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表土结皮形成过程特征以及与土壤溅蚀的关系

胡霞  
【摘要】: 本文采用人工模拟降雨方法,通过采样制作土壤切片,观察分析表土结皮在不同条件下发育的微形态特征,研究降雨、土壤等侵蚀产沙因子在表土结皮发育过程中的动态响应规律,界定表土结皮发育过程中各因子的临界条件,筛选有关土壤颗粒组成、结构特征等物理化学性质对表土结皮形成影响的关键因子。本研究的主要目的是探明表土结皮的发育规律、影响因子,并且分析表土结皮的形成与土壤溅蚀的关系,以及表土结皮的发育与坡面侵蚀过程的交互动态影响作用,最终为坡面侵蚀研究提供科学依据。 研究中,在前人研究基础上,主要得出如下成果和创新点: 一、沉积结皮和结构结皮的主要区别:以结构结皮为主的表土结皮,它的形成是雨滴对土壤表面不断打击压实以及土壤颗粒重新排列的结果;在降雨过程中土壤表层发生粗化,在粗化层以下形成以沉积结皮为主的表土结皮,我们试验中的粗化层有:粗化层由大的团聚体组成和粗化层由石砾组成2种情况; 二、分析得出表土结皮形成的内在规律:土壤的粘粒含量大于30%,而且土壤的团聚度小于140%时,土壤表面趋向形成以结构结皮为主的表土结皮;当壤的粉粒和粘粒含量较高,且土壤的团聚度大于140%时,或者土壤的粗砂含量超过50%时,土壤表面容易形成以沉积结皮为主的表土结皮; 三、黄土沟壑区不同地形部位的表土结皮形成区别:相同质地,不同地形部位的土壤有机质含量以及团聚体稳定性不同,从而使得表土结皮形成存在区别,林地土壤相对坡地土壤不容易形成表土结皮,沟坡地土壤相对梯田土壤表面较容易形成表土结皮。 四、土壤聚合剂聚丙烯酰胺(PAM)对控制表土结皮形成的效果:PAM能控制表土结皮形成的主要原因是,PAM能改善土壤的结构状况,显著提高土壤团聚体的稳定性,从而有效的抑制了表土结皮的形成。且浓度较大的PAM抑制表土结皮形成的效果较好。 五、控制土壤溅蚀的主要土壤粒级:在降雨初期土壤的的粘粒对溅蚀速率的影响较大,随着降雨历时的延长,土壤中的细砂和粗砂成为溅蚀速率影响较大的因子; 六、对土壤溅蚀影响较大的土壤结构特征因子:降雨5分钟时,土壤的渗透系数对溅蚀速率的影响较大,随着降雨的继续进行,土壤的团聚度一直对土壤溅蚀速率影响较大。 七、表土结皮形成对土壤溅蚀的影响:随着表土结皮的逐渐形成,土壤抗侵蚀能力增强,土壤溅蚀速率急剧减小。 八、土壤聚合剂聚丙烯酰胺(PAM)对土壤溅蚀的影响:由于聚丙烯酰胺的聚合作用,使得土壤团聚体的稳定性增大,土壤溅蚀速率较小。但是随着降雨历时的延长,这种聚合作用逐渐被破坏,土壤溅蚀速峦羫焖僭黾印


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