模拟降雨下不同利用方式石灰岩坡地水土流失规律研究

摘要

坡耕地水土流失造成了严重的生态问题。河北省山区面积占全省总面积的67％，是我国水土流失较为严重的区域之一。太行山石灰岩山区水土流失问题已经危害到当地人民生活水平、生产效率和经济收入。本论文通过室内人工模拟降雨试验，研究太行山石灰岩坡面紫穗槐不同坡度产沙产流、养分流失情况;紫穗槐、黑麦草植被覆盖下不同坡度的产沙产流、养分流失情况;紫穗槐不同生长时期产沙产流、养分流失情况。为太行山石灰岩区生态恢复、水土保持治理、植被建设提供技术支持。主要得到如下结论：
　　1.不同坡度对石灰岩坡地水土及养分流失的影响，在相同降雨时间、雨强、植被高度与覆盖度下，随坡度增大，径流量增大。与2°坡面相比，6°、15°和25°坡面分别增流2～4倍。建立不同坡度径流量与侵蚀量回归方程中发现，单位径流量中，15°坡面泥沙浓度更大。颗粒态氮素流失中，全氮流失量随降雨时间的延长而降低，在40min后保持不变。硝态氮与铵态氮流失中，规律与全效养分流失近似，但铵态氮流失量所占比重更大。颗粒态磷占全磷流失总量的68％以上;颗粒态钾占全钾流失总量的93％以上。由此可知，紫穗槐不同坡度下全氮、全磷、全钾流失均以颗粒态养分为主要流失形式。
　　2.黑麦草与紫穗槐种植对坡地水土和养分流失的影响，在雨强80mm/h下，黑麦草地和紫穗槐地产流量明显低于CK（裸地）小区。不同植被类型相同生长时期产流率表现为:裸地＞紫穗槐地＞黑麦草地。产沙量方面，裸地由于没有植被的遮挡与植物根系的固持，产沙量远大于黑麦草地与紫穗槐地。黑麦草地产沙量少于紫穗槐地，说明黑麦草泥沙固持能力更强，能有效减缓水土流失。全效养分流失量为:裸地＞紫穗槐地＞黑麦草地。通过对比颗粒态养分与全效养分之间关系发现，全氮流失主要以径流中溶解态氮为主，黑麦草地径流中氮素流失量占全氮流失总量比例在三者中最大。全磷流失中，裸地以颗粒态为主要流失形态，黑麦草地则以径流溶解态磷为主要流失形式。全钾流失中，三种处理颗粒态养分占全钾流失的97％以上。
　　3.紫穗槐不同生长时期石灰岩坡地水土及养分流失的影响，紫穗槐覆盖度由20％增大到90％，初始产流时间变长，由130s变为359s。泥沙流失量减少，由564.92g变为216.32g。提高紫穗槐覆盖度能有效减少坡面产流量与产沙量。相比20％覆盖度，90％覆盖度减沙、减流能力提高了23％以上。养分流失方面，氮素中由低覆盖度到高覆盖度颗粒态氮占全效养分流失总量比例依次为:55％、40％、35％，速效氮流失方面，铵态氮比硝态氮更易流失。通过对比发现全效养分流失规律为高覆盖度显著高于低覆盖度，三种覆盖度养分流失，均以颗粒态养分为主要流失形态。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 坡面养分流失的影响因素

1．2．2 坡面养分流失途径与形态

1．2．3 坡面养分流失对环境的影响

1．2．4 问题与展望

1．3 研究目的与内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究内容

1．4 技术路线

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验方法

2．3 理化指标测定及方法

2．3．1 测定指标

2．3．2 测定方法

2．4 数据分析

3 结果与分析

3．1 不同坡度对石灰岩坡地水土及养分流失的影响

3．1．1 紫穗槐植被下不同坡度产沙产流规律

3．1．2 径流中养分流失规律

3．1．3 泥沙中养分流失规律

3．1．4 坡面养分富集特征

3．1．5 坡面养分流失模型模拟对比

3．2 黑麦草和紫穗槐种植对坡地水土和养分流失的影响

3．2．1 黑麦草与紫穗槐坡面产沙产流规律

3．2．2 径流中养分流失规律

3．2．3 泥沙中养分流失规律

3．2．4 坡面养分富集特征

3．2．5 坡面养分流失模型模拟对比

3．3 紫穗槐不同时期石灰岩水土及养分流失的影响

3．3．1 紫穗槐不同生长时期坡面产沙产流特征

3．3．2 径流中养分流失规律

3．3．3 泥沙中养分流失规律

3．3．4 坡面养分富集特征

3．3．5 坡面养分流失模型模拟对比

4 讨论与结论

4．1 讨论

4．2 结论

参考文献

作者简历

在读期间发表的论文

致谢