李少华:紫色土丘陵区不同植物生物埂土壤分离能力水动力学特征论文

李少华:紫色土丘陵区不同植物生物埂土壤分离能力水动力学特征论文

本文主要研究内容

作者李少华(2019)在《紫色土丘陵区不同植物生物埂土壤分离能力水动力学特征》一文中研究指出:川中丘陵区因石料缺乏,运输成本等问题,多采用生物埂坡面防护措施。六棱型预制网格式生物埂护坡技术,充分利用工程措施与植物措施的优点,有效降低水土流失现状,并改善农田生态系统。植物作为防治水土流失最积极的因素,在六棱型网格式生物埂内改善土壤结构和养分含量与分布。为明确紫色土丘陵区生物埂优势植被类型及土壤分离能力水动力学参数特征。本文选取麦冬、韭菜、毛豆3种生物埂类型,以单一网格式裸坡为对照,测定土壤颗粒特征及有机质含量,并采用500cm~3环刀野外采取原状土。通过室内模拟细沟水槽(长4 m,宽0.12m,深0.1 m)冲刷试验,在3个坡度(15°,20°,25°)、5个流量(39.86,59.98,79.67,100.45,121.16 L/min)完全组合条件下,探究坡面流水动力学特性及不同植物生物埂下的土壤分离能力,并对数据进行科学统计(毛豆土壤分离能力数据无效被剔除),将土壤分离能力与水动力学参数进行耦合分析,得到水动力学参数拟合土壤分离能力的数学函数,同时对细沟可蚀性进行定量研究。主要结论如下:(1)同一土层生物埂内,不同植被覆盖下的土壤同一颗粒径级范围多差异显著,护埂植被可以有效改善土壤质地。毛豆、韭菜土壤机械组成与微团聚体分形维数较大,改善土壤结构效果较优。分形维数与细砂粒含量极显著负相关,与细粉粒、粗黏粒、细黏粒极显著正相关,其对不同粒径颗粒反映程度不同,机械组成分形维数对细砂粒反映程度最大,土壤微团聚体分形维数对细黏粒反映程度最大。土壤机械组成与微团聚体随土层增加,土壤砂粒含量降低,黏粒含量增加,土壤颗粒以细砂粒与粗粉粒为主。不同植物生物埂条件下,土壤有机质含量存在差异性,土壤有机质含量随土层增加而降低,毛豆有机质含量最高。有机质含量与土壤机械组成分形维数极显著正相关,土壤有机质作用使土壤颗粒细化,改善土壤性质。(2)水流流态雷诺数Re与流量呈极显著幂函数正相关,水流流型弗汝德数Fr与坡度呈极显著幂函数正相关;水流阻力与坡度流量关系均不显著,表现出波动变化。水流阻力与弗汝德数线性负相关,与雷诺数关系存在临界坡度,其介于20°~25°之间,小于20°水流阻力与雷诺数负相关,大于25°正相关。平均水深、曼宁系数与水深比均与流量幂函数相关,坡度作用相对较弱。水流剪切力、水流功率、过水断面单位能量与坡度及流量均正相关,流量作用略高于坡度,单位水流功率与坡度呈幂函数正相关,坡度作用远大于流量。(3)生物埂各植被类型下土壤分离能力平均值大小表现为麦冬(2.24 kg/(s·m~2))>对照(1.34 kg/(s·m~2))>韭菜(1.09 kg/(s·m~2)),土壤分离能力与坡度及流量呈幂函数正相关。麦冬土壤分离能力显著大于韭菜与对照(P<0.05),对照土壤分离能力与韭菜差异不显著,麦冬土壤分离能力均值分别是韭菜和对照的2.04、1.67倍,对照土壤分离能力均值是韭菜的1.23倍。(4)不同植物生物埂下土壤分离能力与平均流速、雷诺数、水流剪切力、水流功率、单位水流功率及过水断面单位能量均呈极显著幂函数正相关,与曼宁系数与水深比n/h呈极显著幂函数负相关,其中水流剪切力(R~2=0.75)与水流功率(R~2=0.73)相比其他水动力学参数与土壤分离能力幂函数关系式R~2均值更高,水流剪切力、水流功率是描述土壤分离能力的较优水动力学参数。(5)土壤可蚀性系数中平均流速、雷诺数、曼宁系数与水深比、水流剪切力、水流功率、单位水流功率及过水断面单位能量均与零差异极显著(P<0.01),均可以较好的描述土壤可蚀性。曼宁系数与水深比、Darcy-Weisbach阻力系数水力学临界值与零差异极显著(P<0.01),其临界值均表现为对照最大,韭菜最小,植被覆盖下的土壤不易发生土壤分离,韭菜相对麦冬对生物埂土壤有较好的保护作用。(6)土壤分离能力随砂粒含量增加而显著增加,随粉粒及黏粒含量增加而显著减少,土壤分形维数与砂粒含量负相关,与粉粒及黏粒含量正相关,土壤分离能力与分形维数亦负相关。土壤分离能力与粉粒含量及土壤有机质含量有较高的相关性系数,逐步回归分析确定土壤分离能力与土壤机械组成中粉粒百分比含量及有机质含量线性方程:D_c=-0.148 SOM-0.071Silt+6.160(R~2=0.854,P=0.003)。

