收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

黑龙江西部坡耕地不同耕作措施水分转化与土壤侵蚀特征

魏永霞  
【摘要】: 本文针对黑龙江省西部半干旱区坡耕地干旱和水土流失并存的实际问题,选取了少耕深松、免耕秸秆覆盖、垄向区田、覆膜+垄向区田、深松+垄向区田、深松+覆膜+垄向区田等几种保护性耕作措施,以甘南县为试验基地,通过2006、2007、2008三年的野外径流小区试验,天然降雨和人工降雨相结合,进行了不同耕作措施、不同降雨强度、不同前期土壤含水量条件下的坡耕地降雨径流、入渗、土壤水再分布、土壤储水量、水量平衡和土壤侵蚀特征及其模拟研究。结果表明: 本研究所选取的几种保护性耕作措施分别具有一定的抑蒸、径流拦截、雨水强化入渗作用,有关单项技术的有机集成具有很好的节水和水土保持效果。 不同措施的径流拦蓄作用因措施种类而异。年径流量情况,与常规耕作相比,深松+垄向区田措施可减少95.1%,效果最好;深松+覆膜+垄向区田为91.3%,居于第二位;垄向区田为76.3%,居第三位;覆膜+区田为71.4%,居第四位;少耕深松为19%,居第五位;免耕秸秆覆盖为18.1%,位居最后;天然次降雨径流情况表明,垄向区田措施具有较好的拦蓄径流作用,凡是含有垄向区田的处理,垄向区田筑挡前与常规耕作相当。垄向区田筑挡后,正常情况下均不产生径流,只有当垄向区田破坏时才会有少量径流产生;深松措施具有很好的强化入渗作用,有深松的处理产流量均最小;深松与垄向区田结合时,未产生径流,体现了两项技术集成的明显优势:当降雨量较大时,覆膜有加大径流的作用,雨量较小时作用不明显,在黑龙江西部半干旱区较为适用。 人工降雨试验表明,各种措施的地表径流拦蓄效果随着雨强的不同而不同,垄向区田和覆膜+垄向区田处理在40mm/h降雨强度下均未产流,当雨强为60mm/h、80mm/h时产流量约占常规耕作的1/4,免耕秸秆覆盖效果介于上述措施与常规耕作之间。结合天然降雨情况,当雨强超过40mm/h时,垄向区田、覆膜+垄向区田应配合雨水强化入渗的深松措施使用,方可达到理想效果,否则垄向区田会因雨水来不及入渗而破坏产生径流;随着土壤前期含水量的减小,产流开始时间及峰现时间推迟,产流强度过程峰值降低,产流量减小。不同耕作措施对降雨入渗影响明显。入渗速率衰减由快到慢依次是:裸地、垄向区田筑挡前的覆膜+垄向区田处理、常规耕作、免耕秸秆覆盖、少耕深松、覆膜+垄向区田和垄向区田处理。稳定入渗率由大到小排序为:覆膜+垄向区田、垄向区田、少耕深松、免耕秸秆覆盖、常规耕作、垄向区田筑挡前的覆膜+垄向区田处理和裸地处理。各处理入渗速率的衰减与雨强密切相关,雨强越大,衰减越快,稳渗时刻越早;稳定入渗率也基本上随着雨强的加大而降低。覆膜+垄向区田和垄向区田处理的稳渗率与雨强呈指数函数关系,其它处理均呈幂函数关系;土壤前期含水量对降雨入渗亦有一定影响,含水量越高,入渗率衰减越快,稳定入渗率越低。稳渗率与土壤前期含水量呈指数函数关系。 降雨量对土壤剖面水分的垂直变化有一定影响,降雨补给深度变化较小。裸地土壤水主要变化发生在0~60cm土层,常规耕作约为0~70cm,其它处理均约为0~80cm,以下土层含水量基本无变化;耕作措施对土壤剖面水分的消耗有一定影响,其中深松+覆膜+垄向区田消耗最慢,依次为深松+覆膜+垄向区田、覆膜+垄向区田、深松+垄向区田、免耕秸秆覆盖、垄向区田、少耕深松、常规耕作和裸地。 观测时段0~100cm土层土壤储水量主要受降雨和蒸散发过程的影响,不同耕作措施的土壤储水量均具有大致相同的增失交替过程,其动态变化趋势与降雨量的变化趋势一致,土壤储水量总体上呈上升趋势,土壤水分主要变化层位为0~60cm,0~10cm土层变化强烈,80cm及以下变化不大。土壤储水量动态可分为5~6月上旬的冻土融化蒸发水分平稳期和6月中旬到8月份的土壤干湿交替水分不稳定期。 观测期0~100cm土层水量平衡结果表明,裸地和常规耕作处理土壤储水量处于负补偿状态,蒸发蒸腾量以裸地最低,常规耕作仅高于裸地;深松+垄向区田、深松+覆膜+垄向区田和垄向区田处理蒸散量最高,并且三者相差不大,其中深松+覆膜+垄向区田处理稍低;覆膜+垄向区田、免耕秸秆覆盖和少耕深松处理的蒸散量居于中间位置。 不同耕作措施条件下的土壤侵蚀量与降雨量的季节分布均具有较好的一致性,年内变化极不均匀。各种耕作措施对年土壤侵蚀量有很大影响,其影响程度因措施而异。