红崖山地区风力侵蚀影响因子分析

［关键词］ 风力侵蚀；动态监测；风蚀因子；气象因子；相关性分析

［摘 要］ 以武威市民勤县红崖山地区为研究区，根据2018—2020年红崖山水库风蚀监测站监测数据，采用Excel 2016、Origin 2019、SPSS 22.0等软件分析降尘量、风蚀深度、输沙率、风速、降水量、蒸发量、土壤含水量的变化情况，探究主要风蚀因子与各气象因子的相关关系。结果表明，红崖山地区风蚀深度与蒸发量、相对湿度具有显著相关性，与风速具有极显著相关性；降尘量与降水量之间呈极显著负相关，与蒸发量和风速之间呈极显著正相关；输沙率与降水量呈极显著负相关，与风速呈极显著正相关。因此，民勤县风蚀防治应重点考虑风速的影响，加强防风林、沙障等建设，减轻风力侵蚀强度。

［中图分类号］ S157  ［文献标识码］ A  ［文章编号］ 1000－0941（2023）05－0058－04

近年來全球土壤侵蚀加剧，由此带来的水土资源破坏，农田、草原退化，耕地生产力下降，严重威胁到人民群众的生产生活，制约了社会经济的可持续发展[1]。尤其在干旱、半干旱地区，受过度开垦、耕作等人为因素影响，原本较为平衡的生态系统遭到破坏，植被生长量逐渐减少，生态环境不断恶化。民勤县隶属甘肃省武威市，位于河西走廊东北部、石羊河流域下游，东西北三面被腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠包围，风力侵蚀严重，是四大沙尘暴策源地之一[2]，被列入国家“两屏三带”重点生态功能区的北方防沙带，是全国防沙治沙重点县。本研究选择武威市民勤县红崖山地区为研究区，根据2018—2020年红崖山水库风蚀监测站监测数据，采用Excel 2016、Origin 2019、SPSS 22.0等软件，分析降尘量、风蚀深度、输沙率、风速、降水量、蒸发量、土壤含水量的变化情况，探究主要风蚀因子与各气象因子的相关关系，以期为风力侵蚀研究和民勤县生态保护提供参考。

1 研究区和监测点概况

民勤县南依武威，西毗镍都金昌，东北和西北面分别与内蒙古阿拉善左、右旗相接，属温带大陆性干旱气候区，冬冷夏热，降水稀少，光照充足，昼夜温差大，年均降水量113.2 mm，年均蒸发量2 675.6 mm，昼夜温差14.3 ℃，年均气温8.8 ℃，年日照时数3 134.5 h，年无霜期152 d。气候条件恶劣，冬春季大风极易引发强沙尘暴，每年发生沙尘暴28次，其中黑风暴5次，严重的风力侵蚀给农业生产和人民生活造成了严重损害[3-4]。

红崖山水库距民勤县城30 km，是一座沙漠洼地蓄水工程，有“亚洲最大沙漠水库”之称，维系着甘肃民勤绿洲内 30 多万人的生存用水。该水库处在两大沙漠的包围中，气候干旱少雨，沙尘暴频频发生，周边星罗棋布的沙丘以3～4 m/a的速度从西、北两面向水库推进[4]。目前库区泥沙总淤积量已达3 000万m3，严重威胁到库区安全[4]。为加强风力侵蚀研究、保护人民赖以生存的绿洲，2010年在红崖山水库北侧1 km处建设了1处风蚀监测站，又于2019年对其进行了全面升级改造，调试正常后运行至今。监测站四周布设有长200 m的正方形刺丝围栏，站内修筑有1条长500 m、宽4 m的砂砾石简易观测道路（铺压砾石厚度15 cm），道路两侧布设有宽5 m的麦草方格网沙障，以保护设备正常运行。监测站内监测设备有小型气候观测站、土壤湿度温度监测仪、降尘塔（集尘缸）、测钎观测点、集沙仪等，能够监测温度、风速、降水量、土壤含水率、降尘量、风蚀深度等，基本满足当地风力侵蚀研究需求。

2 监测方法

监测点采用集尘缸法、定位插钎法、集沙仪法等对降尘量和风蚀深度、侵蚀模数、输沙率、风速、降水量、土壤含水率进行观测[5]。除日常监测外，还在风速≥8 m/s、降雨时进行加测，每月进行监测小结，年底编制全年监测总结报告。

3 监测结果与分析

3.1 气象因子等监测结果

2018—2020年主要监测数据显示，民勤县红崖山地区年均降水量为126.2 mm，降水量年内分布主要集中在7—9月，冬春季节较少； 黄惜春：红崖山地区风力侵蚀影响因子分析年均蒸发量为2 646 mm，蒸发量年内分布大致呈1—6月逐渐增加、6—12月逐渐减少的趋势，1月和12月最少；平均风速2.6 m/s，年度间变化较小，平均风速在10 m/s以上的大风天气有3～7个月，最大风速为13.4 m/s；相对湿度每年三四季度较高、一二季度较低，说明上半年较为干燥，容易造成风力侵蚀；受降水量分布影响，通常在7—8月出现土壤含水率峰值，土壤含水率年内分布呈现先增加后减少的趋势。

