河北坝上缓坡耕地土壤风蚀特征研究

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河北坝上地区一直是土壤风蚀问题研究的重点区域,针对该区域严重土壤风蚀问题,众多学者采用风洞模拟实验、野外观测实验等不同的方法,从土壤风蚀问题的发展由来与现状、发生机理机制、制约因素极其解决对策等方面展开了大量细致的研究,取得了丰硕的研究成果。众所周知,该区土壤风蚀问题最突出的是农田土壤风蚀问题,学者较多地将大块平坦农田作为研究对象。而河北坝上地区康保县北部和东部大量分布着缓坡丘陵区,其面积占国土总面积的57.7%,因此,笔者采用野外观测和试验的方法,针对河北坝上康保县广大丘陵地区缓坡耕地大量存在风蚀问题的现状和不同地形部位主要风蚀因子等方面展开研究,为研究区缓坡耕地土壤风蚀问题理论研究、问题解决提供现实依据。通过试验分析得出以下主要研究结论:(1)缓坡耕地沿南北坡向(1-12位置点)在吹西北风时,水平方向上风速比值变化规律为:风速先逐渐增大,到第7个位置点即坡顶达到最大值,后逐渐减小。风速随地形升高而增大,且北坡与南坡的风速相比,南坡风速略高于北坡。(2)在垂直方向上,100、200、300、400cm4个不同高度,风速随高度增加而增大,风速随高度呈对数函数递增;地表粗糙度值大小呈现出一定规律性,北坡地表粗糙度大于南坡,地表粗糙度最大值出现在位置点8,即接近缓坡耕地坡顶部位处。(3)缓坡耕地的风蚀量,在水平方向上随风速变化呈现出指数函数趋势;以坡顶为对称轴,北坡和南坡的风蚀量基本呈对称分布,南坡风蚀量略大于北坡。(4)在距地表0-60cm的垂直方向上,风蚀量的变化表现为:坡中和坡底,0~6cm垂直高度范围内,随高度和风速增加,风蚀量呈线性增大,且递增率也增大;坡顶0~8cm高度范围内,随高度和风速增加,风蚀量增加,递增率增大;在垂直高度8~60cm范围内,缓坡耕地5个不同地形部位,风速与风蚀量、高度与风蚀量的变化一致,即随风速增加,风蚀量增加;风蚀量随高度的分布呈现出负指数函数递减的规律,即随高度增加,风蚀量减少,且6cm<高度<20cm递减率较大,高度>20cm递减率较小。(5)北坡底、北坡中、南坡中、南坡底,粒径大小0.1-0.2mm的细砂粒含量最多,坡顶为石砾含量最多,粒径>2的砾石含量为34.28%。北坡底、北坡中、坡顶、南坡中,粒径<0.048mm的粉粒粘粒含量最少,南坡底为粒径大小0.5-0.6mm的粗砂粒含量最少为0.76%。(6)在缓坡耕地5个不同地形部位,土壤粒径为>2mm和0.6-0.71mm在坡顶部位出现峰值;粒径为<0.048mm、0.048-0.08mm、0.4-0.5mm、0.71-0.8mm,其含量在5个位置基本持平;其余粒级范围的粒度变化趋势均呈现以下规律:坡顶出现谷值,以坡顶为对称轴,南北坡基本对称。(7)在坡顶,砾石含量最多,为坡顶处的峰值,在其它4个地形部位,土壤粒度变化趋势较一致,即砂粒含量为峰值,粉粒和粘粒含量为谷值。(8)土壤表层含水率大小顺序为:南坡底>坡顶>北坡底>北坡中>南坡中。其中,土壤表层含水率最大值出现在南坡底,为3.29%,是坡顶的1.24倍,是北坡底的1.34倍,是北坡中的1.36倍,是南坡中的1.4倍。(9)土壤有机质含量大小比较为:南坡中>南坡底>坡顶>北坡中>北坡底。土壤酸碱度呈现出如下规律:土壤酸碱度以坡顶为轴,南北玻呈对称分布,南坡底>北坡底。土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量大小一致表现为:速效钾>碱解氮>有效磷。速效钾在5个位置点的变化幅度最大,碱解氮次之,有效磷最小。(10)土壤硬度变化规律为坡顶最大,南北坡向差异不大,均为坡中>坡底。大小比较结果为:坡顶>北坡中>南坡中>北坡底>南坡底。
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