花岗岩崩岗崩积体颗粒组成及分形特征

崩岗崩积体土质疏松,抗侵蚀能力弱,其颗粒组成及分形维数有其自身的特性。采用激光粒度分布仪对花岗岩崩岗崩积体及崩壁土样的颗粒进行测定,对其土壤颗粒组成及分形特征进行比较分析。结果如下:崩积体土壤以砾石、砂粒、粉粒含量为主,黏粒含量极低,土壤质地主要为砾石土;崩积体各层次土壤颗粒分形维数均值为2.61～2.70,分形维数值较低,反映了其细颗粒损失情况;黏粒含量是影响土壤颗粒分形维数的主要因素;崩壁土体的颗粒分形维数大小能够表征土壤的理化特征,而崩积体土壤颗粒分形维数无法真实反映崩积体的理化性质。     

南方红壤丘陵区崩岗成因机理的研究进展

崩岗是南方红壤丘陵区水土流失重要类型之一,具有分布广、土壤侵蚀量大、危害严重等特点,导致崩岗的防治工作十分严峻。本文从崩岗成因机理出发,对崩岗的岩性、地形地貌、植被、降雨等主要因子进行分析与总结,提出在崩岗成因机理研究中存在问题及以后研究工作的展望,为推进崩岗治理工作提供技术支撑。     

鄂东南花岗岩崩岗剖面土壤液塑限特征及影响因子分析

崩岗是鄂东南花岗岩地区普遍存在的土壤侵蚀现象,给农业生态与经济发展带来了严重影响.研究崩岗剖面土壤液塑限特征不仅有利于崩岗侵蚀机理的研究,也为崩岗水土流失的防治改良提供理论依据.以通城县五里镇典型的花岗岩崩岗剖面为对象,通过室外采样结合室内液塑限联合测定实验,以及土壤理化性质测定,分析花岗岩崩岗剖面土壤液塑限规律及其影响因子,并探讨其与崩岗发育的关系.结果表明:花岗岩崩岗不同层次间的土壤液塑限差异显著,淋溶层和淀积层的液限值均大于50％,塑限值为30％左右,显著高于母质层;土壤液塑限值受黏粒质量分数、有机质质量分数、容重、游离氧化铁质量分数等影响,并随各因子的增大而增大,均呈正相关关系;其中,黏粒质量分数、游离氧化铁质量分数对土壤液塑限的影响更加显著(R2=0.860“,R2=0.908”).花岗岩崩岗土壤液塑限过渡层、母质层相对较低,在遇到降雨冲刷时,土体状态极易发生改变,易发生水土流失.利用土壤基本理化性质,可以对土壤液塑限进行预测,并为加强崩岗侵蚀机理研究及其治理提供依据.     

基于含水量高频监测的花岗岩崩岗侵蚀红壤优先流研究

为了研究崩岗侵蚀土壤的水分运动特征,采集湖北通城县花岗岩崩岗区的红壤,研究优先流及影响因子。把采集的1种红土和3种砂土按照野外上红下砂层次顺序,分别装填到长60cm,宽11cm,高110cm的透明PVC土箱。3个土箱在不同初始含水量(12.2%~23.6%)和雨强(0.7,1.2mm/min)下进行模拟降雨入渗,用时域反射仪(TDR)高频监测土体20个部位含水量瞬时动态,根据含水量的时空变化识别土体优先流发生特征。结果表明,降水入渗多表现为非均匀入渗,土壤饱和导水率较大、大孔隙路径状况较好的土体更容易发生优先流,其影响范围更广。雨强越大,优先流与周围基质作用越明显,优先流反应量越大,雨强1.2mm/min的优先流速率是0.7mm/min的1.8~4.0倍。且小雨强的优先流程度受土箱初始含水量影响大于大雨强处理,在雨强1.2mm/min时,优先流程度随初始含水量的增加而减小;当雨强减小为0.7mm/min时,优先流程度随初始含水量的增加先增大后减小。优先流发生受降水特性和初始含水量影响,但土壤性质对优先流的影响更大。     