Abstract

chuan zhong qiu ling ou yin dan liao que fa ,yun shu cheng ben deng wen ti ,duo cai yong sheng wu geng po mian fang hu cuo shi 。liu leng xing yu zhi wang ge shi sheng wu geng hu po ji shu ,chong fen li yong gong cheng cuo shi yu zhi wu cuo shi de you dian ,you xiao jiang di shui tu liu shi xian zhuang ,bing gai shan nong tian sheng tai ji tong 。zhi wu zuo wei fang zhi shui tu liu shi zui ji ji de yin su ,zai liu leng xing wang ge shi sheng wu geng nei gai shan tu rang jie gou he yang fen han liang yu fen bu 。wei ming que zi se tu qiu ling ou sheng wu geng you shi zhi bei lei xing ji tu rang fen li neng li shui dong li xue can shu te zheng 。ben wen shua qu mai dong 、jiu cai 、mao dou 3chong sheng wu geng lei xing ,yi chan yi wang ge shi luo po wei dui zhao ,ce ding tu rang ke li te zheng ji you ji zhi han liang ,bing cai yong 500cm~3huan dao ye wai cai qu yuan zhuang tu 。tong guo shi nei mo ni xi gou shui cao (chang 4 m,kuan 0.12m,shen 0.1 m)chong shua shi yan ,zai 3ge po du (15°,20°,25°)、5ge liu liang (39.86,59.98,79.67,100.45,121.16 L/min)wan quan zu ge tiao jian xia ,tan jiu po mian liu shui dong li xue te xing ji bu tong zhi wu sheng wu geng xia de tu rang fen li neng li ,bing dui shu ju jin hang ke xue tong ji (mao dou tu rang fen li neng li shu ju mo xiao bei ti chu ),jiang tu rang fen li neng li yu shui dong li xue can shu jin hang ou ge fen xi ,de dao shui dong li xue can shu ni ge tu rang fen li neng li de shu xue han shu ,tong shi dui xi gou ke shi xing jin hang ding liang yan jiu 。zhu yao jie lun ru xia :(1)tong yi tu ceng sheng wu geng nei ,bu tong zhi bei fu gai xia de tu rang tong yi ke li jing ji fan wei duo cha yi xian zhe ,hu geng zhi bei ke yi you xiao gai shan tu rang zhi de 。mao dou 、jiu cai tu rang ji xie zu cheng yu wei tuan ju ti fen xing wei shu jiao da ,gai shan tu rang jie gou xiao guo jiao you 。fen xing wei shu yu xi sha li han liang ji xian zhe fu xiang guan ,yu xi fen li 、cu nian li 、xi nian li ji xian zhe zheng xiang guan ,ji dui bu tong li jing ke li fan ying cheng du bu tong ,ji xie zu cheng fen xing wei shu dui xi sha li fan ying cheng du zui da ,tu rang wei tuan ju ti fen xing wei shu dui xi nian li fan ying cheng du zui da 。tu rang ji xie zu cheng yu wei tuan ju ti sui tu ceng zeng jia ,tu rang sha li han liang jiang di ,nian li han liang zeng jia ,tu rang ke li yi xi sha li yu cu fen li wei zhu 。bu tong zhi wu sheng wu geng tiao jian xia ,tu rang you ji zhi han liang cun zai cha yi xing ,tu rang you ji zhi han liang sui tu ceng zeng jia er jiang di ,mao dou you ji zhi han liang zui gao 。you ji zhi han liang yu tu rang ji xie zu cheng fen xing wei shu ji xian zhe zheng xiang guan ,tu rang you ji zhi zuo yong shi tu rang ke li xi hua ,gai shan tu rang xing zhi 。