长江上游地区坡耕地土壤理化性质对土壤侵蚀阻力的影响机理

基本信息
批准号:41601288
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:唐科明
学科分类:
依托单位:四川农业大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李豪,邓玉,谭燕平,冯小杰,程欢,刘颖
关键词:
临界剪切力土壤理化性质细沟可蚀性土壤水蚀机理土壤分离能力
结项摘要

It is important to study soil erosion process and mechanism of sloping farmland which is the main sediment source in the Upper Yangtze River. WEPP model is a widespread applied process-based model for water erosion prediction, and its results of forecasting depend largely on the calculation accuracy of soil erosion resistance values (soil rill erodibilty and critical shear stress). A set of equations which can be used to estimate soil erosion resistance values were established based on the results of simulated rainfall experiments on the gentle slope plots in the US in WEPP model. Those equations require calibration and validation when applied to sloping farmland in the Upper Yangtze River. In this study, soil samples will be collected from 15 representative positions in four regions with most severe soil loss in the Upper Yangtze River Basin, then soil physical and chemical properties will be measured. Soil sample will be prepared to measure soil detachment capacity using laboratory flume under a wide range of slope gradient and flow shear stress. Values of soil rill erodibilty and critical shear stress will be derived by linear regression of soil detachment capacity against flow shear stresses. Then the relationship between soil physical and chemical properties and soil erosion resistance values, the effects of soil structure reconstructing on the temporal variability of soil erosion will be analyzed and investigated. The results will provide scientific evidences for the prediction of the spatial and temporal distribution of soil loss in sloping farmland using process-based erosion model in the Upper Yangtze River, and the configuration of soil and water conservation measures in small watersheds.

坡耕地是长江上游侵蚀泥沙的主要策源地,研究坡耕地土壤侵蚀过程及其机理具有重要意义。WEPP模型是目前应用较为广泛的土壤侵蚀过程模型,预测效果很大程度上依赖于土壤侵蚀阻力(细沟可蚀性与临界剪切力)的计算精度。而WEPP模型中土壤侵蚀阻力与土壤理化性质间的定量关系,是基于美国缓坡径流小区模拟降雨试验的结果,在长江上游陡坡耕地应用前,需要订正。为此,本研究拟在长江上游四大水土流失重点区域选择15个典型样点,分析土壤理化性质,并在较大坡度和流量范围内,利用变坡水槽,采用径流冲刷方法,测量不同水流剪切力下各样点土壤分离能力,对二者进行线性回归,确定各样点细沟可蚀性与临界剪切力,进一步建立土壤理化性质与土壤侵蚀阻力间的函数关系,并探讨扰动后,坡耕地土壤结构重塑作用对土壤侵蚀季节变化的影响机制。研究结果将为利用土壤侵蚀过程模型预测长江上游地区坡耕地土壤流失量时空分布及小流域水土保持措施配置提供科学依据。

项目摘要

本研究在长江上游四大水土流失重点区域选择10个具有代表性的样点,分析各样点土壤理化性质;利用试验水槽等设备测量各样点土壤在不同水流剪切力下的分离能力,通过线性回归方法确定各样点土壤侵蚀阻力;研究土壤理化性质对细沟可蚀性、临界剪切力等土壤侵蚀阻力指标的影响。此外还以二十天为周期,分别测量雅安地区农地土壤理化性质及侵蚀阻力,研究土壤细沟可蚀性、临界剪切力季节变化特征及其变化规律。结果显示,长江上游地区各地土壤理化性质地区差异明显。各样点土壤细沟可蚀性在0.106~0.250 s/m范围内变化。WEPP模型在长江上游地区坡耕地土壤细沟可蚀性预报时,预报值比本研究实测值偏小。土壤细沟可蚀性与土壤极细沙含量呈显著正相关关系,与土壤有机质含量呈显著负相关关系,土壤细沟可蚀性可通过土壤极细沙含量和有机质含量两个指标来进行预报。土壤临界剪切力与土壤粉粒含量呈显著正相关关系。本研究分别建立了土壤细沟可蚀性、临界剪切力与土壤理化性质的关系表达式。农地土壤翻耕后,在降雨、重力等因素作用下,土壤由松散变得紧实,土壤结构重塑,土壤侵蚀阻力也发生相应变化。翻耕前测得整个试验期间最小细沟可蚀性值0.0003s/m,翻耕后最近一次试验测得整个试验期间最大细沟可蚀性值0.0166s/m。最大临界剪切力值为5.00Pa,翻耕前测得,最小临界剪切力值为1.18Pa,翻耕后最近一次试验测得。土壤细沟可蚀性与土壤前期含水量呈正相关关系、与表土粘结力呈负相关关系;临界剪切力与表土粘结力呈正相关关系。研究还建立了细沟可蚀性、临界剪切力与表征土壤重塑作用的理化性质指标的关系表达式。研究结果可为长江上游地区坡耕地土壤侵蚀预报和治理提供科学依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
3

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
4

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
5

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022

唐科明的其他基金

相似国自然基金

1

紫色土坡耕地土壤侵蚀对土壤生物学特性的影响

批准号:41001157
批准年份:2010
负责人:聂小军
学科分类:D0710
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
2

东北典型黑土区防护林布局对坡耕地土壤侵蚀的影响研究

批准号:30901163
批准年份:2009
负责人:崔明
学科分类:C1613
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
3

Cs-137法测定坡耕地土壤侵蚀量的研究

批准号:49641003
批准年份:1996
负责人:张信宝
学科分类:D0710
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
4

西南喀斯特丘陵区坡耕地土壤侵蚀对土地资源承载力的影响机制

批准号:41701319
批准年份:2017
负责人:王志杰
学科分类:D0710
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目