裸地雨滴溅蚀对坡面微地形的影响与变化特征.pdf

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1、第28卷2012年第19期10月农业工程学报、b1．28No．19TrallsactionsofmeChineseSocietyofAgriculnJralEngineemg0ct．201271裸地雨滴溅蚀对坡面微地形的影响与变化特征赵龙山，梁心蓝，张青峰，吴发启琶(西北农林科技大学资源环境学院，杨凌712100)摘要：为了探讨溅蚀作用与坡面微地形之间的相互关系，该文通过模拟降雨试验方法，研究了黄土区坡耕地无植被条件下雨滴对坡面微地形的溅蚀作用与变化特征。微地形由不同的耕作管理措施形成，包括锄耕措施、掏挖措施和等高耕作措施，以平整坡面为对照措施

2、。降雨强度分别为60，90和120mHl／ll。试验小区大小为O．5m2。用溅蚀板测定坡面向下和向上2个方向的溅蚀量。利用激光扫描仪测定微地形，并结合GIs技术建立大比例DEM(分辨率2cm)。结果表明，在耕作管理条件下，坡面微地形具有降低坡面溅蚀量的作用。微地形的变化特征主要表现为微坡度的变化，而微坡向对溅蚀作用的变化不敏感。因此，微坡度可以作为研究雨滴溅蚀作用与微地形变化的一个反映指标。关键词：土壤，侵蚀，降雨，微地形，溅蚀，坡耕地，地表糙度doi：10．396刚．issn．1002—6819．2012．19．010中图分类号：s157．1

3、文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一19—007卜07赵龙山，梁心蓝，张青峰，等．裸地雨滴溅蚀对坡面微地形的影响与变化特征[J]．农业工程学报，2012，28(19)：71—77．ZhaoLongsh蚰，Li加gXinlall，ZhallgQingfeng，eta1．V撕ationcharacteristicsaIlde虢ctsofsplasherosiononslopemicro-reliefinbarefields【J】．Tr锄sactionsofmeChineseSocietyofA鲥cultllralEnginee血

4、g(T协sactionsofthecsAE)，2012，28(19)：71—77．(inChinesewithEnglishabstract)O引言雨滴溅蚀是降雨对地表土壤的最初作用方式，也是土壤侵蚀过程中的主要侵蚀方式之一【l。j。在降雨过程中，溅蚀作用破坏了表层土壤结构，增加表层土壤的密闭性，从而使土壤入渗能力显著降低即】；在产流过程中，溅蚀作用还可以增大坡面径流紊动性，增强径流分散与搬运能力的作用【8。121。这是由于雨滴的击溅能使地表土壤颗粒分散、迁移，一方面为径流侵蚀提供了源源不断的补给【12。14J；另一方面又堵塞土壤本身的孔隙，抑

5、制了雨水的入渗[1¨丌，从而增强了径流的侵蚀作用【7。8，12。1引。长期以来，关于雨滴溅蚀的研究一直受到人们的极大关注。有研究表明，溅蚀作用的大小与降雨特性、土壤类型、植被覆盖等因素有直接关系【l&20】。多数研究将溅蚀量与这些因素中的一个指标联系起来，以寻找衡量土壤溅蚀性的定量指标【6‘7】；也有一收稿日期：2012．02一19修订日期：2012—07．04基金项目：国家自然科学基金资助项目(41271288)；陕西省自然科学基金项目(201lJM5007)：黄土高原土壤侵蚀实验室基金(10501—283)作者简介：、赵龙山(1985一)，

6、男，甘肃古浪人，博士生，主要从事GIs与水土保持方面的研究。杨凌西北农林科技大学资源环境学院，712lOO。Email：zls7759989@163．com※通信作者：吴发启(1957一)，博导，主要从事土壤侵蚀、水土保持方面的研究。杨凌西北农林科技大学资源环境学院，712100。Email：wuf硇i@263．net些模型将多个因素纳入统一模型中对溅蚀进行了定量分析，但也是在将溅蚀量与一个指标联系定量分析的基础上归纳而成121。22J。尽管如此，由于雨滴击溅机理很复杂，目前的研究结果缺乏代表性，这是对溅蚀作用的认识不够造成的。’据观察，在降雨

7、过程中，受雨滴的打击作用，地表产生密集的鱼鳞坑状微地形，空间尺度在0．5～4cm之间。这些微起伏特征既反映了溅蚀对地表土壤的作用结果，同时又对溅蚀过程产生影响，因此，对溅蚀过程中微地形的变化特征研究是非常必要的，这将为溅蚀及其作用机理的理解提供帮助。在过去由于受技术条件的限制，研究人员不能对微地形进行高精度监测，随着三维激光扫描技术的发展和广泛应用，快速、高精度测量微地形已经非常方便，这为溅蚀机理的研究提供新的途径和方向。鉴于以上分析，本文通过模拟坡耕地不同耕作管理措施下的微地形，包括锄耕措施、掏挖措施和等高耕作措施，在人工模拟降雨条件下，以探

8、讨雨滴击溅作用与微地形变化特征，为深入研究溅蚀过程与机理奠定基础。1材料与方法1．1试验土壤选取陕西省杨凌区坡耕地表土(0～20cm)为试验用土，采土