解释名词:

荒漠：荒漠作为一种地理概念，最初是指缺乏降水，植物稀少，因而限制了人类活动的干旱地区，或者指没有人工灌溉就不能发展农业的地方。这就是传统荒漠的概念。也称为狭义荒漠或热荒漠。此外，在地球上还分布着气候干冷，终年负温，固体降水，植被贫瘠，地貌营力以寒冻风化作用占主导的自然地带，被称为冻荒漠（简称寒漠），广义荒漠为热荒漠和冻荒漠二者统称。

气候干燥（干燥度K>4）、降水稀少（<200mm）、蒸发量大（>2500mm）、植被贫乏的地区。

沙漠：是沙质荒漠，是荒漠的一种类型，荒漠、半荒漠地带地面组成物质主要由沙粒构成的地区。

沙地：半干旱或湿润地区地表为大片沙丘或沙层所覆盖的土地。

荒漠化：是指包括气候变异和人类活动在内的多种因素造成的干旱、半干旱及半湿润干旱区的土地退化。

沙漠化：即沙质荒漠化，是指干旱、半干旱和部分半湿润地区，由于自然因素或受人为活动影响，破坏了生态系统的脆弱平衡，使原非沙漠的地区出现了沙漠环境的强化与扩张过程（即沙漠的形成和扩张过程）。

沙漠化土地：受沙漠化影响的土地。

防风固沙林体系：以灌木为主体，乔、灌、草搭配，带、片、网结合，并且与周围环境条件相适应的生物环境的综合体。

回归沙漠：在南、北纬15°～35°之间，由于受副热带高压下沉气流的控制和干燥信风的影响，降雨较少，气候干燥，形成的沙漠称之为回归沙漠。

雨影沙漠：由于高山阻隔，处于西风带的背风面，受不到湿润海风影响，气候干燥，在此条件下形成的沙漠称为雨影沙漠。

滨海沙漠：也称寒流海洋型沙漠，在热带大陆西岸，有冷流经过的滨海地带，因为冷流的低温高寒性质改变了沿海的气候状况，导致沿岸气候干燥多风，在此条件下形成的沙漠称为滨海沙漠。

内陆沙漠：由于地处内陆，远离海洋，终年在大陆气团控制下，气候十分干燥，在此条件下形成的沙漠称之为内陆沙漠。

流动沙地(丘)：在植被破坏，流沙再起得地方，沙（地）丘有较大的移动速度。

半流动沙地(丘)：由于水分、植被条件较差，沙地（丘）移动速度一般。

固定沙地(丘)：由于水分、植被条件较好，沙地（丘）移动速度很缓慢。

起沙风： 一切大于起动风速的风都称为起沙风。

风沙流： 是指含有沙粒的运动气流。

风沙流结构：气流中搬运的沙量在搬运层内随高度的分布状况称为风沙流结构。

输沙率：风沙流在单位时间内通过单位宽度断面所搬运的沙量。

风蚀：风或风沙流对沙质地表吹扬并携带沙粒的现象。

堆积： 风沙流中的沙粒跌落在地表的现象。

非堆积搬运：跌落沙粒与跃起沙粒数量基本相同时，称为非堆积搬运。

蚀积周期：风沙流以风蚀经堆积到再风蚀的过程称一个蚀积周期

饱和路径长度：从风蚀起点到开始堆积的距离，即风沙流由不饱和到饱和的这段距离。

立地条件：简称立地，是对造林地上所有影响植物生长发育的自然环境因子的统称。

立地条件类型: 是立地条件及林木生长效果相近似得造林地所归并成的类型，即具有相似的宜林、宜牧性质，可选用相同的植物种和相似的造林种草技术措施，有着相似的生产能力的若干地段的总称。沙障孔隙度:通常把沙障孔隙面积与沙障总面积之比叫做沙障孔隙度

第一章 绪 论

1、简述荒漠化防治工程学的研究内容及其研究任务。

分布、特征、

沙漠（地）概况 类型、成因

演变、发展

沙漠（沙地）

风特征

风沙运动规律

沙粒（丘）运动

固沙林体系、林带

生物措施 植物沙障

封沙育草育林

治沙原理与技术

机械沙障

工程措施 风力治沙

水力治沙

化学固沙

荒漠化防治的地位及历史使命（意义）：

① 实施荒漠化防治工程，是保护和拓展中华民族生存和发展空间的长远大计。

② 实施荒漠化防治工程，是从根本上改善我国生态环境面貌、实现再造壮丽秀美新山河的重中之重。

③ 实施荒漠化防治工程，是实施扶贫攻坚计划，实现全国农村奔小康目标的重要措施。

④ 实施荒漠化防治工程，是充分发挥荒漠化地区自然资源优势，全面开创21世纪中国沙产业的必然选择。

2、试从生态学的观点阐述植物治沙的意义和作用。

① 植物以其茂密的枝叶和聚积枯落物庇护表层沙粒，避免风的直接作用；

② 植物作为沙地上一种具有可塑性结构的障碍物，使地面粗糙度增大，大大降低近地层风速；

③ 植物可加速土壤形成过程，提高粘结力，根系也起到固结沙粒作用；

④ 植物还能促进地表形成“结皮”，从而提高临界风速值，增强了抗风蚀能力，起到固沙作用

3、国际上对荒漠化概念认识的演变与发展。

国际上关于荒漠化的提出不足50年，但曾经有过100多个关于荒漠化的定义，这足以证明荒漠化现象与过程的复杂性。

1949年，法国科学家奥不立维尔，发现热带森林演变为草原，热带草原变成类似荒漠的景观，首次将这种生态系统的退化与破坏的过程称为desertification。

1972年，联合国环境规划署（UNEP）对荒漠化的理解仅限于沙漠的沙丘前移，固定沙丘，沙地的活化与沙漠的扩展。

1977年8月29日至9月9日在肯尼亚首都的内罗毕召开了“联合国荒漠化会议”作了如下定义，所谓荒漠化，是指土地滋生生物潜力下降或受到破坏，导致类似荒漠情况的出现。

1984年，内罗毕召开的荒漠化特别会议，认为荒漠化包括：沙丘及片状流沙的发展，牧场的退化，旱地农作生产量及潜力的衰退，灌溉农地（水田）的盐碱化与水渍化，森林及植物的破坏，地下水和地表水质量的退化。

1992年6月，联合国召开环境与发展大会，将防治荒漠化纳入《21世纪议程》。

《联合国防治荒漠化的公约》中对荒漠化作了完善的解释：荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的多种因素造成的干旱、半干旱及亚湿润干旱区的土地退化。

4、我国对荒漠化概念认识的演变过程。

1984年，朱震达将沙漠化定义为干旱、半干旱（包括部分半湿润）地区，在脆弱生态条件下，由于人为过度的经济活动，破坏了生态平衡，使原非沙漠地区出现了以风沙活动为主要特征的类似沙质荒漠环境的退化，沙漠化影响的土地称为“沙漠化土地”。

1987年，吴正将其分为广义沙漠化（荒漠化）和狭义沙漠化（沙质荒漠化），并归纳了沙质荒漠化的定义：沙质荒漠化是指干旱、半干旱和部分半湿润地区，由于自然因素或受人为活动影响，破坏了生态系统的脆弱平衡，使原非沙漠的地区出现了沙漠环境的强化与扩张过程（即沙漠的形成和扩张过程）。

