初始含水率对三江并流区消落带含根土壤崩解性的影响

【目的】研究初始含水率对三江并流区消落带含根土壤崩解性的影响,为该区域消落带土壤侵蚀防控和植被恢复提供依据。【方法】通过野外崩解试验测定不同初始含水率下狗牙根(Cynodon dactylon)、美人蕉(Canna indica)、风车草(Cyperus alternifolius)、花叶芦竹(Arundo donax var.versicolor)和菖蒲(Acorus calamus)5种消落带适生植物原状含根土壤的崩解指标,用根系分析仪分析其根系特征,并分析崩解指标与根系特征的相关性。【结果】初始含水率为7.2%、11.4%、15.2%和36.7%(饱和)时,有根处理的平均崩解量分别为素土的77.0%、92.4%、112.1%和362.8%,崩解速率分别为素土的71.4%、106.6%、127.5%和400.0%。在非饱和状态,直径≤1 mm的根系具有明显的抗崩解作用,而直径>2 mm的根系具有促进崩解的作用;在饱和状态,直径≤1 mm的根系特征与崩解量和崩解速率的关系均不明显,直径>1 mm的根系具有促进崩解的作用。5种植物根系中,以狗牙根的抗崩解性最强,美人蕉最弱。【结论】初始含水率较低时,草本植物根系能抑制土壤崩解;初始含水率较大时,根系会促进土壤崩解。直径>2 mm的根系具有促进崩解的作用,在三江并流区消落带植被恢复中,在适生性的前提下应优选细根植物。

黄土高原土壤崩解速率变化规律及影响因素研究

研究表明，黄土高原土壤崩解速率存在明显的地域分异规律，且呈现出自西北向东南次第减慢的趋势。根据主要参数，将研究区内土壤崩解速率划分为极慢、很慢、一般、很快和极快５个区。影响土壤崩解速率的主要因素有：农业耕作、植（生）物生长和土壤成土过程三个方面。还发现，土壤崩解速率与土壤抗冲性之间存在密切的幂函数关系。

一种测定土壤崩解动态的方法

土壤崩解性是土壤抗侵蚀能力研究的重要内容。蒋定生设计的土壤崩解仪,极大地促进了土壤崩解研究进程,但在实际应用中,存在浮筒校正难、不能完全反映土壤崩解的动态过程等问题。针对原有测试方法中存在的局限性,本文在北川震裂带土壤抗侵蚀能力测试研究中,提出了一种改进的土壤崩解性测试方法,改进后的测试方法操作简单、应用范围广,且能比较准确地反映整个崩解动态过程,崩解系数计算物理意义明确,并且可以根据实验需求设置相应的测试精度。

干湿交替对干热河谷冲沟发育区不同土壤崩解性的影响

通过选取干热河谷区典型发育的3种原位土壤(燥红土、变性土和新积土)剖面平台,采用"浇水—曝晒"循环的方法模拟研究区干湿交替的气候条件,设置0,1,3,5次干湿交替频度,以探明不同干湿交替处理对干热河谷冲沟发育区3种典型土壤的崩解性差异及其影响因素。结果表明:(1)3种土壤的崩解过程有所差异,燥红土崩解速度较慢,崩解持续时间短,崩解残留土较多;变性土崩解速度极慢,崩解持续时间长,崩解残留土量最多;新积土崩解过程迅速,土壤崩解速度极快,几乎无残留土量。(2)3种土壤的崩解性差异明显,最大崩解指数从大到小依次为新积土(97.56%)>变性土(38.67%)>燥红土(12.92%);平均崩解速率表现出相似结果。(3)干湿交替对3种土壤崩解性均有一定增强作用,对燥红土和变性土崩解性增强作用主要表现为提高其最大崩解指数和增大其崩解速率2个方面,而对新积土崩解性的影响则主要表现为缩短其崩解完成所需时间。研究结果从干湿交替的角度为冲沟土壤的崩解性研究提供一定的理论参考,为认知该区水土作用过程及开展水土保持工作奠定理论基础。

