西南喀斯特地区坡面土壤侵蚀机理及估算模型

通过在贵州省布设野外小区观测径流泥沙，并收集雨量和土壤普查等资料，研.究喀斯特地区坡面产流产沙特征及其发生机理。确定降雨特征、坡度坡长以及土壤性质等要.素与水土流失强度的定量关系。构建降雨侵蚀力评价指标及计算方法，确定土壤可蚀性值及估算方法，提出短坡长条件下地形因子影响的评价公式。同时，收集整理已有的农作物小区和水土保持措施小区观测资料，计算水保因子和作物覆盖因子值，建立相应的数据库。运用研究区降雨站长系列降雨记录资料，使用构建的降雨侵蚀力计算方法，计算研究区降雨侵蚀力大小，结合使用区域遥感影像资料和地理信息系统技术，绘制降雨侵蚀力等值线图。通过室内外试验测定土壤理化性质指标值，建立土壤可蚀性与理化性质间的关系，提出土壤可蚀性估算方法。最后，集成降雨侵蚀力计算方法、土壤可蚀性估算方法、坡度坡长因子计算方法，以及作物覆盖因子和水土保持因子数据库，初步构建喀斯特地区坡面土壤侵蚀预报模型。

由于喀斯特山区地貌类型复杂、山高坡陡、土层薄且不连续，加之人为活动强烈干扰的影响，西南喀斯特地区水土流失日益严重。本研究通过野外径流小区观测、室外放水冲刷试验和土壤入渗试验、室内水槽试验，结合对已有降水、土壤和径流泥沙资料的收集，以及现场调查访问等手段，系统研究了西南黄壤坡面降雨入渗特征、产流产沙特点和土壤分离规律。基于野外小区实测资料，对土壤侵蚀因子进行了系统分析和量化，初步提出了适合西南黄壤坡面的土壤侵蚀预报模型。本课题取得的主要进展和结论概括如下：.1)西南坡耕地的坡面土壤分离速率与坡面坡度均呈较好的指数关系。坡面坡度是控制西南地区坡耕地侵蚀的一个重要因子，在小坡度下，坡面土壤分离速率对冲刷流量并不敏感，二者关系趋近于斜率较小的线性关系。而当坡面坡度大于17.6%时，坡面土壤分离速率对大流量冲刷时间的响应变得十分敏感，坡面土壤分离速率随坡面冲刷流量的增加而迅速增大。.2)在林地、草地以及耕地三种土地利用类型下，龙里的土壤入渗速率均显著大于黄土高原，而毕节地区只有森林和耕地的土壤入渗速率大于黄土高原。西南地区土壤入渗速率较大的空间变异性是由于西南地区土壤中砾石含量高，土石混杂，造成大孔隙多且分布不均。.3)黄壤坡面在裸露条件下，土壤侵蚀十分严重，15度小区土壤侵蚀模数可达5000～6000t/km2，但一旦种植作物或实施水土保持措施后，土壤侵蚀程度会急剧减弱，土壤侵蚀模数可小到只有100 t/km2左右。.4)土壤可蚀性值为0.007～0.016，相对集中于0.008～0.013，空间差异小。主要土壤红壤、黄红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤、紫色土和灰土的土壤可蚀性K值分别为0.0113、0.0102、0.0102、0.0072、0.0143、0.0093和0.0101，总的来看黄棕壤的可蚀性最大，棕壤的可蚀性最小。.5)土壤侵蚀与坡度、坡长因子的关系类似于其他地区，但关系式中因子值不同。针对西南地区坡耕地坡长较短的特点，建立了坡度、坡长因子计算公式，以及便于快速查询的地形因子表。.6)各种生物措施B值变化于0.0003～0.0492之间，基本都在零点零几这个数量级上，与全国其他地区比较很小，基本相差一个数量级。坡耕地T因子变化于0.008～0.0476之间，平均值为0.0136。其中，玉米地平均为0.0235，辣椒地为0.0271。