前期土壤含水率对红壤团聚体稳定性及溅蚀的影响

为了探究前期含水率对南方红壤团聚体稳定性及溅蚀的影响,选取泥质页岩和第四纪红黏土发育的4个典型红壤为研究对象,就5个前期含水率(3%、5%、10%、15%、20%)条件下3~5 mm团聚体水稳定性特征及其与溅蚀的关系进行了初步的探讨。结果表明,消散作用是团聚体破碎最有效的机制,土壤前期含水率越大,团聚体破碎程度越小。随着前期含水率的升高,泥质页岩发育的2种红壤水稳性团聚体平均质量直径(MWDwa)显著增大;第四纪红黏土发育的2种红壤水稳性团聚体平均质量直径(MWDwa)先增大后减小,拐点出现在含水率为15%条件下。泥质页岩发育2种红壤溅蚀量随前期含水率的升高显著减小;第四纪红黏土发育2种红壤溅蚀量随前期含水率的升高呈现先减小后增大的趋势,在含水率为15%时达到最小。团聚体水稳性较高的土样,溅蚀粒径分布呈双峰曲线分布,主要分布1~0.5和0.05 mm范围内,且前期含水率越高,0.05 mm溅蚀颗粒含量越大;而团聚体水稳定性较差的土样,除前期含水率为20%外,溅蚀粒径分布呈单峰曲线分布,主要分布在0.25~1mm。该结果为红壤区农业水土工程及机侵蚀机理研究提供一定的参考,对完善坡面水蚀模型具有一定的参考价值。     

集中水流内红壤分离速率与团聚体特征及抗剪强度定量关系

为明确红壤结构特征与抗剪强度对坡面土壤分离能力的影响,选取8种典型红壤为研究对象,通过团聚体稳定性分析,饱和抗剪强度测定,和室内模拟冲刷试验,就各参数间定量关系进行了初步探讨。研究结果表明:团聚体稳定性特征参数As集合了红壤团聚体破碎的主要机制,与不同水流剪切力中红壤分离速率有较好的相关性;红壤饱和抗剪强度(σs)与集中水流内临界水流剪切力(τc)呈较好的线性关系。基于WEPP细沟侵蚀模型,将团聚体稳定性特征参数As代替可蚀性因子Kc,饱和抗剪强度(σs)代替临界水流剪切力(τc),得出新的预测方程。结果显示预测方程能准确的预测坡面集中水流内红壤分离速率(R2=0.887 1)。该结果为深入研究红壤侵蚀机理提供了新思路,对完善侵蚀物理过程模型具有重要的意义。     

基于REE示踪对红壤细沟间侵蚀团聚体周转和泥沙迁移特征的研究

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,土壤表层团聚体的粒径分布变化对土壤结构和侵蚀过程发育具有重要意义。为探究细沟间侵蚀过程中土壤团聚体周转和泥沙迁移路径过程,本研究基于微型土槽,设置90 mm·h^-1雨强,10°坡度的条件,进行室内模拟降雨试验。利用稀土元素示踪技术标记土壤团聚体,通过ICP-MS测定稀土元素浓度,对不同粒径土壤团聚体（5～2 mm、2～0.2 5 mm、0.25～0.053 mm、<0.053 mm）的破碎和形成过程进行定量分析,同时量化侵蚀泥沙的来源特征。结果表明,细沟间侵蚀过程中,侵蚀泥沙颗粒主要由同等粒径大小的团聚体受径流搬运形成,且该粒径泥沙含量随降雨时间增加而减少;残留团聚体呈明显的周转过程,<0.25 mm的团聚体更易粘结或吸附至大粒径团聚体上,而>0.25 mm团聚体倾向于发生破碎（破碎率分别为45.8%和43.3%）,且破碎程度不断增加;<0.053 mm和2～0.25 mm 大小的泥沙含量及相应粒径的团聚体在泥沙中的贡献率对径流系数和泥沙粒径分形维数具有重要作用。所以,细沟间侵蚀过程中土壤表土结构变化、泥沙迁移与团聚体粒径密切相关,该成果进一步为土壤侵蚀过程模型和水土保持措施提供理论依据。     