5、我国荒漠化防治的科技对策。

（一）充分利用成熟的荒漠化防治技术，因地制宜，组装配套。

（二）建立健全科技推广网络，加强科技推广队伍

（三）提高荒漠化防治工程的科技含量和科技成果转化率

（四）依靠科技，建立荒漠化地区区域生态经济可持续发展体系

1、合理开发荒漠化地区土地资源的生产潜力

2、提高荒漠化地区水资源的利用效率

3、充分利用荒漠化地区丰富的光能、风能资源，彻底改变该地区的能源结构，促进荒漠化地区的产业开发

4、合理开发荒漠化地区的矿产资源

5、开发丰富多样的生物资源

6、利用地理优势，开展双边经贸合作

7、大力发展荒漠化地区的旅游业

（五）深入开展科技攻关，加大科技投入

1、组织多部门多学科联合攻关，重点解决荒漠化防治工程中的关键技术

2、加强基础理论研究，为工程的实施提供理论基础

3、加大科技投入

6、荒漠化防治工程学的概念、意义及与相关学科的关系。

概念：荒漠化防治工程是指在干旱、半干旱和亚湿润干旱区，为治理和预防土地荒漠化多采取的各种工程的、生物的、农业的合综合的技术措施与手段。

意义：

与相关学科的关系：荒漠化防治工程是地学与生物科学的交叉学科，其融合了传统的“治沙造林学”“治沙原理与技术”“风沙物理学”“荒漠化监测与评价”“水土保持学”“农业生态学”以及3S（RS、GIS、GPS）技术，计算机技术等，以流体力学、风沙物理学、风沙地貌学、沙漠学、土壤侵蚀原理、造林学、生态学、草场经营学等为专业基础，与林业生态工程学、水土保持防治工程学、环境保护与评价、林业经济持续发展等学科密切相关。

第二章 干燥气候及荒漠分布

1、如何用年降水量划分干燥气候? 有什么缺陷?

划分的方法：

极端干旱 ： 降水量 < 100 mm （50 mm ）

干 旱 ： 降水量 100 mm ～ 250 mm

半 干 旱 ： 降水量 250 mm ～ 500 mm (400,600)

缺陷 ：此方法简便，但不可靠，并且划分指标也不一致，其只考虑降水没有考虑：① 降水变率 ② 温度对水分的影响③ 植物对水分的需要 （越是干旱的地方，植物耗水量越大）

2、试写出我国用干燥度划分干燥气候的公式及其具体划分指标和分布范围。

公式：① 干燥度

—日温≥10℃持续期间活动积温

r —同期的降水量

② 干燥度

—日温≥10℃持续期间的活动积温

P —年降雨量

具体划分指标及分布范围：

3、简述柯本气候分类法划分干燥气候的方法步骤。他将干燥气候划分了哪两种类型? 各用何符号表示?

（1）方法步骤：

① 根据所选定的、年或月计算的气温和降水量数值来划分4带1区的气候：

A热带多雨气候。每月平均温度高于18℃，常夏无冬。

B干燥气候。全年平均蒸发量超过降水量，没有盈余水分。

C温暖湿润（中温）气候。最冷月平均温度在18℃以下，但高于-3℃。

D雪林（低温）气候。最冷月平均温度在-3℃以下，最热月平均温度在10℃以上（10℃等温线与森林生长的向极地界限接近）

E极地气候。最热月平均气温低于10℃，没有真正的夏季。

五类气候中有四类（A、C、D、E）用平均气温来划分。B类气候区是按降水对温度的比率来确定。

② 干燥气候和湿润气候之间以及干燥气候内的干燥草原及干燥荒漠气候之间的区分，可按下表计算：

注：r为年降水量（cm） t为年平均气温（℃）

BS为干草原气候 BW为干燥荒漠气候

或根据一年中降水的季节分配，以北半球加以说明：

夏雨区：4—9月降雨量占全年降雨量的70%以上

冬雨区：10—3月降雨量占全年降雨量的70%以上

年雨区：降雨量全年分配均匀，不足上述比例者

（2）柯本将干燥气候划分为干草原气候（BS）和干燥荒漠气候（BW）

4、对于柯本气候分类法，你认为干燥气候作为一个气候带，还是—个气候型，哪一个合适? 为什么? 干燥气候与沙漠分布有什么关系?

干燥气候应作为一个气候带

原因：每个气候带可以划分为若干个气候型，可见气候型所反映的植被情况，气候情况等更形象具体，干燥气候是一个笼统的概念，又可分为半干旱气候和干旱气候，所以干燥气候应作为一个气候带。

关系：干燥气候所指的范围比较宽泛，具体的干燥程度亦不同，在干旱气候区才又沙漠分布，而半干旱气候区是草原气候。

5、试写出桑威特的湿润指数公式及具体划分指标。

桑威特的湿润指数公式：

其中：

：湿润指数

n ：植物需水量，一般用蒸发量的20%代替

s ：水分剩余量，即每个月的平均降水量减去每月植物需水量所得的正值之和

d ：水分亏缺量，即每个月的平均降水量减去每月植物需水量所得负值之和的绝对值100和60是经验系数

通过来确定气候的干燥程度具体指标如下：

6、简述梅格斯划分干燥气候的方法步骤。

① 首先，按桑威特分类法计算，确定S(半干旱)，A（干旱），E（极干旱）

② 再按柯本分类法确定年降水的季节分布，即确定年雨区，夏雨区，冬雨区，分别以a,b,c表示

③ 用第一个阿拉伯数字表示最冷月平均气温，用第二个阿拉伯数字表示最热月平均气温，阿拉伯数字所表示的月平均气温是：0 （< 0℃ ）；1（0℃ ～ 10℃）；2（10℃ ～ 20℃）；3（20℃ ～ 30℃）；4（30℃ ～ 40℃）

④ 用式子表示气候类型

如：Sb24 表示：半干旱夏雨区，最冷月的平均气温为10℃ ～ 20℃，最热月的平均气温为30℃ ～ 40℃ 。

7、全世界沙漠，按五大洲可划分为哪八大片?

全世界荒漠，按5大洲划分为8大荒漠片：① 中亚荒漠；② 西南亚荒漠（包括中东、阿拉伯半岛、两河流域、伊朗高原、阿富汗及印巴塔尔荒漠）；③ 北非撒哈拉荒漠；④ 西南非（卡拉哈里—纳米布）荒漠；⑤ 北美西南（莫哈维）荒漠；⑥ 拉丁美洲西南（阿塔卡马）荒漠；⑦ 澳大利亚荒漠；⑧ 欧洲零星荒漠。

8、简述世界主要沙漠的分布。

全球沙漠主要分布在非洲、亚洲和澳大利亚；美洲和欧洲均只有小面积的零星沙漠。

北非撒哈拉沙漠；南非卡拉哈里沙漠；亚洲鲁卜哈利沙漠、卡拉库姆沙漠；我国的塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠。

