丹江口库区典型坡面不同土地利用硝态氮水平运移特征

利用水分扩散装置对丹江库区典型坡面4个土地利用3个土层的硝态氮水平运移规律进行了研究。结果表明:硝态氮水平运移速率随距离增加而迅速减小,呈幂函数曲线降低。由于人为扰动及水土流失作用各土层性质不同,硝态氮运移曲线发生分异,河漫滩和柑橘园地在距离20cm后趋于平稳,而消落区撂荒地和库滨带坡耕地在35cm后才趋于平稳;消落区撂荒地和库滨带坡耕地土壤硝态氮运移速率随着土壤深度增加逐渐减小,而河漫滩和柑橘园地表现为相反趋势。硝态氮浓度最大值均出现在湿润锋(土壤干湿交界面)上;硝态氮水平运移浓度随土壤含水量的增加而减小,变化趋势符合幂函数关系。     

丹江口水库库滨带典型植物群落氮矿化特征

为明确库滨带典型植物群落矿化特征,探究植物化学性质与土壤氮矿化的关系,选取丹江口水库库滨带的苘麻和蛇床群丛.试验采取单一叶处理、单一根处理和根+叶混合等9种处理,分别测定第1、3、7、14、21、31、41、51和61 d的土壤氮矿化量,系统分析添加植物后土壤氮矿化特征.结果表明:1)添加植物后,土壤氮矿化可分为3个阶段,即前期(1 ～7d)各处理矿化量均减小,中期(7 ～41 d)各处理矿化量都有所增加,幅度变化较大,后期(41 ～61d)基本保持平衡,所有处理的土壤矿化量均小于对照(CK)的79.53 mg/kg,单一处理中,苘麻叶(QL)矿化量最高,达到71.62 mg/kg,混合处理最高为苘麻叶+蛇床根(QL+ SR) 26.43 mg/kg;2)添加植物后,土壤微生物的质量分数显著增加(P＜0.05),QL＞4个混合处理＞另外3个单一处理;3)整个试验期间,土壤氮矿化量与植物全碳和全氮质量分数显著相关(P＜0.05),主成分分析(PCA)结果显示全氮质量分数对土壤有机氮矿化影响最明显,重要程度为全氮＞C∶N＞纤维素＞L∶N＞多元酚;4)所有混合处理中,实测氮素矿化量均显著小于预测值(P＜0.01).说明添加苘麻和蛇床后,土壤氮矿化表现为抑制作用,根茎混合处理没有激发效应.该研究为区域植被生态恢复、水土保持与非点源污染治理提供参考依据.     

干湿两季等高绿篱红壤浅沟坡面土壤水分空间变化

以红壤丘岗区等高绿篱浅沟坡面为研究对象,比较干湿两季有无绿篱浅沟坡面土壤水分的空间分布,并对试验小区的径流量以及土壤侵蚀量进行对比.结果表明:在旱季,小区土壤含水率变化随着土层加深均呈现增长的趋势;在雨季,无绿篱小区土壤含水率随着土层加深呈现增长的趋势,而绿篱小区土壤含水率表现为30 cm土层＞45 cm土层＞15 cm土层;绿篱小区的土壤水分变异系数随着土层加深呈降低趋势,相同土层干湿两季绿篱小区土壤水分变异系数均大于无绿篱小区土壤水分变异系数.在干湿两季,坡中位置绿篱小区土壤含水率始终大于无绿篱小区土壤含水率,坡上和坡下位置上绿篱小区土壤含水率小于无绿篱小区土壤含水率,种植等高绿篱的坡面保水保土效果明显,使植物在干湿两季能充分利用浅沟坡面水分,对缓解季节性干旱、保持水土起到显著作用.     

等高绿篱——坡地农业复合系统土壤性质空间变异

土壤性质空间变异是一种普遍现象,但等高绿篱——坡地农业复合系统中土壤性质空间变异的研究较少。本文以设置在三峡库区王家桥小流域的香根草（Vetiveria zizanioides）绿篱试验小区为研究对象,从径流小区尺度探讨了不同措施对土壤性质空间变异的影响。结果表明,绿篱种植可降低O．2～0．002mm粒级团聚体的空间变...     