土壤崩解研究进展

土壤崩解是土壤侵蚀发生的必要条件之一,研究土壤的崩解特性与崩解机理对保护土地资源及寻求土壤侵蚀防治措施具有重要的理论和现实意义。为有针对性地开展土壤崩解研究、寻求土壤侵蚀防治措施提供参考,通过对土壤崩解相关研究文献进行总结,从土壤崩解测试方法、崩解过程特征、主要影响因素以及崩解机理等方面进行综述,提出近年来土壤崩解的研究方向和热点,并对未来研究方向进行展望。

砒砂岩区不同植被类型土壤崩解特征及其影响因素研究

以砒砂岩区5种典型植被类型为研究对象,通过径流小区监测和室内试验相结合的方法对不同植被类型样地的降雨特征、土壤侵蚀特征、土壤基本物理性质以及土壤抗崩解能力进行了对比分析,从而研究土壤崩解特征的影响因素。结果表明:(1)沙棘—本氏针茅灌草地的土壤水分含量、土壤黏粒含量、土壤孔隙度均高于其他植被类型,裸地的砂粒含量和土壤容重均高于其他植被类型样地;(2)土壤崩解过程曲线呈现“L”型,整个过程为4个阶段:快速吸水阶段(0~5 s)、高速崩解阶段(5~30 s)、缓慢崩解阶段(30~180 s)、完成崩解阶段(180~720 s),乔灌混交林地的土壤抗崩解能力较强,而裸地土壤抗崩解能力最差;(3)通过Spearman秩相关系数分析发现,最大崩解指数与砂粒含量以及土壤总孔隙度呈极显著相关关系(R^(2)>0.673,P<0.01),与土壤含水率、土壤黏粒含量以及粉粒含量呈显著相关关系(R^(2)>0.651,P<0.05),平均崩解速率与土壤砂粒含量呈显著相关关系(R^(2)>0.680,P<0.05)。整体看来,土壤含水率、土壤黏粒以及土壤粉粒含量状况可以表征土壤最大崩解指数的多寡;平均崩解速率则可以土壤砂粒含量的多寡来表征。以上研究结果以期为砒砂岩区土壤微观机理及生态修复技术研究提供基础数据与理论支撑。

东北黑土区农田生物结皮的特征及其对表层土壤崩解的影响

于作物生长季对东北黑土区典型农田中生物结皮的发育特征(类型、物种、厚度、覆盖度、生物量)进行分析,并使用数显推拉力计测定比较了无结皮土壤与不同生物量(以叶绿素含量表征,分别为5~15、15~25、25~35、35~50 mg·g^(-1))生物结皮层中土壤的崩解差异。结果表明:1)东北黑土区农田中发育有藻和藓两类生物结皮,其中,毛枝藻和细叶真藓最为多见;藻结皮的厚度和生物量显著小于藓结皮,并总体上呈现由藻结皮逐渐向藓结皮演替的趋势。2)农田生物结皮的覆盖度、厚度和生物量与耕作扰动的频率和强度呈负相关,传统耕作农田中其平均覆盖度、厚度和叶绿素含量仅为27.8%、1.52 mm和6.49 mg·g^(-1),但在免耕地中可增加至83.5%、2.74 mm和34.16 mg·g^(-1)。3)生物结皮显著削弱了土壤崩解作用,与无结皮土壤相比,4种生物量下生物结皮的土壤崩解速率分别显著降低了43.1%、50.1%、55.5%和59.8%,土壤最大崩解率分别显著降低了11.4%、17.7%、33.2%和36.6%。4)土壤崩解速率和最大崩解率均与生物结皮的厚度和生物量呈显著负相关,即生物结皮对土壤崩解的影响主要缘于其在发育过程中自身特性的改善及其覆盖后对表层土壤物理性质的改变。综上,随着保护性耕作技术推广后耕作扰动的减少,生物结皮在东北黑土区农田中有较高的发育潜力,它们发育后能削弱表层土壤崩解、提高土壤抗冲性,对农田土壤侵蚀防治具有积极意义。

黄土丘陵区生物结皮对土壤抗蚀性的影响

以黄土丘陵区不同发育年限的生物结皮为研究对象,通过对保留生物结皮、去除生物结皮两种处理下土壤的崩解性、抗剪强度的比较,分析生物结皮对土壤抗蚀性的影响。结果表明:(1)生物结皮可以增强土壤抗崩解性能,随着发育年限的增加,崩解量减少,减少量从21.85%至43.46%递增。(2)生物结皮可以提高土壤抗剪强度,提高率为17.91%～23.45%,并与发育年限成正相关关系。(3)土壤崩解量与抗剪强度呈线性负相关,生物结皮对土粒间相互作用力的增强可以降低水分对土粒的分散作用,崩解量随抗剪强度的变化率较小。

