• 2022年第36卷第4期文章目次
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    • 黑土坡面垄侧少耕措施的土壤侵蚀特征分析

      2022, 36(4):1-6. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.04.001

      摘要 (1127) HTML (0) PDF 1.13 M (1181) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究黑土区坡耕地垄侧少耕措施对土壤侵蚀特征的影响,在5°和7°坡面开展人工模拟降雨试验,降雨强度为75,100 mm/h,横垄处理方式包括全松(土壤容重均为1.00 g/cm3)、上松下实(土壤容重分别为1.00,1.20 g/cm3)、上实下松(土壤容重分别为1.20,1.00 g/cm3)及全实(土壤容重均为1.20 g/cm3)4种。结果表明:垄侧少耕措施有助于延缓横垄溢流时间,具有明显的调控土壤侵蚀作用。土壤侵蚀量大小总体表现为全松>上松下实>全实>上实下松。除75 mm/h降雨强度下的5°坡面外,与全松处理相比,上实下松和全实处理的径流量分别减少16.1%~19.4%和6.6%~11.4%,土壤侵蚀量分别减少25.0%~52.5%和17.9%~31.6%,且上实下松和全实处理的径流率和土壤侵蚀速率随降雨历时的变化相对比较平稳。可见,垄侧少耕措施在调控总径流量和土壤侵蚀量的同时,也具有较好地调控径流侵蚀过程的作用。因此,建议根据黑土区坡耕地具体降雨特征和地形坡度等因素科学选用垄侧少耕措施。

    • 模拟降雨条件下林木裸露根系分布方式对坡面土壤侵蚀的影响

      2022, 36(4):7-12. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.04.002

      摘要 (760) HTML (0) PDF 1.19 M (987) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究喀斯特地区林木根系分布方式对坡面土壤侵蚀的影响,采用人工模拟降雨方法,研究林木根系3类分布方式:根系横坡方向局部裸露(横向)、根系顺坡方向局部裸露(顺向)、根系垂直坡面(垂直)的土壤侵蚀特征。降雨强度为75 mm/h,降雨历时为90 min,坡度为25°。结果表明:(1)降雨过程中,横向和垂直生长根系影响土壤入渗,壤中流和地下径流产流时间表现为顺向>横向>垂直;顺向坡面地表径流初始产流时间比横向和垂直坡面略有提前,但差异不显著(p>0.05);(2)横向、顺向及垂直坡面地表径流总量大小表现为顺向>垂直>横向,壤中流与地下径流产流速率在降雨过程中缓慢增加,降雨停止后急剧减小;(3)林木根系3类分布方式坡面间的地表减沙效益表现为横向>垂直>顺向。综上所述,顺向坡面的汇流作用促使地表产流产沙增加,垂直坡面增加土壤降雨入渗并减少侵蚀,横向坡面对坡面径流泥沙的拦蓄作用最为明显。研究结果对认识喀斯特石漠化坡地土壤侵蚀机理和水土流失防治措施提供了参考。

    • 泥石流流域失稳性坡面土壤抗蚀性评价

      2022, 36(4):13-21,29. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.04.003

      摘要 (892) HTML (0) PDF 1.44 M (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究失稳性坡面不同区段对土壤抗蚀性的影响效应,加深滑坡对坡面土壤结构作用机制的认识,以云南省昆明市东川区蒋家沟流域为研究区,选取区内3个气候区(温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区、亚热带干热河谷区)共5个样地(大地阴坡、小尖风阳坡、多照沟阳坡、查菁沟阳坡、大凹子沟阴坡),分析土壤样品的理化性质,并运用主成分分析法对5个样地失稳性坡面土壤抗蚀性进行综合研究。结果表明:(1)5个样地的土壤持水量、孔隙结构、有机质含量、水解氮含量、速效钾含量、土壤团聚体粒径≥0.25 mm占比、土壤团聚体平均重量直径在稳定区显著大于堆积区,呈现稳定区>失稳区>堆积区趋势;而土壤容重、有效磷含量、全磷含量、土壤团聚体粒径<0.25 mm占比则在稳定区显著小于堆积区。(2)5个样地的土壤抗蚀性综合得分(F)均表现出稳定区(2.401)>失稳区(0.017)>堆积区的规律(-2.417),且3个坡面区段间差异显著(p<0.05)。3个坡面区段土壤抗冲指数大小依次为稳定区(45.873 L/(s·g))>失稳区(33.245 L/(s·g))>堆积区(15.723 L/(s·g)),稳定区与堆积区差异显著(p<0.05)。抗冲指数与抗蚀性具有极显著正相关关系。(3)土壤持水性、孔隙度、有机质含量、氮钾含量、粒径≥0.25 mm团聚体含量和团聚体平均重量直径与土壤抗蚀性综合得分呈显著正相关;而土壤容重、有效磷含量、粒径<0.25 mm的微团聚体含量则与土壤抗蚀性综合得分呈显著负相关。研究结果阐明了泥石流流域土壤抗蚀性对失稳性坡面的响应机制,促进了灾害对土壤结构影响效应的认识,为总结提升失稳性坡面土壤抗蚀性的综合措施提供参考依据。

