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水土流失及其引起的土壤退化、养分流失、土地生产力下降、水体污染等一系列生态环境问题,已成为制约现代农业可持续发展的重要因素,故有效防治土壤侵蚀已经迫在眉睫。本研究以湖南省丘陵区红壤为研究对象,采用人工模拟降雨方法探讨不同坡度下坡面侵蚀过程及其产沙规律,并分析其侵蚀泥沙的机械组成和探讨红壤粘粒的流失规律,研究结果如下:
(1)从侵蚀泥沙的机械组成来看,随着坡度的增加,粘粒流失的百分比含量越来越少,石砾流失的百分比含量越来越多;在同一坡度条件下,随着产流时间的增加,粘粒流失的百分比含量也是越来越少的。
(2)从粘粒的动态流失量进行分析,可知坡度为5°、10°、15°的各粒级的动态流失量都比较小,波动起伏的大小则也是随着坡度的增大而增大的;在产流前期和前中期,坡度为20°时的动态流失量也不是很大,但在产流15分钟左右迅速上升,20分钟左右达到最大值。粘粒动态流失量在5°、10°、15°和20°的前期、前中期都是各粒级流失量中是最大的,而在20°的后期和中后期,石砾的动态流失量是最大的。
(3)从粘粒的累积流失量进行比较分析,产流30分钟粘粒的累积流失总量大小大致是20°>50>15°>100°但从累积泥沙流失总量各粒级的百分比中可以看出,粘粒的百分比含量是随着坡度的增加而递减的,不过粘粒流失量是各粒级中流失总量中占得比重是最大的。
(4)根据粘粒流失和泥沙流失,粘粒流失与坡面产流量的相关性分析,可以得出粘粒的累积流失量与泥沙的累积流失量、粘粒的动态流失量与泥沙的动态流失量、粘粒的累积流失量与累积产流量存在很明显的线性关系。但在泥沙流失量一定的条件下,粘粒流失量则随着坡度的增加而减少,而在产流量一定的条件下,粘粒流失量则随着坡度的增加而增加。
由于红壤没有过筛,所以粗颗粒含量较多,可能对坡面微地貌的起伏存在较大影响,导致红壤产流、产沙过程比小流域和过筛土壤更为复杂、易变,以至于很难对径流水力特性作出准确分析和描述,从而影响到红壤坡面侵蚀和输沙机理的研究。由于条件有限,试验难以控制,如天气状况,对试验的结果也会产生一定的影响,故在以后的研究中还有待改进。