放水冲刷对红壤坡面侵蚀过程及溶质迁移特征的影响研究

坡面薄层水流侵蚀不仅造成土壤养分流失,土壤质量恶化,同时对水体污染等环境问题造成一定影响。为了分析上方来水流量对红壤坡面径流侵蚀过程中泥沙的迁移规律及土壤溶质运移特征的影响,本试验利用室内放水冲刷试验,采用3个不同上方来水流量（10 L min-1、15 L min-1、20 L min-1）对第四纪黏土发育红壤坡面径流侵蚀过程中坡面径流泥沙和径流中非吸附性离子（Br-）迁移过程进行了研究。结果表明：不同上方来水条件下,放水初期产流量迅速增大,后期趋于稳定,累积径流量与产流时间成显著的线性关系,10 L min-1、15 L min-1、20 L min-1三种上方来水流量下累积径流量分别为263.2 L、295.1 L、291.04 L;上方来水流量越大,薄层径流冲刷作用越强烈,径流含沙量随时间变化波动越剧烈,累积泥沙量随产流时间呈幂函数变化,15 L min-1、20 L min-1流量下累积泥沙量分别为10 L min-1流量下累积泥沙量的1.42倍、4.25倍;径流Br-浓度随产流时间呈幂函数衰减,反映了土壤溶质随径流迁移量变化主要受水流与土壤接触时间和作用程度的影响。研究表明放水冲刷对土壤侵蚀及溶质运移有重要作用,试验结果对有效预测与控制红壤坡面侵蚀及养分流失具有重要实际意义。     

紫色土土壤侵蚀研究的知识图谱(1960~2018)——基于CiteSpace计量分析

为了解紫色土土壤侵蚀的研究进展、热点以及趋势,以CNKI核心合集中的紫色土土壤侵蚀研究文献为对象,运用CiteSpace文献计量方法对其进行可视化展示,并进行系统分析和归纳总结。结果表明:紫色土土壤侵蚀相关文献数量逐年增长,在2000年后呈急剧增长的趋势;研究经费主要来源于国家自然科学基金、国家科技支撑计划等。西南大学和中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所是主要研究机构,各研究机构分别形成了以何丙辉、魏朝富、朱波、王玉宽和蔡崇法等研究者为核心的合作子网络团队。研究可分为初步探索阶段(1960~2000):研究热点较少且分散,集中于土壤性质和侵蚀的定性研究;高速发展阶段(2001~2010):研究热点词量高速增长,随着土壤侵蚀预报模型、“3S”技术和人工降雨试验等技术和方法的应用,开始侧重于土壤侵蚀过程、机理以及水土保持措施控蚀效益等定量研究;研究定型阶段(2011~2018):研究热点变化较小,但交互网络逐渐成熟,加强了土壤自身特性如团聚体、有机质、粘聚力和胶体等较微观层面的研究,侵蚀类型研究不再局限于水力侵蚀,因耕作而引起的侵蚀研究开始增多。     

基于土壤侵蚀时空演变的县域生态承载力评价

[目的]探究土地类型变化背景下土壤侵蚀和生态承载力的时空演变及相关关系,对提高生态承载力水平、优化土地利用结构和水土保持措施配置具有重要意义。[方法]以江西省宁都县为研究区域,基于自然资源和社会经济数据,运用InVEST模型与空间主成分方法,分析了土壤侵蚀变化对生态承载力的影响。[结果](1)宁都县主要土地利用类型为林地、耕地和草地,9年来土壤侵蚀程度2010年>2015年>2018年,分别为597.42,591.29,583.51 t/(km²·a),侵蚀类型以微度为主,在中部、西北部和东南部等地区,建设用地和耕地土壤侵蚀程度严重。(2)宁都县生态承载力西南低、东北高,9年来生态承载力整体上略有好转;三期土壤侵蚀程度严重的区域,生态承载力水平低。(3) 2010—2018年,宁都县开展规模化整地,使林地、荒地(未利用地)转为园地、耕地,增加了土地覆被度,加之降雨量减小,径流冲刷减弱,侵蚀模数大幅降低,分别减少了178.19,876.32,2 205.07 t/(km²·a),其他土地利用类型侵蚀模数变化较小,总体来看土壤侵蚀模数...     