黄土丘陵沟壑区不同土地利用类型土壤抗侵蚀性研究

对黄土丘陵沟壑区安塞县不同土地利用类型的土壤抗冲性和崩解速率特征进行了测试。结果表明,抗冲性指标和崩解速率在数值上均随着土层深度的增加而增大,表明其抵抗侵蚀能力减弱。不同利用类型0—10cm表层土壤抗冲性和崩解速率强弱关系均为:灌木林>草地>乔木林>果园>农地,而在20—30cm土层及40—50cm土层有所变化。不同土地利用类型下,土壤崩解速率和土壤抗冲性之间存在着明显的直线递增关系,灌木林地土壤崩解性能随抗冲性变化速率较快,直线斜率达到0.352,而农地的崩解性能随抗冲性变化起伏最小,直线斜率为0.0145,草地、乔木林地和果园位于两者之间。其中,乔木林地与草地二者直线斜率差异不大,在相同取样深度上具有相同的变化特征。

天然与风干状态下冷生亚黏土的崩解形态特征

土的崩解形态是描述土的崩解过程及探讨其崩解机理重要的必要条件之一,选取了一种高孔隙率、粉黏粒含量较高,且不具有湿陷性的原状冷生轻质亚黏土作为研究对象,对其天然含水量及风干含水量状态下的土样品进行崩解试验.结果表明:天然状态的土样呈块状崩解,而风干状态下的呈鳞片状崩解,且鳞片状崩解的强度及平均速率都大于块状崩解;块状崩解的速率随时间变化较为缓和,而鳞片状崩解的速率随时间变化起伏较大.崩解形态与崩解速率有着紧密的对应关系,与崩解形态相对比,发现崩解速率降低的过程是水侵入土样,且土样中空气压力增大的过程,而速率上升的过程则是土样崩解的过程.

黔中喀斯特地区不同地类土壤侵蚀研究

以贵州省贵阳市花溪区喀斯特地区为研究区,通过对土壤抗冲系数、崩解速率及可蚀性K值的测定,分析了不同地类土壤侵蚀的差异。结果表明:土壤抗冲系数大小的排序为林地(0.672 L.min/g)>灌丛地(0.571 L.min/g)>坡耕地(0.174 L.min/g),土壤崩解速率大小排序为林地(0.036 cm3/min)<灌丛地(0.039 cm3/min)<坡耕地(0.286cm3/min),土壤可蚀性K值则表现为坡耕地(0.249)<灌丛地(0.263)<林地(0.267),不合理的人类活动对土壤侵蚀造成了负面影响。

紫色土崩解特性对容重和含水率的响应特征

以紫色土为研究对象,通过室内重塑土试验,采用多元回归方程和曲面响应等分析方法,研究容重和含水率对紫色土崩解特性的影响。结果表明:(1)在相同容重下,崩解量随着含水率的增加而减小,不同含水率的土样崩解时间有所不同;土样完全崩解时间总体上随着含水率的增加而延长,且崩解量主要集中在崩解阶段前3 min。(2)在相同含水率下,崩解量随着容重的增加而减小,土样完全崩解时间总体上随容重的增大而延长,且崩解量主要集中在前4 min。(3)在相同容重和含水率下,土样崩解速率均随着容重和含水率的增大而减小;较之容重,含水率对崩解速率的影响较大。容重和含水率的交互作用对崩解速率影响显著,即随着容重和含水率的增加,土样崩解速率减小。研究成果为紫色土的侵蚀防治提供了参考。

