坡面水流中不同层次红壤团聚体剥蚀程度研究.pdf

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1、第28卷第19期农业工程学报v01．28No．19782012年10月TraIlsactionsoftheChineseSocietyofA鲥cultllralEngineering0ct．2012坡面水流中不同层次红壤团聚体剥蚀程度研究王军光，李朝霞，蔡崇法※，杨伟，马仁明，王天巍(华中农业大学水土保持研究中心，武汉430070)摘要：为了明确坡面水流中运移距离对不同层次红壤团聚体自身剥蚀程度的影响，选取3个地区(咸宁、进贤、长沙)典型红壤为研究对象，通过团聚体稳定性分析和室内冲刷水槽试验，就不同层次红壤团聚体稳定性与坡面水流中自身

2、剥蚀程度间定量关系进行了初步探讨。研究结果表明，湿筛法及LeBissoIlIlais法中的快速湿润、预湿润振荡测得不同层次团聚体稳定性为表层红壤最弱，其次为网纹层，铁锰淀积层最强，而慢速湿润无明显规律，消散作用和机械破碎作用是不同层次红壤团聚体的主要破碎机制；不同层次红壤团聚体在5个运移距离后的剥蚀程度均表现为铁锰淀积层<网纹层<表层；描述团聚体相对机械破碎指数的R^打与5种运移距离后的团聚体剥蚀程度吖彬、剥蚀系数仅相关关系显著，利用剧脚和运移距离工2个参数建立了坡面水流中不同层次红壤团聚体剥蚀程度预测方程，方程决定系数较高(R2=0

3、．88)，显示了较好的预测性能。该结果为研究红壤侵蚀机理提供了参考，对完善土壤侵蚀模型具有一定的参考价值。关键词：土壤，剥蚀，团聚体，不同层次，稳定性，坡面水流doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．19．011中图分类号：S157．1文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一19—0078—07王军光，李朝霞，蔡崇法，等．坡面水流中不同层次红壤团聚体剥蚀程度研究[J]．农业工程学报，2012，28(19)：78—84．WangJmguang，LiZhaoxia，CaiChongfa，etaL

4、Researchofredsoilaggregateabmsionde伊eeofdiH臼emlayersinoverlandflow[J】．TransactionsoftheChineseSociet)，ofA酣culturalEngine耐ng(亿msactionsofthecsAE)，2012，28(19)：78—84．(inChinesewimEnglishabs订act)0引言土壤团聚体，作为土壤结构的基本单元，影响着土壤的孔隙分布，同时决定着侵蚀过程中表土界面对外界应力的敏感性【l‘2J。因此，稳定的团聚体结构，是控制土壤侵

5、蚀的最重要性能之一。团聚体的破坏极大地影响了降雨对土壤的分散，为雨滴溅蚀和径流冲蚀过程提供了大量材料，而且流失的泥沙也是养分的主要携带者【3j。目前对于团聚体稳定性与土壤侵蚀问关系方面，国内外学者做了大量研究，如模拟降雨条件下不同湿润速率、不同粒径、不同黏粒含量团聚体破坏机制及其与坡面侵蚀过程关系14‘6J，以及反映不同破碎机制的团聚体稳定性特征参数替代可蚀性参数，建立了预测性能较好的侵蚀模型pj。关于坡面水流冲刷条件下团聚体水稳性与土壤抗冲性(抗分离能力)关系及考虑团聚体收稿日期：2012．03．26修订日期：2012．09一lO基

6、金项目：国家自然科学基金资助项目(40930529；410叭164)。作者简介：王军光(1984一)，男，河南延津人，博士生，主要从事土壤侵蚀机理与应用研究。武汉华中农业大学资源与环境学院，430070。Email：junyon9518@163．com※通信作者：蔡崇法(1961一)，男，湖北钟祥人，教授，博士生导师，博士，主要从事土壤侵蚀、水土保持相关研究。武汉华中农业大学资源与环境学院，430070。Email：cfcai@mail．h∞u．edu．cn不同破碎机制的特征参数与集中水流可蚀性因子定量关系都有详细报道【8。101。而

7、国内外关于坡面水。流中泥沙输移的研究则较多集中于细颗粒泥沙的研究，如细颗粒泥沙的输移能力与水力学参数间的关系以及细颗粒泥沙在不同坡面糙度下的粒径分布【11。”j。对于粗颗粒泥沙，如团聚体在坡面水流中剥蚀破坏的研究主要集中于分析坡面水流中运移距离、运移形态和水力学参数对表层土壤团聚体剥蚀规律及剥蚀程度的影响【14。16I，而不同层次红壤团聚体在坡面水流中的剥蚀规律以及运移距离、稳定性对其剥蚀程度的影响亦未见报道。中国南方红壤丘陵区人口密度大，丘陵坡地利用率高，加之雨量丰富，致使该区的土壤侵蚀相当严重pJ。另外，各种工矿用地及砖瓦厂的不合

8、理开发利用，使分散的地表径流由于地形影响逐渐集中，形成的集中水流冲刷地表，在土壤表面有明显的细沟和侵蚀沟出现，特别在侵蚀严重的地方，由于A层和B层表面土壤颗粒被严重冲蚀，下部红白相间的网纹层(C层)颗粒裸露于地表【17。