土壤风蚀是风对地表土壤的侵蚀、搬运和堆积的过程,是风与地表颗粒相互作用的过程。土壤风蚀破坏地表,造成地表细颗粒物质和土壤养分损失,导致土地沙漠化或贫瘠化。在干旱、半干旱和半湿润地区土壤风蚀尤为严重,一直以来都是国内外学者研究的重点之一。但目前大部分研究都侧重于对裸土、植被覆盖情况下土壤风蚀的研究,对于土垄耕作方式下的土壤风蚀研究尚不多见。因此,本文选择内蒙古自治区正蓝旗地区作为典型区,采集该区域的草原风沙土作为研究对象,设计五种不同土垄间距的垄作方式,通过风洞实验模拟五种摩阻风速条件下的土壤风蚀过程,从而研究总输沙量与土垄间距、风速等影响因子的关系,以及风沙流的垂直结构特征、风蚀物粒度变化规律等,研究结果表明:(1)垄作可以改变地表微地形,增加地表粗糙度,有效地抑制土壤风蚀。不同高度,不同间距的土垄对土壤风蚀的削弱作用不同。(2)风蚀物主要集中于0-30cm高度内的集沙仪中,说明土壤风蚀是一种贴近地表的物质搬运过程。(3)总输沙量与影响因子的关系分析表明,风速、土垄间距对总输沙量有着很大的影响。同一垄距下,随着摩阻风速的增大,总输沙量逐渐增加,只是增加的幅度不同。在摩阻风速为0.34m/s-0.42m/s低风速段时,总输沙量变化不明显,实验样品在土垄间距5H、10H时几乎没有输沙量,而在15H、20H、25H时总输沙量很少;当摩阻风速达到0.51m/s及以上时,5H、10H的总输沙量变化仍旧不太明显,而15H、20H、25H土垄间距的总输沙量则增加较快。对草原风沙土的总输沙量随风速的变化趋势进行了关系拟合,得出土垄间距在5H、10H时,总输沙量与风速的最佳拟合公式为指数函数,土垄间距为15H、20H、25H总输沙量与风速的最佳拟合公式为幂函数,且相关性均比较高。同一摩阻风速下,随着土垄间距的增大,实验样品的总输沙量也在逐渐增加,这与总输沙量与风速的变化规律基本一致。实验样品在风速0.34m/s与0.42m/s时,尽管土垄间距逐渐增大,总输沙量依然变化不大;当摩阻风速达到0.51m/s时,随着土垄间距的增大,总输沙量增加幅度较小;摩阻风速为0.59m/s~0.68m/s时,总输沙量开始大幅度增加。总输沙量随着土垄间距的增大呈指数函数规律增加,相关系数R~2在0.50~0.99之间,两者的相关性较好。(4)由于0.34m/s的摩阻风速太小,输沙量变化不明显无法拟合函数,故只分析了摩阻风速为0.42m/s-0.68m/s的风沙流结构,结果表明:随着摩阻风速与土垄间距的增大,集沙仪中风蚀物的跃移高度均有所增加,五种土垄间距且摩阻风速为0.51m/s时,沙粒的跃移高度基本均达到了50-60cm;随着摩阻风速的增大,各高度输沙量都有所增加,但不同土垄间距的输沙量增加的幅度不同,不同土垄间距的实验样品0-10cm高度输沙量占总输沙量的百分比变化也不同;实验样品在0.42~0.68m/s的摩阻风速下,随着高度的增加,集沙量基本都呈对数函数规律减小。(5)由于集沙量大部分集中在0-30cm高度内,所以只研究了30cm高度内风蚀物平均粒径与风速的关系,结果表明:在同一土垄间距下,随着风速的增加,同一高度处的沙粒平均粒径逐渐增大,但规律不是很好;同一风速下,随着土垄间距的增大,各高度层沙粒平均粒径基本呈增大的趋势;在垄距与风速相同的条件下,风蚀物的平均粒径随垂直高度的分布总体上呈现出减小的趋势;平均粒径在距离地表30cm以上时,大部分实验样品出现了先增大,后减小的情况。这说明,平均粒径随着高度的增加并不是严格按照递减的规律,这与前人关于平均粒径随着高度的增加呈指数函数递减的结论有一定的差异,说明土垄对风蚀物平均粒径垂直变化有一定的影响。