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研究植被结构特征对沙粒起动的影响，对全面理解植被-沙粒-气流互馈机制、改进沙尘暴预报模式和完善植物防沙理论有着重要的意义。
本文在环境风洞中用圆柱木棍和塑料管粗糙元模拟密实植被，用细铁丝粗糙元模拟孔隙植被。利用测定不同结构特征(密度、方向比率、高度/间距比和孔隙率)粗糙元床面的风速廓线，获得床面的空气动力学粗糙度，依此研究植被的结构特征对地表空气动力学粗糙度的影响。然后，通过测定不同结构特征粗糙元床面沙粒起动时的风速廓线，得到沙粒的起动摩阻风速，在此基础上，研究植被结构特征和空气动力学粗糙度对沙粒起动的影响。研究得到以下主要结论：
1)当密实植被的密度λ≥0.11时，无量纲粗糙度Z<,0>/h的值继续增大，而不是已有研究者指出的将维持在一个常量(0.05)，但增加趋势相对于λ<0.11时的Z<,0>/h的增加趋势有所减缓。Z<,0>/h与入的线形回归关系为 Z<,0>/h=0.557λ-0.01，(F<,2，21>=553.1，P<0.0001)。
2)密实植被的密度和高度/间距比对地表沙粒起动摩阻风速的影响程度不同。高度/间距比对地表沙粒起动摩阻风速的影响程度大于密度对地表沙粒起动摩阻风速的影响。
3)对于密实植被，只有当植被密度λ>0.3时，地表的起动摩阻风速U*<,t>才大于100 cm·s<'-1>，对应地表的空气动力学粗糙度Z<,0>>13mm。地表空气动力学粗糙度Z<,0>与相应地表沙粒起动摩阻风速U*<,t>的回归关系为： U*<,t>=34.52+16.67Z<,0><'0.557>，(F<,2,21>=180.15，P<0.001)。
4)孔隙率变化对孔隙植被地表沙粒起动摩阻风速有着显著的影响。当植被孔隙率由75％减小到15％时，地表沙粒的起动摩阻风速增大36％。在具有相同直径和高度时，孔隙率P=75％的孔隙植被和P=0密实植被地表沙粒的起动摩阻风速近似相等。 |