黑土区田块尺度微地形因子对土壤侵蚀与碱解氮的影响
发布时间：2020-12-16 05:27
修正通用土壤流失方程流失方程(RUSLE)地形因子未体现田块微地形,造成土壤侵蚀模数模拟精度不高。本文考虑垄向对坡面径流方向影响,通过高空间分辨率DEM,以栅格为计算单元,沿垄向提取相邻栅格的方向性坡度、方向性剖面曲率微地形因子,揭示田块尺度土壤侵蚀与沉积在微地形上的时空变异特征,并以时空变异的实测碱解氮含量进行验证。研究结果表明:在规模化统一耕作管理的田块上,土壤侵蚀模数坡顶<坡中(阴坡<阳坡),方向性坡度为主控因子,凹形坡>直型坡;微凸、微凹地形分别能加剧和抑制土壤侵蚀。研究成果可为黑土区坡耕地RUSLE模型中的地形因子修正提供依据。
【文章来源】：土壤通报. 2019年04期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
研究区及样点分布
LE模型中的LS因子进行了较多研究，并得出相应修正方法。本研究区坡长且缓，能够满足计算LS经验模型标准小区实验条件，故不再对LS进行修正。C值的计算：用计算坡面产沙量与植被覆盖度的相关关系的方法，得到植被覆盖度因子计算表达式[28]；应用表达式计算出研究区6~9月大豆生长季植被覆盖度因子。P值的计算：本研究区统一实行顺坡垄作，没有采取特殊的水土保持措施，因此水土保持措施因子P取值为1。2结果与分析2.1土壤碱解氮含量时空变化特征对三个典型断面不同坡位土壤碱解氮含量时空变化分析结果表明（表1，图2）：不同坡位碱解氮含量6月均大于9月，且变异系数6月小于9月；土壤碱解氮含量的大小排列顺序为6月坡顶>6月坡底>9月坡底>9月坡顶，即9月份坡低的碱解氮含量最高；且该碱解氮含量最大值显著大于6月坡底土壤碱解氮含量值。因此，在施肥管理均一化的本研究实验田块上，土壤碱解氮空间分布差异明显增大的主要原因为土壤侵蚀与沉积作用，土壤碱解氮发生了沿垄向从坡顶向坡底迁移过程。2.2土壤侵蚀模数表征侵蚀特征三个断面不同坡位的平均土壤侵蚀模数的计算结果如图3。且研究区内阴坡、阳坡坡度差异明显，故分为阴坡坡中和阳坡坡中分析。从图3可见，不同坡位的土壤侵蚀模数大小顺序为坡顶3.11thm-2s-1<阴坡10.59thm-2s-1<阳坡19.12thm-2s-1。图4高程断面显示：M断面为复合坡（阴坡为凹形坡，阳坡为凸形坡），R断面为直形坡。M断面凹形坡平均土壤侵蚀模数9.62（thm-2s-1）大于R直形坡7.61（thm-2s-1）。L-b点5.33（thm-2s-1）、M-b-1点4.47（thm-2s-1）、R-b-1点3.60（thm-2s-1）采样点分别在三个高程断面阴坡接近坡底的位置，坡长值大，但采样?
不同坡位土壤碱解氮含量时空变化分析结果表明（表1，图2）：不同坡位碱解氮含量6月均大于9月，且变异系数6月小于9月；土壤碱解氮含量的大小排列顺序为6月坡顶>6月坡底>9月坡底>9月坡顶，即9月份坡低的碱解氮含量最高；且该碱解氮含量最大值显著大于6月坡底土壤碱解氮含量值。因此，在施肥管理均一化的本研究实验田块上，土壤碱解氮空间分布差异明显增大的主要原因为土壤侵蚀与沉积作用，土壤碱解氮发生了沿垄向从坡顶向坡底迁移过程。2.2土壤侵蚀模数表征侵蚀特征三个断面不同坡位的平均土壤侵蚀模数的计算结果如图3。且研究区内阴坡、阳坡坡度差异明显，故分为阴坡坡中和阳坡坡中分析。从图3可见，不同坡位的土壤侵蚀模数大小顺序为坡顶3.11thm-2s-1<阴坡10.59thm-2s-1<阳坡19.12thm-2s-1。图4高程断面显示：M断面为复合坡（阴坡为凹形坡，阳坡为凸形坡），R断面为直形坡。M断面凹形坡平均土壤侵蚀模数9.62（thm-2s-1）大于R直形坡7.61（thm-2s-1）。L-b点5.33（thm-2s-1）、M-b-1点4.47（thm-2s-1）、R-b-1点3.60（thm-2s-1）采样点分别在三个高程断面阴坡接近坡底的位置，坡长值大，但采样点方向性坡度小，土壤侵蚀模数校M-b-2点20.62（thm-2s-1）、R-b-2点13.97（thm-2s-1）在阳坡坡底，方向性坡度大于阴坡坡底，土壤侵蚀模数大。L-s土壤侵蚀模数最大32.59（thm-2s-1），处在阳坡坡中的位置，方向性坡度大，植被覆盖度低，土壤侵蚀模数大。因此，在RUSLE模型中，地形因子中的坡度因子是主控因素。由图4知：坡底采样点L-b点-8.13（mgkg-1）、M-b-2点-9.78（mgkg-1）、R-b-2点-7.55（mgkg-1）的碱解氮变化量小（减少
