冻融循环作用对黑土团聚体破碎机制的影响

为探究冻融循环作用对黑土团聚体抵抗不同破坏作用能力的影响,以黑龙江省典型黑土耕作层土壤为研究对象,通过LB法的3种不同破碎处理,分析冻融循环次数、初始含水量对不同初始粒级土壤团聚体稳定性的作用机制。结果表明:冻融循环作用对1～2,2～3,3～5 mm不同粒级团聚体稳定性有显著影响(P0.05),其稳定性均呈现为湿润振荡(WS)慢速湿润(SW)快速湿润(FW),快速湿润(FW)处理对黑土团聚体稳定性的破坏作用最大,而慢速湿润(SW)和湿润振荡(WS)破坏作用较小。同时,初始含水量和冻融循环次数对3种不同粒级团聚体的快速湿润平均重量直径(MWD_(FW))、慢速湿润平均重量直径(MWD_(SW))、湿润振荡平均重量直径(MWD_(WS))均具有极显著影响(P0.01)。随着冻融循环交替次数的增加,0.2 mm的大团聚体破碎而小团聚体(0.2 mm)含量增加。初始含水量对于2～3,3～5 mm粒级团聚体具有破坏作用,而对1～2 mm粒级团聚体有助于改良团聚体结构,增大团聚体稳定性。     

植被毯措施对黑土农田浅沟侵蚀的防护效果研究

为了探究植被毯在植被恢复早期的浅沟侵蚀防护效果,并为黑土农田浅沟治理提供科学依据。以黑土耕作层土壤为研究对象,通过室内模拟汇流冲刷试验,定量分析了植被毯在不同汇流强度下对农田浅沟侵蚀产流产沙的影响。实验结果显示:在小于30 L/min汇流强度时,植被毯措施可减少16.23%的径流和80%以上的产沙。当汇流强度增大到40 L/min时,植被毯措施减沙效益由82.19%下降到26.63%,而减流效益由15.74%减少到1.63%,基本无减流效果。继续增加汇流强度达到50 L/min时,植被毯措施的减沙效果进一步下降,并最终失去防护作用。研究表明植被毯措施在一定汇流强度下能够有较好的减流减沙作用,且其减沙作用明显高于减流作用。因此,一定条件下,可以有效防治浅沟的进一步侵蚀,且对于改善草被前期生长及生态环境有一定帮助。     

农田浅沟中不同植物的水土保持效果和机理分析

为探究不同植物在东北黑土地区农田浅沟中的水土保持效果，建立裸坡(LP)和种植有紫花苜蓿(V₁)和马蔺草(V₂) 2种植物的坡面浅沟模型，通过在浅沟内模拟上方汇水，进行不同植物覆盖下的浅沟坡面水力侵蚀试验，分析产流产沙特征及水动力学参数时空变化特征。结果表明：(1)相同流量下产流时间为裸坡<紫花苜蓿<马蔺草，产流时间延长，下渗量明显增大，紫花苜蓿(61%)的减沙效果显著优于马蔺草(29%),但紫花苜蓿(33%)减流效果弱于马蔺草(38%)。(2)相同流量下，紫花苜蓿的水力摩擦系数(f)(2.3)高于马蔺草(0.8),同时紫花苜蓿的平均流速(u)略低于马蔺草，弗劳德数(Fr)表现为紫花苜蓿<马蔺草，平均雷诺数(Re)表现为紫花苜蓿<马蔺草，整体表现为紊流。(3)通过拟合函数分析，3组处理下雷诺数与流速和摩擦系数呈正相关，但函数关系略有差别；弗劳德数与摩擦系数呈负相关，均符合对数函数变化规律。产流率和产沙率的降低归因于植被覆盖增大径流受到的摩擦力，同时提高径流入渗率，并且紫花苜蓿的减流减沙效果优于马蔺草；随着流量增大，马蔺草...