科技成果

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成果名称: 黄土区典型乡土草本植物对土壤侵蚀动力学过程的调控机理研究

成果登记号: 9612023J0045

第一完成单位: 陕西师范大学

联 系 人: 吴多洋

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 研究报告

应用行业: 科学研究和技术服务业

学科分类: 水土保持学(210.7030)

完成人: 周正朝,刘俊娥,朱冰冰,吴普侠,王宁

成果简介:

草地植被通过影响侵蚀水动力和土壤抗侵蚀性而调控土壤侵蚀,尤以退耕恢复地最为明显。本项 目以黄土丘陵区典型乡土草本植物对土壤侵蚀的调控为主题,以黄土丘陵区退耕草地为研究对象,并 以农耕地为对照,通过野外采样分析、放水冲刷、室内模拟试验等方式,分别研究了土壤理化性质、 降雨入渗特征在不同退耕年限及其植被类型之间的差异;黄土丘陵区坡面径流含沙量及其泥沙颗粒组 成特征对土壤分离速率的影响;草本植物根系强化土壤抗分离能力的效应与机制;草本植物对坡面流 侵蚀动力的削减效应与机制,探讨植被恢复对土壤侵蚀的调控效应与机制。 研究发现,植被恢复能够有效的改善土壤理化性质,并增加土壤的入渗速率,土壤理化性质及其 入渗速率与植物根系参数密度密切相关;黄土丘陵区土壤分离速率与径流水流功率密切相关,径流泥 沙含量及其泥沙颗粒粒级组成对土壤分离速率具有负反馈效应,随径流泥沙含量的增加及其泥沙颗粒 中值粒径增大,土壤分离速率降低;植物根系参数在土壤内部呈垂直衰减分布规律,且这种空间分布 特征在植被恢复达12年后达到稳定;植物根长密度(RLD)是预测细沟分离和细沟可蚀性的最佳参数 ,土壤分离速率随根长密度增加呈指数递减;自然恢复植被的根系在减少细沟侵蚀效应上比人工种植 单一植被更有效;植被覆盖具有较好的减水减沙效应,其强度与覆盖度呈正相关关系;坡面植被分布 格局对减水减沙效应具有较大的影响,植被集中于坡面中部是,其减水减沙效益最大。 通过项目的研究,构建了基于根系参数的土壤可蚀性定量转化方程(K_r=K_b×e^(-0.411RLD)) ,该方程适用于人工和自然恢复植被对土壤分离的影响描述与转化,可以快速计算根土复合体土壤细 沟可蚀性,对发展根土复合体抗侵蚀动力学及其模型模拟具有重要的科学意义;揭示了泥沙粒径对细 沟分离能力的影响,建立了输沙量和输沙粒径对分离速率的多元线性响应关系,研究结果丰富了国际 著名土壤侵蚀过程模型(WEPP模型)中土壤分离的影响因素。