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1、模拟降雨下的土壤侵蚀特征研究文献综述张佳欣080105125「摘要」土壤侵蚀是造成水土流失的最直接原因,早已成为全球性的环境问题,受到各界的广泛关注。深入开展模拟降雨条件下的土壤侵蚀机制研究,对于土壤侵蚀防治有一定的指导性作用。「关键词」土壤侵蚀水土流失模拟降雨1前言1.1研究背景森林与水的关系是生态水文学研究的核心问题之一[1]。大气降水首先以穿透降雨、树干茎流、冠层截留、蒸散等形式重新分配,穿越冠层的水分被凋落物截持,然后渗透进入土壤,完成由大气到土壤的转化过程[2]。其中土壤水分渗透性、孔隙度和容重是土壤水文生态功能的重要方面,是影响地表径流和林地土壤水分调节能力的重要因素[3]。1
2、.2目的及意义土壤侵蚀是造成水土流失的最直接原因,早已成为全球性的环境问题,受到各界的广泛关注。研究表明,随着土壤深度的增加,土壤的初渗速率、稳渗速率、总孔隙度和毛管孔隙度均逐渐降低,土壤表层的渗透性能显著优于下层土壤;土壤容重随土层的增加呈增大趋势[3]。深入开展模拟降雨条件下的土壤侵蚀机制研究,对于指导土壤侵蚀控制具有基础理论意义。2相关概念2.1土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力(水、风)作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。广泛应用的“水土流失”一词是指在水力作用下,土壤表层及其母质被剥蚀、冲刷搬运而流失的过程。土壤及其母质在水力、风力、冻融或重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉
3、积的过程。2.2土壤侵蚀模数(soilerosionmodulus)单位面积土壤及土壤母质在单位时间内侵蚀量的大小,是表征土壤侵蚀强度的指标,用以反映某区域单位时间内侵蚀强度的大小[4]。3土壤侵蚀的研究现状3.1国内方面从20世纪40年代我国就开始了土壤侵蚀的定量化研究。从首次提出了坡面年侵蚀量的计算公式,对土壤侵蚀类型、特征、影响因素及分布区域的深入研究[5],土壤抗冲性和抗蚀性的介定[6],引入植被度因子。以小流域为单元进行水土流失研究和治理的思路初步形成,对中、大尺度的土壤侵蚀研究也逐渐展开[7]。受美国通用土壤流失方程(USLE)的影响,从20世纪80年代开始,我国土壤侵蚀学者和
4、地理学家进行了大量的系统研究,这一阶段对雨滴分布、雨滴速度、降雨溅蚀、植被截留、降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡度坡长因子、植被覆盖因子等诸多方面有了长足进展[8]。3.2国外方面国外对土壤侵蚀的研究较国内早些。20世纪二三十年代,频繁的沙尘暴对美国的环境质量提出了严峻的挑战,对沙尘暴形成机理的不断认识,促进了土壤侵蚀定量化监测、研究的全面发展。1936年对大量径流小区资料进行系统分析后,提出了定量描述土壤侵蚀的三大因子:土壤可蚀性、降雨侵蚀力及植被覆盖[9]。1940-1941年建立了土壤侵蚀速率与坡度、坡长、作物因子和水土保持措施因子间的定量关系[10-11],从而形成了通用土壤流失方程的雏
5、形。1965年提出了著名的通用土壤流失方程(UniversalSoilLossEquation,USLE)[12];1985年,美国科学家再次对USLE进行修正,研发了RUSLE。USLE和RUSLE都是基于缓坡的侵蚀预报模型。另外,RUSLE是基于年降雨的侵蚀产沙模型,这对在以高强度次降雨居于侵蚀主导地位的地区的运用受到限制[13]。4研究方法一般的研究方法有:1.资料;2.野外及室内人工模拟降雨;3.野外土壤侵蚀调查;4.采用土壤侵蚀或产沙数学模型,包括通用土壤流失方程、多元回归方程等。本次实验将采用室内人工模拟降雨的方法,设计不同坡度、降雨强度、不同覆盖条件[14-20]下的土壤侵蚀
6、和径流过程,收集数据并总结室内模拟降雨条件下不同坡度、覆盖度条件下的侵蚀力与水资源、土壤侵蚀关系规律,提出土壤侵蚀过程中有机质损失的关键组成等。5前景安徽省境内的大别山区,地跨六安、安庆两个地区,总面积约1.5万平方公里。地处北亚热带气候区,夏季受东南季风影响,雨量充沛生境良好[21]。安徽大别山地区地质构造条件复杂,地形起伏大,风化剥蚀严重,人类工程活动较多,易发生滑坡、泥石流、崩塌和淤积、地震等,是地质灾害分布广泛、种类繁多、危害严重的地区[22]。深入开展模拟降雨条件下的土壤侵蚀机制研究,对于大别山地区土壤侵蚀防治有一定的指导性作用。6参考文献[1]时忠杰,王彦辉,徐丽宏,熊伟,于澎
7、涛,郭浩.六盘山华山松林(Pinusarmandii)降雨再分配及其空间变异特征.生态学报,2009,29(1):76285.[2]刘世荣,温远光,王兵.中国森林生态系统水文生态功能规律[M]..北京:中国林业出版社,1996:61-62.[3]时忠杰,张宁南,何常清,等.桉树人工林冠层、凋落物及土壤水文生态效应[J].生态学报,2010,30(7):1937.[4]中国水利百科全书水土保持分册[5]黄秉维,陕甘黄土区域