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东北黑土区是我国水土流失严重区域之一,除水蚀外,风蚀也较为严重,对区域粮食生产造成了严重的威胁。土壤风蚀是土壤在风力作用下剥蚀、分选、搬运的过程,是干旱、半干旱地区面临的一个重大环境问题。土壤风蚀导致土壤质地变粗,结构变坏。我国风蚀研究主要集中于干旱和半干旱的陕西、内蒙古、甘肃等省区,对东北黑土区研究较少。集沙仪是土壤风蚀监测的主要设备,但现有集沙仪主要用于沙地监测。本研究通过对BSNE集沙仪的改进,并将其用于黑土农田进行风蚀监测,以直观获取东北黑土区农田风蚀数据,定量研究黑土农田风蚀特征及其规律,旨在为黑土农田风蚀评估提供科学依据。取得主要研究成果如下:(1)BSNE集沙仪不适用于黑土农田风蚀监测。观测期内BSNE集沙仪对传统耕作农田和秸秆覆盖农田收集到的风蚀物为0.13-0.44 g,收集量较少,不能反映黑土农田风蚀的真实结果。BSNE集沙仪内部阻风挡板(大孔隙筛网)结构不适合多以土壤粘粒(<0.002 mm)和粉粒(0.002-0.02 mm)为主的东北黑土农田的风蚀观测。(2)改进后的HT集沙仪可较好地收集和保存农田小颗粒的泥沙。BSNE集沙仪的集沙盒内部阻风挡板由大孔隙筛网结构改进为逆向百叶窗式结构,提高了集沙仪对小粒径土粒的保持能力和收集能力。试验结果表明,HT集沙仪可降低不同粒径土粒在不同风速下的损失率,当风速达20 m·s-1时,小于0.075 mm粒径的土粒损失率从88.6%降为1.4%,而较大粒径土粒损失率接近0,因此HT集沙仪更适合多以土壤粘粒和粉粒为主的东北黑土农田的风蚀观测。(3)量化黑土农田风蚀及其特征。2016年和2017年海伦市风速观测表明,黑土农田风蚀主要发生期为四月和五月。观测期内传统耕作农田的0.2、0.5、1.0、1.5和2.0 m高度单位面积跃移量分别为4.76、6.93、1.63、1.38和1.09 kg·m-2,离地2 m高度的单位面积沉降量为0.12kg·m-2,地表单位面积蠕移量为19.18 kg·m-2,单位面积蠕移量显著高于单位面积跃移量和单位面积沉降量,说明黑土农田风蚀是以蠕移为主、跃移和沉降为辅的形式。相较于传统耕作农田,秸秆覆盖农田有效增加土壤含水量11.71%,分别减少土壤风蚀跃移量、沉降量和蠕移量13.11%、40%和39.41%,说明秸秆覆盖免耕耕作方式可有效减轻风力对黑土农田地表的影响,抑制风蚀的发生。