陇中黄土丘陵沟壑区草地水土流失特征及土壤水分变化

发布时间：2018-05-29 09:56

本文选题：黄土丘陵沟壑区 + 草地　；参考：《甘肃农业大学》2017年硕士论文

【摘要】：陇中黄土丘陵沟壑区是我国水力侵蚀最严重的地区之一,在坡面进行人工种植牧草和天然封禁是该地区最有效的水土保持措施之一。研究陇中黄土丘陵区草地对侵蚀性降雨的响应,分析土壤水分在植被生长季的变化,以期为该区域植被恢复和生态环境建设提供理论依据。利用定西市安家沟径流场2007~2015年的观测数据,分析降雨特征和坡度因子对草地坡面水土流失的影响,探讨坡度为20°的人工草地和天然草地对侵蚀性降雨的响应。用烘干法测定了人工草地、天然草地和农地的土壤水分,以农地为对照,分析土壤水分在植被生长季的变化及土壤剖面水分平衡特征。结果表明:(1)陇中黄土丘陵区的侵蚀性降雨分布在5~9月,8月份的侵蚀性降雨最大。7、8月份的侵蚀量占年均侵蚀的70%以上。坡面产沙与PI、PI10、PI30呈显著相关,以PI10的相关性最好,单因子中则与最大I10相关性最好;坡面径流量与P显著相关。(2)两种草地的产沙量随坡度的增加而增加,但径流量有所差别,随着坡度增大,人工草地的径流量增大,而天然草地的径流量在5°~10°区间减小,大于10°时增加。人工草地的侵蚀量大于天然草地的侵蚀量,随着坡度的增加,两者之间的差值也不断增大。(3)从雨量来看,25 mm(大雨和暴雨)的降雨对坡面产流产沙量的影响随着坡度的增加表现更为明显。从雨强来看,10 mm·h-1(低雨强)降雨时,随着坡度的增加,坡面侵蚀量呈轻微增加趋势。≥10 mm·h-1(中雨强和高雨强)降雨时,土壤侵蚀量随着坡度的增加呈明显增加,特别在高雨强降雨下,当坡度大于15°时,侵蚀的增加速率最快。(4)在20°草地坡面,次暴雨造成的侵蚀量最大,约占年均侵蚀量的11%。在该区域,侵蚀性降雨主要以中雨和大雨为主,其造成的侵蚀量约占年均侵蚀量的86%。中、高雨强型降雨是草地坡面产沙的主要动力,引起的侵蚀量占草地总侵蚀量的91%左右,其侵蚀量与PI10、PI30呈较好的幂函数关系。50~100MJ·mm·hm-2·h-1的中侵蚀力型降雨出现的次数最多,但300 MJ·mm·hm-2·h-1的高侵蚀力型降雨造成的土壤侵蚀量最大,占草地总侵蚀量的33%左右,具有高侵蚀力的降雨对草地坡面水土流失的影响最大。(5)当坡度为20°时,人工草地(盖度75%~82%)和天然草地(盖度80%)的侵蚀性降雨量标准分别为11.3 mm和11.9 mm,最大I10标准分别为10.4mm·h-1和11.7 mm·h-1,应以最大I10为宜。天然草地比人工草地具有更好的水土保持效果。(6)土地利用类型对土壤水分的影响差异极显著(P0.01)。在植被生长季,平均土壤含水量表现为:天然草地(10.09%)农地(8.23%)人工草地(8.16%)。随着土层的加深,土壤剖面水分的变异系数呈减小的趋势,而不同植被类型对土壤剖面水分的影响呈增大趋势。土壤剖面水分变化存在季节性差异,但天然草地土壤水分的季节性变化没有人工草地明显,土壤水分季节变化总体表现为9月的含水量最大,7月最小,随着土壤深度的增加,季节变化对土壤水分的影响减小。(7)在平水年,不同草地和农地的植被生长季蒸散旺盛期的土壤储水量均小于季初土壤储水量,雨季后,季末土壤储水量均大于季初土壤储水量。人工草地的土壤水分消耗量较大,土壤水分补充量天然草地较大;不同草地类型下土壤剖面储水量的盈亏状况呈不同规律,0—20 cm土层盈余量均较大,天然草地只在40—60 cm有亏缺,且亏缺量较小(-1.05 mm),人工草地在20—60 cm土层亏缺(-1.53 mm),而农地在0—100 cm土层没有出现亏缺,但土壤储水量在40cm土层以下变化较小。
[Abstract]:Based on the observation data from 2007 to 2015 in the Loess Hilly Region of Dingxi City , the soil moisture content in the loess hilly region of the Loess Plateau is increased with the increase of slope , and the runoff of the natural grassland is increased with the increase of slope . ( 4 ) In the area of 20 掳 , the amount of erosion caused by the heavy rain is the largest , which accounts for about 11 % of the annual average erosion . In this area , the erosion amount is about 91 % of the total erosion . ( 7 ) In the plain water year , the soil water storage capacity of different grassland and agricultural land during the growing season is less than that of the first soil water storage . The soil water consumption of the artificial grassland is larger than that of the first - season soil . The soil moisture consumption of the artificial grassland is larger , the soil moisture content is larger than that of the natural grassland , and the soil water storage capacity of the artificial grassland is larger than that of the soil layer in the range of 0 - 60 cm . The soil water storage capacity is less than 40 - 60 cm ( - 1.53 mm ) , but the soil water storage capacity is less than that of the soil layer of 40 cm .
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S157

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