花岗岩红壤丘陵区崩岗侵蚀对农田的危害及治理

以野外实地调查结果为依据,按照形态特征将崩岗分为集水区、崩岗体和洪积扇区3个区域,在阐述崩岗侵蚀对各区农田危害的基础上,提出了相应的防治措施：集水区对农田的危害主要为减少农田面积、降低农田肥力和导致农田缺水,防治措施主要为修建截水保水工程;崩岗体对农田的危害主要为掩埋或直接冲走农作物,导致农田缺水,防治措施主要为修建护坡工程、排水工程,削坡开梯后对梯面临空面的固定和对土壤的熟化;洪积扇区的危害主要为大量洪积物冲入农田砂化土壤和破坏水利设施,防治措施主要为改善土壤结构、培肥土壤、兴修水利设施。     

崩岗红土层土壤液塑限特性及影响因素研究

土壤液塑限可以反映土壤的入渗、抗冲、抗蚀和抗剪等情况,对崩岗的水土流失研究有重要的意义。通过对崩岗红土层土壤的液塑限研究以及颗粒分析和有机质测定,分析土壤有机质含量和土壤颗粒分布对土壤液塑限的影响。结果表明:崩岗红土层土壤为高液限黏土,土壤状态为坚硬;土壤液塑限值与粗砂粒、细砂粒和粉粒含量相关性不明显,与极细砂粒和黏粒含量呈二项式关系,其中极细砂粒含量与土壤液塑限呈负相关;黏粒含量与土壤液塑限均呈显著正相关关系,且模拟的方程可以较准确地描述土壤液塑限和各因素的相关关系。研究结果有利于丰富崩岗侵蚀机理的研究。     

中国南方红壤丘陵区崩岗侵蚀基本问题研究综述

崩岗是我国南方丘陵区水土流失的一种特殊类型,对地方经济社会发展具有重要影响。本文参考了国内崩岗研究的相关文献,从崩岗概念的内涵、空间分布、形态特征、形成原因、演化过程、综合治理和效益评价等基本问题回顾了我国南方红壤丘陵区崩岗侵蚀研究进展:崩岗侵蚀的概念、空间分布、形态分类、成因已取得了较为一致的认识;已探索出了一些较好的治理技术和模式;但是目前缺乏成熟的崩岗侵蚀治理效益评价体系和方法。最后指出了我国南方崩岗侵蚀研究应从如下几方面加强:开展崩岗侵蚀多学科协同研究;加强崩岗侵蚀动态监测和过程模拟研究;推广和探索崩岗治理新技术和新模式等。     

崩岗土体的渗透性能机理研究

采用改进的马利奥特(Mariotte)双环渗透仪,结合土壤常规理化分析,采用DPS 5.02等数理统计方法,探讨崩岗土体不同层次的入渗特性机理.结果表明:(1)红土层、砂土层和碎屑层累积入渗量与入渗时间呈v=at-n幂函数关系,符合考斯加柯夫(Kostiakov)模型.(2)从初渗率、稳渗率、平均入渗率、入渗量角度分析可知,各土层的入渗性能为红土层＞砂土层＞碎屑层.(3)对影响入渗的因子进行分析可知,土壤的有机质含量、土壤团聚状况及土壤结构与崩岗各土层的渗透性能关系密切.     

崩岗侵蚀区崩壁土体湿化机理及影响因素分析

以广东五华县莲塘岗崩岗崩壁土体为研究对象,结合土体物理特性,采用野外湿化试验测定土体浸水后的完全崩解时间,初步阐明其湿化机理,并分析其影响因素。结果表明:(1)崩壁不同层位土体的成份、结构、粒度等存在差异,使其物理性质受水力作用影响显著,抗冲抗蚀能力从强到弱分别为表土层、红土层、砂土层。(2)崩壁不同层位土体浸水后,水呈非均衡态进入土体孔隙,粒间斥力超过吸力,产生应力集中现象,使土体结构受到破坏,导致崩解现象发生;砂土层崩解速度明显高于表土层和红土层,遇水软化性极强。(3)土体结构的粒度成分及孔隙性影响崩壁土体的崩解性。相比红土层和表土层,砂土层粗颗粒含量较高,湿化崩解时间较短。孔隙发育程度较低的红土层,其湿化崩解所需时间比砂土层长;从红土层到砂土层,随着初始含水率增大,崩解速度不断加快,意味着红土层受到水力侵蚀后,下部砂土层受到的侵蚀将更加严重。一旦水分下渗至砂土层,将导致崩岗侵蚀进一步快速发展。     