(2)shui liu liu tai lei nuo shu Reyu liu liang cheng ji xian zhe mi han shu zheng xiang guan ,shui liu liu xing fu ru de shu Fryu po du cheng ji xian zhe mi han shu zheng xiang guan ;shui liu zu li yu po du liu liang guan ji jun bu xian zhe ,biao xian chu bo dong bian hua 。shui liu zu li yu fu ru de shu xian xing fu xiang guan ,yu lei nuo shu guan ji cun zai lin jie po du ,ji jie yu 20°~25°zhi jian ,xiao yu 20°shui liu zu li yu lei nuo shu fu xiang guan ,da yu 25°zheng xiang guan 。ping jun shui shen 、man ning ji shu yu shui shen bi jun yu liu liang mi han shu xiang guan ,po du zuo yong xiang dui jiao ruo 。shui liu jian qie li 、shui liu gong lv 、guo shui duan mian chan wei neng liang yu po du ji liu liang jun zheng xiang guan ,liu liang zuo yong lve gao yu po du ,chan wei shui liu gong lv yu po du cheng mi han shu zheng xiang guan ,po du zuo yong yuan da yu liu liang 。(3)sheng wu geng ge zhi bei lei xing xia tu rang fen li neng li ping jun zhi da xiao biao xian wei mai dong (2.24 kg/(s·m~2))>dui zhao (1.34 kg/(s·m~2))>jiu cai (1.09 kg/(s·m~2)),tu rang fen li neng li yu po du ji liu liang cheng mi han shu zheng xiang guan 。mai dong tu rang fen li neng li xian zhe da yu jiu cai yu dui zhao (P<0.05),dui zhao tu rang fen li neng li yu jiu cai cha yi bu xian zhe ,mai dong tu rang fen li neng li jun zhi fen bie shi jiu cai he dui zhao de 2.04、1.67bei ,dui zhao tu rang fen li neng li jun zhi shi jiu cai de 1.23bei 。(4)bu tong zhi wu sheng wu geng xia tu rang fen li neng li yu ping jun liu su 、lei nuo shu 、shui liu jian qie li 、shui liu gong lv 、chan wei shui liu gong lv ji guo shui duan mian chan wei neng liang jun cheng ji xian zhe mi han shu zheng xiang guan ,yu man ning ji shu yu shui shen bi n/hcheng ji xian zhe mi han shu fu xiang guan ,ji zhong shui liu jian qie li (R~2=0.75)yu shui liu gong lv (R~2=0.73)xiang bi ji ta shui dong li xue can shu yu tu rang fen li neng li mi han shu guan ji shi R~2jun zhi geng gao ,shui liu jian qie li 、shui liu gong lv shi miao shu tu rang fen li neng li de jiao you shui dong li xue can shu 。(5)tu rang ke shi xing ji shu zhong ping jun liu su 、lei nuo shu 、man ning ji shu yu shui shen bi 、shui liu jian qie li 、shui liu gong lv 、chan wei shui liu gong lv ji guo shui duan mian 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zhi han liang xian xing fang cheng :D_c=-0.148 SOM-0.071Silt+6.160(R~2=0.854,P=0.003)。

论文参考文献

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  • 读者推荐
  • [1].喀斯特槽谷顺/逆向坡土壤性质空间分异对植被恢复的响应[D]. 曾江敏.西南大学2019
  • [2].矿区排土场边坡不同植被配置模式的防蚀效益与机制[D]. 杨波.西北农林科技大学2019
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西南大学的李少华,发表于刊物西南大学2019-09-24论文,是一篇关于植物根系论文,分形维数论文,坡面径流论文,细沟侵蚀论文,土壤可蚀性论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西南大学2019-09-24论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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