北方土石山区典型坡面优先流特征研究

以太行山区崇陵流域的典型坡面为研究对象,通过亮蓝(Blue-FCF)与KI染色示踪试验,利用图像处理软件技术,计算优先流形态特征参数,分析5个不同坡位的优先流形态特征变化规律。结果表明:(1)随着坡位升高,坡面土壤厚度、容重逐渐减小,而总孔隙度、渗透系数、饱和含水量逐渐增大,凋萎系数与田间持水量则呈现波动变化趋势;(2)随着坡位的升高,染色剂运移深度不断增加,基质流区域占比减小而优先流区域占比增大;各坡位染色面积比随深度缓慢下降,在40cm以下深度范围高坡位点的土壤水分与周围土体交互作用较低坡位点较弱;染色剂入渗体积随坡位升高而逐渐增大;(3)随着坡位的升高,优先流对实际水分运移的贡献增大,高坡位坡面水分以优先流为主要方式向下入渗;(4)土壤质地与容重是影响土石山区坡面不同坡位优先流差异的主要因素。     

Restoration of Gypsicolous Vegetation on Quarry Slopes: Guidance for Hydroseeding under Contrasting Inclination and Aspect

The establishment of gypsicolous vegetation of high conservation value on land impacted by quarrying requires restoration measures to overcome constraints imposed by the new landforms created in the process. The aim of this study was to assess the suitability of three standard hydroseeding methods to restore gypsicolous vegetation on quarry spoil slopes under a dry Mediterranean climate. The treatments were as follows: paper cellulose mulch, paper cellulose mulch + organic blanket, and wood fibre mulch, compared against a control. These treatments were tested on two slopes (10–15% vs 60–65%) and two contrasting aspects (north vs south). We evaluated the cover of all plant species 2·8 years after treatment, assessing both target gypsicolous species and non‐target species. Our results showed strong compositional and cover differences between hydroseeded and control plots. Control plots had a low cover of target species with a vegetation composed of early‐successional species that had the potential to hinder target species establishment over time. All hydroseeding treatments improved target vegetation cover, with wood fibre performing best in most situations studied here, alternatives being the cheaper but less effective paper mulch on shallow slopes, or the more expensive paper mulch + blanket on steep slopes in case of high erosion risk. Shallow and southern‐steep slopes were more suitable for the recovery of gypsum vegetation by hydroseeding, compared to northern‐steep slopes where non‐target species developed more readily outcompeting target species. These results will help to guide management decisions to restore gypsicolous vegetation by hydroseeding in disturbed gypsum habitats. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

崩岗崩积体坡面产沙与坡面形态的耦合影响

为了探究崩岗崩积体长时间序列的侵蚀变化,在崩积体典型坡度(30°)及研究区强降雨(3.33mm/min)条件下,进行了持续20场次降雨的崩积体侵蚀过程模拟试验。结果表明,在本试验条件下降雨溅蚀和径流冲刷对崩积体产沙的平均贡献率分别为47.6%和52.4%,在崩积体侵蚀过程中,其产沙量呈幂函数减小;弗劳德数、径流功率、达西-韦斯巴赫阻力系数与崩积体产沙量具有较好的相关关系,在沙源充足时,其参数可用于定量描述坡面径流产沙效能;崩积体侵蚀过程可分为4个阶段:(1)含沙量为0.099kg/L,以片蚀为主,坡面未见粗化;(2)含沙量为0.052~0.101kg/L,以细沟侵蚀为主,坡面粗化不明显;(3)含沙量为0.011~0.064kg/L,以细沟侵蚀为主,坡面粗化显现;(4)含沙量为0.008~0.036kg/L,无明显的主导侵蚀方式,坡面持续粗化。降雨及其径流对崩积体的分选性搬运,致使崩积体坡面粗化,而崩积体坡面粗化,反过来又使得降雨及其径流产沙效能降低。     

坡长对径流及侵蚀的影响

张家口市水保试验站坡长小区五年观测资料表明,降雨强度影响径流量、侵蚀量随坡长的变化。降雨强度较小时,径流量不能用坡长与降雨强度的乘积代替,侵蚀量随坡长增加较慢。降雨强度较大时,径流量可用坡长与降雨强度的乘积代替,侵蚀量方程中坡长指数较大。     

坡度对浅沟侵蚀产沙的野外放水冲刷试验影响

为了研究坡度对坡面浅沟侵蚀产沙的影响,以黄土丘陵沟壑区坡面浅沟为研究对象,选取野外实地坡面14.0°,18.5°,26.0°,29.0°坡度和5,10,15,20,25L/min放水流量进行典型野外坡面浅沟径流小区放水冲刷试验,研究坡度对浅沟径流率、产沙率、含沙量、总径流量、总产沙量的影响。结果表明:5,10,15,20,25L/min不同放水流量下,坡度与径流率、总径流量成正相关,既随着坡度增大径流率、总径流量增大;5,10,15,20,25L/min不同放水流量和14.0°,18.5°,26.0°,29.0°坡度下产沙率、含沙量和总产沙量随时间变化的规律一致,表现为试验时间内,均出现先增大—到达最大—波动减小—稳定趋势;产沙率、含沙量、总产沙量与坡度的关系表现为产沙率、含沙量、总产沙量随着坡度的增大先增大,达到最大值后减小,最大值出现在26.0°,26.0°的产沙率、含沙量和总产沙量分别为14.0°的1.06~2.87,1.31~2.21,1.08~2.77倍,产沙率、含沙量、总产沙量均存在临界坡度,临界坡度范围为18.5°~29.0°。     