含水率对安溪县花岗岩崩岗土体胀缩特性的影响

崩壁土壤水分变化是导致崩岗发生和发展的主要因素之一。降雨可以导致崩岗崩壁失稳发生崩塌,降雨过程中土体在不同含水率下的胀缩特性是决定崩壁失稳的关键因素之一。本研究以安溪县典型崩岗崩壁土体为对象,通过室内无荷膨胀率和线性收缩率试验,研究不同梯度含水率对崩壁不同土层胀缩特性的影响。结果表明:不同土层的无荷膨胀率均随初始含水率增大而减小,线性收缩率则相反。初始含水率与崩壁不同层次土壤无荷膨胀率之间存在着明显的指数递减关系,各土层拟合所得到的回归方程均可表达为:δ_e=ae⁽(–ω/b))+c,R²>0.96;初始含水率与崩壁不同层次土壤线性收缩率之间则存在着明显的指数递增关系,各土层拟合所得到的回归方程均可表达为:δ_sl=ae⁽(ω/b))+c,R²>0.96。对于同一土层,膨胀的变化幅度大于收缩的变化幅度。比较不同土层的膨胀和收缩变化幅度发现,红土层变化幅度最大,分别较砂土层高2.58%和3.33%,较碎屑层高3.61%和4.67%。这种不可逆的干湿胀...     

黄土丘陵沟壑区小流域土壤养分的分布特征

通过对典型黄土丘陵沟壑区纸坊沟流域土壤养分分布规律的研究，结果表明：土地利用状况，植被因素及人工熟化过程对黄绵土土壤肥力的影响，水土流失起了关键性作用。不仅如此，还对本地区主要土类的成土过程起了不可替代的作用，在地带性黑垆土上发育的幼年性黄绵土，其剖面养分分布特征与黑垆土截然不同，它在完整的坡面上养分分布具有特殊性，即坡上部土壤养分含量低于坡下部。     

黄土丘陵沟壑区微地形对土壤水分及生物量的影响

黄土丘陵沟壑区坡面内地表的起伏形成微地形,而按照微地形进行植被配置已经成为黄土丘陵沟壑区生态恢复建设的重要方向。采用样方调查与随机采样的方法,调查陕西省吴起县合家沟流域微地形及坡面生物量,并用探针式TDR测定土壤含水量。结果表明,随着土层深度的增加,各类微地形土壤水分的变异系数有减小的趋势,而0—60cm土层,陡坎的土壤水分变异系数最大,塌陷的最小;各微地形土壤水分顺序为:塌陷>缓台>切沟底>浅沟底>原状坡>陡坎;各类微地形及原状坡内生物量从大到小的排序为塌陷>切沟>浅沟>原状坡>缓台>陡坎,且微地形生物量与0—60cm土层土壤水分变异系数呈负相关性。     

地形和土地利用对黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀速率的影响

[目的] 分析地形和土地利用对坝控小流域侵蚀速率的影响,为黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀治理和水土保持措施的制定提供理论依据。[方法] 基于无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)摄影测量技术获取流域高分辨率数字高程模型(digital elevation model,DEM)和影像数据并准确提取流域的地形因子和土地利用要素,采用偏最小二乘回归方法确定坝控小流域地形和土地利用对土壤侵蚀速率的影响及其相对重要性。[结果] 坝控小流域侵蚀速率变化范围为2 869～14 191 t/(km²·a),平均侵蚀速率为9 984 t/(km²·a);坝控小流域的地形和土地利用因子存在一定差异,LS因子与L因子、连通性指数(IC)与地形湿度指数(TWI)、流域面积(A)与流域长度(BL)和形状因子(Ff)之间存在显著相关性(p＜0.01);侵蚀速率偏最小二乘回归模型中最大VIP值为坡长因子(VIP=1.66;RCs=0.30),其次是地形湿度指数(VIP=1.62;RCs=0.25)、坡度坡长因子(VIP=1.43;RCs=0.27)、连通性指数(VIP=1.39;RCs=-0.19)、农地面积占比(VIP=1.03;RCs=0.10)和草地面积占比(VIP=1.03;RCs=-0.10)。[结论] 各坝控小流域侵蚀速率存在显著差异,坡长因子、坡度坡长因子、地形湿度指数、连通性指数、农地面积比例和草地面积比例是影响流域侵蚀速率的重要影响因子,且VIP值都大于1。     

