元江干热河谷典型林草地优先流区和基质流区土壤团聚体特征

[目的]明晰干热河谷区土壤优先流对红壤团聚体特征及其稳定性的影响,为该区植被恢复和水土流失防治提供理论依据。[方法]以元江干热河谷典型地段龙潭箐流域内的银合欢林地、扭黄茅荒草地为研究对象,基于染色示踪试验区分样地土壤优先流区和基质流区,利用干湿筛法结合分形理论分析两区内0—50 cm土层团聚体特征差异,并借助通径分析法表征各土壤理化因子对团聚体稳定性的影响。[结果]干湿筛后R_0.25团聚体含量从大到小顺序为林地优先流区>林地基质流区>荒草地优先流区>荒草地基质流区,平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)与R_0.25排序相同且呈现出随土层深度增加而减小的趋势,分形维数(D)与团聚体破坏率(PAD)则为相反规律并随土层加深D和PAD的值逐渐增大。对两区土壤团聚体稳定性影响较大的理化因子是土壤容重和黏粒含量,其决策系数分别为0.474和-0.644。[结论]荒草地土壤团聚体破坏率更高,土壤优先流区团聚体稳定性优于基质流区;土壤团聚体稳定性主要受黏粒含量、容重、有机质等因子影响。     

银合欢对元谋干热河谷冲沟治理的机理研究

冲沟是生态系统严重退化的产物,在金沙江流域元谋干热河谷发育的冲沟,溯源侵蚀速度为50cm/a,最大达200cm/a。冲沟植被恢复困难,选择银合欢对其进行植被恢复,取得明显的效果,该文从银合欢的生态适宜性机理、银合欢的水分养分循环机理和银合欢的种群结构形成机理3方面研究银合欢对冲沟植被恢复的机理,目的是探明冲沟治理的物种选择方向以及银合欢在生态治理的作用机制与推广价值,这将为同类地区的冲沟治理提供一定的理论依据。     

干热河谷冲沟沟床土壤水分时空分异特征

为探究干热河谷冲沟沟床土壤水分时空分异特征,选取了元谋干热河谷1条典型冲沟,对其不同分段(沟头、上游、中游、下游)下10,20,30,40,60,100 cm土层的土壤水分开展定位监测。结果表明：(1)沟床不同分段各土层(除100 cm土层外)含水量整体变化趋势一致,均表现为明显的干湿季特征;湿季(5—10月)土壤水分相对较高(7.64%～28.91%),受降雨影响大;干季(11—次年4月)则长期处于较低水平(6.11%～11.97%)。(2)沟床土壤水分从沟头至下游沿程变化在干湿季有明显差异,湿季表现为先减小后增加,下游(17.36%)显著高于沟头(15.46%)和上游(12.19%);干季则是先减小后增加再减小,沟头(10.64%)显著高于上游(6.74%)和下游(9.10%)。不同土层深度上,浅层(10—20 cm)和深层(60—100 cm)土壤水分含量在干湿季均较高,水分最小值出现在30—60 cm土层,其中干季30 cm土层水分亏缺严重。(3)沟床土壤水分最高日期通常出现在7日内累积降雨达76.1 mm以上的年最大降雨月当月;最低日期通常出现在持续无降雨条件下,如干季末期,...     

元谋干热河谷冲沟集水区土壤入渗性能及其影响因素

试验研究元谋千热河谷冲沟沟头集水区5种土地覆被类型的土壤入渗特征及其影响因素.结果表明:(1)冲沟沟头集水区不同覆被类型下土壤入渗性能存在较大差异.裸地A(地表无铁锰胶膜)和裸地B(地表有铁锰胶膜)的入渗性能远远低于印楝林地、耕地和草地的入渗性能,这可能是导致裸地A、裸地B所在沟头发育仍然活跃的原因之一;(2)3种公式拟合效果以通用经验公式为最佳,拟合结果表明,初始入渗速率和稳定入渗速率均按照印楝林地>耕地>草地>裸地A>裸地B的顺序递减;(3)相关分析表明,土壤砂粘比、总孔隙度、毛管孔隙度、容重均与各土壤入渗性能指标呈显著的相关关系,但非毛管孔隙度、有机质含量、初始水分含量与入渗性能指标相关性不显著.主成分分析也表明,土壤容重、毛管孔隙度和砂粘比是影响该区土壤入渗性能最重要的3个因子.     

