模拟暴雨下红壤坡面产流产沙及养分流失特征研究

试验采用野外人工模拟降雨装置,分析了红壤裸坡面产流产沙及养分流失特征.结果表明,次暴雨过程中坡面产沙强度呈下降趋势,相应的径流含沙量随降雨时间的延长而减小;初始产流时间很大程度上是由降雨强度决定的;累计产沙量与产流量之间的相关关系呈抛物线型;高强度暴雨下的养分流失随降雨时间呈波形变化.     

红壤坡面产流产沙与养分流失特征研究

在自然降雨条件下，研究了有、无植被覆盖径流小区红壤坡面周年内产流、产沙及养分流失特征。结果表明：径流小区产流、产沙量的高峰期与降雨量的高峰期相一致。降雨侵蚀力与降雨量季节分布的不均匀性是由于不同时期的降雨特征和降雨侵蚀力构成因素决定。坡面流失泥沙悬移质养分浓度均高于推移质中的养分浓度。顺坡种植油菜—花生处理，坡面流失泥沙钾、磷养分浓度高于休闲裸坡处理。红壤坡面养分以泥沙结合态流失为主，但磷、钾以水溶态流失也是一个重要的养分流失途径。流失泥沙悬移质和推移质都有明显的养分富集现象，坡面有、无植被覆盖会使流失泥沙养分富集率发生变化。     

红壤坡面产流产沙与养分流失特征研究

在自然降雨条件下,研究了有、无植被覆盖径流小区红壤坡面周年内产流、产沙及养分流失特征.结果表明径流小区产流、产沙量的高峰期与降雨量的高峰期相一致.降雨侵蚀力与降雨量季节分布的不均匀性是由于不同时期的降雨特征和降雨侵蚀力构成因素决定.坡面流失泥沙悬移质养分浓度均高于推移质中的养分浓度.顺坡种植油菜-花生处理,坡面流失泥沙钾、磷养分浓度高于休闲裸坡处理.红壤坡面养分以泥沙结合态流失为主,但磷、钾以水溶态流失也是一个重要的养分流失途径.流失泥沙悬移质和推移质都有明显的养分富集现象,坡面有、无植被覆盖会使流失泥沙养分富集率发生变化.     

前期含水量对坡耕地产流产沙及氮磷流失的影响

土壤前期含水量是影响土壤入渗、产流以及溶质迁移、淋失的重要因素之一。通过人工模拟降雨实验,对5%、9%、13%、17%和20%这5个不同前期含水量水平下的黄土高塬沟壑区黑垆土坡耕地土壤侵蚀及氮磷流失情况进行了研究。结果显示:在同一雨强和坡度条件下,随着土壤含水量的增加,坡面达到稳定入渗率的时间缩短,开始均匀产流时间也减小;在5%~17%前期含水量的范围内,径流量、泥沙量随前期含水量增加而增加,17%~20%时径流量和产沙量为递减的变化趋势;产沙量与径流量呈显著的线性关系,相关系数为0.889。前期含水量为17%时,径流中水溶性磷、硝态氮、铵态氮浓度最大,总流失量最大,3种养分在湿润层内发生积累的深度随含水量增加而减小,前期含水量17%是影响径流中养分浓度变化的一个临界值;在前期含水量范围为5%~9%时,养分流失量变化不大,且流失量较小;硝态氮平均流失总量最大,分别是铵态氮和水溶性磷的1.32和2.46倍。该项研究结果可为当地农业生产、减少水分损失、提高水分和养分利用率提供有效的指导。     

