浙江安吉主要植被类型土壤水库库容特性研究

分析了浙江安吉主要植被类型土壤水库总库容、最大有效库容、滞洪库容、兴利库容、死库容等特性及差异,并对影响土壤最大有效库容的因素进行了探讨。结果表明:安吉地区不同植被类型土壤水库容状况有较大差异。灌木林、落叶阔叶林土壤具有较高的总库容、兴利库容、滞洪库容和最大有效库容,表现出较强的贮水能力。裸露地土壤死库容最高,而其他土壤水库容指标都要显著低于有植被覆盖的样地。土壤理化性质、≤1mm细根显著地影响着土壤的最大有效库容。根系及土壤理化性质对土壤最大有效库容的影响,最终是通过改变土壤的孔隙状况来实现的。     

深圳城市绿地土壤水库特征及影响因素

研究深圳城市绿地土壤水库特征及其相关影响因素,为海绵城市建设和城市绿地水土保持提供参考。针对不同类型绿地(交通、公园、小区)在不同深度土层(0—30 cm,30—60 cm)分析了土壤水库特征,并探究了土壤理化性质对土壤水库特征的影响。结果表明:深圳城市绿地土壤死库容及滞洪库容较低,但有效库容较大,约占总库容的68%,这表明深圳城市绿地土壤有较大的水分存蓄空间;交通绿地的总库容及死库容显著高于小区绿地、公园绿地(p0.05),公园绿地死库容显著高于小区绿地(p0.05),说明不同类型绿地的不同利用方式可影响绿地土壤死库容;深圳城市绿地土壤压实较为严重,透气性能差,非毛管孔隙度较低;土壤容重、孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、砂粒含量显著影响土壤水库,改善土壤理化性质能显著提高土壤水库库容;深圳绿地土壤死库容较低,有效库容较大,未来可考虑降低土壤压实、提高砂粒含量、改良土壤理化性质来大幅度提高土壤水库库容。     

不同逆坡耕作强度对干热河谷区坡耕地水蚀的影响

为了研究不同逆坡耕作强度导致的土壤位移对坡面水蚀的影响,以金沙江干热河谷区坡面径流小区为研究对象,在径流小区5°,10°,15°坡面上,进行单宽流量为0.6 m^2/h的放水试验。在10°坡面的下坡位置设置0.05,0.10,0.20 m土层深度,分别代表连续耕作80,69,46年导致下坡位置土壤损失土层变薄情况。通过收集径流小区出口的产流量和产沙量,研究在不同坡度上的不同逆坡耕作强度导致的土壤位移对坡面产流率、产沙率、总流量和总产沙量的影响。结果表明:(1)在10°坡面,耕作年限越长,产流越快,不同耕作强度(年限)的产流率、总产流量、产沙率和总产沙量均表现46年<69年<80年的变化趋势,说明长期逆坡耕作导致的土壤位移加速了坡面水蚀的发生;(2)在耕作69年的坡面,坡度越大,产流越快。在测定坡度范围,产流率、总产流量、产沙率和总产沙量均表现出5°<10°<15°的变化趋势,即坡度的增加明显增大了坡面水蚀;(3)随耕作侵蚀强度的增大,坡面产流率与产沙率间的指数增长关系越显著,而坡度的增大弱化了水沙指数函数关系。研究成果可为揭示干热河谷区逆坡耕作强度和坡度对水蚀的作用机理提供参考。     

土地整理中不同梯田空间配置的水土保持效应

利用WEPP坡面土壤流失模型,基于典型区的土地整理项目状况,模拟不同坡度条件下,梯田空间配置的水土保持效应,通过对坡度、降雨量和梯田层次的设置,分析30种情景模式下,土壤流失量和产沙量的变化规律。结果表明,基于物理过程的WEPP机理模型能够较好地定量模拟土壤在坡面上的流失情况。总体上看,梯田建设对于土壤流失量和产沙量都具有明显的影响：对于土壤流失量来说,梯田调控了土壤在坡面上流失的空间特征,降低了土壤坡面流失情况;对于产沙量来说,梯田建设有效拦截了产沙过程,随着坡度从5°到25°,拦截率从20%上升到84%;对于梯田数量来看,梯田数目越多,土壤流失量越低,但是产沙量变化不大。对比不同坡度和降雨强度,坡度和降雨强度仍是决定性因子。     