9、简述低纬度干旱气候与中纬度干旱气候的分布、成因及特点。

（1）低纬度干旱气候（热带干旱气候）

分布：（南、北）回归线两侧

成因：① 终年受副高控制 ② 处于信风的背风海岸

特点：① 降水少，变率大

热带干旱气候区年水量< 250mm，年降水变率在40%以上，降水性质多属爆发性的阵雨，在这里所谓的年平均降水量并没有多大的实际意义。

② 云量少，日照强

可以充分利用太阳能为生产服务，也是利用日光治疗疾病的好地方。

③ 气温高，较差大

由于云量少，日照强，地面又无植被，空气湿度小，因此气温上升极快，巨大的日较差是热带沙漠气候的重要特征之一。

④ 蒸发强，湿度小

（2）中纬度干旱气候

分布：分布于北纬35°～50°的亚洲和北美大陆中心，主要分布于北半球。亚洲大陆面积辽阔，东西延伸范围广，在南半球只有巴塔哥尼亚干旱气候区。

成因：

① 北半球中纬度气候区，因深居内陆，远离海洋，很少受海洋气团影响，终年在大陆气团控制下，气候十分干燥。

② 在南半球只有一块阿根廷境内的巴塔哥尼亚干旱气候区，原因是它处于西风带的大陆东岸，是西风带的雨影区域。

特点：

① 降水少，变率大，有少量冬雨

年降水量<250mm，年降水变率一般>40%，降水常具有暴雨性质，这些特征与热带干旱气候相似，所不同的是中纬度干旱气候因冬季温度低有少量冬雪。

② 相对日照高

中纬度干旱气候区虽然受不到阳光直射，但因云量少，空气干旱，与同纬度地区相比较，其相对日照百分率是最高的。干旱气候区相对日照高，而且日照高是重要的热力资源，有利于高山冰雪融化，对绿洲农牧业生产有重要意义。

③ 冬寒夏热，气温变化急剧，年较差大年较差大是中纬干旱气候与热带干旱气候的显著差异。

④ 天气的非周期性变化显著,寒潮、锋面、气旋和雷雨等剧烈的天气变化要比热带干旱气候区显著。

第三章 我国沙漠概况

1、试绘出中国沙漠（地）分布草图(标明主要沙漠、沙地的名称、位置)。

2、中国沙漠分布有何特点?

① 从分布地区来说，多深居我国内陆；

② 从分布面积来说，新疆分布最广，约占我国沙漠戈壁总面积的55%，其次是内蒙古、青海、甘肃、陕西、宁夏、吉林、辽宁、黑龙江；

③ 从分布的自然条件来说，各个沙漠（地）所处的自然条件不同，呈明显的地带性；

④ 从分布的地势来说，海拔较高。

3、简述我国沙漠的自然特点。

① 气候干旱，降水稀少；

② 热量丰富，温差大；

③ 风大沙多；

④ 植被稀疏，低矮，耐旱；

⑤ 沙漠深居内陆盆地和高原；

⑥ 沙漠地表为沙丘覆盖，并以链状沙丘为主；

⑦ 地表水缺乏，地下水比较丰富；

⑧ 绝大部分沙区为内流区，少数沙区为外流区；

⑨ 沙丘移动：北快南慢，西快东慢和边缘快而内部慢；

⑩ 沙丘移动方向多向东南

4、我国沙漠的沙源可以概括为哪四种类型?

① 来源于河流冲积物。古代河流的干三角洲好人冲积平原（以沙层为主）

② 源自冲积—湖积物。河湖相平原（沙层、土层）

③ 来源于洪积—冲积物。山前洪积—冲积平原（为砂砾混合层）

④ 来源于基岩风化的残积、坡积物。（尚有基岩出露）

第四章 沙漠化过程

1、简述我国沙漠化土地的分布及类型。

分布：

我国北方沙漠化土地主要分布在：富裕、扶风、康平一线以西，康平、赤峰、张家口、绥德、固原、昆仑山一线以北的广大地区，在河南东部，河北中部南部平原等地区也有分布。

类型：

① 发生在干草原和荒漠草原地带的沙漠化土地

主要是由于人为过度的经济活动造成的，特别是过度的农牧业利用与樵柴等活动。主要分布在乌鞘岭、贺兰山以东，东北平原南部以西，中蒙边境以南，长城以北的广大地区。，涉及89个县（市、旗），是沙漠化集中分布，而且危害农牧业生产最严重的地区。

② 发生在荒漠地带河流下游绿洲附近的沙漠化土地

主要是由于河流变迁，水资源利用不当造成的，此外绿洲边缘樵柴等活动造成的植被破坏也是加速这些地区沙漠化过程的因素。分布于乌鞘岭以西，昆仑山以北，涉及84个县（市、旗）。

③ 发生在半湿润地区的沙漠化土地

发生在河流故道沿岸，干旱季节又有大风出现的地方。是古代河流冲积物在风力作用下形成的。如河南东部（黄河故道开封兰考）及河北平原中部、南部（固安、大兴）一些河流故道沿岸地区，再如洛河下游的沙苑一带。这些沙漠化土地分布面积小，一般呈斑点状零散分布在平原上，共有34个县市。

2、我国北方地区历史时期所形成的沙漠化土地，按其发生发展的特点可以分成哪两类? 通过对沙漠化历史过程的分析，应吸取哪些教训？

我国北方地区历史时期所形成的沙漠化土地，按其发生发展的特点可以分成两类：

① 荒漠地带历史时期所形成的沙漠化土地

这类沙漠化土地广泛分布在贺兰山以西沙漠边缘的河流沿岸或深入到沙漠内部的河流下游。荒漠地带城市绿洲的废弃都与灌溉水源有关系，其原因如下：水资源利用不当、战争破坏水利设施、河流变迁（淤积改道）。

② 干草原及荒漠草原地带历史时期形成的沙漠化土地

其形成原因复杂，大部分由于人类活动，破坏了沙质草地。

两者的差异：

前者当沙漠土地一旦形成后很少再受人为活动的影响，沙漠化发展过程的模式呈简单的直线发展；而后者当沙漠化土地形成后沙漠受人为活动的影响，历史过程形成的沙漠化土地与现代过程所形成的沙漠化土地往往交替在一起。

通过对沙漠化历史过程的分析，应吸取以下教训：

① 合理利用水资源

② 合理利用土地，适度开发

③ 保护植被

3、何谓沙漠化的现代过程? 按原因可分为哪几类?

沙漠化的现代过程是指近半个多世纪以来，由于不合理的土地利用而造成的环境退化过程。

类型：

① 过度农垦引起的沙漠化现代过程

② 过度放牧引起的沙漠化现代过程

③ 由于樵柴破坏天然植被引起的沙漠化现代过程

④ 水资源利用不当引起的现代沙漠过程

⑤ 工矿交通城市建设引起的现代沙漠化过程

⑥ 风力作用下沙丘入侵引起的现在沙漠化过程

4、简述过度农垦的沙漠化现代过程。

这类沙漠化土地面积占现代沙漠化土地面积23.3%，主要分布于干草原及荒漠草原地带的沙质草原或固定沙地。半干旱地区的旱作农业，受水、肥等自然条件制约，一般单位面积产量不高也不稳定，而人口增加的压力又迫使人们不自觉的通过扩大垦植面积或进行掠夺式经营来追求总产量。扩大开垦面积并未带来较大产量，反而导致环境恶化，形成了“扩大耕地面积→增加风蚀→产量下降→再度扩大耕地”的恶性循环。

5、你认为实现沙漠化的逆转过程关键何在?