元谋干热河谷冲沟发育区植被恢复对土壤碳氮的影响

冲沟侵蚀是一种剧烈的土壤侵蚀过程,导致冲沟发育区地表形态处于显著变化的非稳定状态.通过封禁使植被自然恢复是元谋干热河谷冲沟治理的主要模式之一,但在沟道植被持续恢复与冲沟显著发育的综合作用下,沟道土壤碳氮含量的变化趋势仍有待明晰.选择元谋干热河谷1条典型冲沟,在沟内随机布设81个1 m×1 m的样方,分别在2012年和2...     

元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因

元谋干热河谷冲沟极为发育,发达的冲沟网络不但蚕食耕地,还产生大量泥沙,并加剧面蚀的发育发展,加速土地退化进程.在干热河谷开展冲沟侵蚀研究对于该区经济的可持续发展及江河泥沙的控制意义深远.采用野外实地调查、文献资料综合分析的方法,对元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因进行了研究.结果表明:1)元谋干热河谷冲沟具有“沟壁陡立、沟谷深壑、活跃沟头常呈上凸下凹状”等形态特征;2)岩层结构、气候降雨、土壤属性是导致该区冲沟发育的主要原因.在此基础上指出,未来干热河谷冲沟侵蚀研究重点应集中于冲沟形态监测方法、冲沟发育过程及机制、冲沟产沙效应及人类活动对冲沟发育的影响等方面.     

干热河谷冲沟发育区不同层位土体抗冲性研究

[目的]对干热河谷冲沟发育区不同层位土体抗冲性进行比较研究,为冲沟侵蚀治理措施制定提供科学依据。[方法]通过原状土槽冲刷法进行试验研究。[结果](1)各层土体抗冲性均随冲刷时间呈幂函数增大(除第Ⅳ,Ⅴ层土体因裂隙的存在而在冲刷前期表现为抗冲性能随冲刷时间呈线性增加外);(2)不同层位土体初始抗冲性差异显著,依次为:Ⅰ层Ⅱ层Ⅵ层Ⅲ层,Ⅳ层Ⅴ层。[结论]研究区各层位土体抗冲性在存在差异,总体上表现为随土层深度的增加呈旋回式减小。     

元谋干热河谷冲沟发育阶段与植被优势种关系探讨

对元谋干热河谷区冲沟的立地条件和形成原因等方面进行研究,运用重要值方法对4个样区53条冲沟的植被优势种进行筛选和判断,利用SPSS软件分析植被优势种与冲沟发育阶段间的联系。结果表明:该研究区冲沟发育阶段与乔灌草优势种间关系表现为一定的线性关系:发育阶段=0.310+0.943盖度值(灌木优势种)+0.702盖度值(草本优势种),同时两者相关系数达到0.872,相关性显著。冲沟发育过程中,灌木优势种种类逐步增多,而草本逐步变少,并慢慢趋于稳定,由此可以初步判断冲沟的发育阶段,为该区生态恢复提供科学指导。     

干热河谷冲沟发育与植被盖度相关回归分析研究

在元谋干热河谷野外调查的基础上,采用SPSS和Excel软件,对53条冲沟发育阶段与植被盖度之间进行相关回归统计分析。结果表明:1)在53条沟中,发展沟、半稳定沟、稳定沟分别有7条、17条和29条,分别占调查冲沟总数的13.2%、32.1%和54.7%,表明该研究区主要的冲沟是稳定沟,而发展沟较少。2)在冲沟的3个阶段中,发展沟、半稳定沟、稳定沟,相应冲沟的平均植被盖度分别是28.57%、51.71%、78.91%。3)干热河谷区冲沟植被盖度与冲沟发育阶段之间总体相关系数为0.725,二者之间存在较大相关性。发展沟、半稳定沟、稳定沟,与相应冲沟植被盖度之间的相关系数分别是0.877、0.841、0.999。在研究中,对采用植被盖度快速判断冲沟发育阶段进行了科学尝试,在冲沟发育、阶段划分等方面有很好的借鉴意义,同时有利于该区更好地进行冲沟保护和植被恢复。     

