紫色土丘陵区生物埂不同植被类型土壤分离水动力学特征

野外采集紫色土区六棱型预制网格式护坡生物埂内不同植被类型原状土样,通过室内模拟细沟水槽(长4 m,宽0.12 m,深0.1 m)冲刷试验,探究不同植被类型影响下土壤分离能力与水动力学参数之间的关系。选择麦冬、韭菜2种生物埂类型,以单一网格式裸坡为对照,在3个坡度(15°,20°,25°)、5个流量(39.86,59.98,79.67,100.45,121.16 L/min)组合条件下进行冲刷试验。结果表明:生物埂内不同植被类型下土壤分离能力差异显著(P0.05),表现为麦冬(均值2.24 kg/(s·m~2))对照(均值1.34 kg/(s·m~2))韭菜(均值1.09 kg/(s·m~2))。幂函数方程可用于描述土壤分离能力与水流剪切力(R~2=0.75)、水流功率(R~2=0.73)、单位水流功率(R~2=0.46)及过水断面单位能量(R~2=0.63)间的数学关系。生物埂各植被类型下土壤发生分离的临界剪切力τ_c表现为τ_c麦冬(8.75 Pa)τ_c韭菜(6.47 Pa)τ_c对照(1.93 Pa),表明植被可增强网格式护坡生物埂土壤抵抗分离的能力。     

三峡库区坡耕地土壤养分流失的实验研究

采用室内模拟降雨装置研究了三峡库区坡耕地土壤养分流失规律。无论是紫色土还是黄色石灰土,坡耕地表层土壤养分含量在人工降雨后发生衰减,并表现出随雨强增大,雨后表土各养分含量衰减幅度加大的趋势,但径流和流失泥沙的养分含量与雨强无关;径流中养分含量虽低于泥沙养分含量,但养分含量的差异主要体现在全量养分含量上,而速效养分含量的差异则相对较小。对三峡库区坡耕地土壤养分流失而言,紫色土坡耕地土壤养分流失主要以流失泥沙为载体,而黄色石灰土坡耕地土壤养分流失则由流失泥沙和径流共同携带。     

长期施肥与耕作对紫色土坡耕地产流产沙的影响

[目的]为探究长期施肥与耕作对紫色土坡耕地产流产沙的影响。[方法]试验规定各小区均采用冬小麦-夏玉米轮作的紫色土坡耕地典型种植模式,在15°紫色土坡耕地设置5种处理：顺坡耕作无施肥(CK)、顺坡耕作有机肥与化肥配施(T1)、顺坡耕作单施化肥(T2)、顺坡耕作单施化肥增量(T3)、横坡垄作单施化肥(T4),每种处理重复3次。在2008—2020年,共监测107场侵蚀性降雨事件,分析了不同事件降雨量及施肥耕作处理下径流深、泥沙量、泥沙含量的变化特征。[结果]不同施肥耕作处理中,单位面积年产流深最大为100.37 mm,最小为4.56 mm。除T2与T3处理径流深差异不显著(p>0.05)外,其余处理间径流深差异显著(p<0.05),且均显著小于CK处理,均值大小依次为CK>T3>T2>T1>T4。除T1与T2处理泥沙量差异不显著(p>0.05)外,其余处理间泥沙量差异显著(p<0.05),且显著小于CK处理,均值大小依次为CK>T3>T2>T1>T4。T1、T2、T3的泥沙含量差异不显著(p>0.05),但均显著...     

新修坡改梯对土壤水库库容的影响

以重庆缙云山山地黄壤为研究对象,在山地同侧但不同高程的地带,分别选取撂荒地和坡耕地2种土地利用类型地块共6块,对比分析其坡改梯工程前后土壤水库库容变化以及坡改梯区域土壤水库对削洪减灾的作用,并对小流域治理惯用的坡改梯工程的理水功能进行评价。结果表明:(1)坡改梯前后,梯地内土壤水库各项库容变化主要受土层厚度变化影响,但在绝对土层不变的情况下,库容大小在一定程度上受到坡改梯前的土地利用方式影响;(2)土壤水库特性与坡改梯引起的土壤性质变化有关,特别是与土壤孔隙、质地相关指标有关;(3)在百年一遇的设计暴雨条件下,用简化的概念型产流模型进行模拟,发现坡改梯能在理论上削减30%以上的径流,对农业区域旱涝灾害防治有重要作用。     

