冻融对土壤分离能力及侵蚀阻力的影响

• 作者: 任斐鹏 刘晨光 刘晶 吴志广 孙宝洋 李占斌 程冬兵 肖俊波 马建业 马波
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 土壤 侵蚀 冻融 土壤分离能力 细沟可蚀性 临界剪切力 土壤理化性质
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 57-65
• 页数: 9页
• 分类号: S157.1
• 字数: 8012字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2020.11.007

摘要

冻融后坡面为水力侵蚀产沙提供了大量有效物质源,是河道泥沙的主要策源地.该研究利用室内模拟冻融和径流冲刷试验,设置不同冻融循环次数、坡度和流量梯度,分析冻融对土壤分离能力及侵蚀阻力的影响机制.结果表明,冻融条件下,坡度、流量和冻融循环次数均对土壤分离能力有显著影响(P<0.05),贡献率分别为17.94％、19.96％和18.43％.冻融前后,土壤分离能力基本均随坡度和流量的增加而增大,冻融后的均值(5.28±2.48 g/(cm2·min))显著大于冻融前(2.39±1.71 g/(cm2·min)),但冻融后的增幅明显小于冻融前.不同坡度和流量条件下,冻融1次后,土壤分离能力均显著增大(P<0.05),但其随冻融循环次数增加的变化趋势差异较大,只有在坡度与流量同时较小(10°和≤18L/min)或较大(15°和≥18L/min)时,呈显著增大趋势.冻融循环1、5、10次后,土壤细沟可蚀性分别增大1.25、1.66和1.72倍,随冻融次数的增加逐渐趋于稳定;土壤临界剪切力冻融后显著降低,与冻融次数无明显关系.冻融后土壤平均容重、水稳性团聚体和抗剪强度分别降低了6.61％、24.77％和21.35％,土壤孔隙度和三相结构指数变化与之相反.冻融条件下,土壤细沟可蚀性与水稳性团聚体和抗剪强度呈显著负相关关系,而与孔隙度呈显著正相关关系.