东北黑土区冻融、风力、水力交互作用对坡面侵蚀的影响

多种外营力作用的复合侵蚀是东北黑土区坡耕地的主要侵蚀特征,但目前缺乏冻融、风力、水力之间相互作用对复合侵蚀影响的量化研究。基于此,采用室内冻融模拟、风洞试验和降雨模拟试验相结合的研究方法,分析了前期土壤冻融作用对土壤风蚀以及前期土壤冻融和风力叠加作用对后期坡面水蚀的影响。结果表明,前期土壤冻融作用显著增加了后期坡面的风蚀量(P<0.01),在9,15 m/s风速试验条件下,前期土壤冻融作用使土壤风蚀量分别增加1.02,1.44倍;也显著增加了距地表不同高度的风蚀输沙总量(P<0.01),在9,15 m/s风速下前期土壤冻融作用使风蚀输沙率分别增加1.71,1.04倍;前期土壤冻融作用对土壤风蚀的贡献率在2个试验风速下分别为100.0%和140.0%。前期土壤冻融与风蚀叠加作用明显增加了坡面水蚀量。其中,在3°和7°条件下,前期土壤冻融和风蚀叠加作用试验处理的坡面水蚀量较之无前期冻融也无风蚀作用的试验处理分别增加11.9%和20.6%;且在2个坡度条件下前期土壤冻融和风蚀叠加作用对坡面水蚀的贡献率分别为11.9%和20.6%。前期土壤冻融作用减弱了土壤抗侵蚀能力,其中土壤容重减小3.42%,<0.25 mm的风干团聚体增加14.1%,而>1.0 mm的风干团聚体减少15.1%;同时,前期风蚀作用使地表产生了凹痕和条纹等微地形,进一步增加坡面降雨侵蚀和径流侵蚀能力,从而导致前期冻融作用和风蚀共同作用增加坡面土壤侵蚀的严重性。研究结果可为黑土区多营力复合侵蚀防治提供重要科学依据。     

福建闽江上游不同林地类型土壤水库“库容”的特性

 以裸露地为对照,研究木荷林地、杉木林地、封山育林地的土壤水库“库容”组成及其特性,以探讨森林土壤水库的蓄水调水机制。结果表明:木荷林地、杉木林地和封山育林地土壤水库总“库容”,分别为503.95、471.62和451.48mm,分别是裸露地的1.23、1.15、1.10倍;兴利库容分别为326.87、332.21和309.94mm,分别是裸露地的1.23、1.25、1.17倍;死库容分别为114.29、89.60和101.46mm,分别是裸露地的1.11、0.87、0.99倍;防洪库容分别为62.79、49.81和40.08mm,分别是裸露地的1.52、1.21、0.97倍。最大有效库容为389.66、382.02和350.02mm,分别是裸露地的1.27、1.25、1.14倍。不同林地类型土壤水库的“库容”组成,均表现为兴利库容>死库容>防洪库容。与裸露地相比,林地土壤水库“库容”的增加,与林木生长对林地土壤结构的改良作用和林地地表的良好覆盖有关。     

不同土壤坡面细沟侵蚀差异与其影响因素

采用室内纯净水人工模拟降雨试验,在坡度为10°、15°、20°、25°坡面,土槽为5 m、10 m两种规格,对两种土壤((土娄)土与黄绵土)分别进行雨强为1.5 mm min-1,的降雨实验,利用三维激光扫描仪对每一场降雨后的坡面进行监测,分析不同坡度对细沟侵蚀的影响,比较两种土壤坡面细沟侵蚀的差异,以及其差异的影响因子.结果表明:(土娄)土土壤颗粒以粉粒与黏粒为主,粉粒占总质量的64.12％,黏粒为28.42％.黄绵土的土壤颗粒以粉粒为主占总质量的67.95％,黏粒与沙粒含量较少,黏粒占14.52％,沙粒占17.53％.在相同条件下,(土娄)土降雨过程中人渗缓慢,产流时间、坡面流速均快于黄绵土,跌坎出现时间也较早,使其更容易产生细沟.(土娄)土的径流量高于黄绵土,在降雨过程中,径流稳定时间较早.(土娄)土侵蚀量高于黄绵土,(土娄)土产沙率呈增加趋势,黄绵土含沙量变化不明显.从坡面细沟发育来看,(土娄)土坡面细沟成平行状分布,黄绵土细沟为较宽树枝状.     

