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《西北农林科技大学》 2001年
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坡耕地土壤结皮的成因及其作用研究

范文波  
【摘要】: 黄土结皮是黄土高原农耕地上广泛存在的一种自然现象,它在坡面降雨侵蚀过程中占有重要地位。本文以黄土高原南部坡耕地为对象,利用土壤学、侵蚀学、农学的原理和方法,采用室内人工模拟降雨和野外定位观测相结合,宏观试验和微观分析相结合的技术路线,系统地研究了坡耕地表土结皮的成因、特性及作用。 1.结皮的形成 有雨滴对地面的直接打击力,径流对地面的压力以及二者的交互作用,主要体现在对结皮坚实度、容重和厚度的影响上。从总效应看,降雨与径流的综合作用对结皮形成的作用强于降雨和径流单因子的作用,且降雨作用强于径流作用。 2.结皮的物理特性主要体现在 (1)土壤结皮的机械组成以细砂和粗粉砂为主,但总量低于同种对照土壤;小于0.01mm的物理性粘粒结皮含量高于对照;(2)结皮有机质、碳酸钙的含量略低于无结皮土;(3)结皮强度与土壤含水率呈负相关与结皮厚度呈正相关,而平均容重降低;对于特定土壤,可以根据某一测量数值计算另一相应的数值。 3.结皮的形成对土壤侵蚀产生很大的影响,主要表现为 (1)通过溅蚀研究发现,在单雨滴溅蚀情况下,结皮可减少土壤溅蚀量,随前期含水率、雨滴直径的变化均表现出如此规律,但随前期含水率、雨滴直径的增加,结皮影响减弱,溅蚀量都呈上升趋势,随厚度的递增溅蚀量逐渐减少。在场降雨试验中,小雨强情况下,结皮的抗蚀性相对增强,大雨强则相对减弱或作用不明显,仅延长溅蚀开始时间。(2)结皮具有降低降雨入渗促进地表产流的作用。在小雨强时,结皮影响作用显著,而大雨强,结皮影响微弱。结皮土壤的入渗过程在小雨强时可以分为三个阶段(即初渗阶段、入渗减缓阶段、稳渗阶段),大雨强时,只有二个阶段(即入渗急剧下降阶段、稳渗阶段)。(3)结皮土壤的次降雨侵蚀效应明显。有结皮的坡地产流时间早,产流量增大,但含沙量小,总效应是减小土壤侵蚀,雨强愈大愈明显。多场降雨侵蚀效应试验表明,随着降雨强度、坡度的增加,有结皮坡地径流量有增加的趋势,侵蚀量则相反。此外,有结皮的土壤降雨侵蚀与前期含水量(C)、坡度(S)、降雨动能(PI)呈正相关。 4.结皮对小麦出苗的影响较大,对玉米影响较小;有结皮的农田小麦生长缓慢,平均苗高低,最终结果导致小麦、玉米的产量和生物量降低,这主要是结皮隔断了土壤与环境间的联系。有结皮表层土壤水分含量低,在小麦地,随坡度的增大而增大,在玉米地,随坡度变化规律不明显;有结皮的作物水分利用率较对照低。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S152

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