植物根系对三峡库区消落带紫色土崩解性能的影响

为研究植物根系对三峡库区消落带紫色土崩解性能的影响,通过设置裸土对照(CK)和根系土样(RS) 2种处理模式试验条件,利用自制崩解装置研究不同坡度下试样崩解过程,对比分析植物根系对紫色土崩解过程和崩解量的影响。结果表明:随着崩解时间的增加,CK和RS这2种处理模式下累计崩解量均呈现先快速增加之后缓慢增加并趋于平稳的趋势,而崩解速率随崩解却呈现不同的变化趋势。植物根系能够显著减小各时段的累计崩解量和前期崩解速率。坡度增加能够增加2种模式下的累计崩解量和最大崩解速率。中低坡度(10°和20°)时植物根系对崩解的影响较大,而在高坡度(30°)时影响减小。与CK相比,植物根系能够降低50%以上的崩解量,表明植物根系能够有效减缓崩解的发生。

宿迁市公路边坡不同植被配置模式坡面抗蚀性研究

植被恢复和重建是水土流失防治和生态护坡最有效、长久和经济的措施。为研究宿迁市公路边坡不同植被配置下土壤质地和抗蚀性的差异,本研究通过构建四种不同植被配置模式,分别对各模式下土壤容重、孔隙度、田间持水量、土壤水稳性团聚体含量、碳酸钙含量及土壤崩解量和崩解速率进行分析,研究表明,模式三是四种植被配置模式中土壤质地指标最好的配置方式,各土层平均土壤容重、孔隙度和田间持水量均有最优表现。以素土作为对照,模式四土壤平均水稳性团聚体含量(48.4%)和碳酸钙含量(9.5%)最大,分别比素土提高了 188.10% 和 533.33%,而其土壤崩解量(14.9g)和崩解速率(0.07g/s)最小,比素土降低了 72.86% 和 61.11%。垂直土壤剖面上,各模式土壤水稳性团聚体含量、碳酸钙含量和土壤崩解速率均随土层加深逐渐减小,土壤崩解量则呈相反趋势。整体上四种模式土壤抗蚀性均明显提高,尤以模式四乔灌草多层次结构土壤抗蚀性最强。

黄土丘陵区生物结皮覆盖对土壤团聚体分布特征及稳定性影响

【目的】以吕梁离石区结皮覆盖(藻结皮、藓结皮、藓草混生结皮,裸地为对照)下土壤为研究对象,研究结皮种类对其下层土壤有机碳及土壤团聚体稳定性的影响。【方法】通过干筛和湿筛法对土壤团聚体分级,探究土壤容重、土壤有机碳含量和土壤静水崩解速率与团聚体稳定的相关性。【结果】在0~5 cm和5~10 cm深度,3种结皮下土壤容重与裸地间均达到显著差异;土壤有机碳含量表现为藓草混生结皮和藓结皮分别比裸地显著增加。不同深度土层,团聚体破坏率、分形维数表现为裸地>藻结皮>苔藓结皮>藓草混生结皮;平均重量直径和几何平均直径变化规律正好相反。相关性分析表明,>0.25 mm土壤团聚体含量与土壤容重呈显著负相关关系;团聚体破坏率、分形维数与土壤容重、土壤静水崩解速率呈极显著正相关关系,与土壤有机碳含量呈极显著负相关关系;平均重量直径、几何平均直径与土壤容重呈极显著负相关关系,与土壤静水崩解速率呈显著负相关关系,与土壤有机碳含量呈极显著正相关关系。【结论】黄土丘陵吕梁随结皮层次提高,土壤团聚体形成能力和土壤团聚体水稳定性逐渐增高,对土壤水稳定性起主导作用的是土壤有机碳含量。

狗牙根根系对三峡库区消落带紫色土崩解性能的作用机理分析

以三峡库区消落带主要土类紫色土和优势草种狗牙根为研究对象,通过开展无根系土壤对照(CK)、未经除草剂处理的活根试样(LR)和经除草剂处理的死根试样(DR)三种处理土壤的崩解试验,分析了狗牙草根系影响紫色土崩解性能的作用机理。结果表明:狗牙根根系的存在能够有效减少土壤崩解量并降低其崩解速率,狗牙根活根和死根根系分别降低崩解量的50%以上和33%左右;根系的这一作用机理又可分为物理作用和化学作用两个方面,而物理作用占根系总作用的51.36%~61.57%,即根系减少土壤崩解量的作用以物理作用为主。随着坡度增加,根系减少崩解量的物理作用呈现先增加后减小、化学作用则呈持续增加的趋势变化。本研究结果对深入理解植物根系对土壤崩解性能的影响具有重要意义。