生产建设项目弃土堆置体下垫面仿真模拟标准化参数

室内模拟降雨实验是进行生产建设项目人为弃土水土流失特征研究的重要方法。为了使实验下垫面设计更加科学合理,实验结果应用范围更加广泛,通过对陕西关中平原区和秦巴山区各类生产建设项目弃土堆置体的实地调查,结合室内实验,运用经典统计学有关原理对堆置体的坡度、坡长、坡面物质组成进行统计分析。结果表明:秦巴山区生产建设项目弃土堆置体在不同坡面位置上,块石和土壤结构体的含量均明显大于关中平原区;两研究区内细粒土含量极少且均未超过2%;块石和土壤结构体重力分选作用明显,D<10mm的坡面物质在不同坡位的含量数据变化较小且无明显规律;因此在室内进行下垫面仿真设计时,对D<10mm的坡面组成物质可不考虑坡面位置的差异性。两研究区内弃土堆置体坡度多集中在26°～35°之间,贡献率分别为90.2%和88.8%;弃土堆置体坡长多集中在2～8m之间,贡献率分别为100.0%和79.4%。因此,在室内进行下垫面仿真设计时应重点对上述坡度、坡长范围进行实验测试。     

放水冲刷条件下紫色土细沟侵蚀特征

细沟侵蚀对于坡面侵蚀量的贡献很大.以长江中上游典型侵蚀性土壤紫色土为研究对象,采用变坡限定性细沟径流土槽放水冲刷试验,研究不同流量、坡度和坡长情况下,紫色土细沟侵蚀特征.结果表明:相同坡度和流量情况下,清水流速大于浑水流速,坡度和流量影响流速的变化;不同流量情况下,5 °坡面流速随坡长增大变化幅度很小,基本稳定.15°和23°坡面流速呈现随坡长增加而减小的趋势,并趋于稳定.在给定的坡度和流量条件下,产沙量随着坡长的增加而增加,但增加的幅度越来越小,且趋近一个稳定值.5 °坡面含沙量稳定所需的坡长在5、15和25 L/min情况下,分别为7、5和5m.15°和23°坡面在5和15 L/min情况下,含沙量稳定所需的坡长分别为7和6m,25 L/min情况下坡长到试验坡长10m时,含沙量还没稳定,含沙量与坡长成对数函数关系.其研究结果为紫色土坡面侵蚀物理模型的建立提供参数支持.     

我国北方山区坡地分布规律研究

坡度和海拔是制约山区土地利用至关重要的影响因子。基于SRTM-DEM数据对北方山区的坡度和海拔信息进行提取和分级,通过叠加分析,研究了山区各级坡地在不同海拔带下的面积分布变化规律。结果表明:北方山区坡度25°的土地面积为3 061 639.8 km2,占北方山区总面积的89.47%;坡度2°—6°的缓坡地和6°—15°的坡地分别占山区总面积的38.23%和28.69%,其中分布在海拔1 500 m以下的土地分别占各自面积的79.80%和73.41%;同坡度级不同海拔带下坡地分布面积的变化表现出分阶梯起伏的规律,其中6°—15°和15°—25°的坡地表现尤为明显。     

黑土坡面土壤团聚体组成特征研究

通过对径流小区坡面土壤团聚体含量的分析,探讨了不同坡度条件下,黑土坡耕地土壤团聚体的组成及分布规律。在3°～18°的坡面上,土壤大团粒和中团粒含量与坡度呈显著负相关关系,并且随坡度的增加,土壤团聚体的几何平均直径(GMD)与平均重量直径(MWD)均显著减小,土壤抗蚀性下降,潜在侵蚀危险程度增大。与免耕平作相比,在3°～6°缓坡上,横坡垄作方式的土壤团聚体D50值大;而9°坡面上部,横坡垄作的D50值大,坡下部免耕平作的D50值大。表明黑土区缓坡耕地采用横坡垄作方式有利于土壤团聚体的保持;9°以上坡耕地,免耕平作方式坡下部土壤抗蚀性较强。     

紫色土坡地犁耕方向对耕作侵蚀的影响

采用磁性示踪法测定等高犁耕、向下犁耕和向上犁耕的耕作位移和土壤位移量,定量评价耕作方向对牛拉犁耕作侵蚀的影响,比较四川紫色土区牛拉犁常用的等高犁耕与上下坡交替犁耕的耕作侵蚀强度。结果表明:在研究区土壤和牛拉三角铧式犁耕作条件下,向下犁耕的耕作位移明显大于向上犁耕和等高犁耕,坡度对向下犁耕土壤位移量影响显著,而对向上犁耕和等高犁耕影响较小;等高犁耕和上下坡交替犁耕引起的土壤位移量分别为40.97~70.42kg/m和0.68~34.58kg/m;耕作方向由等高犁耕改为上下坡交替犁耕可显著减小耕作侵蚀,当坡度为10%时,耕作侵蚀可减少98.5%,当坡度为40%时,耕作侵蚀可减少33.3%。对于紫色土区牛拉犁耕作,上下坡交替犁耕是减少耕作侵蚀和防治土壤退化的一种行之有效的方法。     