    • 模拟降雨下坡面草带分布对产流产沙过程的影响

      2022, 36(4):22-29. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.04.004

      摘要 (958) HTML (0) PDF 1.50 M (961) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入探讨坡面植被分布对产流产沙过程的影响,定量分析植被分布与坡面产流产沙的关系,通过人工降雨试验,在15°坡面条件下,对不同植被覆盖度(40%,60%)、不同降雨强度(30,60,90 mm/h)和不同植被分布位置(相对距离为0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)条件下的坡面产流产沙进行观测,分析不同植被分布条件下的水土保持作用,提出了不同覆盖度下控制水土流失的植被优化配置。结果表明:(1)在一定坡度和降雨强度条件下,不同植被分布条件下坡面产流率和产沙率均表现为先迅速增加后趋于稳定的变化趋势;(2)坡面平均产流率和产沙率随着相对距离的增加表现出先减小后增大的趋势,植被相对距离为0.2的坡面的平均产流率在不同实验条件下均为最小;(3)通过随机森林算法发现,降雨强度和植被覆盖度对产流具有重要影响,降雨强度和植被相对距离对产沙具有重要影响;(4)当植被覆盖度为40%时,以减少径流和泥沙为主要目标的最优化植被相对位置分别为0~0.36,0~0.31;当植被覆盖度为60%时,以减少径流和泥沙为主要目标的最优化植被相对位置分别为0~0.43,0~0.22。表明坡面植被分布对产流产沙有重要的影响,在相同植被覆盖度条件下,草带的相对距离越小,对减少径流和泥沙的作用较好。研究成果可为生态恢复过程中植被的优化配置提供理论依据和数据支撑。

    • 粗颗粒土壤坡面侵蚀泥沙颗粒特征

      2022, 36(4):30-36. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.04.005

      摘要 (925) HTML (0) PDF 1.19 M (1004) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示粗颗粒土壤坡面侵蚀机理,采用湖北通城县、江西赣县、福建长汀县、广东五华县4个样地的4种粗颗粒土壤(分别定义为TCA、GXA、CTA、WHA)进行室内模拟降雨试验,研究粗颗粒土壤坡面侵蚀过程及侵蚀泥沙颗粒组成的变化规律。结果表明:(1)4种土壤的地表径流随着降雨时间的增长呈现出先增加后递减并趋于稳定的规律;(2)4种土壤的侵蚀特征存在差异,土壤侵蚀速率表现为WHA>TCA>GXA>CTA;(3)4种土壤的侵蚀泥沙中颗粒分布百分比大小均为砂粒>黏粒>粉粒>砾石。不同土壤侵蚀泥沙富集率表现出明显差异;(4)水流功率与土壤侵蚀速率的相关性显著,用幂函数可以准确描述其关系。在表达式中引入土壤黏粒含量、砾石含量后模型更加可靠(Dr=0.001ω1.163Cl-4.069R2=0.82;Dr=0.003ω1.149Gr-1.934R2=0.84),提高了模型预测土壤侵蚀速率的精度,在实际应用中具有更广的适应范围与现实价值。

    • 单颗粒液滴飞溅对颗粒起动的影响

      2022, 36(4):37-42. DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2022.04.006

      摘要 (753) HTML (0) PDF 3.14 M (961) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内模拟降雨试验,探究单颗粒液滴飞溅对泥沙颗粒起动的影响。试验共设计4种地表坡度(0,15°,25°,35°)及4种粒径的均匀沙(0.098~0.104,0.104~0.5,0.5~0.78,1~1.4 mm),选取当量直径为4.5 mm的液滴进行模拟试验,同时利用高吸水树脂材料泡发后的水球作为对照组。结果表明,颗粒直径和坡度的变化对颗粒起动的影响较为显著,飞溅子液滴对液滴溅蚀具有重要意义。随着颗粒直径的增大,颗粒