土壤结皮与降雨溅蚀的关系研究

在单雨滴和次降雨溅蚀实验的基础上 ,讨论了结皮土壤的溅蚀规律。通过与无结皮土壤的对比分析得知 ,两者的变化特征完全相同 ,但溅蚀量差异明显 ,即有结皮土壤的溅蚀量总是小于无结皮土壤 ,且两者溅蚀量的大小与坡度、前期含水率、雨滴直径、结皮厚度和降雨强度的因素有关 ,可用式 W =1.6915 S0 .1 777θ0 .4 6 6 7D0 .76 32 H- 0 .4 92 5和 W =0 .4 5 2 3 ( PI) 0 .7538S0 .1 450进行估算。     

天然油菜素内酯对黄土丘陵区苹果生长发育和产量的影响

在黄土丘陵区坡地台田水肥亏缺的条件下,用4种不同浓度的天然油菜素内酯(NBR)在展叶期喷施于富士苹果叶面。试验结果表明,天然油菜素内酯处理增加了叶片相对含水量和临界饱和亏,降低了自然饱和亏、需水程度、蒸腾强度、细胞膜透性和伤害率。在不同浓度的处理中,0.30mg/L的处理效果最好,与对照相比,天然油菜素内酯处理使苹果叶片相对含水量和临界饱和亏提高了11.8%和59.7%,自然饱和亏和需水程度分别降低了42.6%和52%,蒸腾强度(12:00～14:00)降低了30%左右,细胞膜透性和伤害率各降低了9.4%和37.5%。天然油菜素内酯处理减少了叶片的水分损失,提高了苹果的抗旱性。生长末期调查发现,天然油菜素内酯处理增加了苹果叶片的长度、宽度和厚度,抑制了秋梢的萌生和生长,座果率从43.4%提高到63.3%,单株产量比对照增加了8.1%～16.8%,其中0.3mg/L的处理增产效果最为明显。     

土壤干化的水文生态效应

应用土壤-植被-大气传输模型(SVAT-model)——CoupModel,对黄土丘陵沟壑区农地(马铃薯)、林地(刺槐林)、采伐迹地(刺槐被砍伐)和荒草地(天然灌草)的土壤水分变化进行了模拟。分析了不同植被覆盖条件下土壤干化程度、气候干旱和植被耗水对土壤干化的贡献率以及土壤干化的水文生态效应。研究结果表明:农地不存在土壤干化现象,刺槐林地、采伐迹地和荒草地均存在明显的土壤干层,以刺槐林地最为严重;气候干旱和植被过度耗水对土壤干化的贡献率分别为70.74%和29.26%,气候干旱是导致土壤干化的主要原因;土壤干化可以导致土壤剖面水分交换深度变浅,土壤剖面水分的移动性变差,使土壤水库丧失77.58%~93.55%的调节能力,形成土壤水分循环的隔离层,增加植被生长对年度降水的依赖性。总之,土壤干化恶化了陆地土壤水文循环环境,影响植被的正常生长,不利于黄土丘陵沟壑区的生态环境建设。     

耕作措施对产流作用的研究

本文在室内人工模拟降雨条件下,通过不同耕作措施人为造成不同地表的方法,从地表糙度方面定量化地研究了耕作措施对侵蚀产流的影响。结果表明:增加地表糙度,可减小径流量,进而减小侵蚀,并建立了相应的数学表达式。这为进一步完善侵蚀测报模型奠定了一定的基础,同时也为黄土高原坡耕地水土流失的治理和退耕还林(草)的实施,提供了一定的理论依据。     

黄土坡耕地地表微地形空间变异性研究

以黄土高原普遍采用的人工锄耕、人工掏挖和等高耕作等管理措施的坡耕地为研究对象,利用半方差方法分析了不同耕作措施下坡面相对高程空间变异结构特征,以期为开展数值模拟坡面微地形的研究提供理论支持.结果表明:不同耕作措施下坡面相对高程具有较强的空间相关性,依次为等高耕作＜人工掏挖＜人工锄耕;人工锄耕与人工掏挖坡面具有自相似性特...     

