风力侵蚀
风力侵蚀winderosion风力剥蚀、搬运和聚积土壤及其松散母质的过程。简称风蚀。
基本信息
- 中文名
风力侵蚀
- 外文名
Wind erosion
- 影响
环境污染
- 发生地
亚洲、非洲、大洋洲、美洲
简介
它吹失土壤耕作层中的细土、养分,使心土甚至岩石裸露,降低土地生产力;在种植季节使种子裸露,或对幼苗产生机械损害;所产生的尘埃土沙进入大气,还造成环境污染。风蚀发生在亚洲、非洲、澳洲、美洲各大陆的干旱和半干旱地区。在中国,主要发生在新疆、内蒙古、陕西北部、辽宁、吉林、黑龙江西部等地区。
影响风蚀的因素
就世界范围而言,风蚀的活动与干燥而多风的气候有密切关系。这种气候条件又与纬度、大气环流、沿岸寒流和高山阻隔湿润气流等多种因素有关。就局部地区和具体情况而言。
影响风蚀的主要因素有:①气候。包括风、降水、温度和湿度等因素。风的因素包括风速、风向、吹袭持续时间和湍流的程度等。通常风速越大,持续时间越长,风的涡动性越强,土壤的风蚀强度越烈。同时,这些因素又加速土壤水分蒸发,使其变干而加剧风蚀。降水、湿度、温度等因素都直接影响风蚀的严重程度。②土壤。干燥而松散的砂土、砂壤土和失去结构的粘土最易受风蚀。土壤中水稳性团粒结构抗风蚀的能力较大,松散无结构的土壤如黄土,最容易引起风蚀。
土壤的抗风蚀性能也与土壤的粒度和土块大小有密切关系。抗蚀性土壤的可代换性钙的饱和度一般倾向于增多。土壤的pH数值高的一般易受风蚀。③植物。可增加地面粗糙度,削弱贴近地面的风沙流速度,减小风力吹蚀和搬运的能力。植物覆盖地面,使气流不能直接作用于砂质地表,防止了风的吹飏作用;同时也使阳光不能直接照射地面,从而减少了沙丘表层水分的蒸发,加强了砂粒间的团聚力。植物枯枝落叶的堆积,使地面有机质逐渐增多,促进了成土作用。④人为因素。长期粗放的耕作,过度的放牧、樵采,以及其他掠夺式利用风沙地区的土地、草原,都会促进风蚀的发展。
和风力沉积的区别
风力侵蚀指风力剥蚀、搬运和聚积土壤及其松散母质的过程。简称风蚀。它吹失土壤耕作层中的细土、养分,使心土甚至岩石裸露,降低土地生产力;在种植季节使种子裸露,或对幼苗产生机械损害;所产生的尘埃土沙进入大气,还造成环境污染。风蚀发生在亚洲、非洲、澳洲、美洲各大陆的干旱和半干旱地区。
在中国,主要发生在新疆、内蒙古、陕西北部、辽宁、吉林、黑龙江西部等地区。风力沉积是指在风的行径途中,由于携带物自身重力而沉降下来,一般不受地形限制.流水沉积作用是因为水流速度的减慢和水流量的减小造成的,黄土高原是风力搬运,沉积的结果沙丘也是在搬运途中沉积下来的。
风沙移动规律
风对地表所产生的剪切力和冲力引起细小土壤从团粒或者从土块分离,称为风的磨蚀作用;继之土粒或砂粒被风带走,称为搬运作用;当风速降低之后土粒或砂粒从空气中沉降下来,称为沉积作用。这3种作用相互联系、相互影响。风蚀的强度受风力强弱、地表状况、粒径和比重大小等综合因素的影响。当气流的上升力和冲击力大于土粒或砂粒的重力和颗粒间的相互联结力并能克服地表的摩擦力时,土粒或砂粒就被卷入气流,随风运行。
这种挟裹大量土砂粒的气流称为风沙流。形成风沙流之后,风对地表的冲击力和磨蚀作用就显著加强,能将更多的土粒从土块和团聚体里搬走。土砂粒开始起动的临界风速,因粒径和地表状况等具体条件而有差别。但通常把细粒砂开始起动的临界风速5米/秒称为起沙风。
形式
风力对土砂粒的吹移搬运,因土砂粒的大小和质量不同,出现3种运动形式:①风扬。土砂粒中粒径小于0.1毫米的粉砂、粘砂,重量极小,可被风卷扬至高空,随风运行。②跃移。粒径在0.25~0.5毫米的中细粒砂,受风力冲击脱离地表,升高到几厘米的峰值后,在该处风就给砂粒一个水平加速度,使之在风力及其本身重力双重影响下,以两者合力方向,沿着平滑的轨迹急速下降。这时的砂粒带着较大的能量撞击地表,使原来不易为风力所移动的较大一些粒子产生移动。③滚动。粒径0.5~2毫米的较大颗粒,不易被风吹离地表,但可在风力作用下沿沙面滚动或滑动。在这3种移动方式中,以跃移和滚动为砂粒移动的主要方式。
从重粘土到细砂的各类土壤,滚动占全部土沙移动量的7~25%,跃移占55~72%,飞扬占3~28%。砂土粒在风沙流中的分布状况称为风沙流结构,其基本规律是风沙流中含沙量的垂直分布随高度增加而减少,绝大部分砂粒是在贴近地面的30厘米高程内、特别是在0~10厘米高程的气流中输移。风速增大,输沙量显著增加。
气流中的输沙量,从风蚀起点开始逐渐增加,当含沙量达到饱和时,就发生堆积。由风蚀起点到砂粒跌落堆积的一段距离称饱和路径长度。地表结构粗糙度对饱和路径长度有决定性影响。地面粗糙度增大,气流运行速度受到阻碍,附面层发生分离形成涡旋,可降低近地面层的风速,从而削弱气流输沙的能量,使无力载输的砂粒跌落在障碍物附近,形成沙堆。沙堆又成为风沙流运行的障碍,在沙堆的背风区发生附面层分离,砂粒不断在此堆积,使背风面坡度变陡,达到30°~40°最大休止角后,砂粒滑坍,出现落沙坡,形成雏形新月形沙丘。
随着沙丘丘体的增大增高,附面层分离加强,涡旋强度加大,落沙坡扩大,发展成新月形沙丘。就一个沙丘体而言,沙丘迎风面的中下部的风蚀区,而上部沙丘顶为堆积区,蚀与积的转化受迎风面坡长和饱和路径长度的影响。在常年主风作用下,沙丘顶部不断积沙,落沙坡滑坍落沙,背风面不断堆积,如此反复进行,可使沙丘辗转移动。移动的速度与主风速及输沙量的大小成正比而与沙丘高度成反比,同时还受沙丘密集程度、沙丘水分、植被状况和次风向等因子的影响。沙丘移动主要发生在风季,其移动值往往占全年移动值的60~80%,单向风作用下的沙丘比多向风作用下的移动速度快。