6、我国荒漠化类型从动力成因的角度划分为哪几种类型？

① 风蚀荒漠化

② 水蚀荒漠化

③ 冻融荒漠化

④ 盐渍荒漠化

⑤ 其他因素形成的荒漠化

7、论述荒漠化的危害。

（1） 土地退化

主要表现：

① 生态环境破坏，植被覆盖率降低，表层土壤发生退化，由于水蚀、风蚀作用，使植被赖以生存的肥沃表层土壤荒漠化

② 沙漠蔓延，吞噬绿洲、农田，直接造成农牧业减产

③ 洪涝灾害引起大量土体搬运、沉积

④ 土壤肥力降低

⑤ 土壤发生次生盐渍化、酸化(使用过多的某种化肥)

⑥ 土壤污染，这是由于工业、城市的废弃物堆放或过量使用化肥造成的

（2） 生物群落退化

荒漠化引起植被退化，进而导致土地退化，反过来又影响动植物的生存和发展，这样形成恶性循环过程，使生物群落的密多样性等向着坏得方向演替。

（3） 气候变化

植被的退化引起地面反射率、二氧化碳吸收率的变化，从而对气候的变化产生影响，现在全球气温回升，降雨量减少，蒸发量加大，沙尘暴发生次数增大。

（4） 水文状况的恶化

主要表现：

① 洪峰流量增大，形成洪涝灾害，枯水流量减少，断流时间增加

② 地上径流增加，地下径流减少，水蚀作用加大，水质变化，甚至在一些地方，地下水位下降，为土地资源的退化创造了恶性循环的条件。

③ 一些地区地下水位提高，土壤发生次生盐渍化，有些河湖滩地天然绿洲的沼泽土、草甸土逐渐向盐渍化土地演变。

（5） 污染环境

土地在沙漠化过程中产生一系列沙尘物质，在风力作用下同时对环境发生严重污染，不仅影响人类活动，还损害人类身体健康。

（6） 毁坏生活设施和建设工程

环境破坏，生态环境失调，自然灾害频繁发生，常常危害人类的生命财产安全。

第五章 风沙运动规律

1、为什么说我们研究的风沙现象，其气流处于紊流状态?

因为空气的密度和动力粘滞系数较小，一般当雷诺数超过1400时就会使层流过渡成紊流。在室外大气中，当取L为地面与对流层上限之间的距离时，布伦特估算出如果风速超过1m/s，则空气流动必然是紊流，而不管它是怎样平稳吹过。因此，大气边界层的风始终具有紊流性的特点，特别是引起沙粒运动的风几乎全都是一种紊流。所以风沙现象其气流处于紊流状态。

2、在层流和紊流两种流态情况下风速沿高程变化有什么不同? 试用几何图形表示。

（1）在层流中，风速与表面以上的高度成正比，即风速随高度的变化符合 v = a + bH直线式。就是说风速v与高度H呈直线关系。高度越大，风速越大。

（2） 在紊流状态下，风速与高度的对数值成正比，就是说近地层（100m以下）风速随高度的分布遵从对数规律。

3、什么是摩阻流速?如何测算摩阻流速?

摩阻流速是剪切力与空气密度之比的平方根，是一个具有速度量纲的量。

测算方法：

图解法求摩阻流速

1 测定两个高度（）的风速（）

在单对数纸上，以对数尺度表示高度，作为纵坐标；以算术尺度表示风速，作为横坐标。根据观测资料，绘出风速线，用图形表示高度和风速的关系。具体做法是，在坐标系中分别找出两个高度风速的相应位置，过这两点划直线即得梯度线。

2 图形分析

3 摩阻流速与风速对于高度对数值的递增率成正比，而风速又与高度对数值之间有直线关系，所以根据普朗特的研究

摩阻流速和这条直线（速度线）与高度纵轴所夹角（）的正切成正比，冯素贤的倾角（）越大，摩阻流速越大。

如右图，若A点的高度为B点高度的10倍，则BC=1

5、试写出任意高程处的风速公式。

，其中v是该高程处的风速 ；是摩阻流速 ； z是任一点高程 ； k是粗糙度

6、什么是粗糙度?

在治沙学中，把风速为0的高度称之为地表粗糙度，用k表示。

7、如何测算粗糙度? 并写出公式。

测算方法有两种，一是图解法，二是数值计算法

（1）图解法

在单对数纸上，以对数尺度表示高度，作为纵坐标；以算术尺度表示风速，作为横坐标。根据观测资料，绘出风速线，用图形表示高度和风速的关系，风速线与纵坐标的交点的高度，即为所测地段的粗糙度k。

（2）公式法（数值计算法）

设任意两个高度处的风速为

8、什么是沙粒的起动风速? 它与哪些因素有关? 试写出拜格诺沙粒起动风速公式。

起动风速：

当地表风速增大到一定数值时，地面上原来静止的沙粒开始运动，我们把沙粒开始起动的临界风速称为起动风速，即沙粒治沙面开始运动必需的最小风速。

影响因素：

起动风速的大小与沙粒的粒径大小、沙层表土湿度状况及地面粗糙度等有关，同时还与地表性质，沙地水分，植被覆盖等多种因素有关。

拜格诺沙粒起动风速公式：

式中，—任意点高度y处的起动风速值 ； A—风力作用系数；—分别为沙粒和空气的密度 ； d—沙粒粒径；y—任意点高程 ； k—粗糙度

9、沙粒移动方式有哪几种?为什么说跃移是沙粒运动的最主要形式?

沙粒移动的方式：悬移、跃移、蠕移

跃移是沙粒运动的主要形式的原因：

1 风沙流中的沙颗粒以跃移运动为主

2 90%以上的跃移质都在地表附近30cm的高度范围内运动

3 蠕移质直接从跃移质取得动量

4 对悬移质的驱散作用，使悬移质容量随气旋飘移

⑤ 跃移质是风能消耗大户，严重阻滞流体运动作用

11、简述风沙流结构的特征。

① 沙粒粒径随高度的分布特征

离地表越高，沙粒越多，主要为悬移；越近地表粗粒越多，主要是跃移和蠕移；随高度的增加粒径变小。

② 含沙量随高度的分布特征

含沙量随高度的增加按指数规律减少，在较高气流层中搬运的沙量少，而贴近地面含沙量大。沙子主要集中在近地面层内（30cm以内），风速5m/s，90%的沙量分布在地表10cm之内。

4 绝对含沙量随风速的变化

5 风速越大，各个高度绝对含沙量越大。

风沙流中含沙量与风速的关系：

S—绝对含沙量 ； v—风速 ； e—常数（e=2.718）

④ 相对含沙量随风速的变化

随着风速增大，各高度层的绝对含沙量都有所增加，但是相对含沙量就不同了，随着风速的增大，下层气流中相对含沙量（%）减少，下层气流中半圆的沙量（%）相对增多。

12、何谓风沙流结构数、风沙流特征值?如何用它们来判断风沙流的饱和程度及蚀积状况?

●风沙流结构数：

式中— 气流0～1 cm层内的输含沙量

Q — 气流中0～10 cm内每1 cm的平均含沙量

当S > 时，为过饱和风沙流，表现为堆积 ；S < 时，为非饱和风沙流，表现为风蚀 ；S = 时，为饱和风沙流，表现为非堆积搬运

●风沙流特征值 ：

式中— 0 ～ 1 cm高度层内风沙流的输沙率

— 2 ～ 10 cm高度层内风沙流搬运的总沙量

当>1 时，非饱和风沙流，产生风蚀 ； 当< 1 时，过饱和风沙流，产生堆积 ；当= 1 时，饱和风沙流，非堆积搬运

14、简述新月形沙丘不同部位的蚀积状况。

迎风坡不断堆积，背风坡不断堆积，迎风坡坡腰风蚀最强。

15、沙丘移动的方向与何因素有关?

