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土壤分离是土壤侵蚀过程的起始阶段,为泥沙输移和沉积过程提供了物质准备。它受控于坡面流水动力条件、土壤属性和植被根系的生长。在植被生长季内,植被根系的生长会引起土壤理化性状的改变,土壤理化性状的季节变化可能影响土壤分离过程,零星研究仅在欧洲有所报道。但以往的研究多集中于缓坡,陡坡条件下土壤分离过程的影响机制尚不清楚。在黄土高原地区,农耕地是侵蚀泥沙的主要来源。在黄土高原作物生长季,作物根系的生长会引起土壤理化性状的改变,进而引起土壤分离过程发生变化,目前关于它们之间的定量关系尚不清楚,需要开展定量研究。本研究采用变坡试验水槽系统,研究了黄土丘陵区典型农耕地玉米、谷子、大豆和土豆土壤分离过程的季节变化及影响因素,重点探讨了土壤属性和作物根系生长对土壤分离能力、细沟可蚀性和临界剪切力的影响。并建立了基于土壤属性、根系密度和水动力学参数的土壤分离能力和细沟可蚀性模拟方程,为阐明黄土高原地区土壤分离过程的水动力学机理、评价作物根系水土保持效应、合理配置水土保持措施提供理论依据和数据支撑。主要结论如下:(1)探讨了坡面水动力学参数、土壤属性和作物根系对土壤分离能力季节变化的影响及其机制。随水流剪切力增大,土壤分离能力呈线性函数形式增大。随土壤粘结力、水稳性团聚体和作物根系密度增大,土壤分离能力呈指数形式下降。农事活动、土壤硬化过程和作物根系密度的季节变化导致了农耕地土壤分离能力的季节变化。黄土丘陵区农耕地的土壤分离能力在整个实验期呈现显著的先升高再降低的季节变化趋势(p <0.05)。土豆地的平均土壤分离能力最大(1.57±1.4kg m-2s-1),其次是玉米地(1.37±1.34kg m-2s-1)、大豆地(1.21±1.3kg m-2s-1)和谷子地(1.15±1.31kg m-2s-1)。(2)分析了农耕地细沟可蚀性季节变化及其影响因素。随土壤粘结力、容重和作物根系密度的增大,细沟可蚀性呈指数形式降低。在黄土丘陵区作物生长季,细沟可蚀性大致呈显著的先增加再降低的季节变化趋势(p <0.05)。土豆地细沟可蚀性均值最大(0.17±0.14s m-1),其次是玉米地和大豆地(0.15±0.13s m-1,0.13±0.13s m-1),谷子地最小(0.12±0.13s m-1)。(3)分析了农耕地土壤临界剪切力的季节变化及其影响因素。在黄土丘陵区作物生长季,土壤临界剪切力大致呈增加的季节变化趋势。四种作物地土壤临界剪切力季节变化在0.05水平上没有统计学显著性差异(p=0.087,0.158,0.608,0.897)。随土壤粘结力、土壤容重、水稳性团聚体和作物根系密度等参数的季节变化,土壤临界剪切力未表现出明显的季节变化趋势。土壤临界剪切力的季节变化规律及其影响机制有待于进一步研究。(4)在黄土丘陵区作物生长季,利用水流剪切力、土壤粘结力和作物根系密度分别建立了土壤分离能力和细沟可蚀性季节变化模拟方程(NSE0.89,NSE≥0.82);利用土壤粘结力和根系密度建立了土壤临界剪切力的季节变化模拟方程(0.51≤NSE≤0.84)。