不同耕作方式对紫土区坡耕地土壤侵蚀的影响研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nihaoalinlin
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为了研究不同耕作方式在花生结荚期时对紫色土区坡面土壤侵蚀过程的影响,在顺坡垄作、横坡垄作、穴播、平作这4种耕作方式下,对结荚期花生地及对照组平坡裸地进行野外模拟降雨试验,得到不同措施对坡面产流产沙、入渗、水动力学以及团聚体分布特征的影响。主要研究结果如下:(1)不同耕作方式下的径流、泥沙流失情况利用滑动秩和检验法找出产流产沙过程变异时刻点,变异时刻点之后用Mann-Kendall趋势检验法分析产流产沙过程趋势。结果表明:产流产沙过程变异时刻点之后均处于一个较为稳定状态,平坡裸地的稳定径流率和侵蚀率均最大,顺垄次之,平作、穴播居后,横垄最小;而各耕作方式初始产流时间则与稳定径流率和侵蚀率呈现相反的变化规律。在减流减沙效益方面,不同耕作方式具体表现为:横垄>穴播>平作>顺垄。(2)不同耕作方式下的入渗特征以及模型拟合结果入渗过程在不同耕作方式下表现为先快速减小再缓慢趋于平稳,其稳定入渗速率及入渗补给系数均呈现出横垄>穴播>平作>顺垄>平坡裸地的关系,且随雨强增加而增加。对入渗过程使用Kostiakov模型及Horton模型模拟,通过比较相关系数和均方根误差的大小,两个模型均能够较好的反映出不同耕作方式的入渗过程及其特征,但Horton模型的拟合效果更优。通过拟合分析得出,累积入渗量与降雨历时呈现出幂函数关系,入渗补给系数与径流系数以及产沙强度相关性分析表现为极显著负相关关系。(3)不同耕作方式坡面的水动力学参数变化规律及侵蚀响应在水力学方面,各措施的流速随雨强增大而增大,横垄、平作和穴播三者的流速均低于裸地,而顺垄的流速高于裸地,起到促进径流流失的作用;随着雨强增加,各耕作方式的雷诺数有明显增加的趋势,弗劳德数的变化幅度较小,且各处理处于“缓流-层流区”;不同措施间的阻力系数差异显著,表现为穴播最大,平作和横垄较为接近低于穴播,顺垄仅大于裸地。通过拟合分析,坡面产沙强度与阻力系数呈幂函数关系,产沙强度随阻力系数增大而减小。径流剪切力与水流功率均与产沙强度呈线性正相关。对7个水力学参数及产沙强度相关性分析,产沙强度与7个水力学参数之间均呈现极显著相关,相关系数顺序表现为:ω>Re>τ≥h>P≥V>Fr>f。(4)不同耕作方式降雨前后团聚体的特征不同耕作方式的非水稳性团聚体分布以(>5 mm)粒级为主,表现为:平作>穴播>平坡裸地>横垄>顺垄;水稳性团聚体以(<0.25 mm)粒级为主,表现为:横垄>平坡裸地>顺垄>穴播>平作。降雨前后WAS0.25的变化体现出横垄的团聚体稳定效果好,平坡裸地最差。通过降雨前后PAD0.25值,得到几种耕作方式的团聚体稳定性表现为:横垄>穴播>顺垄>平作>平坡裸地。PAD0.25的增量与径流系数表现出显著正相关,与产沙强度呈极显著正相关关系;WAS0.25的减少量与径流系数和产沙强度均呈极显著正相关关系。
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