湖北省几种主要土壤的固定态铵及其固定与释放的研究

对湖北省几种主要旱地土壤用室内加氮培养与植物物料混合于砂滤管田间培养进行试验研究,结果表明,湖北省耕地土壤固定态铵含量为31.9-185.3mg/kg,占土壤全氮5.8%-23.7%。外源铵浓度为含N400mg/L,土壤对铵的固定率为33.0%-50.7%;土壤近似最大固定态铵含量与土壤原固定态铵含量大小顺序一致。植物特料分解过程中土壤固定态铵含量的变化比交换性铵含量的变化更大,在计算植物物料氮素矿化速率时应当把固定态铵含量的变化考虑进去。     

大冶龙角山矿区农田土壤重金属形态分布及其来源

为研究大冶龙角山矿区某溪流段沿岸农田土壤基本理化性质和重金属分布情况,采用Tessier五步连续提取法提取并测定土壤中Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和Cd 7种重金属的形态与含量,并分析了重金属含量与土壤Fe和S含量之间的相关性。结果表明:所有重金属在大部分取样点总含量均超出湖北省土壤背景值;Cu和Cd总含量超过土壤环境质量三级标准(GB 15618—1995)限值,Zn、Pb、Cr和Ni符合土壤环境质量二级标准;Mn、Cu、Zn、Pb、Ni和Cd均以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,Pb、Cr和Cd存在一定比例的可交换态。矿山矿石组分主要为黄铁矿和黄铜矿,且Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的铁锰氧化物结合态、残渣态以及总含量的分布均与土壤Fe和S含量分布表现出较好的正相关关系,表明硫化物矿物开采引发了重金属Mn、Cu、Pb、Zn和Cd在该矿区农田土壤中的累积与污染。     

“水土保持监测”课程教学改革探索

“水土保持监测”是水土保持与荒漠化防治专业的核心课程,具有很强的综合性和实践性.立足生态文明和“双一流”建设对人才的需求,针对“水土保持监测”课程教学重理论轻实践、校内实验实践基地可安排实验实习内容较少及教学深度和广度有限等问题,重点开展了6项改革:①优化完善教学内容;②模块化教学;③提高信息技术应用;④邀请一线从业人...     

干湿效应下崩岗区岩土抗剪强度衰减非线性分析

发育于花岗岩的崩岗侵蚀区红土受干湿变化影响显著。通过室内直剪试验,研究了不同干湿效应对崩岗侵蚀区岩土抗剪强度衰减的影响。试验处理采用5种干湿效应水平(风干48h、风干24h、自然含水率、浸30s和浸60s)。结果显示:土壤黏聚力c和内摩擦角φ随干湿变化呈非线性衰减趋势,当土壤含水率13%左右时,对应的抗剪强度指标出现峰值;峰值强度前符合线性递增规律,峰值强度后符合一阶指数衰减规律。在风干阶段,抗剪强度主要受裂隙性影响,而在增湿阶段,基质吸力是影响抗剪强度的主要因素;探讨了干湿循环效应对崩岗侵蚀发育的影响。     

土壤侵蚀退化研究

土壤退化是全球性的重大环境问题之一,直接威胁人类的生存。在引起土壤退化的诸因素中,土壤侵蚀是最普遍和最重要的因素。在前人土壤侵蚀退化研究成果的基础上简单回顾了其发展现状,重点综述了土壤侵蚀退化机理,并针对性地提出了土壤侵蚀退化防治措施。     

基于模糊神经系统与GIS的区域土壤侵蚀快速评价

土壤侵蚀调查与评价是水土保持工作的重要组成部分。该文对区域土壤侵蚀评价进行了尝试性研究,提出一种基于模糊神经系统和GIS技术的快速评价方法。研究中利用模糊神经系统技术从地面监测调查数据中提取土壤侵蚀强度的评价规则,建立能够全面、客观地反映特定区域范围内土壤侵蚀自然特征及规律的评价标准,在此基础之上结合GIS技术以实现对整个地区的快速评价。采用该方法进行湖北省土壤侵蚀普查,结果表明全省侵蚀面积约占国土总面积的30.1%。其中,鄂西南、鄂西北高山区土壤侵蚀情况最严重,鄂东南、鄂东北低山丘陵区次之,鄂北岗地中度侵蚀面积较大,而江汉平原基本无明显侵蚀。经验证评价结果与实际情况具有较好的一致性。