性。
2．4 土壤及地表变化
沙质地表在风沙化过程中细颗粒被气流输移，使 O~20cm表层土壤粒度组成逐渐加
粗，物理性粘粒含量减少，土壤容重由L 40g／cm。增至 1．56g／cm。，土壤孔隙度由47．40％
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46 生 态 农 业 研 究 第 6卷
降至44．23 ；土壤有机质含量不断降低 ，细菌、真菌和放线菌微生物种类及数量减少，活
性强度下降。
风成地表形态是风沙化土地发生发展的产物，该区风成地表形态类型包括不稳定性
流动沙丘、半流动沙丘和稳定性固定沙丘、冬春季地表出现风成沙纹与沙片的各类沙地以
及风蚀坑、风蚀堆积物等。该区流动沙丘大多数为新月形沙丘和部分饼形沙丘，且处于形
成新月形沙丘链初期。
3 小 结
半干旱半湿润地区有广泛的沙质地，沙地土壤颗粒较细，胶结性极差，且独特季风气
候条件为风沙频繁活动提供了动力。人类不尽合理的经济活动破坏了原有植被，加速了风
沙运动；半干旱半湿润地区季节性明显，风沙运动输沙率相对较小 ，春季输沙率较大，占全
年输沙率的64．4 。从地表景观看，春季地表呈明显沙纹辫状沙堆或片状流沙景观，为风
沙季节；夏季则呈农田种植，植被茂盛的景观；半干旱半湿润地区降水较丰，建立改造与利
用相结合的合理农业生态系统是整治沙地风沙运动的有效途径。
参 考 文 献
1 朱震达．中国北方沙漠化现状及发展趋势．中国沙漠，1985，6(3)：I～7
2 束震达 ，吴 正，剜 恕等．中国沙漠概论．北京：科学出版社。I980．
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