丹江口库区不同降雨类型下典型植被措施的水土保持效应

为了进一步研究丹江口库区不同降雨类型下植被措施控制土壤侵蚀的效果,以丹江口库区典型生态修复小流域为研究对象,采用坡面径流小区观测法,基于长期野外原位监测的降雨和径流泥沙数据,以裸地为对照,研究不同降雨类型下典型植被恢复措施[柏树林(Cupressus funebris, CF)、枇杷林(Eriobotrya japonica, EJ)和紫花苜蓿草地(Medicago sativa, MS)]对坡面产流产沙和土壤侵蚀的影响,分析植被措施的水土保持效应对降雨类型的响应特征。结果表明：(1)中历时、中雨量、小雨强降雨(雨型Ⅲ)是研究区常见的降雨类型,短历时、小雨量、大雨强降雨(雨型Ⅰ)和长历时、大雨量、中雨强降雨(雨型Ⅱ)发生的频率相对较低,但雨型Ⅰ所导致的土壤侵蚀最为严重,占总侵蚀量的46.79%以上,降雨量和最大30 min雨强(I₃₀)是控制该区域土壤侵蚀的关键降雨因子。(2)植被措施均具有显著的水土保持效应,减流减沙效益依次为紫花苜蓿草地>柏树林>枇杷林。相比于裸地,紫花苜蓿草地径流系数减少54.07%,含沙量减少50.80%,土壤侵蚀量减少65.4...     

降雨和径流条件下红壤坡面细沟侵蚀过程

为明确第四纪黏土发育红壤坡面侵蚀过程特征,采用人工模拟降雨和径流冲刷相结合试验,研究坡度、流量和降雨因素对坡面细沟侵蚀过程影响。结果表明:1)坡面侵蚀过程呈现明显阶段性,试验条件下侵蚀前3 min为层状面蚀为主的初始阶段,细沟出现后转变为细沟侵蚀为主的细沟发育阶段。降雨以及增加坡度和流量能加快细沟发育速度和侵蚀速率;2)各侵蚀阶段平均侵蚀速率关系为初始阶段细沟发育阶段细沟稳定阶段。初始阶段侵蚀速率对各水动力学参数响应关系为水流功率坡度水流剪切力单位水流功率=流速流量。细沟发育阶段平均侵蚀速率与水流功率、水流剪切力和坡度关系密切,而细沟稳定阶段侵蚀速率只与坡度和流量相关;3)水流功率是与初始阶段和细沟发育阶段关系最密切的水动力学参数,侵蚀初始阶段的层状面蚀、单独径流冲刷和降雨-径流作用下细沟侵蚀发生的临界水流功率分别为0.091、0.121、?1.691 N/(m·s)。试验在小尺度条件下初步揭示了红壤坡面细沟侵蚀过程特征,为南方红壤丘陵区土壤侵蚀预报模型和侵蚀防治提供理论参考。     

不同粒径红壤团聚体坡面溅蚀特征

为揭示不同粒径团聚体坡面溅蚀规律,以第四纪粘土发育红壤为研究对象,通过室内人工模拟降雨试验(雨强75mm/h,历时45min)研究0.25,0.25~0.5,0.5~1,1~2,2~5mm粒径团聚体溅蚀规律,系统分析了降雨条件下各粒径团聚体破碎、溅蚀率变化、溅蚀搬运量以及溅蚀搬运后的空间分布特征。结果表明:(1)降雨条件下团聚体粒径越大越容易破碎,除2~5mm团聚体破碎量高达96.06%外,2mm团聚体破碎量均小于50.00%。(2)0.25mm团聚体溅蚀率具有陡涨陡落特点,表土结皮发育迅速;0.25~0.5mm团聚体溅蚀率陡涨缓落,表土泥浆化过程明显;0.5~5mm团聚体溅蚀率则能保持较长时间增长,随后降低。(3)不同粒径团聚体溅蚀总量、上下坡溅蚀量与净搬运量变化趋势一致,一次降雨过程中,溅蚀搬运量峰值出现在粒径0.25~0.5mm范围内,而后随着粒径的增大逐渐降低。(4)团聚体粒径越小,溅蚀搬运后的平均重量距离越大,各粒径团聚体溅蚀量基本全部分布在半径60cm范围内。研究结果能为降雨侵蚀防治及侵蚀过程模型提供理论参考。