適用于河北壩上地區(qū)的農(nóng)田風(fēng)蝕經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/H1>
發(fā)布時(shí)間：2019-08-11 19:36
【摘要】：目前,中國缺少一種被廣泛認(rèn)可、普遍適用于中國自然條件的農(nóng)田風(fēng)蝕模型。本研究利用多年的野外風(fēng)沙觀測數(shù)據(jù)和風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果,建立了一種基于河北壩上地區(qū)自然環(huán)境的農(nóng)田風(fēng)蝕經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ�。該模型涵蓋風(fēng)力侵蝕因子、粗糙干擾因子和土壤抗蝕因子三大風(fēng)蝕影響因子,包括起沙風(fēng)速、地表粗糙度、土壤可蝕性和土壤含水率四大風(fēng)蝕影響要素,可對(duì)各種農(nóng)田地表的風(fēng)蝕量進(jìn)行定量計(jì)算和預(yù)測。應(yīng)用該模型對(duì)壩上地區(qū)2013年風(fēng)蝕季農(nóng)田風(fēng)蝕量進(jìn)行定量計(jì)算。結(jié)果表明,翻耕耙平地的平均風(fēng)蝕量為39.45t·hm-2·a-1,莜麥留茬地的平均風(fēng)蝕量為14.08t·hm-2·a-1,與采用其他方法得到的結(jié)果比較接近。在更廣泛地區(qū)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證和修訂,促進(jìn)該風(fēng)蝕模型與"3S"技術(shù)融合是下一步的重點(diǎn)工作。
【圖文】：
茬地、南北向莜麥留茬地、小麥留茬地、油菜留茬地、棄耕地和退耕地等７種地類表面的風(fēng)蝕起沙強(qiáng)度進(jìn)行同步觀測。利用梯度風(fēng)速儀測定每一種地類的地表粗糙度。具體的觀測方法在文獻(xiàn)［２１］中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。由于各觀測點(diǎn)之間的距離較近（＜２００ｍ），觀測時(shí)段內(nèi)，風(fēng)速、土壤質(zhì)地、土壤濕度等自然條件基本一致，不同地類風(fēng)蝕強(qiáng)度的差異主要是由農(nóng)田耕作方式不同導(dǎo)致的地表粗糙度的差異造成的，據(jù)此，建立地表粗糙度與風(fēng)蝕強(qiáng)度之間的關(guān)系模型。結(jié)果表明，農(nóng)田風(fēng)蝕強(qiáng)度隨地表粗糙度的增大呈指數(shù)規(guī)律降低（圖２），，地表粗糙度與風(fēng)蝕強(qiáng)度之間的關(guān)系可用公式４進(jìn)行表達(dá)：Ｓｄｔ＝ａ２·ｅｘｐ（ｂ２·ｚ０）（４）式中：Ｓｄｔ為大田條件下的農(nóng)田土壤輸沙強(qiáng)度（ｇ·ｍ－１·ｈ－１）；ｚ０為地表粗糙度（ｃｍ）；ａ２為與土壤類型有關(guān)的常數(shù)項(xiàng)，取值１．４６０６；ｂ２為表征風(fēng)蝕強(qiáng)度隨地表粗糙度變化快慢的常數(shù)項(xiàng)，取值－１０．４９。圖２農(nóng)田風(fēng)蝕強(qiáng)度隨地表粗糙度的變化Ｆｉｇ．２Ｃｈａｎｇｅｏｆｗｉｎｄｅｒｏｓｉｏｎａｍｏｕｎｔｗｉｔｈｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模型所處翻耕耙平地的地表粗糙度（ｚ０）為０．１６８６ｃｍ。將該值帶入式（４）中，計(jì)算得到一個(gè)特定地表粗糙度條件下的輸沙強(qiáng)度值。以此值作為標(biāo)準(zhǔn)值，則其他地表粗糙度條件下輸沙強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)值的比例關(guān)系（Ｒ）可表達(dá)為：Ｒ＝ｅｘｐ［－１０．４９·（ｚ０－０．１６８６）］（５）式中：Ｒ為隨地表粗糙度ｚ０變化的風(fēng)蝕強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)值的比值。由于標(biāo)準(zhǔn)值取自標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模型，因此，可將Ｒ作為粗糙干擾