三峡库区坡耕地不同施肥水平与耕作模式径流泥沙流失规律

为有效防治坡地水土流失,减轻农业面源污染,以原位径流小区长期（2010—2012年）观测试验为基础,以“冬小麦—夏玉米”种植模式为研究对象,设置对照（T0）、常规（T1）、优化（T2）、增量（T3）、横坡垄作（T4）5个处理,分析了三峡库区紫色土坡耕地不同施肥水平与耕作模式下径流泥沙流失规律及其对降雨的响应。研究发现:（1） 各处理5月份的径流量占观测时段内总径流量的16.39%～21.96%,侵蚀量占观测时段内总侵蚀量的12.53%～25.56%,产生侵蚀性降雨的最小降雨量为20.5 mm。（2） 不同施肥与耕作模式下降雨量与径流量、侵蚀量均呈y=ax+b（a > 0）的线性关系;通径分析表明,侵蚀量的变化是径流量直接作用的结果,施肥对土壤侵蚀及产流的影响是通过改变土壤理化性质和作物地面覆盖度而实现的。（3） 不同施肥水平与耕作模式下径流总量与侵蚀总量的变化趋势一致,在不同施肥水平下径流总量与侵蚀总量均表现出:T0 > T1 > T3 > T2,不同耕作模式下径流总量与侵蚀总量均表现出:T2 > T4。横坡耕作和优化施肥模式能够更有效地减少地表径流,降低土壤侵蚀量,是三峡库区防治坡耕地水土流失的有效途径。     

岷江上游油松人工林对降水的截留分配效应

为了评估人工油松林的水源涵养服务功能 ,选择岷江上游典型的 2 3年生油松人工林 ,定位监测了冠层对 1年中共 136次降水事件的截留分配效应 .观测期降水总量为 80 5 8mm ,林冠截留、茎流和穿透水量分别是 2 97 892、6 7 771和 4 4 0 137mm ,林冠截留率、茎流率、穿透率分别为 36 97%、8 4 1%、5 4 6 2 % .林外降水量大于 0 3mm时才观测到林内穿透雨 ,而大于 2 8mm时 ,才观测到树干茎流 .林冠对降水的截流分配与降水量、降水形态以及林分特征密切相关 .冠层截留量、茎流量和穿透量与降水量均呈显著的线性正相关 ,但冠层截留率与降水量呈对数负相关 ,而茎流率和穿透率呈对数正相关 ;林冠对降雪的截留强于降雨 ,而降雨的穿透量强于降雪 .同一降水事件下树干茎流量随着胸径的增大而增加 .松针自身吸水对降水有一定的截流分配作用 .综合分析表明 ,岷江上游 2 3年生油松人工林较其他油松林林冠对降水有更好的截留率 .     

三峡库区狗牙根根系固坡抗蚀效应研究

研究了三峡库区嘉陵江岸的野生狗牙根(Cynodon dactylon (L.) Pers.)根系在土壤表层(0-30 cm)的分布特征,并从土壤理化性质和抗剪强度方面分析了其固坡抗蚀效应。研究结果表明:(1)样本的根系密度(RSD,root system density)与根系生物量呈较显著的正线性相关(R2=0.874 7),且90%总根数和86%的总根量均集中分布在0-30 cm的表土层;(2)狗牙根根系改变了土壤结构,土壤容重与根系生物量呈极显著的负线性相关(R2=0.977 8),总孔隙度与根系生物量呈极显著的正线性相关(R2=0.980 5);(3)狗牙根根系提高了土壤团聚体和有机质含量,土壤团聚体、有机质含量均与根系生物量呈极显著的正线性相关(R2=0.947 7,0.952 7);(4)根系增强了土体的抗剪强度,根系密度越大则抗剪强度增量越大;(5)根系对土体抗剪强度的增强主要是通过粘聚力来实现;(6)根系主要是通过增强土体的抗剪强度来实现其固坡抗蚀效应。     