黄土区土壤结皮和垄高对坡面产流产沙的影响

通过室内人工模拟降雨方法,研究不同坡面处理(有结皮、无结皮)和垄高(7、10和13 cm)产流产沙情况,为黄土区等高耕作水土流失治理提供理论依据。结果表明,同一垄高下,土壤结皮使坡面初始产流时间提前,径流强度增大,径流总量增加;同一坡面处理下,随垄高增加,坡面径流总量和泥沙总量减少。垄高通过蓄积雨水能力影响土壤结皮对坡面泥沙总量作用。垄高7 cm时,蓄积雨水能力较小,坡面径流量较大,土壤结皮增大坡面产沙量,相比无结皮坡面增加38.70%;垄高为10 cm和13 cm时,蓄积雨水能力较强,坡面径流量较小,土壤结皮减少坡面产沙量,相比无结皮坡面分别减少21.10%和65.70%。坡面土壤侵蚀过程中,土壤结皮首先抑制坡面产沙,但随着降雨历时增加,土壤结皮促进坡面产沙。因此,在黄土区等高耕作中,应合理设置垄高,抑制结皮,以降低土壤侵蚀程度。     

横断山区高寒草甸不同类型生物结皮对植物群落结构的影响

本文以川西横断山区高寒草甸内分布的地衣结皮、藻类结皮以及苔藓结皮为研究对象,以无生物结皮的草地为对照组(CK),研究了不同类型生物结皮对植物群落结构的影响。结果表明,横断山区高寒草甸分布的生物结皮主要类型为苔藓结皮,说明该地区的生物结皮已发育到较为成熟的阶段;在藻类结皮向苔藓结皮发育过程中,横断山区高寒草甸植物种类不断增加,且随着莎草科植物所占比例下降,禾本科植物所占比例逐渐升高。     

间隔覆盖条件下坡面产流产沙状况的BP神经网络模拟

本文以塿土和黄绵土作为实验材料,尝试使用BP神经网络方法(Back-Propagation neural network)模拟人工降雨条件下,间隔覆盖坡面的产流产沙状况。通过设置不同坡度、降雨强度、面积比,获得各种因素不同水平组合下的实测数据;以实际降雨强度、坡度、面积比、径流起始时间和初始含水率5个因子为输入变量、坡面产流量和产沙量为输出变量,利用BP神经网络模型与多元线性回归模型对数据进行模拟分析,并检验其模拟效果。研究结果表明:训练样本集平均相对误差为18.23%,预测样本集平均相对误差为5.21%;与多元线性回归模型相比,BP神经网络模型拟合精度较高,拟合效果更理想,表现出更强的预测能力。另外,比较不同土质坡面产流量与产沙量模拟效果,塿土优于黄绵土。从本研究的结果看,BP神经网络模型应用于坡面产流产沙模拟预测,省时省力,方便快捷,具有一定的应用潜力,但其实际的模拟预测能力尚需进一步探索。     

东北黑土区坡面涝渍对土壤养分的影响

[目的]研究东北黑土区坡面涝渍地季节性渍水对土壤养分的影响。[方法]选取不同坡面上5组涝渍地和与涝渍地相邻的坡耕地为研究对象,对它们的化学性质进行测定,采用t-test评判涝渍土壤与耕作土壤养分含量差异,并且用Pearson相关性分析说明土壤含水量对土壤养分的影响。[结果]与耕作土壤相比,涝渍土壤全氮含量高出约19%,铵态氮含量高3.6倍,而硝态氮含量低约51%;涝渍土壤与耕作土壤相比全磷含量差异不显著,而有效磷含量低约26%;涝渍土壤与耕作土壤全钾及速效钾含量差异不明显,缓效钾含量低约11%。通过相关分析,发现土壤含水量与有机质、全氮、铵态氮、速效钾含量显著正相关,与p H、硝态氮含量、缓效钾含量显著负相关,与全磷、有效磷、全钾含量相关性不显著。[结论]涝渍土壤养分潜力、有效性都较高,土壤养分的形态、含量受涝渍的影响较大。改善坡面涝渍的水分状况将有利于土壤养分的进一步释放,达到涝渍土壤改良的效果。     