随着起沙风风向的变化而变化，移动总方向与起沙风年合成风向一致。

16、简述沙丘移动的几种方式。

① 前进式： 这是单一风向作用的结果。

② 往复前进式 ：是在2个方向相反而风向大小不等的情况下产生的。

③ 往复式 ：是在2个方向相反风力大致相等的情况下产生的。

17、沙丘移动的速度主要与哪些因素有关? 简述沙丘移动(速度)的基本规律。

沙丘移动的速度主要取决于风速和沙丘本身的高度。沙丘在单位时间里前移的距离D与背风坡一侧堆积的总沙量Q有如下关系：

式中 Q ——单位时间内通过单位宽度，从向凤坡搬运到背风坡的总沙量

D ——单位时间内沙丘前移的距离 H ——沙丘的高度；r ——沙子的容重

18、简述影响风蚀的因素。

① 土壤抗蚀性

土壤抵抗风蚀的性能主要取决于团聚体或土块质量及土壤质地、有机质含量等。土壤有机质能促进土壤团聚体的形成并提高其稳定性，提高抗蚀能力。

② 地表土垄

由耕作过程形成的地表土垄，能够通过降低地表风速和拦截运动的泥沙颗粒来减慢土壤风蚀。

③ 降雨

降雨使表层土壤湿润而不能被风吹蚀。降雨还通过促进植物生长间接地减少风蚀。降雨还有促进风蚀的一面，原因是雨滴破坏了土块和团聚体，提高了土壤的可蚀性。

④ 土丘坡度

风速梯度和摩阻流速基本不变，坡顶处风的流线密集，风速梯度变大，随着坡度的增大，不同坡位间差异增大。

⑤ 裸露地块长度

风力侵蚀强度随被侵蚀地块长度而增加。对于一定的风力，它的挟沙能力是一定的。土壤可蚀性越高（抗蚀性越低），则饱和路径长度越短。

⑥ 植被覆盖

增加地面植被覆盖（生长的作物或作物残体），是降低风的侵蚀性最有效的途径。植被的保护作用与植物种类（决定覆盖度和覆盖季节）、植物个体形状和群体结构、行的走向等有关。

19、简述风蚀荒漠化防治的基本原理。

（一）风蚀荒漠化防治的风沙物理学原理（见第七章，第2题）

（二）风蚀荒漠化防治的生态学原理（见第五章，第20题）

20、试用风沙物理学知识阐述你对植物治沙原理的认识。

风蚀荒漠化防治的基本原理（风沙物理学）：

风蚀荒漠化的实质就是土地的风蚀退化过程。制定风蚀荒漠化防治的技术措施主要依据土壤风蚀原理及风沙运动规律，即蚀积原理。

其原理和途径可概括为下述几个方面：

① 增大地面粗糙度，降低近地面风速

② 阻止气流对地面直接作用

③ 提高沙粒起动风速，增大抗蚀能力

④ 改变风沙流蚀积规律

第六章 沙地的性质

1、沙地土壤中粘粒含量与沙地土壤肥力有何关系?为什么?

颗粒含量对于沙地土壤肥力的影响最大，沙地黏粒含量越高，肥力越大。

原因：

① 粘粒负电荷的表面具有吸附阳离子的作用

② 粘粒具有大的表面能，表现出胶结，吸附等性质

③ 越细的颗粒，Ca、P、K等重要营养元素的含量越高

2、试述影响沙地机械组成的因素。

① 下伏沉积物的成因： 湖相沉积物为主区沙粒细，洪积物位主，地区沙粒较粗，冲积物居中，并随河流自上至下游由粗变细。

② 吹扬程度： 受风吹扬的沙地，粉沙和粘粒减少，粗沙比利升高，粒径渐趋一致，分选度提高，风吹扬时间较长，粉粒、粘粒越少，分选程度也就越好。

③ 植被覆盖度：植被稀疏，机械组成粗糙

④ 地貌部位： 位于迎风坡的沙粒粗，背风坡细，坡顶得粗，坡脚的细。

3、简述风成沙的物理特性。

（1） 无粘性，无结构，疏松，易流动

（2） 较小的热容量，较大的导热率

（3） 粒配均匀，分选良好

（4） 沙粒形态特征，反应沙粒受吹蚀程度

4、沙地热状况有何特点?

① 白天沙表面迅速加热，温度高，而下层温度变化小

② 夜间沙表面温度急剧下降，温度低，昼夜温差大，对下层影响小；

③ 冬天冻土深，春天地温回升快，解冻早

5 有着较小的热容量，较大的导热率

5、简述沙地水分状况的特点。

① 沙地透水性强，持水量小，有效含水范围小

② 毛管作用微弱，可把土壤蒸发降低到很低程度

③ 凝结水量大，可以为植物利用

④ 流沙（地）具有稳定的湿沙层

第七章 植物治沙原理及沙地立地条件类型划分

1、植物治沙有何特点?

① 用植物固沙比较经济，且持久稳定

② 可以改良沙地理化性质，促进土壤形成（成土）过程

③ 沙地植被形成后，可以改善附近地段的生态环境

④ 植物有自生繁殖和再生能力，可提供饲草、燃料、木料和药材等多种产品

可见，植物治沙不仅成本低，效果好，而且可以产生多种生态效益和经济效益。

2、简述植物治沙的基本原理（风蚀荒漠化防治的生态学原理）。

一、植物对流沙环境的适应性原则

由于自然界已经产生了能够适应流沙环境的植物，我们便可以利用这些植物在流沙地去恢复和建立植被，这便是植物治沙的物质条件和理论基础。干旱和流沙的活动性是影响植物最普遍、最深刻的2个限制因素，是制定各项植物治沙技术措施的主要依据。

（一）植物对干旱的适应性

在长期干旱气候条件下，流沙上分布的植物，产生一定的适应干旱的特点，表现为：

① 萌芽快，根系生长迅速而发达

② 具有旱生形态结构和生理机能

③ 植物化学成分发生变化

（二）植物对风蚀、沙埋的适应

流动沙丘上的植物对风蚀、沙埋的适应能力，根据其适应特征，可归纳为4种类型：

① 速生型适应

苗期速生程度决定于植物的习性，而成年后能否速生与有无适度沙埋条件以及萌发不定根能力有关。

② 稳定型适应

在流沙上全面撒播或飞播后，当年发芽成苗，效果较好，苗期易产生灌丛堆效应。

③ 选择型适应

④ 多种繁殖型适应

（三）植物对流沙环境变迁性的适应

植物对环境变异的适应性变化，即沙地植被演替规律，这是恢复天然植被和建立人工植被各项技术措施的理论基础。

二、植物对流沙环境的作用原理

（一）植物固沙作用

植物以其茂密的枝叶和聚积枯落物庇护表层沙粒，降低地表层风速，提高临界风速值，增强了抗风蚀能力，起到固沙作用。

（二）植物的阻沙作用

输沙量与风速的三次方成正相关，风速的降低，起到阻沙作用。植被阻沙作用大小与覆盖度有关，不同植物固沙和阻沙能力的大小，主要取决于近地层枝叶分布状况。

（三）植物改善小气候作用

在植被覆盖下，反射率，风速，水面蒸发量显著降低，相对湿度提高。小气候改变后，加速成土过程。

（四）植物对风沙土的改良

植物对风沙土的改良作用，主要表现在以下几个方面：

① 机械组成发生变化

② 物理性质发生变化

③ 水分性质发生变化

④ 有机质含量增加

⑤ 氮、磷、钾三要素含量增加

⑥ 碳酸钙含量增加，pH值提高

⑦ 土壤微生物数量增加

⑧ 沙层含水率减少

（五）控制风沙流结构

通过控制风沙流结构来达到治沙的目的。要造成吹蚀，导沙（非堆积搬运）就要加大风速或切断沙源补给，造成不饱和风沙流；要导致堆积，拦沙就要降低风速，使气流含沙处于过饱和状态。

（六）改变蚀积周期

风沙流以风蚀经堆积到再风蚀的过程称一个蚀积周期（T） 即：蚀→堆→蚀

饱和路径长度：从风蚀起点到开始堆积的距离，即风沙流由不饱和到饱和的这段距离。通过改变饱和路径长度可以改变蚀积周期

（七）破坏背风坡气候涡旋，使丘顶逐渐削平

沙丘前称是迎风坡不断风蚀，背风坡不断堆积的过程。

（八）促使沙面结皮形成

只要能使沙地满足下列条件之一，将处于固定状态：

① 不受风力的直接作用

② 沙地表面所承受的风力始终低于起动风速

③ 表层沙粒粒径增大或内聚力增强，使起动风速大于当地最大风速

3、简述植物治沙的原则。

① 全面规划，综合治理

② 先治后用，治用结合

③ 先易后难，由近及远

④ 因地制宜，因害设防

4、为什么要划分立地条件类型?