年土壤侵蚀量由大到小排序依次为:裸地、常规、少耕深松、垄向区田、免耕秸秆覆盖、覆膜+垄向区田、深松+垄向区田和深松+覆膜+垄向区田;采用不同的耕作措施后,土壤侵蚀程度得到了不同程度的改善。其中深松+覆膜+垄向区田、深松+垄向区田、覆膜+垄向区田处理的土壤侵蚀量均远远低于允许值。 天然降雨条件下,产沙过程与降雨强度过程具有很好的相应性,雨强影响显著;人工降雨试验表明,土壤侵蚀量随着雨强的增大而增大,但当降雨强度增加到一定程度,产沙量的增加速率降低;土壤侵蚀量随着土壤前期含水量的增大而增大;不同耕作措施、雨强和前期土壤含水量下的累积产沙过程均可用幂函数来表达。 运动波模型与Green-Ampt人渗模型相结合、Kostiakov入渗模型、Richatds非饱和土壤水分运动方程、支持向量机模型分别可以较好的模拟本区地表径流过程、降雨入渗过程、剖面土壤水动态和年土壤侵蚀量,适用于黑龙江省西部半干旱区。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱安香;阎彦梅;;坡耕地新修梯田土壤水分状况研究[J];农业科技通讯;2011年01期
2 苏年贵,张定一,冀秀梅;隔坡水平沟土壤水分变化规律及利用效果[J];山西农业科学;2005年03期
3 张艳君;魏永霞;;坡耕地土壤水再分布过程研究[J];水土保持通报;2008年05期
4 宋玥;张忠学;;不同耕作措施对黑土坡耕地土壤侵蚀的影响[J];水土保持研究;2011年02期
5 赵龙山;梁心蓝;张青峰;宋向阳;吴发启;;基于微DEM的黄土坡耕地微地形分形维数计算[J];节水灌溉;2010年10期
6 王黎明,杨燕风,欧阳宏斌;基于GRID的坡耕地退耕压力模型研究[J];地理研究;2001年04期
7 赵雨森;魏永霞;;坡耕地保护性耕作措施的水土保持效应[J];中国水土保持科学;2009年03期
8 齐养周;;周至县坡耕地农业耕作措施蓄水保土效益试验研究[J];陕西水利;2010年02期
9 吕惠明,王恒俊,谢永生,汪洪清,李孝彬,高贵清;滦平试区黄绵土坡耕地秋季免耕水保综合效益初探[J];资源科学;1996年06期
10 曲继宗,陈乃政,郭玉记;新修梯田土壤水分状况研究[J];水土保持通报;1990年06期
11 吕甚悟,王世平,徐多润,刘志华;紫色土坡耕地耕作方法对土壤侵蚀影响的试验研究[J];中国水土保持;1996年02期
12 杨占彪;朱波;林立金;杨远祥;朱雪梅;;川中丘陵区紫色土坡耕地土壤侵蚀特征[J];四川农业大学学报;2010年04期
13 李新会;坡耕地增产措施试验研究[J];中国水土保持;1995年04期
14 史立人;长江流域的坡耕地治理[J];人民长江;1999年07期
15 兰绍平;;湘西山区土壤侵蚀防治措施探讨[J];海南师范学院学报(自然科学版);2006年01期
16 袁宏;母成波;李娜;;降雨侵蚀力时间变异规律与模型研究[J];东北水利水电;2011年02期
17 王济,王世杰,陈曦,蔡景行,付谨华;旱坡地水土保持耕作技术应用的研究[J];西南农业大学学报;2003年06期
18 李静锐;饶良懿;余新晓;;黄土高原水保耕作措施的生态服务功能价值[J];水土保持应用技术;2007年03期
19 杨建霞;雷孝章;邱景;陈平安;;坡耕地径流小区产流产沙规律[J];东北水利水电;2008年06期
20 刘卉芳;曹文洪;王向东;;黄土区不同地类土壤水分入渗与模拟研究[J];水土保持研究;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王允青;郭熙盛;王静;唐杉;;植物篱与秸秆覆盖技术防治巢湖沿湖坡耕地土壤氮素流失的初步研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
2 张芳;吴统文;王在志;董敏;;全球大气环流模式BCC_AGCM2.0.1对云量的模拟[A];中国气象学会2006年年会“气候系统模式发展与应用”分会场论文集[C];2006年
3 杨敏;;中医诊断临床模拟教学方法探讨[A];中华中医药学会中医诊断学分会2007’年会论文集[C];2007年
4 欧阳洁;阮春蕾;周文;;复杂流体的多尺度模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 杨庆华;连志斌;;OptiStruct在白车身刚度优化中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