短坡坡长变化对坡地风沙土产流产沙及氮磷流失的影响

通过野外水流冲刷试验,对比分析了不同坡长条件下坡面产流产沙及氮磷流失特征。结果表明,上方来水流量一定时,坡长越长,其坡面入渗量越大,径流量越小,且存在一个临界坡长,使得径流量和入渗量相当,累计径流量与坡长是负线性关系。随着坡长增加,产沙量增大,单位坡长的泥沙流失量在各坡长条件下差异并不显著(P0.05)。累计泥沙量随着坡长增大而增大;幂函数比指数函数能更好的描述硝态氮和水溶性磷浓度变化过程;泥沙中硝态氮和有效磷的含量整体上随时间呈减小趋势。坡长越长,其养分富集率越大;随着坡长增大,存在一个临界坡长使得养分流失总量最大;土壤剖面硝态氮含量分布随着深度增大呈现出峰值特征,但是峰值存在的深度不同。土壤剖面有效磷主要积聚表层5cm以上,5cm以下有效磷含量极低。研究结果对进一步分析坡长对水土养分流失的影响具有参考价值。     

25%高氯·辛微乳剂防治棉铃虫、菜青虫试验

田间试验结果表明 ,2 5%高氯·辛微乳剂对棉铃虫和菜青虫具有较好的防治效果。用 10 0 0～ 150 0倍液防治棉铃虫 ,药后 5d防效和保蕾效果分别达 79%和 74 %以上 ;用 10 0 0～ 2 0 0 0倍液防治菜青虫 ,药后 7d防效达 94 %以上。与氯氰菊酯和高效氯氰菊酯的防效相当 ,优于常规农药辛硫磷。     

香根草应用于铁路边坡防护的力学研究

针对目前较少研究香根草在边坡防护的力学作用的情况,通过香根草力学试验,测定、分析香根草的力学指标,定量检验香根草在边坡防护中的力学作用。通过试验分析发现,香根草护坡可以提高土的黏聚力和内摩擦角,从而提高土的抗剪强度,进而增加土壤稳定性。香根草根系必须达到一定密度,抗剪强度才能提高,从而发挥边坡防护的作用。     

华南水土流失区崩岗侵蚀地貌系统分析

崩岗侵蚀是华南水土流失区最严重后种水土流失类型。崩岗由崩壁、崩积和冲（洪）积扇３部分,组成三者在发生上具有相关性,并且通过物质的输送和能量和转化共同组成一个完整的侵蚀地貌系统。崩岗侵蚀地貌系统的发育规模通常首先表现出一个Ｌｏｇｉｓｔｉｃ增长过程,随后系统的演化可分持续发展、波动、稳定平衡、消亡４种趋势。     

不同坡位香椿人工林生长和林分结构差异

研究香椿人工林在不同坡位的生长差异,为香椿人工林的培育生产提供参考。以32~39年生香椿人工林为对象,按照不同坡位（上、中、下）设置样地,测定样地内的香椿生长指标;使用Weibull函数对不同坡位林分直径分布结构进行分析;通过林木分级统计并分析各样地林分特征;解析不同坡位香椿人工林的生长过程。结果表明,试验区香椿人工林呈中高度郁闭,下坡位香椿平均树高为13.71 m,胸径为21.32 cm,南北冠幅为5.29 m,均显著最高,而上坡对应各生长指标显著最低。不同坡位香椿人工林径阶分布的Weibull模型拟合效果为下坡＞上坡＞中坡,拟合形状参数c均在1.0~3.6,为单峰左偏状分布,c_下坡＞c_上坡＞c_中坡,下坡趋向于竞争期更稳定的自然稀疏后期。下坡林分林木分级集中在Ⅱ、Ⅲ级,占81.48%,而上坡Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级林木占比分别为19.23%、21.79%、37.18%、20.51%,并存有少量Ⅴ级木,林木分级分布相对分散。解析香椿人工林生长过程显示,胸径、树高、材积总生长量均为下坡＞中坡＞下坡。试验区下坡的香椿人工林树高、胸径及冠幅均有生长优势。全试验区林分径阶分布呈单峰左偏状分布,下坡林分趋向于更稳定的自然稀疏后期,且林木分级多集中于Ⅱ、Ⅲ级,胸径、树高、材积总生长量最高。