季節(jié)性凍融對土壤可蝕性影響的試驗研究.pdf

1、黃河中游地區(qū)，屬于溫帶中緯度地區(qū)，該區(qū)凍土層解凍時期產(chǎn)生的土壤流失量占全年土壤流失量的50％以上，是研究季節(jié)性凍融條件下土壤可蝕性變化的典型區(qū)域，然而該區(qū)域關(guān)于凍融作用對土壤可蝕性的研究相對較為薄弱。本研究以季節(jié)性凍融區(qū)典型風(fēng)沙土、褐土、黑壚土、黃綿土為例，通過室內(nèi)模擬凍融試驗，測定土壤理化性質(zhì)的變化，研究凍融作用對土壤可蝕性的影響，并運用EPIC模型估算土壤可蝕性K值，分析凍融作用對土壤可蝕性因子K值的定量影響，構(gòu)建凍融作用前后土壤可

2、蝕性K值的關(guān)系式，探討土壤可蝕性對凍融作用的響應(yīng)機制，為凍融作用下坡耕地土壤侵蝕的機理研究奠定基礎(chǔ)，并以期為季節(jié)性凍融區(qū)土壤侵蝕防治提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。所得主要結(jié)論如下:
　　(1)季節(jié)性凍融作用顯著影響土壤理化性質(zhì)，影響程度與凍融循環(huán)次數(shù)、土壤初始含水率和土層深度有關(guān)。
　　風(fēng)沙土、褐土、黑壚土、黃綿土的含水率、土壤孔隙度、土壤容重、粘粒含量、砂粒含量、微團聚體含量、土壤團聚度、分散率、土壤硬度和土壤抗剪強度、有機質(zhì)含

3、量等變化在前9次凍融循環(huán)過程中，各次凍融循環(huán)之間均有顯著差異(P＜0.05)，而9次循環(huán)后變化幅度減小，每次凍融循環(huán)之間差異性不顯著（P＞0.05);凍融循環(huán)過程中高含水率土壤的理化性質(zhì)變化較低含水率土壤更為明顯，表明高含水率土壤對凍融作用的響應(yīng)更為劇烈;凍融作用對表層土壤(0～5 cm)的破壞最嚴(yán)重，表層土壤的理化性質(zhì)變化與深層土壤相比均有顯著性差異（P＜0.05)。
　　(2)季節(jié)性凍融作用顯著增加了土壤可蝕性K值，土壤可蝕性

4、K值的變化程度主要受凍融循環(huán)次數(shù)及土壤類型影響。
　　凍融循環(huán)過程中土壤可蝕性K值呈現(xiàn)整體增加趨勢，風(fēng)沙土、褐土、黃綿土可蝕性K值與凍融循環(huán)次數(shù)(1～15次)呈現(xiàn)對數(shù)函數(shù)關(guān)系。在1～5次凍融循環(huán)過程中風(fēng)沙土可蝕性K值變化幅度較大，風(fēng)沙土經(jīng)5次凍融后土壤可蝕性K值增加了0.0376[t·ha·h/(ha·MJ·mm)]，與未凍融（0次)土壤相比增加了19.00％，15次凍融循環(huán)后風(fēng)沙土可蝕性K值增加了20.55％;0～9次凍融循環(huán)過

5、程中，褐土、黃綿土可蝕性K值增加幅度較大，褐土、黃綿土可蝕性K值在9次循環(huán)后土壤可蝕性K值分別增加了:7.37％、9.45％，15次凍融循環(huán)后土壤可蝕性分別增加了:10.57％、11.79％;黑壚土可蝕性K值在凍融循環(huán)過程中的變化無明顯規(guī)律，但隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，總體表現(xiàn)增加趨勢，黑壚土可蝕性K值在15次凍融循環(huán)后增加了2.77％;凍融后的土壤可蝕性K值約為未凍融土壤可蝕性K值的1.173倍，即:K凍融=1.173K未凍融。

6、　　(3)季節(jié)性凍融作用一方面破壞土壤團聚體，降低土壤團聚度、土壤粘粒含量、土壤容重、廣義土壤結(jié)構(gòu)指數(shù)及土壤物理學(xué)特性，另一方面增加土壤有機質(zhì)含量、砂粒含量、粗粉粒含量、中值粒徑d50、土壤分散率，通過這兩方面作用，使得土壤可蝕性K值呈現(xiàn)不同程度的增加。
　　凍融作用顯著降低土壤粘粒、增加土壤砂粒含量，降低大粒徑微團聚體含量而增加小粒徑微團聚體含量，導(dǎo)致土壤砂化，土壤團聚度降低，分散率增加;凍融循環(huán)顯著降低土壤容重、土壤硬度及土壤