嘉陵江上游不同土地利用方式土壤侵蚀模型应用研究

嘉陵江上游不同土地利用方式土壤侵蚀模型应用研究

论文摘要

本文选取通用土壤流失方程(USLE)为基本模型,以川北低山暴雨区水土流失定位观测站(广元市碗厂沟)五个集水区植被为研究对象。通过收集和测量研究区内降雨资料、各地类的面积、坡度、坡长、土壤物理性质和有机质含量、树高胸径、郁闭度和灌草盖度、荒草地面积、细根(<1mm)含量、枯落物和灌草量,计算降雨侵蚀力R、各集水区地形因子LS和土壤可蚀性因子K。对植被因子各影响因素与和植被相关的土壤流失量进行了研究。结果表明:1选取中雨、大雨、暴雨共11次次降雨,对各级降雨动能E及其降雨某一时段最大降雨强度It的乘积与总的产沙量进行单相关分析,结合全国的通用指标,得出研究区次降雨侵蚀力R指标∑E I30。计算暴雨区年降雨侵蚀力R值时,通用流失方程计算R的公式能计算多年平均年降雨侵蚀力R,但对于各年的降雨侵蚀力计算结果不可取。王万忠估算某年降雨侵蚀力指标值的关系式Rc=1.67(PcI60/100)0.953,采用以∑E I30为降雨侵蚀力指标,能较好的估算出各年降雨侵蚀力。2以各地类的土壤颗粒和团聚体组成数据为基础,运用分形模型算得各地类土壤的颗粒和团粒分形维数,研究土壤颗粒分形维数与颗粒机械组成和查诺谟图得到的土壤可蚀性因子K的关系:与退耕地和玉米地相比,各林地土壤颗粒分形维数较小;与15年前2.8633相比,现在土壤颗粒分形维数2.8592减小,土壤颗粒状况变好;决定土壤颗粒分形维数大小的主要是<0.002mm的含量,二者关系极显著;因都与粘粒(<0.002mm)含量关系显著,K值与土壤颗粒分形维数显著负相关。在进行土壤流失研究中,土壤颗粒分形维数没有K值效果好。3对2006年8月全部样地数据和1993年径流场数据回归分析,得到以树高和胸径为自变量计算郁闭度关系式:Y=0.0026+0.411H+0.0705D-0.0677H*D,相关系数R=0.8530,F检验达极显著。短时间段内树高和胸径与天数的关系式:H=-0.0215+0.0078X-0.000021X2,D=-0.0747+0.0109X-0.000018X2相关系数分别为0.9989和0.9939,F检验达极显著。4植被相关的土壤流失量Y与植被因子各影响因素关系式,次降雨侵蚀时表达式为:Y=e-66230+14.4517H-0.2389X5-5.1400X7,F检验极显著:年降雨侵蚀时表达式为:Y=e-5.0912+5.8478H+8.9274X1-6.3377X2-0.1134X6,F检验显著。上面两式可用于估算和植被相关的土壤流失量,通过A=RKLSY计算次降雨和年降雨土壤流失量。5计算各地类与植被相关的次降雨和年降雨土壤流失量Y。大、中雨和暴雨时,Y值的大小顺序都是马尾松湿地松混交林<湿地松林(坡上部)<湿地松林(坡下部)<刺槐林<刺槐湿地松混交林<疏林,对土壤保护效果针叶林优于阔叶林;对于年降雨侵蚀,Y值的大小顺序是:刺槐林<湿地松林(坡上部)<刺槐湿地松混交林<湿地松林(坡下部)<马尾松湿地松混交林<疏林。年降雨侵蚀与次降雨侵蚀的Y值顺序中,马尾松湿地松混交林的变化最大,且针叶林年降雨侵蚀的Y值大于阔叶林,主要原因是针叶林中枯落物分解相对慢,现存量较阔叶林大,林中灌草量较小;次降雨公式中选取的因子是枯落物,而年降雨公式中选取的是灌草量。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 国内外研究综述
  • 1.1 土壤侵蚀模型的分类
  • 1.2 国外土壤侵蚀模型
  • 1.3 国内土壤侵蚀模型
  • 1.3.1 坡面土壤侵蚀模型
  • 1.3.2 流域侵蚀产沙模型
  • 1.3.3 USLE植被因子的国内研究成果
  • 1.4 土壤侵蚀模型存在的问题和发展方向
  • 1.4.1 土壤侵蚀模型存在问题
  • 1.4.2 国内外侵蚀产沙模型的发展特点
  • 2 研究区概况
  • 3 研究方法
  • 3.1 实验区不同植被类型面积测定
  • 3.2 林分及土壤数据采集与整理
  • 3.2.1 林分数据
  • 3.2.2 土壤采集与分析方法
  • 3.3 径流数据
  • 4. 结果与分析
  • 4.1 降雨因素
  • 4.1.1 次降雨侵蚀力R
  • 4.1.2 年降雨侵蚀力R
  • 4.2 地形因素分析
  • 4.3 土壤因素分析
  • 4.3.1 土壤颗粒的分形维数
  • 4.3.2 土壤可蚀性因子计算
  • 4.4 植被因素
  • 4.5 植被因子表达式
  • 4.5.1 次降雨植被因子
  • 4.5.2 年降雨植被因子
  • 4.5.3 模型应用
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在攻读硕士期间论文发表目录
  • 相关论文文献

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