紫色土丘陵区土壤及养分流失机制与预测模型研究

论文题目: 紫色土丘陵区土壤及养分流失机制与预测模型研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 土壤学

作者: 韩建刚

导师: 李占斌

关键词: 紫色土丘陵区,产流机制,土壤及养分流失,模型,土地利用

文献来源: 西北农林科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 土壤及养分流失机制与预测模型研究是当前土壤侵蚀和非点源污染研究领域的核心内容,也是多学科目前共同关注的焦点。紫色土是主要分布于我国且集中分布于长江中上游地区的一种侵蚀型的高生产力岩性土,该区域是我国重要的粮食基地,但强烈的水土及养分流失不仅导致该地区土地生产力退化,而且给下游水体带来了日趋严重的泥沙和化学污染等环境问题,同时为长江防洪安全及水利设施安全埋下了隐患。本研究结合中欧合作项目,以川中紫色土丘陵区三个具有不同集水面积、物理特征和土地利用方式的典型小流域为研究对象,通过对流域三年间野外降雨、径流、土壤及养分流失等过程连续的全方位的观测,结合流域土地利用的变化,从流域尺度揭示了紫色土丘陵区径流产生机制,阐明了土壤及养分流失对不同雨型、空间尺度、土地利用和流域种植模式变化等的响应特征,分析了其主要影响因子,并提出了相应的预测模型,旨在为紫色土丘陵区小流域水土及养分流失治理和非点源污染的管理、评价与调控提供科学依据。通过研究,取得的主要结论及创新点如下: 1. 紫色土丘陵区小流域降雨产流机制为典型的蓄满产流机制,径流成分包括地表径流、壤中流和地下径流。次降雨径流过程表现为与高强度降雨过程相对应的大流量短历时的单峰形地表径流与滞后于地表径流低流量长历时的壤中流和地下径流过程的复合形式,壤中流和地下径流的各单峰以24 小时为周期出现。2. 通过对0~2.5 cm,0~5 cm,0~10 cm土层土壤养分含量的测定与对比,论证了监测紫色土丘陵区小流域地表径流过程土壤养分流失时的土样采集深度。监测林地利用为主小流域地表径流过程土壤养分流失时的土样采集深度以小于2.5 cm为佳;对于其他土地利用类型的流域而言,除土壤磷素流失监测时要求与林地的相似外,其他种类养分的监测可选用0~5 cm的采样深度。3. 紫色土丘陵区小流域次降雨径流过程含沙量变化表现为锯齿状平缓下降形、对数递减形和峰状起伏形三种形式;间歇型降雨侵蚀过程中径流含沙量最高(9.58±10.90

论文目录:

摘要

第一章 文献综述

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 紫色土丘陵区土壤侵蚀研究进展

1.2.2 土壤养分流失特征及影响因素

1.2.3 土壤及养分流失模型研究

1.3 研究内容与技术路线

第二章 区域概况及研究方法

2.1 研究区域概况

2.1.1 区域自然条件特征

2.1.2 流域概况

2.2 研究方法

2.2.1 降雨、径流监测装置及方法

2.2.2 土壤、植被样品采集及测定方法

2.2.3 次降雨侵蚀力因子值及输沙模数的计算

2.2.4 次降雨养分流失模数及养分溶出率计算

第三章 紫色土丘陵区小流域土壤养分和颗粒组成特征与土地利用变化

3.1 流域表层土壤颗粒组成与养分含量特征

3.2 流域表层土壤颗粒组成与养分含量的变异性

3.2.1 流域表层土壤颗粒组成的变异性

3.2.2 流域表层土壤养分含量的变异性

3.3 流域剖面土壤颗粒组成与养分特征

3.3.1 剖面采集点土壤基本状况

3.3.2 流域剖面土壤颗粒组成与养分特征

3.4 流域土地利用变化及其对植被、土壤特性的影响

3.5 小结

第四章 紫色土丘陵区小流域降雨径流特征

4.1 降雨特征

4.1.1 降雨量特征

4.1.2 雨型特征

4.2 径流产生机制

4.2.1 地表径流特征

4.2.2 地下径流

4.3 降雨径流关系

4.3.1 径流系数

4.3.2 降雨-径流关系

4.4 典型降雨、径流过程及采样点分布特征

4.4.1 典型降雨及径流过程

4.4.2 典型降雨径流过程采样点分布特征

4.5 小结

第五章 紫色土丘陵区小流域土壤流失特征

5.1 次降雨小流域出口处径流含沙量过程

5.2 次降雨径流含沙量与流量之间的关系

5.3 次降雨径流输沙模数特征

5.4 输沙模数及平均含沙量与流域降雨、径流和植被因子的关系

5.5 小结

第六章 紫色土丘陵区小流域土壤硝态氮流失特征

6.1 次降雨小流域土壤硝态氮流失过程

6.2 土壤硝态氮流失浓度与流量之间的关系

6.3 次降雨土壤硝态氮溶出率及流失模数特征

6.4 次降雨土壤硝态氮流失与降雨、径流、土壤和植被因子的关系

6.5 小结

第七章 紫色土丘陵区小流域土壤铵态氮流失特征

7.1 次降雨小流域土壤铵态氮流失过程

7.2 铵态氮流失浓度与流量和含沙量之间的关系

7.3 次降雨土壤铵态氮溶出率及流失模数特征

7.4 次降雨铵态氮流失与降雨、径流、土壤和植被因子之间的关系

7.5 土壤硝态氮与铵态氮流失浓度之间的关系

7.6 小结

第八章 紫色土丘陵区小流域土壤水溶性磷流失特征

8.1 次降雨小流域土壤水溶性磷流失过程

8.2 水溶性磷流失浓度与流量和含沙量之间的关系

8.3 次降雨土壤水溶性磷溶出率及流失模数特征

8.4 次降雨土壤水溶性磷流失与降雨、径流、土壤和植被因子之间的关系

8.5 土壤氮、磷平均流失浓度比较

8.6 小结

第九章 结论

致谢

参考文献

附录1 作者简介

发布时间: 2005-12-22

参考文献

• [1].紫色土—作物系统对酸雨的响应与机理研究[D]. 张华.西南大学2007
• [2].有机肥对重庆地区紫色土农田氮磷流失特征的影响研究[D]. 夏红霞.西南大学2015
• [3].三峡库区小流域土壤氮素迁移转化及调控技术研究[D]. 徐畅.西南大学2011
• [4].人工土层快渗系统除污性能及氮去除机理研究[D]. 王春燕.重庆大学2009

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• [5].坡地土壤磷素与水分迁移试验研究[D]. 李裕元.西北农林科技大学2002
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