农田土壤风蚀中的粉尘释放规律研究及模型构建

我国北方干旱和半干旱地区土壤风蚀过程中释放的粉尘对全球气候变化和粉尘循环具有重要影响，是造成我国北方地区沙尘天气频发和大气颗粒物污染的重要自然过程，但目前的研究程度很低。本项目选择在风蚀严重的河北坝上地区，采用野外观测、风洞模拟与实验室分析相结合的方法，就农田风蚀中的粉尘释放规律及模型构建问题进行深入研究，揭示半干旱区农田风蚀中粉尘颗粒的运动规律，掌握风速、土壤质地、土壤水分和土地利用等因素对农田粉尘释放的影响，确定土壤中粘粒含量与跃移颗粒流量和粉尘释放通量三者之间的关系，建立基于我国北方半干旱区自然环境特征的农田粉尘释放模型。为在更广泛地区开展此项研究提供借鉴，为建立适用于我国自然环境的粉尘释放模型奠定基础，并推动粉尘释放相关研究的发展。

风蚀引起的地表粉尘释放是造成中国北方地区沙尘天气频发和大气颗粒物污染的重要自然过程，但目前的研究程度很低。本项目立足预期研究目标和内容，采用野外观测、风洞模拟与实验室分析相结合的手段，较系统的阐述了农田风蚀中的粉尘释放规律，定量分析了各种风蚀因子对农田风蚀与粉尘释放的影响，初步建立了半经验的农田粉尘释放模型，并提出了一种新的农田粉尘释放量估算方法，为建立适用于中国自然环境的粉尘释放模型打下了良好基础。项目核心成果包括：①农田风蚀中粉尘释放量随风速的变化，粉尘在风蚀物中的含量，近地表释尘质量流量廓线，释尘粒度组成特征；②风速、土壤质地、土地利用方式、地表粗糙度、土壤硬度、土壤湿度、地形起伏等各种风蚀因子对农田风蚀与粉尘释放的影响；③构建了包括主要风蚀因子的半经验的农田粉尘释放模型，并对半湿润区的农田风蚀量和粉尘释放量进行了估算；④提出了基于改进粒度对比法的农田风蚀与粉尘释放量估算方法，并对半干旱区的农田风蚀量和粉尘释放量进行了估算。. 本项研究有助于加深对农田风蚀中粉尘释放规律的认识，为在中国其它地区和地类上开展此项研究提供借鉴，为建立基于中国自然环境特征的粉尘释放模型打下良好基础，并推动粉尘释放理论研究的发展。