圖３土壤可蝕性與農(nóng)田風(fēng)蝕量的關(guān)系Ｆｉｇ．３Ｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｅｒｏｄｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｏｉｌｌｏｓｓｂｙｗｉｎｄ特定土壤易風(fēng)蝕物含量條件下的農(nóng)田風(fēng)蝕量。以此值作為標(biāo)準(zhǔn)值，則其他土壤易風(fēng)蝕物含量條件下農(nóng)田風(fēng)蝕量與標(biāo)準(zhǔn)值的比例關(guān)系（Ｅ）可表達(dá)為：Ｅ＝６．５０２ｅｆ－２．９４３５（８）式中：Ｅ為隨土壤中易風(fēng)蝕物含量（ｅｆ）變化的風(fēng)蝕量與標(biāo)準(zhǔn)值的比值。由于標(biāo)準(zhǔn)值取自標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模型，因此，可將Ｅ作為土壤可蝕性要素以乘的關(guān)系帶入標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模型（式３）中，建立包含土壤可蝕性要素的農(nóng)田風(fēng)蝕經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停海眩洌簦剑幔?#183;Ｃ·Ｅ·ｅｘｐ（ｂ１·ｋ·Ｕ）（９）２．３．２土壤含水率２０１１—２０１５年，在典型農(nóng)田區(qū)的翻耕耙平地上，對(duì)輸沙強(qiáng)度、表層土壤含水率與起沙風(fēng)速進(jìn)行長期同步觀測。具體的觀測方法在文獻(xiàn)［１８］中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。從收集的１４２組數(shù)據(jù)中篩選風(fēng)速相近的數(shù)據(jù)組，要求數(shù)據(jù)組內(nèi)風(fēng)速的差距不超過０．３ｍ·ｓ－１，其中，有１１組數(shù)據(jù)的風(fēng)速較集中（６．３～６．６ｍ·ｓ－１），滿足建模要求。由于觀測點(diǎn)始終位于同一位置，地表狀況又基本一致，在風(fēng)速變化較小的情況下，風(fēng)蝕強(qiáng)度的差異可以認(rèn)為主要是由土壤含水率的不同造成的，據(jù)此建立土壤含水率與風(fēng)蝕強(qiáng)度之間的關(guān)系模型。結(jié)果表明，農(nóng)田風(fēng)蝕強(qiáng)度隨地表土壤含水率的增大呈線性規(guī)律降低（圖４），地表土壤含水率與風(fēng)蝕強(qiáng)度之間的關(guān)系可用公式１０進(jìn)行表達(dá)：Ｓｄｔ＝ａ４·ｗｆ＋ｂ４（１０）式中：Ｓｄｔ為大田條件下的農(nóng)田土壤輸沙強(qiáng)度（ｇ·ｍ－１·ｈ－１）；ｗｆ為表層土壤含水率（
【作者單位】： 河北省科學(xué)院地理科學(xué)研究所/河北省地理信息開發(fā)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心;河北師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41630747,41330746,40110251) 河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(D2013302034,D2014205063) 河北省科學(xué)院科技計(jì)劃項(xiàng)目(16103)
【分類號(hào)】：S157.1
【相似文獻(xiàn)】
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1 張國平,張?jiān)鱿?劉紀(jì)遠(yuǎn);中國土壤風(fēng)力侵蝕空間格局及驅(qū)動(dòng)因子分析[J];地理學(xué)報(bào);2001年02期
2 ;山西省風(fēng)力侵蝕普查報(bào)告[J];山西水土保持科技;2013年02期
3 Glenn O.Schwab ,方學(xué)敏;風(fēng)力侵蝕及其防治措施[J];水土保持科技情報(bào);1993年04期
4 雷軍,包玉海,孟克達(dá)來,好必斯嘎拉圖;鄂爾多斯高原土壤風(fēng)力侵蝕規(guī)律研究[J];內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)漢文版);2002年04期
