【摘要】：紫色土是我國重要的土壤類型之一,主要分布于四川、重慶、貴州、湖南、云南、廣西、江西、廣東、海南、湖北、福建、浙江等15省(區(qū)),總面積約29萬km~2。該區(qū)土壤侵蝕嚴(yán)重,土侵蝕模數(shù)可高達(dá)5500~15000t/km~2·a,是我國水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。土壤入滲率是分析模擬土壤侵蝕過程的重要參數(shù),也是防治水土流失不可或缺的組成部分。關(guān)于紫色土入滲性能及其影響因素研究已較為普遍,但關(guān)于紫色土土壤基質(zhì)與優(yōu)先流入滲的定量計算研究還鮮有報道。本文在已有研究的基礎(chǔ)上,以重慶市北碚區(qū)歇馬鎮(zhèn)大磨灘村紫色土坡耕地和草地為研究對象,應(yīng)用表置環(huán)式入滲儀裝置,定量測定了不同土地利用類型紫色土土壤總?cè)霛B率和基質(zhì)入滲率,由此計算出優(yōu)先流入滲率,并對不同土地利用類型土壤入滲性能的差異性進(jìn)行對比分析;采用現(xiàn)廣泛使用的Philip入滲模型和Kostiakov入滲模型擬合不同土地利用類型各試驗點(diǎn)測量得到的總?cè)霛B過程和基質(zhì)入滲過程,分析了不同入滲模型對不同土地利用類型土壤入滲過程的擬合效果;分析了該區(qū)不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)的差異性,并通過SPSS軟件對不同土地利用類型土壤理化性質(zhì)與所測得的土壤入滲率進(jìn)行線性回歸分析,得出不同土地利用類型土壤入滲性能與其理化性質(zhì)的相關(guān)性。本研究結(jié)果能夠較為真實(shí)地反映紫色土的入滲特征,可為紫色土區(qū)土壤優(yōu)先流入滲機(jī)理提供一定的依據(jù)與參考。主要結(jié)論如下:(1)不同土地利用類型土壤入滲性能不同。玉米地土壤總初滲速率介于45.39~75 mm/min之間,穩(wěn)滲速率介于3.39~5.79 mm/min之間,玉米地基質(zhì)初滲速率介于8.38~32.66 mm/min之間,穩(wěn)滲速率介于3.15~4.20 mm/min之間,玉米地優(yōu)先流初滲速率介于37.01~42.34 mm/min之間,穩(wěn)滲速率介于0.04~1.59 mm/min之間;草地土壤總的初滲速率介于27.81~41.18 mm/min之間,穩(wěn)滲速率介于5.99~12mm/min之間,草地基質(zhì)初滲速率介于13.04~15 mm/min之間,穩(wěn)滲速率介于5.69~6.72 mm/min之間,草地優(yōu)先流初滲速率介于14.77~26.18 mm/min之間,穩(wěn)滲速率介于0.30~5.28 mm/min之間。不同土地利用類型土壤入滲性能各項指標(biāo)具有差異性�；|(zhì)入滲過程中的初始速率、穩(wěn)滲速率和平均土壤入滲率均以草地較大,總?cè)霛B和優(yōu)先流入滲過程中初始速率則以玉米地較大,穩(wěn)滲速率和平均土壤入滲率以草地較大。不同土地利用類型土壤基質(zhì)入滲率與優(yōu)先流入滲率的比值隨時間均呈增大趨勢,在入滲過程中的前10分鐘,優(yōu)先流占主導(dǎo)地位,此后90分鐘基質(zhì)入滲占主導(dǎo)地位;不同土地利用類型土壤基質(zhì)累積入滲量與優(yōu)先流累積入滲量比值范圍為0.5~2.0,在紫色土區(qū)土壤水文過程中土壤基質(zhì)與優(yōu)先流入滲具有同等重要的作用。(2)不同入滲模型對不同土地利用類型土壤入滲過程擬合效果不同。測量得到的玉米地總?cè)霛B過程能很好地表征土壤總?cè)霛B特征,草地總?cè)霛B過程可以表征土壤總?cè)霛B特征,但誤差比較大;測量得到的玉米地和草地土壤基質(zhì)入滲過程均能很好地表征土壤基質(zhì)入滲特征;相比Philip入滲模型,Kostiakov入滲模型擬合效果較好。(3)不同土地利用類型土壤入滲性能存在較大差異,土壤理化性質(zhì)是主要影響因子。不同土地利用類型土壤入滲性能與其理化性質(zhì)相關(guān)性差異較大,主要表現(xiàn)為玉米地土壤入滲性能各指標(biāo)與砂粒含量、粉粒含量、土壤質(zhì)量含水率、有機(jī)質(zhì)及孔隙度呈正相關(guān),與粘粒含量及容重呈負(fù)相關(guān),而草地土壤入滲性能各指標(biāo)與砂粒含量、粉粒含量、有機(jī)質(zhì)及孔隙度呈正相關(guān),與粘粒含量、土壤質(zhì)量含水率及容重呈負(fù)相關(guān)。同一土地利用類型土壤不同入滲過程(總?cè)霛B、基質(zhì)入滲和優(yōu)先流入滲)的入滲性能與其理化性質(zhì)相關(guān)性也存在較大差異。植物根系和土層厚度也是不同土地利用類型土壤入滲性能存在差異的重要影響因子。
【圖文】：

圖 2-2 遮擋環(huán)中土壤大孔隙的試驗用土（左）和沙（右）g.2-2 The experimental soil (left) and sand (right) to cover the large 6 月中旬，在歇馬鎮(zhèn)大磨灘村選取面積為 100 m2的坡耕耕地種植農(nóng)作物為禾本科一年生高產(chǎn)作物籽實(shí)玉米，籽

以上時立即按下秒表，并記錄水深刻度線，然后由秒表記錄每下降 0.5 cm 水位消耗的時間，當(dāng)水位不足時，向環(huán)內(nèi)補(bǔ)充水和亞甲基藍(lán)溶液至原水位刻度線，繼續(xù)由秒表記錄每下降 0.5 cm 水位消耗的時間，保持整個入滲過程中內(nèi)外環(huán)水位相同。每次試驗入滲時間控制在 100 min 左右。入滲率由上式（2-1）計算。（3）優(yōu)先流第一個表置環(huán)式入滲儀用于測量土壤基質(zhì)入滲 Q1m(t)，第二個用于測量土壤總的入滲 Q2t(t)。一個試驗點(diǎn)的優(yōu)先流入滲 Q2p(t)可由下式表示：Q2p(t)= Q2t(t)- Q1m(t) （2-2）將方程（2-2）對時間進(jìn)行求導(dǎo)，可得（2-3），τ2p=τ2t-τ1m（2-3）式中：τ2t是總的入滲率，mm/min；τ2p是優(yōu)先流的入滲率，mm/min；τ1m是土壤基質(zhì)入滲率，，mm/min。通過測量得到的土壤總?cè)霛B率和基質(zhì)入滲率，由式 2-3 可以計算出優(yōu)先流入滲率。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S157.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2610508