不同栽培方式对烟田土壤及养分流失的影响

为了解不同的栽培方式对山坡地烟叶种植中水土流失和烟田养分流失的影响,在贵州省毕节市黔西县石灰土类型的山坡地,设计了2个不同坡度的田间径流小区试验。结果表明：与地膜覆盖处理相比秸杆覆盖能有效的减少烟田土壤流失量,从而减少养分流失;坡度对土壤流失和养分流失的影响较为显著,较高的种植坡度水土流失量和养分流失量也较大;养分流失与田间土壤流失有相似的规律,磷流失量在不同坡度间的差异较大,钾流失量在不同起垄方式之产差异更明显;横向起垄能有效减小地表径流、田间土壤流失和养分流失,在较低坡度和较高坡度,均起到了良好的保持水土作用。     

不同施肥处理对烟草土壤养分流失的影响

为减少土壤养分流失,保护生态环境提供参考依据,通过盆栽种植烤烟并收集测定土壤淋溶液全氮、全钾养分浓度,土壤速效养分含量,进行了不同施肥处理对氮钾养分流失的影响试验。结果表明:在降雨条件下,基追肥分开施入土壤全氮、全钾养分的流失量较少,且土壤速效养分含量较高;施肥越多,养分流失越多。养分流失对土壤速效钾的影响十分微小。     

径流功率理论在黄土坡面侵蚀产沙计算中的应用

介绍了径流侵蚀产沙功率理论的基本原理,并应用这一理论对放水冲刷试验中不同坡度和流量条件下的侵蚀产沙特征进行了分析和比较。结果表明,当坡度为3~°27°时,单位径流的侵蚀功率随坡度的增加而增大;当坡度增加到27°时,单位径流功率达到最大值,而后随着坡度的继续增加,单位径流功率有所减少。实测数据和据单位径流侵蚀功率理论计算的坡面单宽径流侵蚀产沙量表现出了相似的变化规律,两者都随坡度的增加呈抛物线变化,坡面单宽径流侵蚀产沙量的最大值都出现在21°左右,且二者之间具有良好的线性关系。说明径流功率理论可以较好地应用于坡面单宽径流侵蚀产沙量的计算。     

基于通径分析的陕北黄土坡面径流产沙影响因素

通过对陕北半干旱黄土区16场有径流产沙发生的次降雨数据进行收集,以径流量和产沙量为因变量,植被类型、植被盖度、坡度、坡向、降雨量、降雨历时、场均雨强、I5、I10、I15、I30、土壤密度、土壤稳渗率作为自变量,在进行逐步回归分析的基础上,对影响径流量及产沙量的主要因素进行通径分析,结果表明:1)植被盖度、降雨量、降雨历时、I30、稳渗率是影响径流量的主要因素,径流量、植被盖度、坡度、降雨量、场均雨强、I15、土壤密度为影响坡面降雨产沙量的主要因素;2)降雨历时、降雨量、I30对径流量起到决定性作用,且对径流量产生影响的直接影响因素排序为降雨历时I30降雨量植被盖度稳渗率,而间接影响排序为降雨量降雨历时稳渗率I30植被盖度,决定系数排序为d降雨量·降雨历时d降雨历时·降雨历时dI30·I30d降雨量·降雨量d植被盖度·植被盖度;3)径流量、降雨量、I15对产沙量起到决定性作用。对产沙量影响因素排序:从直接通径系数来看,径流量I15土壤密度降雨量场均雨强植被盖度坡度;从间接通径系数来看,降雨量场均雨强植被盖度I15土壤密度径流量坡度;从决定系数来看,d径流量·径流量d径流量·降雨量d径流量·I15dI15·I15d土壤密度·土壤密度d降雨量·降雨量。      

