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《浙江大学》 2001年
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红壤小流域土壤侵蚀规律与模型研究

郭新波  
【摘要】: 水土流失及其引起的江河堵塞、洪水泛滥、养分流失、土壤退化、土地生产力下降、水体污染等一系列生态环境问题,不仅为全球所关注,而且是关系到我国农业持续发展的重大问题。目前国内外有关水土流失研究的报道很多,但大多采用单一测定方法、从单个因素深入阐明、多为坡面研究,而从生态系统的角度、采用综合方法、在小流域尺度上研究水土流失发生规律的研究仍较少;对小流域开发治理过程中土壤侵蚀动态变化的研究则更少。本研究选择浙江兰溪蒋家塘小流域为试验基点,以协作单位兰溪水保站对流域的开发治理试验为基础,采用坡面径流小区法、集水区出口实测法对开发治理以来集水区的水土流失进行多年动态监测,利用因子模型RUSLE和过程模型AnnAGNPS结合GIS技术,综合分析红壤小流域开发治理过程中的水土流失动态变化规律、在流域内的来龙去脉和影响因素,验证研究两种模型在红壤小流域土壤侵蚀预测上的适用性和技术上的可行性,为红壤丘陵区水土保持和农业生态系统管理提供科学依据。研究主要结论如下: 1.坡面小区的试验结果表明,梯田、草粮轮作、杉木林和毛竹林都可以明显减小坡面土壤流失。梯田、杉木林和毛竹林可以显著减少降雨形成的径流和侵蚀泥砂中的大颗粒物质(推移质)。而草粮轮作主要是通过减少侵蚀泥砂中的大颗粒物质而使侵蚀程度减轻。 2.研究区1、2、4集水区进行坡改梯治理,种植板栗、胡柚、橘子、白桃、雷竹等果木,在开发初期的一两年侵蚀都相当严重,其后随着果木的生长,植被覆盖度逐渐增加,扰动土壤逐渐沉实,土壤侵蚀趋于稳定。 3.在南方红壤区,由于光热条件较好,在没有人为破坏的情况下,流域植被一般可以恢复到很好的状态,植被覆盖度的增加可以明显减少土壤侵蚀。5、3、6号集水区为自然植被恢复区,植被覆盖度分别为10-25%、40-65%和80%,平均侵蚀模数分别为21.77、7.37和2.75Mg/ha/yr。 4.蒋家塘小流域土壤侵蚀主要发生在3-9月,特别是4-7月,6月最为严重。这是由区域降雨季节分布特征所决定的,另外,这一时期的农事活动比较频繁,较高的降雨和农事活动相遇导致较大的侵蚀。 5.降雨、径流和植被是红壤小流域土壤侵蚀的主要影响因素。降雨量和降 浙江大学博士学位论文 雨侵蚀力对土壤侵蚀的影响在坡面和小流域层次上表现出不同的规律,在坡面 上,综合因子降雨侵蚀力与侵蚀的相关性较好;在小流域层次,降雨量变成了 主要因素。径流与侵蚀的相关性无论是在坡面上还是在集水区都高于降雨因子 与侵蚀的相关性。 6.降雨侵蚀力反映了降雨引起土壤侵蚀的能力。研究区降雨侵蚀力的季节 分布与降雨量的季节分布不一致,降雨侵蚀力的季节分布比降雨的分布更为集 中,集中分布在3月至9月的7个月,该时段R值占年R值的累计百分比达 人 94.5%,高峰值出现在6月,月R值占年R值的28二%。I——3月降雨量占年值 的百分比远高于对应的R值的百分比,6——8月降雨量的百分比明显低于对应R 值的百分比。降雨侵蚀力的季节分布与土壤侵蚀的季节分布相当一致。 7.本研究提出的降雨侵蚀力的日雨量模型充分考虑了降雨侵蚀力与降雨量 季节分布上的差异。用兰溪水保站资料所得模型参数为,a=0刀043,b—48二 3, c=l刀9。该模型利用日降雨量计算降雨侵蚀力,有效系数为0.89,R值季节分 布的预测值与实际值的平均偏差为1.2%。与国内现有模型相比,本模型能够较 好地描述R值的季节分布。模型的的提出和参数确定主要是基于降雨侵蚀力的 季节分布,由于我国南方大部分地方的降雨侵蚀力季节分布基本相似,所以该 模型可以在南方地区应用。 8.RUSLE是一个坡面模型,当将模型用于流域层次时,关键是地形因子的 确定。借助GIS软件Citystar系统,利用地形图提取坡面、坡段的坡度、坡长 和面积是可行的,但要对野外实际情况有必要了解才能得到满意的结果。Citystar 系统没有坡长输出功能,其平均坡度与RUSLE模型的要求不符,因此要采用 手工方法,对各个坡面不同坡段从顶端到下端做剖面线来获取坡长和平均坡度。 9.RUSLE模型可以预测流域内各坡面及整个流域的土壤侵蚀,模型预测的 土壤侵蚀包括泥沙产生率、土壤流失率、土壤分离率。模型预测的泥沙产生率 与实测5年平均结果相比,1.5集水区的相对偏差分别为16.95%、.47.34%、- 47.76O、27.13O和-39.19O,平均相对偏差为-28.84O。整体来看预测值比5年 平均值低,但偏离不大。由于RUSLE预测的坡面泥沙产生量是表示离开坡面 下端的泥沙量,当集水区内各坡面下端离出口较远时,由于泥沙在沟道内的堆