划分立地条件类型的目的在于可以正确的选用树种，制定造林或种草等技术措施，总结和推广生产经验，从而提高社会生产力，划分立地条件本身是一种方法和手段，在造林植物种、造林措施和造林之间起桥梁和纽带作用(适地适树)

5、简述“分级分类法”是如何划分沙地立地条件类型的。

第一级分类：按自然地带划分

第二级分类：在同一地带中，根据造成立地条件之间本质差别的主导因子划分立地条件类型组

第三级分类：同一组内，再以一两个主导因子划分立地类型

6、沙丘(地)按其流动程度划分为哪几种类型?试述之。

① 固定沙丘：植被覆盖度在35%以上风沙活动不很显着的沙丘，或者说是，大部为植被覆盖和固定而不再流动的沙丘。（植被覆盖度 > 50%）

② 半固定沙丘：丘表植被覆盖度在15%～35%，流沙呈斑点状分布，有风沙活动的沙丘，或者说是，部分为植被覆盖并固定的沙丘。（植被覆盖度20%—50%）介于流动沙丘与固定沙丘之间的一种不稳定沙丘，其移动速度较固定沙丘快，较流动沙丘慢。处于流动沙丘与固定沙丘之间的过渡阶段，一般随着植被复盖度的增大而转变为固定沙丘，如植被遭到破坏，也可能转变为流动沙丘。

③ 半流动沙丘：（植被覆盖度5%—20%）

④ 流动沙丘：在风力作用下缓慢前移的沙丘，移动的总方向和起沙风的年合成风向大体相一致。（植被覆盖度 < 5%）流动沙丘是根据沙丘移动性划分的沙丘类型之一。流动沙丘在沙漠区分布很广。流动沙丘的特征是：地表植被稀少，沙丘形态典型，在风力作用下， 容易顺风向移动。它对交通、工农业建设威胁大。流动沙丘移动速度与沙丘的高度、风速及其变率、下垫面的状况等有关。主要分布在我国新疆，黄土高原一带。

第八章 沙地植被演替及固沙植物种选择

1、举例说明沙地植被演替规律。

一个植物群落被另一个植物群落所取代的过程。可分为原生演替和次生演替。

一般沙地植被演替可分为以下三个阶段：(植物种以沙坡头为例)

① 沙生植物时期

流沙的特点：疏松、风蚀沙埋严重，水分条件较好，植被与环境一致，植物种具有抗风蚀、耐沙埋、喜湿、喜疏松的特点。沙坡头初期有沙米、花棒、白沙蒿等。

② 旱生植物时期

土壤有机质增加，粘粒含量显著升高，风蚀很轻，沙地变得紧实干旱，通气性差。环境变得不利于沙丘植物的生长发育，侵入更耐旱的旱生植物。沙坡头有黑沙蒿、锦鸡猫头刺等，随着干旱程度增加，不断出现更耐旱的植物，如白茨、沙冬青等，其根系增大，吸水力更强。

③ 盐生植物时期

在荒漠和荒漠草原地带，沙地水分强烈消耗，粘性显著增加，毛管空隙增加，透水性变差，土壤盐分积累，旱生植物被盐生植物取代。沙坡头主要有红砂、沙拐枣、白茨、茵陈蒿等。

2、说明沙地植被演替的原因。

① 一个优势种，在其生命过程中改变了环境条件，而有利于其它竞争性更强的植物种。

② 某些植物种不仅创造了有利于其它植物种的条件，而且还建立了对自己不利的条件，从而加速了取代过程。

③ 植物之间的“他感作用”或“化感作用”

3、简述固沙植物种选择的原则。

① 所选物种要能适应造林地的生态环境——适地适树

使植物和环境条件相适应的主要途径是造树适地，造地适树，改树适树，改地适树，在植物治沙中主要是造树适地，抗风蚀，沙割，耐沙埋，干旱，沙面高温和贫瘠，另产生不定芽和不定根。

② 选择固沙的生态效益和经济效益显著的树种

以生态效益为主，兼顾经济效益，若主要目的是固沙就应选择近地层枝叶茂密的树种，来保护地表和降低地表风速。

③ 选择繁殖容易，易获得种苗的树种。

4、选择固沙植物种一般要通过哪几方面的研究?其中哪一方面的研究是必不可少的?为什么?

（1）根据植物种生理、生态特征选择

沙区生境特点是风蚀沙埋严重，干旱，贫瘠，沙面高温，许多植物从形态上，生理上对此有所适应。

（2）以植物演替规律作为借鉴

自然界流沙固定的过程在某种意义上来说就是人工固沙的样板。各阶段的代表可以作为我们人工选择优良固沙植物种的借鉴。

（3）进行栽植实验，反复验证（此为最主要，且必不可少的）

（原因）“实践是检验真理的唯一标准”，选择的固沙植物种必须进行栽植试验，验证植物种选择适当与否最可靠的方法就是通过栽植试验。把选择的植物直接栽到沙地上去，只有成活率高，生长正常的植物才是良好的固沙植物。该实验是探索物种发展变化的规律和本质问题，是植物种选择中最有价值的方法。

5、风蚀对植物有什么影响？

（一）风蚀对植物生理过程的影响

植物遭受风蚀后的生理本质在很大程度上和旱害生理一致，根吸收减弱，光合作用降低，代谢趋势向于分解，且分解大于合成，风蚀植物新陈代谢过程趋于分解，单糖和双糖含量增加，但总氮和蛋白质含量减少，表明受风蚀植物的水解过程加强而合成过程减弱，生长停滞。

（二）风蚀对植物的机械损害

风蚀对植物的根、茎、叶、花、果实，种子均有伤害，风蚀越严重，危害越严重。

① 使种子难以吸水萌发

② 使刚发芽的幼苗因裸根暴晒而死亡

③ 根系嫰弱的幼苗被吹断、消失

④ 大植株裸根后，大量细根被扯断，粗根扭曲，劈裂，变形，植株倒伏，生长不良或死亡

⑤ 裸根后招致根部兽害和虫害而大量死亡

6、为什么适度沙埋能够促进植株生长，而过度沙埋又会使植株生长受到抑制?

适度沙埋能够促进植株生长的原因：

① 萌发不定根增加了水分、养分的吸收

② 产生沙埋的沙粒较细，提高了沙层养分含量和持水能力；对盐渍化丘间地起到沙压碱的作用

③ 有些植物已产生了需要沙埋的某种机制

④ 沙埋可增强植株的稳定性

过度沙埋会抑制植株生长的原因：

对于大多数沙生灌木来说，沙埋深度应超过灌丛的1/2，因为植物需要依靠地上部分的枝叶进行光合作用，如果过度沙埋，进行光合作用的枝叶就要减少，因而会影响生长。乔木过度沙埋就会影响取材量，另外在炎热的夏季，植物大部分被埋之后就会凋萎或死亡。

7、何谓灌丛堆效应?举例说明在治沙实践中的应用。

概念：灌丛堆对灌丛本身消除了风蚀，产生适度的沙埋，沙埋厚度为植物覆盖面积所控制，由于灌丛堆彼此间隔一定距离，这一分布特征不仅制约着沙埋厚度，也便于灌丛根系的生长，对适应持水力低，供水不足的沙地是有利的。灌丛堆这种能产生一定的沙埋，防止风蚀并且能够调节水分的作用称之为灌丛堆效应。

应用：分布于流沙中的灌木和半灌木，常常利用自己近地层的浓密枝叶覆盖一定的沙面，以阻止流沙形成灌丛堆，产生灌丛堆效应，以消除风蚀，适度沙埋，促进生长发育，适应流沙环境。

8、什么是植物抵抗风蚀的群体作用?