6 鲁巍;杨修涛;李晓维;;基于混合遗传算法的RTL激励生成方法[A];第三届中国测试学术会议论文集[C];2004年
7 李聪;张喜亮;吴驰飞;;Ungar修正方程对约束阻尼结构复合材料损耗因子的模拟[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
8 沈人豪;杜星文;万志敏;;月球探测器气囊缓冲系统及其缓冲过程模拟[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
9 向伟;戴晶怡;;潘宁离子源引出束流的数值模拟[A];2006全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2006年
10 张臻;李涛;房鼎业;应卫勇;;变压吸附法回收氢气的模拟[A];上海市化学化工学会2008年度学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏永霞;黑龙江西部坡耕地不同耕作措施水分转化与土壤侵蚀特征[D];东北林业大学;2009年
2 赵建波;保护性耕作对农田土壤生态因子及温室气体排放的影响[D];山东农业大学;2008年
3 韩宾;保护性耕作措施对农田土壤健康状况的影响及作物响应研究[D];山东农业大学;2007年
4 冯明磊;三峡地区小流域氮循环及其对水体氮含量的影响[D];华中农业大学;2010年
5 李永平;黄土高原不同防护类型农田土壤风蚀防控效应研究[D];西北农林科技大学;2009年
6 刘刚才;紫色土坡耕地的降雨产流机制及产流后土壤水分的变化特征[D];四川大学;2002年
7 余炜敏;三峡库区农业非点源污染及其模型模拟研究[D];西南农业大学;2005年
8 高海洋;QHCCI(准均质充气压缩点燃)燃烧系统研究[D];天津大学;2000年
9 王幼奇;陕北小流域植被耗水过程及环境因素影响研究[D];西北农林科技大学;2011年
10 刘燕;超临界流体制备超微颗粒的过程模拟与喷嘴设计[D];山东大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡洋洋;科尔沁沙地坨甸相间地区土壤水分动态试验与模拟[D];内蒙古农业大学;2009年
2 金华;图们江下游地区坡耕地水土流失现状及其保护措施[D];延边大学;2004年
3 高军侠;黄土高原坡耕地超渗产流及作用研究[D];西北农林科技大学;2002年
4 王三;北碚区坡耕地资源及其开发利用途径的研究[D];西南农业大学;2001年
5 罗细芳;三峡库区坡耕地经济林复合模式生态特征研究[D];中国林业科学研究院;2004年
6 万雪琴;坡耕地退耕还林后的植被恢复及其改土效应[D];四川农业大学;2003年
7 王乐;陕北地区坡耕地退耕还林的可拓评价研究[D];西安建筑科技大学;2007年
8 郑子成;坡耕地地表糙度及其作用研究[D];西北农林科技大学;2002年
9 刘珺;半导体器件计算机模拟新方法研究[D];广西大学;2005年
10 娄树国;新型整体式制动梁架热成型工艺研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 姚润丰;国家去年投15亿元防治水土流失[N];中国国土资源报;2007年
2 本报记者 贺万华;普安治理坡地过度开垦工作稳步推进[N];黔西南日报;2009年
3 陕保;坡耕地栽植等高灌木带[N];中国水利报;2004年
4 记者 周怀龙;我国未来10年将投入2000亿治理坡耕地水土流失[N];中国国土资源报;2010年
5 本报记者 黄莹;领导包片责任到人务求实效[N];黔西南日报;2009年
6 姚婧;民盟中央建议化为决策[N];团结报;2011年
7 记者 金晓明;加快高速路两侧坡耕地绿化步伐[N];朝阳日报;2010年
8 记者 毕玉娟;民盟中央专题调研坡耕地水土流失治理[N];中国水利报;2009年
9 实习记者 韩磊;我区启动200万亩坡耕地生态建设工程[N];毕节日报;2011年
10 本报记者 曾楚禹 黄诚克;黔西南州32万亩坡耕地成功“换岗”[N];贵州日报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978