本文编号：2919616
【文章来源】：土壤通报. 2019年04期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
研究区及样点分布
LE模型中的LS因子进行了较多研究，并得出相应修正方法。本研究区坡长且缓，能够满足计算LS经验模型标准小区实验条件，故不再对LS进行修正。C值的计算：用计算坡面产沙量与植被覆盖度的相关关系的方法，得到植被覆盖度因子计算表达式[28]；应用表达式计算出研究区6~9月大豆生长季植被覆盖度因子。P值的计算：本研究区统一实行顺坡垄作，没有采取特殊的水土保持措施，因此水土保持措施因子P取值为1。2结果与分析2.1土壤碱解氮含量时空变化特征对三个典型断面不同坡位土壤碱解氮含量时空变化分析结果表明（表1，图2）：不同坡位碱解氮含量6月均大于9月，且变异系数6月小于9月；土壤碱解氮含量的大小排列顺序为6月坡顶>6月坡底>9月坡底>9月坡顶，即9月份坡低的碱解氮含量最高；且该碱解氮含量最大值显著大于6月坡底土壤碱解氮含量值。因此，在施肥管理均一化的本研究实验田块上，土壤碱解氮空间分布差异明显增大的主要原因为土壤侵蚀与沉积作用，土壤碱解氮发生了沿垄向从坡顶向坡底迁移过程。2.2土壤侵蚀模数表征侵蚀特征三个断面不同坡位的平均土壤侵蚀模数的计算结果如图3。且研究区内阴坡、阳坡坡度差异明显，故分为阴坡坡中和阳坡坡中分析。从图3可见，不同坡位的土壤侵蚀模数大小顺序为坡顶3.11thm-2s-1<阴坡10.59thm-2s-1<阳坡19.12thm-2s-1。图4高程断面显示：M断面为复合坡（阴坡为凹形坡，阳坡为凸形坡），R断面为直形坡。M断面凹形坡平均土壤侵蚀模数9.62（thm-2s-1）大于R直形坡7.61（thm-2s-1）。L-b点5.33（thm-2s-1）、M-b-1点4.47（thm-2s-1）、R-b-1点3.60（thm-2s-1）采样点分别在三个高程断面阴坡接近坡底的位置，坡长值大，但采样?
不同坡位土壤碱解氮含量时空变化分析结果表明（表1，图2）：不同坡位碱解氮含量6月均大于9月，且变异系数6月小于9月；土壤碱解氮含量的大小排列顺序为6月坡顶>6月坡底>9月坡底>9月坡顶，即9月份坡低的碱解氮含量最高；且该碱解氮含量最大值显著大于6月坡底土壤碱解氮含量值。因此，在施肥管理均一化的本研究实验田块上，土壤碱解氮空间分布差异明显增大的主要原因为土壤侵蚀与沉积作用，土壤碱解氮发生了沿垄向从坡顶向坡底迁移过程。2.2土壤侵蚀模数表征侵蚀特征三个断面不同坡位的平均土壤侵蚀模数的计算结果如图3。且研究区内阴坡、阳坡坡度差异明显，故分为阴坡坡中和阳坡坡中分析。从图3可见，不同坡位的土壤侵蚀模数大小顺序为坡顶3.11thm-2s-1<阴坡10.59thm-2s-1<阳坡19.12thm-2s-1。图4高程断面显示：M断面为复合坡（阴坡为凹形坡，阳坡为凸形坡），R断面为直形坡。M断面凹形坡平均土壤侵蚀模数9.62（thm-2s-1）大于R直形坡7.61（thm-2s-1）。L-b点5.33（thm-2s-1）、M-b-1点4.47（thm-2s-1）、R-b-1点3.60（thm-2s-1）采样点分别在三个高程断面阴坡接近坡底的位置，坡长值大，但采样点方向性坡度小，土壤侵蚀模数校M-b-2点20.62（thm-2s-1）、R-b-2点13.97（thm-2s-1）在阳坡坡底，方向性坡度大于阴坡坡底，土壤侵蚀模数大。L-s土壤侵蚀模数最大32.59（thm-2s-1），处在阳坡坡中的位置，方向性坡度大，植被覆盖度低，土壤侵蚀模数大。因此，在RUSLE模型中，地形因子中的坡度因子是主控因素。由图4知：坡底采样点L-b点-8.13（mgkg-1）、M-b-2点-9.78（mgkg-1）、R-b-2点-7.55（mgkg-1）的碱解氮变化量小（减少
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