干热河谷不同活跃程度冲沟沟床土体抗冲性差异

为探明极端气候条件下干热河谷不同活跃程度冲沟沟床的抗侵蚀性能,选取活跃冲沟、较活跃冲沟和稳定冲沟三类沟床表层土体,设置0,50%和100%3个不同初始含水率的处理,进行原状土水槽冲刷试验。结果表明,不同活跃程度冲沟沟床的土体抗冲性有所差别,其土体抗冲性在不同初始含水率条件下均表现为活跃冲沟较活跃冲沟稳定冲沟。初始含水率对冲沟土体抗冲性影响较大,随初始含水率的增加,三类活跃程度冲沟沟床的径流产沙量逐步降低,其土体抗冲性均表现为初始含水率0的土体抗冲性最弱,初始含水率50%的土体抗冲性次之,初始含水率为100%的土体抗冲性最强。土体容重、粘粒含量在不同初始含水率条件下均是影响三类冲沟沟床土体抗冲性的关键因子。     

金沙江干热河谷冲沟区优先流影响下的土壤力学特性

为探究金沙江干热河谷冲沟区优先流与土壤力学的相关机理,揭示优先流影响下土壤抗剪强度特征规律,丰富干热河谷冲沟发育区沟侵蚀机理,为该地区进一步开展沟蚀治理提供理论依据。在典型冲沟发育区选择完整冲沟为研究对象,基于染色示踪、土壤理化、原状土直剪试验,利用RDA等统计方法分析优先流与土壤力学指标间的相关性,明晰优先流和抗剪强度的关系。结果表明：(1)由于冲沟发育使冲沟内由集水区到沟底优先流发育程度逐渐降低。土壤含水率、容重、总孔隙度、有机质含量均呈优先流区大于基质流区,机械组成分形维数整体上基质流区(2.680～2.874)大于优先流区(2.746～2.893)。(2)冲沟区优先流通过影响土壤黏聚力和内摩擦角进而对抗剪强度产生影响,一定程度上会降低土体抗剪强度。集水区、沟头抗剪强度大于沟床和沟底。优先流区黏聚力(1.24～2.65 kPa)小于基质流区黏聚力(1.91～4.27 kPa),优先流区内摩擦角(19.52°～22.47°)略大于基质流区内摩擦角(17.68°～22.35°),优先流区抗剪强度(36.66～43.68 kPa)整体小于基质流区抗剪强度(38.74～47.32 kPa...     

干热河谷冲沟发育区土壤细沟可蚀性及主要影响因素

为探明我国干热河谷区不同活跃程度冲沟不同空间部位土壤细沟可蚀性(Kr值)在不同近地表水文条件下的差异,在云南省元谋县选择不同活跃程度的冲沟,采集其不同空间部位(集水区、沟壁、沟床)的土壤样品,利用“V”形细沟模拟冲刷装置进行放水冲刷试验,流量设置为150,300,450,600,750,900 mL/min,分别进行排水、饱和、渗流3种水文状态的模拟试验。结果表明:(1)干热河谷冲沟发育区土壤砂粒含量明显高于粉粒和黏粒,占50%以上,土壤有机质(SOM)和全氮(TN)含量较低;(2)不同活跃程度冲沟土壤机械组成、有机质含量之间均存在显著差异,且随着冲沟稳定性增加,土壤砂粒含量呈逐渐降低趋势,土壤粉粒、黏粒、SOM、TN含量则呈不同程度的增加趋势;(3)在不同近地表水文状态下,土壤Kr值(s/m)均随冲沟稳定性的增加而呈递减趋势,表现为Kr(活跃型)>Kr(半稳定型)>Kr(稳定型),而不同活跃度冲沟土壤临界剪切力τc值之间具有一定差异性,但无明显规律;(4)冲沟不同部位土壤Kr值之间也具有显著的空间异质性,表现Kr(集水区)相似文献   

干热河谷生态恢复区土壤水分变化研究

选择干热河谷生态修复区为研究对象,利用东川国家泥石流观测研究站修建的径流小区土壤含水量观测资料,通过分析不同土地利用类型下的土壤含水量、不同深度下的土壤含水量和土壤含水量滞后效应对降雨的响应特征,结果显示:(1)在碎石土中实施生态修复后,合欢林对土壤含水量的影响较为显著,对于抑制浅层滑坡具有一定的作用;坡积层土壤中实施生态修复后,石榴+横坡耕作与林草地减小了坡面径流,从而有效地减缓了坡面侵蚀;(2)不同土地利用类犁的10 cm深度处的土壤含水量对降雨的响应明显,变化幅度大,且含水量受当日降水的影响明显,相关系数在0.35以上.生态修复首先是通过对土壤结构进行改良,然后影响到土壤其他性状,从而使得土壤具有自我调节和孕育其他生物物种条件,环境逐渐得到改善.     