植物稀疏生长易遭风蚀，相反若比较密紧的生长在一起，达到一定密度时就可以防止风蚀并产生一定的沙埋，植物的这种作用称之为植物抵抗风蚀的群体作用。

9、列举十种治沙植树种的科、属、种名。

第九章 沙地人工植被建设技术

1、说明“前挡后拉”、“撵沙腾地”、“顺风推进”、“固身削顶”、“截腰分段，分期造林”治沙原理，并划图表示。

①“前挡后拉”

在迎风坡中上部种植较矮的树种，在丘间地种植较高的树种。所谓的“前挡”是沙子不在背风坡堆积而是在丘间地堆积，则沙丘不再前移且会变矮。

在流动沙丘湿润丘间地背风坡前面营造乔木林或乔灌混交林，同时在沙丘迎风坡下部营造灌木林。乔木林或乔灌混交林长成后可起挡沙作用，阻止沙丘前进，灌木林则起削弱沙丘流动作用。丘顶可被逐渐削平，为以后全面造林创造条件。

②“撵沙腾地”

“撵沙腾地，腾地造林，沙化入林，以林固沙”，丘间地加强造林，破坏迎风植被。在荒漠、荒漠草原流动沙丘丘间地比较湿润的条件下，人工促进迎风坡风蚀，从而扩大丘间地造林面积，并在吹蚀下方造林，使沙子堆积在林内，用沙埋促进林木生长，经沙埋的树木有的树高生长量可达同龄林的5倍，堆积的沙丘还可保墒，防止次生盐渍化，这种造林被概括为“撵沙腾地，腾地造林，沙化入林，以林固沙”。

③“顺风推进”

在迎风坡上，等高线栽上一排植物，距丘间地1米，第二年在与前一年等高的位置再栽一排植物。

一是从流沙区的上风方向开始治理，逐渐向下风方向推进；一是从每个沙丘迎风坡的中下部开始固沙，随着沙丘顶部向下风方向移动，撵着“退沙畔”治理。

④“固身削顶”

对中小型沙丘，迎风坡中下部固定——固身

在治理6—7m以下的沙丘时，在迎风坡2/3—3/4以下坡面上设置黏土沙障，在障内营造梭梭等固沙林，这一部分沙丘被固定（固身），而上部丘顶流沙经风吹向背风坡脚下削，使其变得低而平缓（削顶）

⑤“截腰分段，分期造林”

在治理8—9m以上沙丘时，首先在沙层水分条件较好的迎风坡下部设置黏土沙障，障内造灌木林（梭梭、沙拐枣等），上部沙丘吹蚀前移，逐渐演变成另一沙丘形态。用此方法推进3—4次，即可把沙丘完全固定。

2、简述沙区飞播必须解决的技术问题。飞机播种的作业设计包括哪些内容?

飞播必须解决的技术问题：

① 流沙地飞播植物种选择

② 沙地飞播种子的发芽条件及种子处理

③ 飞播期选择

④ 飞播量的确定

⑤ 飞播区立地条件选择

⑥ 兔鼠虫病害的防治

⑦ 飞播区的封禁管理

飞机播种的作业设计包括：

① 播前准备工作

② 航向与作业工作

③ 航高与播幅

④ 播后调查

3、你认为沙区形成“小老树”的原因何在?

① 沙区立地条件差，幼树生长所需的养分，水分等条件得不到满足，幼树阶段相对延长，林分迟迟不能郁闭，形成“小老树”

② 造林树种选择不当，造林的立地条件不能满足造林树种的生态学特性的要求，导致林木生长不良，难以成林、成材，形成“小老头”林

③ 栽植技术不当，造林时，如果栽得过浅，培土不够或覆土不实，不但降低保□率，而且会严重影响林木生产。

4、在流动沙地上直播造林, 为什么要适当增大播种量争取较大的幼苗密度?

播种量大小影响造林密度、郁闭期间、林分质量、防护效益。因而要有适宜的播种量。流动沙地迎风坡有剧烈风蚀，背风坡有严重堆积沙埋，因而要求飞播植物种易发芽，生长快，根系扎得深，直播在沙表的种子能否顺利发芽与地表性质，粗糙度、小气候及种子大小、形状等因素有关。然而，在流动沙地上，立地条件差，风大易吹走种子，播种后种子的发芽率低，发芽后由于一些风蚀沙埋，鼠害鸟兽等的影响，发芽的成活率不高，幼苗损失大，因而为保证直播造林后一定的幼苗密度，必须考虑到以上因素对损耗系数的影响，因而要适当增加播种量来争取较大的幼苗密度。

5、简述封育恢复植被的原理、效果及在防治土地荒漠化中的作用。

原理：在干旱、半干旱地区，原有植被遭到破坏或有条件生长植被的地段，实行一定的保护措施，建立必要的保护住址，把一定面积的地段封禁起来，严禁人畜破坏，给植物以繁衍生息的时间，逐步恢复天然植被。

效果：在我国半干旱风沙地区，封育是常用的措施，在几年内可使流沙地达到固定、半固定状态。

作用：封育不仅可以固定部分流沙地，更可以保护大面积因植被破坏而衰退的林草地，尤其是过快沙化退化的牧场，因此这一技术在恢复土地荒漠化的建设植被方面有重要意义。

6、应用生态学原理说明封沙育草恢复天然植被的过程。

在干旱、半干旱地区，原有植被遭到破坏或有条件生长植被的地段，实行一定的保护措施，建立必要的保护住址，把一定面积的地段封禁起来，严禁人畜破坏，给植物以繁衍生息的时间，逐步恢复天然植被。封育后，植被得到了休养生息的机会，植物生长茂盛，覆盖度大，环境条件发生了很大变化，一方面植物根系得到较好的生长，增加了土壤有机质含量，改善了土壤结草和渗水性质，另一方面，植被盖度和土壤表面有机质的增加，可以减少水分的蒸发，使土壤免遭风蚀和水蚀，因而植被得以恢复。

7、论述风沙区防护林体系建设的意义和建设技术。

（一）意义：因害设防，因地制宜的建立各种类型的防护林，改善风沙气候条件，治理风沙，促进农业的稳定生产。因地制宜的设计乔灌草种，总体上应是带片网点线相结合，构成完整体系，发挥综合效益。

（二）建设技术：

（1）干旱区绿洲防护体系：

①封育灌草沉沙带 ②防风阻沙带 ③绿洲内部农田林带

（2）沙地农田防护林

（3）沙区牧场防护林：

①护木林营造技术：营造防护林时，草原造林必须整地

②牧场防护林体系的效益：防护效益、经济效益

（4）沙区铁路防护林：

①铁路沙害：主要是风蚀路基，线路积沙，腐蚀机械传动部分，沿线通讯设施和铁轨等。

②铁路防护林体系建设：草原沙区铁路防护林体系；半荒漠沙区铁路防护林体系；荒漠地区铁路防护林体系

8、简述半荒漠风沙区铁路防护体系的建设模式。

以沙坡头“五带一体”的铁路防护林体系为例

（1）固沙防火带：在路基迎风面20cm，背风面10cm，因固沙防火需要，清除植物，整平沙丘，铺设10—15cm厚的卵石、黄土或炉渣。

（2）灌溉造林带：利用靠紧黄河的水源条件，通过4级扬水，提水上沙丘。在固沙防风带外侧迎风面60cm，背风面40cm范围整修梯田，修筑灌渠，梯田设障，灌水造林，3—5年可形成稳定可靠的防护林带。