5 張國平,劉紀(jì)遠(yuǎn),張?jiān)鱿?西藏自治區(qū)土壤風(fēng)力侵蝕與沙地變化研究[J];水土保持學(xué)報(bào);2003年01期
6 趙永春;李研科;;應(yīng)用遙感技術(shù)對(duì)土壤風(fēng)力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)的探討[J];黑龍江水利科技;2009年04期
7 劉敏;周波;何有華;張曉虹;柴亞凡;侯超;;運(yùn)用風(fēng)蝕儀進(jìn)行風(fēng)力侵蝕特征研究的實(shí)踐[J];中國水土保持;2012年09期
8 李智廣;鄒學(xué)勇;程宏;;我國風(fēng)力侵蝕抽樣調(diào)查方法[J];中國水土保持科學(xué);2013年04期
9 宋海燕;李m
本文編號(hào)：2525480
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/nykj/2525480.html
【圖文】：
茬地、南北向莜麥留茬地、小麥留茬地、油菜留茬地、棄耕地和退耕地等７種地類表面的風(fēng)蝕起沙強(qiáng)度進(jìn)行同步觀測。利用梯度風(fēng)速儀測定每一種地類的地表粗糙度。具體的觀測方法在文獻(xiàn)［２１］中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。由于各觀測點(diǎn)之間的距離較近（＜２００ｍ），觀測時(shí)段內(nèi)，風(fēng)速、土壤質(zhì)地、土壤濕度等自然條件基本一致，不同地類風(fēng)蝕強(qiáng)度的差異主要是由農(nóng)田耕作方式不同導(dǎo)致的地表粗糙度的差異造成的，據(jù)此，建立地表粗糙度與風(fēng)蝕強(qiáng)度之間的關(guān)系模型。結(jié)果表明，農(nóng)田風(fēng)蝕強(qiáng)度隨地表粗糙度的增大呈指數(shù)規(guī)律降低（圖２），，地表粗糙度與風(fēng)蝕強(qiáng)度之間的關(guān)系可用公式４進(jìn)行表達(dá)：Ｓｄｔ＝ａ２·ｅｘｐ（ｂ２·ｚ０）（４）式中：Ｓｄｔ為大田條件下的農(nóng)田土壤輸沙強(qiáng)度（ｇ·ｍ－１·ｈ－１）；ｚ０為地表粗糙度（ｃｍ）；ａ２為與土壤類型有關(guān)的常數(shù)項(xiàng)，取值１．４６０６；ｂ２為表征風(fēng)蝕強(qiáng)度隨地表粗糙度變化快慢的常數(shù)項(xiàng)，取值－１０．４９。圖２農(nóng)田風(fēng)蝕強(qiáng)度隨地表粗糙度的變化Ｆｉｇ．２Ｃｈａｎｇｅｏｆｗｉｎｄｅｒｏｓｉｏｎａｍｏｕｎｔｗｉｔｈｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓ標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模型所處翻耕耙平地的地表粗糙度（ｚ０）為０．１６８６ｃｍ。將該值帶入式（４）中，計(jì)算得到一個(gè)特定地表粗糙度條件下的輸沙強(qiáng)度值。以此值作為標(biāo)準(zhǔn)值，則其他地表粗糙度條件下輸沙強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)值的比例關(guān)系（Ｒ）可表達(dá)為：Ｒ＝ｅｘｐ［－１０．４９·（ｚ０－０．１６８６）］（５）式中：Ｒ為隨地表粗糙度ｚ０變化的風(fēng)蝕強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)值的比值。由于標(biāo)準(zhǔn)值取自標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模型，因此，可將Ｒ作為粗糙干擾
圖３土壤可蝕性與農(nóng)田風(fēng)蝕量的關(guān)系Ｆｉｇ．３Ｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｅｒｏｄｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｏｉｌｌｏｓｓｂｙｗｉｎｄ特定土壤易風(fēng)蝕物含量條件下的農(nóng)田風(fēng)蝕量。以此值作為標(biāo)準(zhǔn)值，則其他土壤易風(fēng)蝕物含量條件下農(nóng)田風(fēng)蝕量與標(biāo)準(zhǔn)值的比例關(guān)系（Ｅ）可表達(dá)為：Ｅ＝６．５０２ｅｆ－２．