不同土地利用方式对干热河谷地区土壤可蚀性的影响

以四川宁南县金沙江下游的河谷地带为研究区域,选择相同海拔下7种主要的土地利用方式为研究对象,通过室内测试分析,并运用统计和相关分析等方法,研究不同土地利用方式下的土壤可蚀性变异特征。结果表明：在干热河谷区,天然植被水桐树林破坏改为其它土地利用方式后,土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量显著降低,速效磷和容重没有显著变化,速效钾有一定程度升高,不同利用方式对其影响作用不同,但总体来说改造为合欢林和撂荒草地对土壤理化属性的影响相对较少。相对于天然水桐林,其它土地利用方式土壤可蚀性明显增加,其大小依次为：花椒地〈撂荒地〈草地〈新银合欢地〈桑地〈甘蔗地。相比较而言,无论是天然林地还是人工经济林地,其土壤可蚀性都处于较低的水平;受人为活动影响强烈的农业用地,其土壤可蚀性水平一般较高。说明该地区农业耕作措施可导致土壤对侵蚀营力分离和搬运作用敏感性增强,抗蚀性能较低,更加容易遭受侵蚀,因此在金沙江干热河谷区,从水土保持角度出发,应该尽可能地减少人为活动对土地的干扰,提高土地抵抗侵蚀的能力。     

元谋干热河谷冲沟沟头径流水动力学特性及产沙效应初探

采用原位放水冲刷试验研究不同放水流量下元谋干热河谷冲沟沟头径流水动力学参数、径流泥沙含量和沟头土壤侵蚀量的变化特征,进一步探明沟头的产沙效应。结果表明:(1)各试验流量条件下,1号沟头(沟壁无内凹洞)、2号沟头(沟壁有内凹洞)的集水区、沟床径流雷诺数均远大于500,处于紊流状态,弗罗德数均大于1,处于急流状态;2个沟头的集水区、沟床阻力系数(f)随放水流量增加而减小,径流侵蚀力(径流剪切力、水流功率、单位水流功率)随放水流量增加而增大。(2)相同径流条件下,1号沟头(沟壁无内凹洞)径流泥沙含量和土壤侵蚀量都大于2号沟头(沟壁有内凹洞),表明相同条件下,冲沟沟壁内凹洞的形成起始阶段比沟壁内凹洞后续发育阶段更活跃。(3)冲沟沟头土壤侵蚀量与径流能量损耗、雷诺数、弗罗德数、剪切力、水流功率、单位水流功率呈正相关关系,与径流阻力系数(f)呈负相关关系。     

金沙江干热河谷典型区段水土流失特征

以金沙江干热河谷典型区段不同处理坡面和林地、农地集水区为研究对象,采用坡面径流小区和集水区卡口站三角形薄壁堰实测法,在坡面径流小区和集水区土地利用现状调查基础上,通过降雨、径流及泥沙观测,分析金沙江干热河谷典型区段水土流失特征。结果表明:(1)不同处理坡面径流小区产流量、产沙量大小依次为坡耕地>自然坡面>水平阶整地>反坡台整地,表明反坡台和水平阶造林整地以及植被良好的自然坡面对地表径流的拦蓄和对泥沙的削减都起到较好效果;(2)大暴雨对集水区尺度产流产沙贡献值大,产流降雨量在4.8～27.6mm区间,农地集水区径流深小于林地集水区,大于27.6mm时,农地集水区径流深反超林地集水区,而产沙量不受降雨量影响,为林地集水区低于农地集水区;(3)径流小区尺度与集水区尺度雨季水土流失起止时间一致,集水区径流系数小于径流小区,集水区产沙量大于径流小区。