REE示蹤坡面侵蝕演變過程及不同下墊面撂荒地的減沙效益研究.pdf

1、坡面土壤侵蝕演變過程及機(jī)理歷來是土壤侵蝕研究的重點(diǎn)，直接影響到土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型的建立和發(fā)展。由于土壤侵蝕過程中復(fù)雜多變的內(nèi)外界環(huán)境的影響和研究手段的相對(duì)局限性，對(duì)特別是自然條件下的坡面侵蝕過程的定量描述仍需進(jìn)一步的研究。本研究通過在野外天然降雨條件下的徑流小區(qū)中分層分段布設(shè)多種稀土元素，結(jié)合室內(nèi)人工模擬降雨試驗(yàn)結(jié)果，定量分析了22°陡坡坡面下自然降雨過程中的坡面侵蝕產(chǎn)沙特征，并且進(jìn)一步研究了坡面片蝕向細(xì)溝侵蝕演變的過程，以期為黃土高原土

2、壤侵蝕預(yù)報(bào)模型的建立提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。 另外，針對(duì)黃土高原近年來短時(shí)間、大規(guī)模、高速度的流域生態(tài)環(huán)境治理以及植被快速恢復(fù)的情況，利用不同下墊面撂荒地侵蝕小區(qū)進(jìn)行坡面水沙效應(yīng)動(dòng)態(tài)過程監(jiān)測(cè)，分析小區(qū)域單元內(nèi)不同植被對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響，研究不同地類坡地產(chǎn)流產(chǎn)沙規(guī)律，為定量評(píng)價(jià)林草措施的水土保持效益，國(guó)家退耕還林(草)政策的后評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。 1.天然降雨情況下坡面徑流量、含沙率和侵蝕率的相關(guān)性及變化趨勢(shì) 在野外天

3、然降雨條件下，坡面徑流量與侵蝕率之間有很好的相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)為0.84-0.94，說明坡面侵蝕率的變化趨勢(shì)與徑流量基本吻合；徑流量與含沙率的相關(guān)性不明顯，這些也從側(cè)面反映了不同時(shí)刻坡面的流失率不同。 坡面的徑流量、含沙率及侵蝕率基本符合隨雨強(qiáng)增大及降雨時(shí)間延長(zhǎng)而增大的規(guī)律，坡面累積侵蝕量降雨初期緩慢增加，當(dāng)降雨進(jìn)行到一定時(shí)間，片蝕向細(xì)溝侵蝕演變時(shí)，坡面累積侵蝕量出現(xiàn)激增點(diǎn)。 2.研究了坡面不同侵蝕方式的演變過程

4、 受觀測(cè)年度氣候因素制約，在坡面產(chǎn)流初始階段，片蝕是坡面侵蝕的主要方式，已經(jīng)觀測(cè)的數(shù)據(jù)表明三次降雨中片蝕分別占坡面總侵蝕量的71％、48％、49％，表明坡面侵蝕仍處于片蝕-細(xì)溝侵蝕演變的初期階段，這和以前的研究結(jié)果相符；同時(shí)可以看到細(xì)溝侵蝕量在不斷增大，表明隨著降雨的進(jìn)行坡面侵蝕逐漸由片蝕為主過渡到片蝕向細(xì)溝侵蝕轉(zhuǎn)變階段。 3.分析了次降雨情況下坡面不同部位相對(duì)侵蝕量的空間變化 對(duì)次降雨條件下坡面不同部位的侵蝕泥沙來源研

5、究表明：在可觀測(cè)到的降雨時(shí)段內(nèi)，片蝕為坡面侵蝕的主要方式，相對(duì)侵蝕量為總侵蝕量的70％左右，但是無論片蝕絕對(duì)量如何變化，坡面表層上段的相對(duì)侵蝕量始終不大于10％，表明坡面片蝕的來源主要集中在坡面下部。 對(duì)不同坡段的細(xì)溝相對(duì)侵蝕量比較分析后發(fā)現(xiàn)，隨著細(xì)溝侵蝕量占坡面總侵蝕量的百分比的變化，各段的相對(duì)侵蝕量也在有規(guī)律地變化。降雨結(jié)束后不同坡段的相對(duì)侵蝕量結(jié)果分別為：1米坡段16％；2-4米坡段6％；5-9米坡段3％，不同坡段的相對(duì)侵

6、蝕量之比分別為：5∶2∶1，表明不管細(xì)溝總侵蝕量怎么變化，細(xì)溝侵蝕的主要來源集中在坡面下段4米內(nèi)。 4.分析了坡面不同下墊面撂荒地的減沙效益 通過對(duì)退耕撂荒6年的不同土地利用類型試驗(yàn)小區(qū)的兩年時(shí)間段內(nèi)的觀測(cè)結(jié)果分析表明：在相同雨強(qiáng)條件下，裸地小區(qū)的徑流量最大為荒草地的6倍，為灌木地的2.4倍，裸地小區(qū)徑流遠(yuǎn)大于有林草覆被小區(qū)；同時(shí)裸地小區(qū)的產(chǎn)沙量最大為灌木地的82倍，是荒草地的150倍，可見林草覆被大大減少了土壤侵蝕；在