3.2 风蚀因子监测结果

2018—2020年主要风蚀因子监测结果显示：降尘量季度变化较为明显，表现为冬春季降尘量较多，夏秋季降尘量明显偏少，这主要与该地区冬春季节易发生沙尘暴有关；风蚀深度呈现逐年减少的趋势，与近年来实施的小流域综合治理、麦草方格压沙等措施有关，此外由于冬春季节降水少，土壤蓄水保墒能力差，特别是多大风天气，因此风蚀深度明显增加；输沙率年度间变化不大，平均输沙率最低的为夏秋季，也与降水量增多、相对湿度增大有关。

3.3 风蚀因子与各气象因子的关系分析

（1）风蚀深度与各气象因子的相关性。根据2018—2020年相关数据，分析风蚀深度与主要气象因子，即降水量、蒸发量、相对湿度、风速之间的相关性，结果见表1。可以看出，风蚀深度与蒸发量、相对湿度具有显著相关性（P<0.05），与风速具有极显著相关性（P<0.01），即风速越大，风蚀深度越深。结果表明在红崖山地区，风速是影响风力侵蚀最主要的因素。

（2）降尘量与各气象因子之间的相关性。分析降尘量与降水量、蒸发量、相对湿度、风速之间的相关性，结果见表2。可以看出，降尘量与降水量之间呈极显著负相关（P<0.01），与蒸发量和风速之间呈极显著正相关（P<0.01）。降水量越多降尘量越小，原因是降水能够净化空气，抑制地表扬尘，避免风蚀的产生；当土壤水分蒸发量较大时，土壤相对比较干燥，土壤表面小沙粒容易脱离地表，在风力的作用下发生运移。

（3）输沙率与主要气象因子之间的相关性。分析输沙率与降水量、蒸发量、相对湿度、风速之间的相关性，结果见表3。可以看出，输沙率与降水量之间呈极显著负相关，与风速之间呈极显著正相关。表明研究区输沙率受降水量、风速影响较大，即随着风速增大，输沙率逐渐增大。红崖山地区常年大风日数较多，风蚀较为严重，输沙率较大，与分析结果相吻合。

4 结语与讨論

对红崖山地区风蚀监测站2018—2020年监测数据进行分析整理，结果表明民勤县风蚀防治应重点考虑风速的影响，特别是加强防风林、沙障等建设，减轻风力侵蚀强度。在具体措施上，应对各地貌单元进行全面规划、综合治理，实行改造与利用相结合，因地制宜，因害设防；工程措施与生物措施相结合，造林种草与保护巩固现有植被相结合；“造、管、封、阻”并重，以“工程治沙+义务压沙+自然修复”为主，采取“稻草网格沙障+人工营造混交林”的模式，推进沙化土地治理。比如，民勤县结合实际研究出采用柴草、植物枝条和席笆、黏土等在沙丘上插成或铺成格状/带状立式拦沙障的做法，既能削弱风力，又能提高地表粗糙度。

民勤处于国家生态安全战略格局中“北方防沙带”的中心、“一带一路”经济带上，是捍卫河西走廊乃至西北地区生态安全的重要屏障。红崖山水库是民勤县唯一的水利调蓄工程，支撑着民勤绿洲的生存与发展，是沙乡人民的命脉。为了保护赖以生存的绿洲，民勤县设立了红崖山水库监测站，配备了先进的监测设备和专职监测人员，随着监测数据的充实完善，未来将为当地水土保持工作提供科技和理论支撑。由于监测时间较短，加之在分析气象因子和风蚀因子之间的关系时没有进一步分离人类活动的影响，因此后续将进一步加强这方面研究。

[参考文献]

[1] 史志华，刘前进，张含玉，等.近十年土壤侵蚀与水土保持研究进展与展望[J].土壤学报，2020，57（5）：1117-1127.

[2] 段伯隆，刘新伟，郭润霞，等. “3·15”北方强沙尘暴天气成因分析[J].干旱气象，2021，39（4）：541-553.

[3] 许东蓓，任余龙，李文莉，等.“4·29”中国西北强沙尘暴数值模拟及螺旋度分析[J].高原气象，2011，30（1）：115-124.

[4] 黄惜春，王立.关于武威市水土保持工作的实践与思考[J].中国水土保持，2021（10）：64-67.

[5] 王仁德，李庆，常春平，等.土壤风蚀野外测量技术研究进展[J].中国沙漠，2019（4）：113-128.

［作者简介］ 黄惜春（1991—），男，甘肃环县人，硕士，主要从事水利规划和水土保持工作等。

［收稿日期］ 2023-02-25

（责任编辑 李杨杨）