基于模拟降雨的北京褐土坡地土壤团粒流失特征试验

发布时间：2017-09-21 19:16

  本文关键词：基于模拟降雨的北京褐土坡地土壤团粒流失特征试验

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【摘要】：选取20°北京典型褐土坡面径流小区为试验对象,基于野外人工模拟降雨试验和有无雨滴打击作用对坡面侵蚀的影响,研究了坡面土壤团粒组成及其变化特征,揭示了坡面侵蚀过程中泥沙团粒的分离和输移规律。试验处理包括3种代表性降雨强度(35、65、100 mm/h)和3种植被盖度(0%、30%、80%)。结果表明,消除雨滴打击作用后,坡面侵蚀特征变化明显,坡面含沙量和土壤分离率分别减少25.91%~31.15%和35.10%~41.20%,坡面侵蚀泥沙团粒中值粒径均小于雨滴击溅坡面。通过侵蚀泥沙有效粒径分布和最终粒径分布的比值(E/U)分析泥沙团粒的粒径分选特征,发现产流初始阶段粗砂、细砂、细粉粒和粘粒多以团聚体形式存在,而粗粉砂以初级粒子形式存在;随着降雨历时延长,侵蚀泥沙各粒级的分离程度增加,泥沙颗粒逐步分解为初级粒子。坡面侵蚀泥沙分离规律表明,泥沙团粒结构变化与坡面水动力学特征密切相关,土壤团聚体分形维数(D)与时间(T)呈幂函数关系。坡面产流前雨滴击溅对土壤分离有重要作用,其对土壤分离贡献率为28.09%,而无雨滴打击坡面土壤团聚体分形维数增量是有雨滴打击增量的48.43%。在该区坡地泥沙颗粒输移过程中,稳定性较差的砂粒被分解为细小颗粒,粗粉砂多以初级粒子形式存在,对坡面侵蚀泥沙颗粒分离过程具有重要影响,而粘粒在侵蚀坡面则逐渐富集。
【作者单位】： 北京林业大学水土保持学院;北京林业大学北京市水土保持工程技术研究中心;
【关键词】： 侵蚀过程 粒径分选 雨滴击溅 泥沙团粒结构
【基金】：国家林业局林业公益性项目(201404209) 国家自然科学基金项目(41271300、30900866)
【分类号】：S157.1
【正文快照】： 引言坡面降雨和径流的侵蚀分选作用导致不同程度的土壤团粒流失,其作用可以改变坡面侵蚀和水文过程[1],因此,了解坡地土壤团粒的分离和输移规律有利于加强坡地土壤侵蚀动力学的研究。土壤团聚体作为土壤基本结构单元,其结构稳定性和对侵蚀动力的响应过程是土壤流失的物质基础,

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