降雨、汇流和坡度对黑土浅沟坡面侵蚀影响的试验研究

[目的]为研究降雨、汇流和坡度对浅沟侵蚀的影响,实施精确的水土保持措施。[方法]通过室内模拟降雨和汇流试验,设计2个降雨强度(50,100 mm/h)和2个坡度(3°,7°),并在4种降雨强度和坡度组合下设置5个依次增加的汇流强度(15,30,45,60,75 L/min),分析降雨、汇流和坡度及其交互作用对浅沟坡面侵蚀的影响,明确浅沟侵蚀对坡面侵蚀的贡献。[结果](1)坡度和汇流强度对浅沟坡面侵蚀的影响均大于降雨强度。当降雨强度由50 mm/h增加到100 mm/h时,3°和7°对应的坡面侵蚀量分别增加52.3%～81.8%和29.4%～88.4%;而当坡度从3°增大到7°,50,100 mm/h降雨强度对应的坡面侵蚀量分别增加114.3%～395.5%和130.0%～320.9%;当汇流强度由15 L/min增加至75 L/min,坡面侵蚀量增加4.6～13.5倍。同时,汇流强度的增加加剧坡度对坡面侵蚀的作用,而减弱降雨强度对坡面侵蚀的影响。(2)降雨、汇流、坡度双因子和三因子交互作用对浅沟坡面侵蚀的影响以汇流强度—坡度交互作用和降雨强度—汇流强度—坡度三者的交互作用的影响最大,其...     

坡度对坡面土壤矿质氮素水蚀流失负荷的影响

坡度是影响坡面水土流失和土壤养分流失过程的重要因素。室内模拟降雨试验表明,当坡长一定时,不仅土壤侵蚀量存在一个“侵蚀临界坡度”,土壤矿质氮流失量随坡度变化也存在一个“养分流失临界坡度”。试验测定这2个临界坡度均在15°～20°之间。土壤矿质氮地表流失以随地表径流流失为主,约占总流失量的99%。坡面矿质氮总流失量的96%为硝态氮,硝态氮对径流中矿质氮总量的贡献率明显高于在侵蚀泥沙中的贡献率。采取一定的截流措施是控制坡面矿质氮流失的关键。     

磁性示踪条件下坡面土壤侵蚀产流、产沙及侵蚀空间分异特征

在10°,15°,20°坡面上布设磁性示踪剂,通过模拟降雨(60mm/h)研究坡面土壤侵蚀产流、产沙及侵蚀空间分异特征。结果表明,随着坡度增大,坡面产流、产沙量递增;坡面坡度越大,达到稳定产流、产沙的时间点越靠后。10°坡面土壤磁化率降幅以上坡位最大,中坡位其次,下坡位最小;随着坡度增大,坡面土壤磁化率降幅以下坡位最大,中坡位其次,上坡位最小。坡面磁化率变化表明,10°坡面上坡位受到的土壤侵蚀最严重,在15°和20°坡面下坡位土壤侵蚀强度加大。     

聚丙烯酰胺对凹凸型坡土壤侵蚀影响的室内试验

通过室内人工模拟降雨试验,研究了聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)施用量(0、0.5、1.0和2.0 g/m2)对凸型坡(上、下坡坡度分别为5°、10°、15°和20°、25°)和凹型坡(上、下坡坡度分别为20°、25°和5°、10°、15°)土壤侵蚀规律的影响。结果显示,无PAM应用时,凹型坡或小坡度凸型坡(上坡坡度为5°)径流含沙量随降雨历时逐渐减小,而大坡度凸型坡(上坡坡度≥10°)径流含沙量在降雨过程中会急剧增大。凸型坡平均土壤流失量是凹型坡的8.4倍。PAM应用显著增大了凹型坡和小坡度凸型坡径流含沙量和土壤流失量(P0.05),但减小了大坡度凸型坡土壤流失量。PAM应用后,土壤流失量与坡度大小无明显关系,此时凸型坡平均土壤流失量为凹型坡的1.2倍。在生产实践中PAM可用于控制较陡(≥10°)凸型坡的土壤流失。     