９４３５（８）式中：Ｅ為隨土壤中易風(fēng)蝕物含量（ｅｆ）變化的風(fēng)蝕量與標(biāo)準(zhǔn)值的比值。由于標(biāo)準(zhǔn)值取自標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模型，因此，可將Ｅ作為土壤可蝕性要素以乘的關(guān)系帶入標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模型（式３）中，建立包含土壤可蝕性要素的農(nóng)田風(fēng)蝕經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停海眩洌簦剑幔?#183;Ｃ·Ｅ·ｅｘｐ（ｂ１·ｋ·Ｕ）（９）２．３．２土壤含水率２０１１—２０１５年，在典型農(nóng)田區(qū)的翻耕耙平地上，對(duì)輸沙強(qiáng)度、表層土壤含水率與起沙風(fēng)速進(jìn)行長期同步觀測。具體的觀測方法在文獻(xiàn)［１８］中進(jìn)行了詳細(xì)介紹。從收集的１４２組數(shù)據(jù)中篩選風(fēng)速相近的數(shù)據(jù)組，要求數(shù)據(jù)組內(nèi)風(fēng)速的差距不超過０．３ｍ·ｓ－１，其中，有１１組數(shù)據(jù)的風(fēng)速較集中（６．３～６．６ｍ·ｓ－１），滿足建模要求。由于觀測點(diǎn)始終位于同一位置，地表狀況又基本一致，在風(fēng)速變化較小的情況下，風(fēng)蝕強(qiáng)度的差異可以認(rèn)為主要是由土壤含水率的不同造成的，據(jù)此建立土壤含水率與風(fēng)蝕強(qiáng)度之間的關(guān)系模型。結(jié)果表明，農(nóng)田風(fēng)蝕強(qiáng)度隨地表土壤含水率的增大呈線性規(guī)律降低（圖４），地表土壤含水率與風(fēng)蝕強(qiáng)度之間的關(guān)系可用公式１０進(jìn)行表達(dá)：Ｓｄｔ＝ａ４·ｗｆ＋ｂ４（１０）式中：Ｓｄｔ為大田條件下的農(nóng)田土壤輸沙強(qiáng)度（ｇ·ｍ－１·ｈ－１）；ｗｆ為表層土壤含水率（
【作者單位】： 河北省科學(xué)院地理科學(xué)研究所/河北省地理信息開發(fā)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心;河北師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/河北省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41630747,41330746,40110251) 河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(D2013302034,D2014205063) 河北省科學(xué)院科技計(jì)劃項(xiàng)目(16103)
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2 ;山西省風(fēng)力侵蝕普查報(bào)告[J];山西水土保持科技;2013年02期
3 Glenn O.Schwab ,方學(xué)敏;風(fēng)力侵蝕及其防治措施[J];水土保持科技情報(bào);1993年04期
4 雷軍,包玉海,孟克達(dá)來,好必斯嘎拉圖;鄂爾多斯高原土壤風(fēng)力侵蝕規(guī)律研究[J];內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)漢文版);2002年04期
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6 趙永春;李研科;;應(yīng)用遙感技術(shù)對(duì)土壤風(fēng)力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)的探討[J];黑龍江水利科技;2009年04期
7 劉敏;周波;何有華;張曉虹;柴亞凡;侯超;;運(yùn)用風(fēng)蝕儀進(jìn)行風(fēng)力侵蝕特征研究的實(shí)踐[J];中國水土保持;2012年09期
8 李智廣;鄒學(xué)勇;程宏;;我國風(fēng)力侵蝕抽樣調(diào)查方法[J];中國水土保持科學(xué);2013年04期
9 宋海燕;李m
本文編號(hào)：2525480
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