坡面侵蚀分带侵蚀过程与降水—土壤水转化、土壤退化关系研究

TL;DRAbstract

土壤侵蚀及其导致的土壤质量退化是世界性的重大环境问题之一，在黄土高原表现尤为突出，本论文针对黄土坡面水土流失及其导致土壤水分亏缺和土壤贫瘠的主要矛盾，采用野外监测、模拟试验、室内分析和数理统计相结合的研究方法，以物质运移（水、泥沙、养分）为核心、首次较系统地研究了裸露坡面各侵蚀分带的侵蚀产沙过程与降水－土壤水转化的关系及其机理、林地开垦后坡面侵蚀过程与土壤退化过程的关系及其机理，建立了养分流失模型，取得了有一定创新性的成果，对深化坡面土壤侵蚀规律、土壤退化过程和侵蚀条件下坡面降水－土壤水转化的研究有一定的理论意义，并对坡面水土保持措施配置有重要的指导作用。主要内容及结论如下： 一、从各侵蚀带侵蚀产沙相互关系出发，系统研究了坡面侵蚀产沙分配、坡面侵蚀带之间的相互关系及其机理 坡面侵蚀产沙分配主要受降雨强度和降雨能量的制约，侵蚀严重区坡面和林地开垦初期坡面侵蚀产沙分配变化规律相同，即随着侵蚀强度和侵蚀能量的增大，坡面最大侵蚀产沙部位由细沟侵蚀带向浅沟侵蚀带过渡，坡面侵蚀产沙强度变化的本质为侵蚀方式的演变。 上部侵蚀带来水来沙对下部侵蚀带具有明显增沙作用，片蚀带的来水来沙使细沟侵蚀带的侵蚀产沙量增加 13.5% ～ 37.7% ，片蚀带＋细沟侵蚀带的来水来沙使浅沟侵蚀带的侵蚀产沙量增加 6.5% ～ 82.2% 。上部侵蚀带对下部侵蚀带增沙作用的大小（即增沙系数）受上部侵蚀带的来水量、来水含沙量、降雨特征和下垫面侵蚀发育的影响，并首次建立了增沙系数与影响因子的关系模型。 二、首次较系统地研究了不同侵蚀条件下降水－土壤水转化及其与径流含沙量的关系 裸露坡面侵蚀过程中土壤水分分布主要受坡面径流含沙量、径流再分配及其径流沿程入渗作用、坡度和浅沟微地形的控制。轻度侵蚀条件下，土壤水分含量在浅沟沟头以上随坡长明显增加，而在浅沟微地形处存在横向分布，浅沟沟槽处土壤含水量随坡长的增加而增加，浅沟沟坡长则相反；强度侵蚀条件下，土壤水分随坡长呈波浪型变化。 上方侵蚀分带挟沙水流汇入下方侵蚀带后增加下方侵蚀带土壤入渗量的大小主要取决于上方水流含沙量。当上方来水含沙量不超过形成泥浆流的含沙浓度时，上方径流的汇入明显增加下方侵蚀带的土壤入渗量。而当上方径流形成泥浆流时，上方径流的汇入不仅不增加下方侵蚀带的土壤含水量，而且还抑制原有径流的入渗作用。 三、首次系统地研究了林地开垦后加速侵蚀与土壤退化

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