红壤坡地水力侵蚀下土壤有机碳迁移分布规律及流失过程模拟研究

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1、学校代号10532学号S1303W1026分类号密级工程硕士学位论文红壤坡地水力侵蚀下土壤有机碳迁移分布规律及流失过程模拟研究学位申请人姓名陆银梅培养单位环境科学与工程学院导师姓名及职称李忠武教授张元兴高工学科专业环境工程研究方向水土保持与土壤碳循环论文提交日期2015年11月25日学校代号:10532学号:S1303W1026密级:湖南大学工程硕士学位论文红壤坡地水力侵蚀下土壤有机碳迁移分布规律及流失过程模拟研究学位申请人姓名：陆银梅导师姓名及职称：李忠武教授张元兴高工培养单位：环境科学与工程学院专业名称：环境工程论文提交日期：2015年11月25日论文答

2、辩日期：2015年12月3日答辩委员会主席：刘云国教授StudyontransferanddistributionofsoilorganiccarbonandsimulationofitslossprocessinducedbywatererosioninredsoilslopefieldbyLUYinmeiB.S.(HunanNormalUniversity)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinEnviron

3、mentalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLIZhongwuNovember,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期；年月日学位论文版权使用授权书

4、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使巧学位论文的规定，同意学校保賢并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可抖将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论义属于１、保密□。，在年解密后适用本授权书＂，，／２、不保密囚。（请在１＾＾１上相应方框内好）作者签名；衫日期；年ｆ以月ｆ日导师签名期：年，Ｌ月日心ｉｆ！红壤坡地水力侵蚀下土壤有机碳迁移分布规律及流失过程模拟研究摘要土壤侵蚀是我国严重的环境问题

5、之一，它不仅引起水土流失，造成土壤养分含量减少，导致土地生产力下降，使土地资源遭受严重破坏，而且由其引起的土壤有机碳（soilorganiccarbon,SOC）迁移流失，对SOC固定和区域碳循环产生极大影响，进而改变全球气候状况。南方红壤丘陵区是水力侵蚀严重的地区，由土壤侵蚀造成的SOC迁移再分布是生态环境研究的热点问题。本研究通过在2m（宽）×5m（长）野外径流小区进行的模拟降雨试验获得数据，试验共设计6场降雨，翻耕4场降雨（100，80，40和30mm/h），免耕2场降雨（80和30mm/h），分析小区尺度水力侵蚀影响下径流、泥沙、SOC迁移流失特征及

6、其相互之间的关系和降雨前后SOC坡面与剖面分布差异，以探究水力侵蚀对SOC迁移再分布的影响，同时结合坡面输沙模型与SOC流失计算理论对SOC流失过程进行模拟。研究结果表明：（1）模拟降雨后，表层SOC坡面分布格局发生了显著变化，坡中SOC含量减少，坡下SOC含量增加。同时，水力侵蚀改变SOC的剖面分布格局，SOC发生垂向迁移，表层0~20cmSOC含量减少，深层20~40cmSOC含量增加。雨强和耕作方式影响SOC的再分布，雨强越大，SOC再分布越显著。翻耕方式下SOC再分布比免耕方式下明显。（2）坡面产流过程对泥沙态有机碳流失过程具有明显影响，除大雨强条件

7、下泥沙态有机碳流失速率在10～30min呈现短时间峰值外，各径流小区泥沙态有机碳流失过程与坡面产流过程总体变化趋势基本一致，均表现为产流开始后，其流失率随降雨历时延长而增加，而后逐步趋于平稳，但坡面产流过程对径流有机碳流失过程无明显影响；坡面径流率大小影响SOC流失，坡面径流率变化能解释80%SOC流失的变化，坡面径流率与SOC流失呈线性正相关关系，且坡面径流率对泥沙态有机碳流失的影响比其对径流有机碳流失的影响更明显。泥沙态有机碳含量与泥沙流失量之间呈显著立方拟合关系（除大雨强翻耕与小雨强免耕）；泥沙态有机碳流失量与泥沙流失量呈显著线性相关关系。（3）坡面S

8、OC流失模型能够有效地应用于南方红壤丘陵区次降雨过程