水力侵蝕造成的土壤有機碳(SOC)流失不僅會導致土壤退化、土地生產(chǎn)力下降,還會在一定程度上加劇全球變暖。因此,侵蝕導致的SOC流失成為全世界關注的重要環(huán)境問題。在以往的研究中,雖然SOC流失特征及規(guī)律已經(jīng)得到了廣泛研究,但是較少涉及其與徑流水力特性的內在聯(lián)系。水力學模擬一直是土壤侵蝕建模的經(jīng)典方法。因此,充分了解不同侵蝕環(huán)境下SOC流失的徑流水動力學機制,建立基于徑流水力因子的SOC流失模型具有重要意義。本研究按照土壤黏粒含量依次遞減的規(guī)律,選取了黃土高原四種典型的坡耕地土壤:塿土(楊凌)、黑壚土(長武)、黃綿土(安塞)和黃綿土(綏德),結合人工模擬降雨技術,研究了雨強、坡度和土壤質地交互作用下SOC的流失特征及規(guī)律、SOC流失的水動力學機制,并建立了基于徑流水力因子的SOC流失模型。主要研究結論如下:(1)系統(tǒng)研究了雨強、坡度和土壤質地交互作用下SOC流失特征及其規(guī)律,闡明了產(chǎn)沙量與SOC流失量的關系。研究結果表明,在試驗雨強和坡度范圍內,塿土、黑壚土、黃綿土(安塞)和黃綿土(綏德)的侵蝕泥沙有機碳富集比(ERoc)依次在1.15-2.36(平均值1.74)、1.18-1.69(平均...

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題的背景及意義
    1.2 國內外研究進展
        1.2.1 土壤水力侵蝕過程
        1.2.2 水蝕影響下SOC的遷移和再分布過程
        1.2.3 SOC流失影響因子研究
        1.2.4 水蝕影響下SOC流失模型研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題和不足
    1.4 研究目標與內容
        1.4.1 研究目標
        1.4.2 總體思路
        1.4.3 主要研究內容
        1.4.4 技術路線
第二章 研究區(qū)概況和方法
    2.1 研究區(qū)概況
    2.2 土壤樣品采集及測定
    2.3 模擬降雨試驗
        2.3.1 實驗設備及土槽填裝
        2.3.2 SOC流失過程監(jiān)測
        2.3.3 相關指標的測定及計算
        2.3.4 數(shù)據(jù)分析
第三章 水蝕影響下黃土有機碳流失的基本規(guī)律
    3.1 坡面徑流和泥沙流失特征
        3.1.1 坡面產(chǎn)流特征
        3.1.2 坡面產(chǎn)沙特征
    3.2 土壤有機碳流失的特征
        3.2.1 雨強和坡度對SOC流失的影響
        3.2.2 土壤質地對SOC流失的影響
        3.2.3 產(chǎn)沙量和SOC流失的關系
    3.3 泥沙有機碳選擇性遷移特征
        3.3.1 侵蝕過程中泥沙有機碳富集比的變化特征
        3.3.2 泥沙分布特征與泥沙有機碳含量的關系
    3.4 討論
        3.4.1 泥沙與SOC流失的關系
        3.4.2 侵蝕泥沙SOC富集特征
    3.5 小結
第四章 黃土有機碳流失對水動力學特征的響應規(guī)律
    4.1 坡面侵蝕水動力學特征
        4.1.1 坡度和雨強對水動力學特征的影響
        4.1.2 土壤質地對水動力學特征的影響
    4.2 水動力學特征與SOC流失的關系
    4.3 水動力學特征與SOC選擇性遷移的關系
        4.3.1 水動力學特征與泥沙分布特征的關系
        4.3.2 水力學特征與泥沙SOC含量的關系
    4.4 水動力學特征與泥沙中團聚體有機碳分布的關系
        4.4.1 水動力學特征與團聚體遷移的關系
        4.4.2 水動力學特征對團聚體SOC分布的影響
    4.5 討論
        4.5.1 基于水動力學特征的泥沙顆粒搬運機制
        4.5.2 基于徑流水動力學特征的泥沙SOC富集機制
        4.5.3 徑流水動力學特征與泥沙和SOC流失
    4.6 小結
第五章 基于水動力學特征的SOC流失模型研究
    5.1 水蝕影響下基于傳統(tǒng)方法的SOC流失預測
        5.1.1 模型簡介
        5.1.2 模型計算過程
        5.1.3 模型檢驗及其評價
    5.2 基于水動力學特征的SOC流失預報模型
        5.2.1 模型基礎
        5.2.2 建模過程
        5.2.3 模型檢驗及其評價
    5.3 討論
    5.4 小結
第六章 主要結論及進一步研究設想
    6.1 主要結論
    6.2 研究創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：3908885