（3）草障植物带：本带是“体系”主体核心部分。在灌溉带外侧，迎风面240cm左右，背风面160cm左右，流沙全面扎设1m╳1m半隐蔽式麦草方格沙障，然后2行1带（隔1行），株行距1m╳1m，栽植沙生旱生灌木。

（4）前沿阻沙带：为保护草障植物带外缘部分的安全，用高立式沙障建立前沿阻沙带。该带用枝条，地上障高1m，地下埋30cm，加固成折线形，设置在丘顶或较高位置，起阻沙积沙作用。

（5）封沙育草带：在阻沙带迎风面百米范围内，局部沙丘迎风坡采取封沙、设障、栽灌木的方法，促其自然繁殖，减轻阻沙带压力。

第十章 工程治沙技术

1、说明沙障治沙原理。

（1）平铺式沙障的作用原理

平铺式沙障是固沙型的沙障，利用柴、草、卵石、黏土或沥青乳剂，聚丙烯酰胺等高分子聚合物等物质铺盖或喷洒在沙面上，以此隔绝风与松散沙层的接触，使风沙流经过沙面时，不起风蚀作用，不增加风沙流中的含沙量，达到风虽过而沙不起，就地固定流沙的作用。

（2）直立式沙障防沙原理

直立式沙障大多是积沙沙障，风沙流所通过的路线上，无论碰到任何障碍物的阻挡，风速就会受到影响而降低，挟带沙子的一部分就会沉积在障碍物的周围，以此来减少风沙流的输送量，从而起到防治风沙危害的作用。

（3）透风结构沙障的作用原理

当风沙流经过沙障时，一部分分散为许多紊流穿过沙障间隙，摩擦阻力加大，产生许多涡旋，互相碰撞，消耗了动能，使风速减弱，风沙流的载沙能力降低，在沙障前后就形成积沙。

（4）不透风或紧密结构沙障的防沙原理

当风沙流经过沙障时，在障前被迫抬升，而越过沙障后又急剧下降，在沙障前后产生强烈的涡动，由于相互阻碰和涡动的影响，消耗了风速动能，减弱了气流载沙能力，于是在沙障前后形成沙粒的堆积。

（5）隐蔽式沙障的防沙原理

该沙障是埋在沙层中的立式沙障，障顶与沙面平或稍露出沙面，因此对地上部分的风沙流影响不大，而它的主要作用是制止地表沙粒以沙纹式移动。隐蔽式沙障起到一个控制风蚀基准面的作用。

2、列举沙障的种类。

带状铺设式

平铺式沙障 按设置方法

全面铺设式

按防沙原理和 高立式沙障

设置方式方法 按高短不同分 低立式沙障

隐蔽式沙障

直立式沙障

透风式

按透风度分 紧密式

不透风式

3、沙障间距大小如何确定?它与哪些因素有关?

（1）间距的确定

一般在坡度小于4°的平缓沙地上，障间距应为障高的15～20倍。一般在地势不平坦的沙丘坡面上障间距的确定要根据障高和坡度进行计算。公式为：

D = K × ctgα

式中，D—障间距离 ； H—障高 ；α—沙面坡度

黏土沙障的间距为2～4m，埂高为15 ～ 20 cm。在风沙危害严重地区最好设成1×1m或1×2m的黏土方格沙障。

（2）影响因素

① 沙障高度：沙障高度大，则沙障间距大；沙障高度小，则沙障间距小。

② 沙面坡度：沙面坡度小，则沙障间距大；沙面坡度大，则沙障间距小。

③ 风力强弱：风力弱处，则沙障间距大；风力强处，则沙障间距小。

④ 沙丘部位：沙丘下部沙障间距大；沙丘上部沙障间距小。

⑤ 沙障结构：透风结构沙障间距大；紧密结构的沙障间距小。

⑥ 地形： 地形简单，则沙障间距大；地形复杂，则沙障间距小。

⑦ 风向： 风向稳定处，沙障间距大；风向易变处，沙障间距小。

4、目前在生产上沙障主要有哪些应用?

① 固定沙丘，为植物固沙创造条件

② 全面铺设

③ 固身削顶

④ 堵口积沙

⑤ 沙丘搬家

5、简述风力治沙概念、意义、原理及常用技术。

（1）概念

风力治沙是以风的动力为基础，人为地干扰控制风沙的蚀积搬运，因势利导，变害为利的一种治沙方法。

从风沙运动规律认识：风力治沙指应用空气动力学原理，采用各种措施，造成沙粒走动或地表风蚀的一种治沙方法。

（2）意义

① 应用地区广泛

② 行之有效的治沙方法

③ 固输结合效果显著

④ 风是沙区的宝贵能源之一

（3）原理

① 辩证统一规律是风力治沙的理论基础

② 非堆积搬运和饱和路径学说是风力治沙的理论基础

③ 伯努利方程的应用

（4）常用技术

风力治沙的基本措施是以输为主，兼有固。固输结合，则效果更佳。

① 以固促输，断源输沙

用可以的治沙方法固定流沙，切断沙源，使流经防护区的风沙流成为非饱和气流，使此处的积沙被气流带走或非堆积搬运形式越过防护区，使被保护物免受积沙危害。

② 集流疏导，增大风力，防止积沙

集流疏导是聚集风力、加大风速、疏导防护区的积沙，防止沙埋危害。最常见的有聚风板，聚风输沙被输地段与主风方向交角成45°～90°。

③ 反折侧导，改变输移方向，避免障后被保护区积沙

沙障方向 < 30°的效果最好

④ 改变地表状况，促进流沙输导

Ⅰ 创造平滑的环境条件

Ⅱ 加大上升力进行输沙，增大粗糙度，增大上下层风速差

Ⅲ 附面层风速变化规律的应用

风速随高度的增加而增大，路基高于周围，风速大，便于输沙

⑤ 将沙丘移动形式的埋压危害变为风沙流形式输移

6、论述防沙治沙实践中植物措施和工程措施各自的优势和应用条件。

（一）优势

（1）工程措施的优势：

见效快，方法容易操作，受气候影响小，适合的立地条件范围广。

（2）植物措施的优势：

① 用植物固沙比较经济，且持续稳定

② 可以改善沙地理化性质，促进土壤形成

③ 沙地植被形成后，可以改善附近地段的生态环境

④ 植物有原生演替和再生能力，可提供饲草、木材、肥料和药材等多种产品

⑤ 植物治沙不仅成本低，效果好，而且还可以产生多种生态效益和经济效益

（二）应用条件

降雨量足够植物生长的地区应以植物直接固沙为主，有必要时辅以工程措施，随着降雨量减少，植物成活难度增大，多半采用工程措施和植物措施相结合的方法；在荒漠极端干旱地区，植物难以生长的地方，就转变成工程固沙为主；当然在有灌溉条件的地方，植物固沙是最好的方法；在水分极其缺乏的广大地区，只能通过工程措施。

7、试用生态学观点说明植物固沙在国民经济建设中的作用。

荒漠化防治工程学复习思考题