植物篱对紫色土区坡地不同土层土壤物理性质的影响

通过对土壤0-20 cm及20-40 cm土层土壤微团聚体、机械组成、容重及含水率的测定,研究了新银合欢植物篱对紫色土区坡地土壤物理性质的影响。结果表明:在小区坡度为10°条件下,植物篱对于农耕地小区土壤微团聚体的影响作用大于经济林地小区的。对农耕地小区土壤0-20 cm层微团聚体粒级为0.05～0.02,0.01～0.005,0.005～0.002,0.002 mm的质量百分含量影响作用显著;对20-40 cm土层经济林地小区粒级为0.25～0.05 mm土壤微团聚体、农耕地小区粒级为0.002 mm土壤微团聚体质量百分含量影响作用显著。在农耕地土地利用方式条件下,植物篱对坡度为10°及15°小区的土壤微团聚体在垂直方向分布也有很大程度影响作用,对土壤0-20 cm层各粒级土壤微团聚体的影响作用要大于对土壤20-40 cm层的影响作用。植物篱对于坡度为10°小区土壤机械组成的影响作用大于15°小区的。植物篱对于农耕地及经济林地小区土壤含水率及容重影响作用不显著。植物篱对土壤结构的改善、土壤结构性能的提升效果明显。     

人工模拟降雨条件下紫色土陡坡地土壤颗粒分布空间变异特征

土壤颗粒分布特征作为土壤物理性质的基本组成部分,对土壤中水分运移、溶质迁移等土壤物理过程有着重要的作用,同时也是影响土壤侵蚀过程的主要因素之一。紫色土作为一种侵蚀型高生产力的岩性土壤,当其分布于三峡库区大于25°陡坡地时,成为了该地区水土流失的重要物质来源。为了分析降雨强度对紫色土陡坡地土壤颗粒分布空间变异的影响,该文研究了25°径流小区在不同人工模拟降雨条件下(0.285,0.978,1.737mm/min)紫色土土壤机械组成和团聚体稳定性的空间变异特征,结果表明:(1)25°陡坡地土壤机械组成在各个降雨强度下,空间分布特征都表现为小区上坡位置粘粒和粉粒含量减少,砂粒含量增加;中坡粘粒及粉粒含量增加,砂粒含量减少;下坡粘粒及砂粒含量增加,粉粒含量减少的特征。但是土壤机械组成各组分随雨强的变化,各自的含量表现出不同程度的增加或减少幅度。(2)陡坡地中0.25mm水稳性土壤团聚体含量(WAS0.25)、2mm和0.25mm团聚体分散度(P2、P0.25)的变化特征与降雨强度有密切关系,但是其空间差异性变化不明显。在不同降雨强度影响下WAS0.25的减小幅度在6.7%～16.87%中变化,而P2和P0.25各自的增幅则分别达到了1.94%～5.45%和4.46%～15.45%。通过对陡坡地径流小区紫色土土壤颗粒分布在降雨作用下的空间变异特征研究,为坡面土壤颗粒侵蚀-迁移-沉积这一微观过程的宏观反映提供了一定的理论依据,同时也为三峡库区紫色土25°陡坡地水土流失的防治提供相应的理论基础。     

网格式生物埂对坡面土壤贮水及渗透性的影响

为研究网格式生物埂护坡的时间效应,以无生物埂护坡的裸坡为对照,对建设时间为1～4年的黄花生物埂坡面土壤的入渗与贮水特征进行了研究。结果表明,①建设年限1～4年的黄花生物埂与裸坡的饱和贮水量、最大滞留贮水量、最大吸持贮水量、初始入渗率、稳渗率、平均渗透率和渗透总量均表现为:4年>3年>2年>1年>裸坡,且均与建设时间呈显著的线性关系;②坡位对土壤贮水及渗透性的影响明显,1～4年的黄花生物埂均表现为坡上>坡中>坡下的规律,而裸坡表现出与之相反的规律;③土壤渗透性与土壤理化性质(总孔隙度、非毛管孔隙、毛管孔隙、土壤密度及有机质)和植被因子(根长密度、地下生物量和地上生物量)显著或极显著相关。