东北黑土区垄向的分布及其对土壤侵蚀的影响

垄作是东北黑土区一种非常普遍而重要的耕作制度,垄作方向(垄向)的分布及其水土保持作用研究,对于了解和改进黑土区的水土保持状况具有非常重要的意义。以典型黑土区东缘的宾县为研究区域,采用分层抽样的方法,提取了168个野外调查单元,通过野外实地调查和室内数据分析,研究了东北黑土区农地的地面坡度分布、垄向分布和垄向坡度分布,在此基础上根据不同坡度条件下的坡度因子公式求出农地的坡度因子和垄向坡度因子,探讨垄向的水土保持作用,得到以下研究成果:黑土区农地平均地面坡度为2.96°;黑土区中占农地75%的坡耕地中,顺坡耕作趋势明显,斜坡耕作非常普遍,随着垄向与等高线之间夹角的增大,坡耕地所占的比例也逐渐增大,垄向角在0°～15°间的坡耕地所占的比例约9.7%,仅为75°～90°间的一半左右;采用垄向坡度后,平均坡度为2.15°,仅为原来地面坡度的72%,坡度明显减小;在目前的垄作情况下,其水土流失量仅为顺坡耕作下的60%。上述研究表明:在东北黑土区,可以通过调整垄作方向而改进目前较严重的水土流失状况。     

固原试区综合治理减沙效益观测初报

固原县上黄试区径流小区建立4年来,获得37次起流降雨记录,共1272个数据;还建立了综合治理与不治理的对比观测区,1988年也获得记录。经初步整理,得出坡度、坡长、不同植被、不同雨强与水土流失量的关系,如坡度大于25°时,流失量并不一定随坡度的增加而增加;坡长在40m时,流失量达最大值;草灌乔地土壤流失量较农地减少60—90%以上;不同雨强对流失量影响极大。对比观测区初步结果是综合治理的比不治理的减沙83.3%;根据小区数据估算,全试区15km²减沙61.0%。     

地形因子对紫色土坡耕地土壤侵蚀作用的试验研究

地形因子在坡耕地土壤侵蚀过程中起着重要作用,重庆市紫色土坡耕地的地形具有坡度陡、坡长短的特点。该文采用野外人工模拟降雨方法研究了不同地形因子条件下紫色土坡耕地的产流产沙特征,结果表明:(1)径流输沙率过程与雨强变化表现为具有一定相关性和一致性的动态响应过程,随着坡长增加,产流量增加很快,4m坡长的产流量约为2m坡长的2.7倍;在20.6°坡度以下,随着小区坡度增大,产流量以接近直线的关系增长,在20.6°时产流量增加到最大。(2)相同坡长小区不同降雨条件下的产沙量存在一定波动性,相同坡度和降雨下4m坡长小区的产沙量约为2m小区的1.3倍,经推导,4m坡长坡耕地径流输沙率大致为2m坡长的0.48倍。(3)在相同坡长条件下,坡度与土壤流失量可拟合为二次多项式关系,紫色土坡耕地土壤侵蚀的临界坡度约为22°。研究成果可为重庆市三峡库区坡耕地水土流失量预测和坡耕地综合整治提供参数和依据。     

丹江口库区不同坡度对土壤肥力特征的影响

丹江口库区是典型的农业区域,随着库区社会经济的发展,农业生产对库区生态环境的影响不断提升,掌握土壤肥力特征及坡度对其的影响,为优化丹江口农田土壤质量和提高养分效率提供科学依据。选择丹江口库区淅川县为研究区,基于不同坡度下采集160个土壤样点进行调查和综合分析,可定量地评估农田坡度对土壤肥力的影响。结果显示,淅川县农田土壤养分处于中等水平,与全量养分相比,土壤有效养分变异系数较大,土壤有效磷和碱解氮分别为1.10和0.40;不同坡度条件下,农田土壤肥力指标存在显著性差异,与10～15°农田相比,0～5和5～10°农田有机质含量分别增加27.1%和17.2%,且0～5和5～10°农田土壤有效磷含量分别增加52.7%和115%,有效磷流失较为严重;结合CCA分析表明土壤肥力指标能较好地响应土壤坡度变化程度。因此,研究区10°的农田土壤的养分易淋溶,水土流失严重,原因是土壤有效磷具有流失风险,为了维持丹江口库区生态平衡,应将10°的农田区域作为土壤改良重要区域;将0～10°农田区域作为灌河流域土壤质量管理的重点对象。