黄土丘陵沟壑区土壤水分垂直分布研究

以黄土丘陵沟壑区燕沟流域为研究对象,对流域内2006年不同类型土壤水分垂直变化进行了分析.结果表明,在实验设计条件下,不同层次的土壤水分变幅较大,坝地、梯田和坡地各层土壤含水量变化与降雨量的季节性变化呈现出较一致的趋势,而苹果地除0-100 cm外,100-200 cm随着降雨量的季节性变化出现较大波动;不同类型土地的土壤含水量变化程度不同,同一类型土地的土壤含水量变化幅度也有差异,10 cm处土壤含水量变异系数最大,随着土层深度的增加变异系数逐渐递减.根据土壤含水量变异系数分析,将不同类型土壤含水量垂直变化划分为速变层、活跃层、次活跃层和相对稳定层4个层次;并建立了不同类型土地各层土壤含水量变异系数回归方程.     

黄土沟壑区不同种植条件下农田土壤水分动态规律研究

以径流小区的观测资料为依据，对陕西长武不同种植条件下土壤水分动态规律进行分析研究，指出降雨产流惰况、降雨不产流情况、雨季及久旱无雨蒸发条件下农田土壤水分的变化特征，为充分利用雨水资源、合理布置农村种植业结构、发展农业生产，提供依据。     

黄土丘陵沟壑区沟道造地土壤养分变化特征及评价

[目的] 研究黄土丘陵沟壑区治沟造地工程后沟道土壤养分的变化特征,为该区改进土地整治方法,采取合理耕种管理措施及提高养分资源利用率提供科学依据。[方法] 以陕西省延安市典型治沟造地项目区土壤为研究对象,采用统计分析方法,分别对项目区整治前、整治后2,3,6 a土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾4个指标的变化特征进行分析,并采用物元模型对其进行综合评价。[结果] ①除速效钾外,研究区土壤养分含量普遍较低;沟道中土壤养分变异程度较大,属中等变异程度,土地整治后,沟道中各种养分变异系数有变小的趋势。②沟道土地整治后6 a时间内,随工程实施年限的增加,土壤有机质含量呈现出先减少后增加的趋势,6 a时含量低于整治前;土壤全氮和有效磷含量呈现先增加后减少的趋势,6 a时高于整治前;土壤速效钾含量持续降低。③沟道土地整治后3 a,土壤养分评价等级恢复到整治前水平,且有继续提高的潜力。[结论] 与坡面土地整治相比,黄土丘陵沟壑区沟道造地土壤养分恢复时间更短,可根据沟道不同位置土壤养分变异特征,调整沟道作物空间布局,实施不同程度和方法的管理措施,增加粮食产量。     

等高绿篱模式下红壤丘岗区浅沟坡面土壤水分时空分布

等高绿篱技术被认为是防治浅沟侵蚀的一种有效措施,然而,绿篱拦挡下浅沟坡面土壤水分的变化特征还不是很清楚。利用定位观测数据,探讨了绿篱拦挡下浅沟坡面土壤水分的时空变化。结果表明:在浅沟存在的坡面上,等高种植香根草显著影响了土壤水分时空分布特征。0-45cm土层土壤含水量垂直变化,香根草小区和裸地小区在雨季均呈逐渐减小趋势,在旱季呈逐渐增大趋势,且香根草小区各层土壤水分变异程度大于裸地;浅沟坡面土壤水分从坡顶向下,香根草小区变化总趋势是先减小后增大或持平,裸地小区呈先增大后减小再增大趋势;香根草种植增大了土壤水分沿坡面横向的变异度,但纵向坡位的影响仍较横向明显。     