基于人工神经网络的坡面土壤侵蚀研究

 基于坡面土壤侵蚀产沙的复杂非线性特性,引用3层前馈型BP网络建模方法,对不同耕作措施坡面土壤侵蚀产沙进行模拟,模型输入层变量数为5个,分别代表降雨强度、坡度、坡长、土壤前期含水率和土壤容重,输出层变量为次降雨土壤侵蚀产沙量,并利用野外人工模拟降雨试验所得到的不同耕作措施(等高耕作、人工掏挖、人工锄耕和直线坡)坡面土壤侵蚀产沙实测资料,对网络进行模拟训练和预测,取得了较好的结果。该模型的建立与求解,为复杂坡面土壤侵蚀规律的研究提供了一条新途径。     

黄土丘陵沟壑区刺槐林冠截留模拟

以陕北黄土丘陵沟壑区燕沟流域为试验区,以人工刺槐林为研究对象,根据42场降雨观测资料,用Penman-Monteith修正公式计算试验地刺槐林冠的附加截留量,建立适合于黄土丘陵沟壑区的附加截留计算公式,修正和对比了崔启武和王彦辉的模型.修正后的模型克服了原模型中处理附加截留的不足,使模拟精度明显提高,能更客观地反映林冠截留降雨的实际情况.     

叶面积和降雨强度对玉米茎秆流量的影响

茎秆流是降雨或喷灌水经过玉米冠层后到达地面的重要途径之一。为了系统地测定不同生长时期的玉米在不同雨强下的茎秆流量并建立简洁、实用的模型,采用室内模拟降雨的方法,对单株叶面积范围从约150～7450 cm2/株的紧凑型玉米植株在实际范围为0.22～4.33 mm/min的雨强下的茎秆流量进行了测定。试验结果表明,不同大小植株在不同的雨强下,单株茎秆流量从1 mL/(min.株)增加到362 mL/(min.株),单株茎秆流量随玉米单株叶面积和降雨强度的增加均呈幂函数增加关系。不同生长时期的玉米群体产生的茎秆流量占总降雨量的比例从约5%增加到约70%,并且随冠层叶面积指数的增加呈幂函数增加关系。本研究提出的玉米茎秆流模型可为紧凑型玉米密植条件下的土壤侵蚀防治和水肥管理提供理论指导。     

地表糙度的量测方法及对坡面径流和侵蚀的影响

通过室内试验及野外量测,提出了野外实用可靠的地表糙度量测方法,通过室内对不同糙度下地表径流及侵蚀过程的观测,研究了糙度对坡面径流的水流形态、流速、径流量及侵蚀量的影响规律,从而得出,糙度对侵蚀过程的影响较大,尤以对径流量及侵蚀量影响为甚,是土壤侵蚀预报中一个不容忽视的因子,将其引入有利于提高预报精度。     

基于USLE的大豆C因子计算模型研究

作物覆盖与管理对土壤侵蚀的影响通常用C表示,它来自于美国通用流失方程（USLE）,是有效治理土壤侵蚀,减少水土流失必须深入研究的重要因子。目前,我国有大量的通过植被覆盖度计算C值的模型,且关系模型的形式也各有不同。但植被覆盖度只是表征地表作物覆盖的指标之一,且并无体现管理措施对土壤流失的影响,建模方法也多是直接进行回归分析。因此,本研究以大豆为研究对象,通过室外人工模拟降雨,以植被覆盖度作为关键因子,以株高、结皮厚度、地表糙度作为调节因子逼近误差建立C因子估算模型。得到的模型公式为：C=-0.595 ln?〖V×(-〖0.779x〗_1+0.〖439x〗_2+0.061h-0.357)〗。式中,V为植被覆盖度,%;h为株高,cm;x1为结皮厚度,mm;x2为地表糙度,无量纲。模型R2=0.935,均方根误差仅为0.089。本研究结果可为黄土高原农耕地土壤C因子模型的不断完善提供理论参考。