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S157

【引证文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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5 李军玲;;基于GIS的河南省土壤侵蚀定量评估研究[A];粮食安全与现代农业气象业务发展——2008年全国农业气象学术年会论文集[C];2008年
6 吴咏;;植被因素对遂宁组母质土壤侵蚀的影响[A];中国水土保持探索与实践——小流域可持续发展研讨会论文集[C];2005年
7 吴咏;向明辉;杨聪;;植被因素对遂宁组母质土壤侵蚀的影响[A];发展水土保持科技、实现人与自然和谐——中国水土保持学会第三次全国会员代表大会学术论文集[C];2006年
8 李璐;何玉琴;姜小三;;江苏省水土流失定量监测动态研究[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(上册)[C];2011年
9 王为;李小昱;张军;刘泉;雷廷武;;基于电导式传感器测量坡面径流流速的试验研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集[C];2006年
10 ;《中国水土保持科学》征稿简则[A];四川省水土保持学会第四届会员代表大会暨学术交流会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李国英;深入研究黄土高原土壤侵蚀规律[N];黄河报;2006年
2 王铁一;双塔区:水土保持绽放生态魅力[N];朝阳日报;2009年
3 ;科技创新的带头人[N];天水日报;2011年
4 本报记者 屈遐;水土保持不宜多家管理[N];中国环境报;2000年
5 本报记者 徐清华 孙太旻;构建粗泥沙立体拦截体系[N];黄河报;2008年
6 孙太旻;“釜底抽薪”拦粗沙 不断创新求突破[N];黄河报;2008年
7 记者 郑秀文 通讯员 陈浩生;东北黑土区水土流失研究[N];中国水利报;2002年
8 孙太旻;模型黄土高原选定试验田[N];中国水利报;2004年
9 孙太旻;“釜底抽薪”拦截粗泥沙[N];中国水利报;2009年
10 史学建 左仲国 冉大川;提升水保科研水平 促进人与自然和谐[N];黄河报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭新波;红壤小流域土壤侵蚀规律与模型研究[D];浙江大学;2001年
2 黄炎和;闽南地区的土壤侵蚀与治理[D];福建师范大学;2001年
3 袁东海;红壤小流域水土流失规律及防治措施的研究[D];浙江大学;2002年
4 王晓东;高速公路沿线土壤侵蚀规律及其防治措施研究[D];北京林业大学;2007年
5 王尧;喀斯特地区土壤侵蚀模拟研究[D];北京大学;2011年
6 尹黎明;APEX模型在土壤侵蚀模拟中的适用性和不确定性分析研究[D];南京农业大学;2007年
7 白清俊;黄土坡面细沟侵蚀带产流产沙模型研究[D];西北农林科技大学;1999年
8 丁晓东;农田养分流失风险评价及养分平衡管理研究[D];浙江大学;2010年
9 杨洁;红壤坡地柑橘园水土保持水文效应研究[D];江西农业大学;2011年
10 吴昌广;气候变化背景下三峡库区植被覆盖动态及其土壤侵蚀风险研究[D];华中农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘燕玲;黑龙江省降雨侵蚀力的变化规律[D];东北林业大学;2010年
2 王明晓;三峡库区降雨侵蚀力研究[D];华中农业大学;2011年
3 李璐;江苏省降雨侵蚀力研究[D];南京农业大学;2011年
4 陈明霞;坡地土壤侵蚀机理及生态调控研究[D];福建师范大学;2005年
5 张风宝;~7Be示踪土壤侵蚀关键基础性问题的研究[D];西北农林科技大学;2006年
6 曾凌云;基于RUSLE模型的喀斯特地区土壤侵蚀研究[D];北京大学;2008年
7 栾勇;退耕还林对黄土高原小流域土壤侵蚀控制效果研究[D];北京林业大学;2008年
8 周大淜;川中紫色土丘陵区侵蚀性降雨及侵蚀特征研究[D];西南大学;2010年
9 李玉泉;USLE和GIS在湖北省土壤侵蚀预报中的应用和研究[D];华中科技大学;2007年
10 卢喜平;紫色土丘陵区降雨侵蚀力模拟研究[D];西南大学;2006年
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