吉林省低山丘陵区地形因素对坡耕地侵蚀沟分布的影响

[目的]研究吉林省低山丘陵地貌内侵蚀沟与地形因素关系,从而发现地形因素对侵蚀沟发育及分布影响,为侵蚀沟综合治理与土地利用规划提供科学参考。[方法]采用RTK测量系统对东辽县辽河源镇境内坡耕地中25条侵蚀沟进行了精准地面测量,基于1∶10 000地形图,利用ArcGIS软件生成数字高程模型(digital elevation model, DEM),将侵蚀沟测量数据与DEM数据相叠加,获取侵蚀沟与地形要素各特征值,对各特征值进行相关性研究。[结果]①研究区沟壑密度为5.99 km/km~2,沟谷占坡地面积比例为5.12%。侵蚀沟主要分布于坡地中下部的耕地内,处于强烈侵蚀状态;②沟谷占坡地面积比例随坡度的变化呈现先增加后减少的趋势,在坡度为6°～9°范围内达到最大值;③沟壑密度与汇水区平均宽度呈幂函数关系;④沟壑密度随3°～6°坡地占总汇水面积比例的增加而减少,随6°～9°坡地占总汇水面积比例的增加而增加;⑤侵蚀沟平均宽度与汇水区平均宽度及形状系数均存在线性正相关关系,相关系数分别达0.57和0.84。[结论]吉林省低山丘陵区侵蚀沟处强烈侵蚀状态,且有继续发展的趋势,6°～9°坡地是侵蚀沟分布的集中区域。     

黄土丘陵区退耕坡地植被自然恢复过程及其对土壤入渗的影响

生态系统自我修复是黄土高原植被恢复的重要途径。以永久性天然草地和三龄沙打旺人工草地为对照,在对黄土丘陵区坡地退耕植被自然恢复过程群落演替、地上部分生物量的增长及其组成动态变化特征调查的基础上,定量分析了不同恢复阶段主要群落下土壤的入渗能力。研究表明,随着植被演替的进展,群落生物量逐步增加,土壤入渗能力显著改善。退耕草地土壤表层0-20cm土壤渗透能力(K10℃)每年可提高0.10mm。植被改善土壤入渗能力的有效深度达40cm。说明黄土丘陵区通过坡地退耕还林还草恢复植被可以改善土壤渗透性能,强化降雨就地入渗,减少水土流失。     

华南活动型崩岗崩壁土体的崩解特性及其影响因素

崩岗的侵蚀过程主要是通过崩壁的坍塌作用来完成,崩壁土体的坍塌必然有水的参与,土体遇水将发生崩解现象,因此,研究崩壁土体坍塌需先研究其崩解特性。通过分层采集崩壁土体4个层次的土样,进行不同层次崩壁土体的理化性质和崩解特性测试分析。结果表明:(1)崩壁土体的4个层次(红土层、砂土层、碎屑层、碎石角砾残积层)的理化性质与风化壳的风化程度有密切联系,随风化程度的高低而有规律的变化。(2)在崩壁土体垂直剖面上,碎石角砾残积层的崩解速度最快,红土层最慢,崩解速度快慢表现为红土层砂土层碎屑层碎石角砾残积层;初始含水量对红土层、砂土层的崩解速度影响较大,对碎屑层、碎石角砾残积层的影响较少。(3)影响崩壁土体崩解特性的理化因子众多。其中对崩解速度有显著正相关影响的理化因子按相关系数大小排序为砂粒含量、MgO、自然含水量、K_2O、CaO、交换性钠、pH、Na_2O、孔隙度、阳离子交换量;有显著负相关影响的理化因子按相关系数大小排序为粘粒、Fe_2O_3、Al_2O_3、TiO_2、SiO_2、粉粒、有机质、游离氧化铁、游离氧化铝;只有交换性钙、饱和含水量、土粒比重、土粒干密度这4个因子与崩解速度的相关性不显著。崩壁不同层次土体的理化性质的分异性是崩解产生显著差异的基础,而崩壁土体崩解速度的层次分异性是崩壁坍塌的重要因素之一。