耕作措施对西南岩溶坡地土壤侵蚀的影响机制研究

Tillage practices may increase vulnerability to surface and subsurface soil erosion on karst slope land. In this project, we will take simulated rainfall and runoff-plots monitoring experiments to analysis the effects of tillage on the soil erosion process of karst slope land. Firstly, we will analysis the effects of tillage on soil properties such as soil porosity, aggregate stability, soil organic matter and so on, secondly, we will analysis the effects of tillage on surface and subsurface runoff generation and surface and subsurface soil erosion by simulated rainfall experiments. Additionally, after analysis the results of runoff-plots monitoring experiments, we will get the effects of tillage and crop on water erosion processes on karst slope land. Results of this project will contribute to a further understanding of the effects of tillage on surface and subsurface soil erosion on karst slope land and a better soil and water conservation.

耕作措施是影响坡面土壤侵蚀的重要因素。为减少土壤侵蚀，免耕和秸秆覆盖等保护性耕作措施得以广泛应用。西南岩溶坡地土壤侵蚀既包括常见的地表流失又包括其特殊的地下漏失，因此为合理评价保护性耕作措施在岩溶区坡耕地的适用性，须进一步明确耕作措施对岩溶坡地土壤侵蚀的影响机制。本项目以岩溶区坡耕地为研究对象，针对岩溶坡地独特的土壤侵蚀过程，通过室内人工模拟降雨和野外径流小区观测试验，分析不同耕作措施下土壤性质的变化及其侵蚀响应，研究翻耕和秸秆覆盖对岩溶坡地降雨产流分配、侵蚀泥沙特征的影响，探讨耕作措施对土壤地表流失和地下漏失的影响机理。本研究将从不同角度揭示耕作措施对岩溶坡地土壤侵蚀过程的影响机制，将进一步探明岩溶坡地土壤地表流失和地下漏失的过程与机理，为岩溶区坡地水土保持耕作措施的合理布设提供科学依据。

西南岩溶区坡耕地岩石裸露、土层浅薄且不连续，独特的二元水文结构和土壤剖面特征使岩溶区坡耕地土壤侵蚀既包括常见的地表流失又包括其特殊的地下漏失。为合理评价免耕、秸秆覆盖等保护性耕作措施在西南岩溶区坡耕地的适用性，需进一步明确耕作措施对岩溶区坡耕地土壤侵蚀的影响机制。本项目以岩溶区坡耕地为研究对象，选择典型的岩溶区玉米坡地开展野外人工降雨试验，探讨了坡面位置、土层厚度和地表裸岩对坡耕地降雨产流产沙过程的影响。通过室内自制土槽模拟地下孔隙发育下的岩溶坡耕地土壤侵蚀过程，初步揭示裸岩大小、位置等特征对降雨产流、侵蚀过程的影响机制。通过室内人工模拟降雨试验，研究坡度、降雨强度和翻耕对坡耕地土壤侵蚀的耦合影响，并通过野外原位的人工模拟降雨试验，弄清了在不同坡位、裸岩出露情况下翻耕对降雨产流、侵蚀的影响机制。通过分析不同秸秆覆盖度下地表径流、壤中流和地下孔隙流的比例关系，弄清了秸秆覆盖对降雨产流和侵蚀过程的影响机制，野外原位人工模拟降雨试验的结果进一步阐明了秸秆覆盖对岩溶坡地土壤侵蚀过程的影响机制。项目研究结果深化了岩溶区坡耕地土壤侵蚀规律的认识，揭示了翻耕和秸秆覆盖对岩溶坡耕地土壤侵蚀过程的影响机制，研究结果将为评估保护性耕作措施在岩溶坡耕地的有效性和合理布设水土保持耕作措施提供科学依据。