坡耕地濺蝕特征研究可揭示和反映濺蝕的發(fā)生和發(fā)展機(jī)理,而以往研究大多在無壟作坡面進(jìn)行,較少涉及順坡壟體。為此,該研究基于野外人工模擬降雨試驗(yàn),設(shè)計(jì)3個(gè)降雨強(qiáng)度（30、60和90 mm/h）和2個(gè)坡度（3°、5°）,研究降雨強(qiáng)度和坡度對(duì)典型黑土（Mollisol）農(nóng)田順坡壟體濺蝕量、濺蝕過程和濺蝕分選特征的影響。研究結(jié)果表明:當(dāng)降雨強(qiáng)度由30 mm/h增加到90 mm/h時(shí),總濺蝕量增加2.5～17.9倍。當(dāng)坡度由3°增大到5°時(shí),總濺蝕量增加30.52%～74.08%。當(dāng)降雨強(qiáng)度為30和60mm/h時(shí),總濺蝕率隨降雨歷時(shí)呈迅速減小-緩慢減小-波動(dòng)穩(wěn)定的趨勢(shì)。當(dāng)降雨強(qiáng)度為90mm/h時(shí),總濺蝕率隨降雨歷時(shí)呈迅速增加-迅速減小-波動(dòng)穩(wěn)定的趨勢(shì)。整體而言,總濺蝕量隨降雨強(qiáng)度和坡度的增加呈冪函數(shù)關(guān)系。各試驗(yàn)處理下,濺蝕分選水穩(wěn)性團(tuán)聚體中均以<1 mm粒級(jí)的團(tuán)聚體為主,平均占總量的79.01%,以0.5～1 mm粒級(jí)最多,2～5 mm粒級(jí)最少,分別占總量的32.94%和3.36%。30和60 mm/h降雨強(qiáng)度下,分別為<0.25和<2 mm的各粒級(jí)團(tuán)聚體在降雨后期達(dá)到波動(dòng)穩(wěn)定,其... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(16)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

不同降雨強(qiáng)度和坡度條件下濺蝕分選過程

詹敏等[32]指出黑土區(qū)土壤流失是由短歷時(shí)高強(qiáng)度降雨所引起，且降雨持續(xù)時(shí)間一般不超過1 h；張憲奎等[33]指出黑土區(qū)中度侵蝕的雨強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)為0.71 mm/min(42.6 mm/h），其中實(shí)測(cè)短歷時(shí)瞬時(shí)雨強(qiáng)最大達(dá)1.72 mm/min(103.2 mm/h）。中國(guó)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖集[34]中東北地區(qū)降雨重現(xiàn)期資料顯示，多年平均最大1和6 h降雨量分別為30和50～70 mm（平均為60 mm),100年一遇最大1 h降雨量為80～100 mm（平均為90 mm)[35]。結(jié)合課題組降雨監(jiān)測(cè)資料（最大5 min雨強(qiáng)，I5),30、60和90 mm/h降雨強(qiáng)度在試驗(yàn)區(qū)均有出現(xiàn)，頻率分別為19.6%,5.4%和4.7%。本研究中設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度為30、60和90 mm/h。根據(jù)東北典型黑土區(qū)長(zhǎng)坡長(zhǎng)、緩坡度的地形特點(diǎn)，水土流失嚴(yán)重區(qū)的地表坡度一般集中于3°～5°農(nóng)耕地上，個(gè)別地方可達(dá)8°以上[36]。3°是研究區(qū)農(nóng)耕地的代表性坡度，5°是該區(qū)侵蝕嚴(yán)重農(nóng)耕地的代表性坡度（中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所資料）�？紤]到該區(qū)特殊的地形特征，故選擇了3°和5°作為試驗(yàn)研究農(nóng)耕地的坡度，每一個(gè)試驗(yàn)處理重復(fù)3次（表2）。

不同降雨強(qiáng)度下，總濺蝕率隨降雨歷時(shí)的變化過程存在差異，而不同坡度下，總濺蝕率隨降雨歷時(shí)的變化過程相似（圖2）。當(dāng)降雨強(qiáng)度為30和60 mm/h時(shí)，總濺蝕率隨降雨歷時(shí)呈迅速減小-緩慢減小-波動(dòng)穩(wěn)定的趨勢(shì)；而當(dāng)降雨強(qiáng)度為90 mm/h時(shí)，濺蝕率隨降雨歷時(shí)呈迅速增加-迅速減小-波動(dòng)穩(wěn)定的趨勢(shì)。例如30 mm/h降雨強(qiáng)度及3°坡度下，前20 min濺蝕率迅速降低，從10 min的14.43 g/(m2·h)降低到20 min的6.31 g/(m2·h),20 min之后濺蝕率在4.47 g/(m2·h)上下波動(dòng)。在60 mm/h降雨強(qiáng)度下5°坡度下，前24 min濺蝕率迅速降低，從6 min的68.82 g/(m2·h)降低到24 min的22.55 g/(m2·h)，之后呈穩(wěn)定波動(dòng)變化。而90 mm/h降雨強(qiáng)度及5°坡度下，前12 min濺蝕率迅速增加，在12 min時(shí)達(dá)到峰值213.96 g/(m2·h)，在12～30 min濺蝕率由159.89 g/(m2·h)降低為64.96 g/(m2·h)，之后趨于波動(dòng)穩(wěn)定。2.3 濺蝕對(duì)水穩(wěn)性團(tuán)聚體的分選特征

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]黑土區(qū)寬壟和窄壟耕作的順坡坡面土壤侵蝕對(duì)比[J]. 王磊,師宏強(qiáng),劉剛,鄭粉莉,覃超,張勛昌,張加瓊.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(19)
[3]降雨特性和坡度對(duì)遼西低山丘陵區(qū)坡耕地褐土濺蝕的影響[J]. 李葉鑫,呂剛,傅昕陽(yáng),劉雅卓,杜昕鵬,董亮,湯家喜.  水土保持學(xué)報(bào). 2019(04)
[4]東北黑土區(qū)坡耕地土壤侵蝕特征與多營(yíng)力復(fù)合侵蝕的研究重點(diǎn)[J]. 鄭粉莉,張加瓊,劉剛,范昊明,王彬,沈海鷗.  水土保持通報(bào). 2019(04)
[5]坡度對(duì)紫紅色砒砂巖擊濺侵蝕的影響[J]. 郭雒敏,李曉麗,王文,張贏,常平.  中國(guó)水土保持科學(xué). 2019(01)
[6]不同土地利用方式下凍融期黑土水熱過程觀測(cè)研究[J]. 胡偉,張興義,嚴(yán)月.  土壤與作物. 2018(03)
[7]雨滴擊濺對(duì)耕作層土壤團(tuán)聚體粒徑分布的影響[J]. 付玉,李光錄,鄭騰輝,李柏橋,張騰.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(03)
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[10]降雨能量對(duì)東北典型黑土區(qū)土壤濺蝕的影響[J]. 胡偉,鄭粉莉,邊鋒.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(15)

博士論文
[1]黃土坡面片蝕動(dòng)力學(xué)過程試驗(yàn)研究[D]. 吳冰.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2018
[2]東北黑土區(qū)土壤侵蝕過程機(jī)理和土壤養(yǎng)分遷移研究[D]. 安娟.中國(guó)科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2012



本文編號(hào)：3254976