磷肥和有机肥施用对白菜产量及磷素径流流失潜能的影响

为给农业中持续安全施用磷肥和有机肥、科学评价土壤积累磷的环境风险提供理论依据。试验采用完全随机试验研究磷肥和有机肥施用对白菜产量以及土壤磷素组成状况的影响,并分析了土壤测试磷与磷素径流流失潜能的关系。结果表明:施用磷肥和有机肥均显著增加白菜的产量,单施不同量磷肥白菜产量增幅18.1%～23.396,单施不同量有机肥白菜产量增幅15.3%～17.7%,单位无机磷对白菜的增产量随磷肥用量增加而逐渐减少;各施肥处理之间白菜产量均无显著差异。施用磷肥显著提高土壤无机磷和全磷含量,施用有机肥显著提高土壤有机磷和全磷含量,相同磷肥用量条件下,增施M_1(75 c/hm~2)、M_2(150 t/hm~2),有机磷含量平均增加为17.6 mg/kg和26.0 mg/kg。施用磷肥和有机肥显著增加土壤Olsen-P、水溶性磷、生物有效磷含量;土壤Olsen -P与水溶性磷和生物有效磷呈显著正相关关系。施用磷肥和有机肥均显著增加土壤灌溉滞留水中可溶态磷的含量,土壤Olsen-P、水溶性磷与灌溉滞留水中可溶态磷呈极显著正相关关系。     

标准坡面人工草地减流减沙效应及其坡面流水力学机理研究

通过放水冲刷实验,研究草地与裸地坡面土壤水分入渗及产流产沙过程,分析草地减流减沙效益,并从水力学特性剖析草地调控水沙的机理.结果表明:①裸地与草地坡面土壤水分入渗过程均符合Horton入渗公式i=ic＋(i0－ic)e－kt;与裸地相比,草地入渗率增加40％,产流时间推迟2.5 min,径流系数减少28.3％,输沙率减少78.4％.②裸地坡面输沙过程呈高—低—高变化趋势,而草地呈现先增后减趋势.③草地坡面流属于层流中的缓流流态,裸地则属于过渡流的急流流态,说明草地坡面抵抗侵蚀力和泥沙搬运的能力明显强于裸地;草地可明显降低径流流速,增加阻力系数和曼宁糙率系数,但对径流深度影响不明显.      

神东煤田原地面侵蚀产沙规律野外降雨试验

为科学计算煤矿开发建设过程中弃土弃渣、扰动地面、非硬化路面等的新增水土流失量,以神府东胜煤田为研究背景,将未经人为扰动撂荒地作为自然侵蚀本底值的研究对象,采用野外人工模拟降雨的方法,对原地面的侵蚀产沙规律进行研究.结果表明:原地面含沙量随时间的变化形式有3种,平缓型、单峰型和多峰型.产流时间与降雨强度、产沙量与降雨强度和坡度的关系均呈幂函数相关,径流流速和流深与降雨强度呈指数函数相关,径流量与降雨强度、产沙量与径流量之间呈线性相关.     

氮肥施用方式对甘蔗产量及土壤养分变化的影响

【目的】为提高氮肥在甘蔗生产中的利用率,减少农业生产中的氮污染提供参考。【方法】以ROC22为材料,设3个不同氮肥施用量（38、276和414kgN／ha）和3种不同施用方式（1：氮肥10％作基肥,30％小培土时施用,60％大培土时施用;2：氮肥30％作基肥,70％小培土时施用;3：氮肥全部作基肥施用）。测定甘蔗农艺性状、产量和土壤养分等指标,研究氮肥与甘蔗生长以及土壤养分变化的关系。【结果】甘蔗产量随着氮肥施用量增加而增加,以276kgN／hat曾产效果较好。氮肥早施可以促进甘蔗早拔节、早生长和提高甘蔗产量。土壤氮素、速效钾含量随着氮肥施用量增加而增加,但大量施用氮肥会引起土壤酸化。早施氮肥有利于促进土壤磷酸盐的溶解,提高磷的吸收利用。氮肥作基肥一次性施用容易造成氮流失,氮利用率低。【结论】甘蔗氮肥合理施用方式为两次分施,施氮量为138～276kgN／ha。