雨滴擊濺下土壤團(tuán)聚體破壞和遷移特征.pdf

1、雨滴擊濺是水力侵蝕的最初階段，也是導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體破碎和遷移的主要?jiǎng)恿碓?。濺蝕不僅能夠破壞表層土壤結(jié)構(gòu)，并且為徑流挾帶泥沙顆粒創(chuàng)造條件，加劇水土流失，從而影響土地的生產(chǎn)能力，使表層土壤團(tuán)聚體破壞，耕層土壤保水保肥性能下降，土壤結(jié)構(gòu)變差，直接制約著黃土高原地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展。不同雨滴直徑的降雨對(duì)團(tuán)聚體的破碎及其遷移特征有重要的影響，目前的研究主要集中在擊濺侵蝕的影響因素方面，并且以往的研究多局限于濺蝕量這個(gè)單一指標(biāo)來反映土壤團(tuán)聚體的濺蝕規(guī)律，

2、而對(duì)濺蝕團(tuán)聚體粒徑的空間分布及其粒徑分布特征考慮較少。因此，研究采用自制針頭式雨滴發(fā)生裝置，選取6個(gè)雨滴直徑(2.67 mm～5.45 mm)對(duì)黃土高原典型地帶性土壤（塿土、褐土、黑壚土）耕作層團(tuán)聚體進(jìn)行雨滴擊濺試驗(yàn)，并對(duì)不同距離(0～50 cm)濺蝕團(tuán)聚體進(jìn)行篩分，以確定雨不同降雨條件下濺蝕團(tuán)聚體遷移數(shù)量變化、團(tuán)聚體分選以及水平空間上的分布特征進(jìn)行定量研究并提出濺蝕量的預(yù)測(cè)模型，通過比較濺蝕團(tuán)聚體特征參數(shù)，預(yù)測(cè)是否存在某一雨滴直徑，使

3、得團(tuán)聚體破碎程度最大。得到以下結(jié)論:
　　(1)雨滴擊濺過程中，塿土、褐土和黑壚土的濺蝕總量均隨雨滴直徑的增加呈極顯著遞增的線性函數(shù)關(guān)系(R2=0.985、0.860和0.916，P＜0.01)。且三種土壤的濺蝕量主要分布在0～20 cm范圍內(nèi)。
　　(2)對(duì)于同一擊濺距離，三種土壤的濺蝕量與雨滴直徑呈極顯著增加的線性函數(shù)關(guān)系(P＜0.01)。對(duì)于同一種土壤，隨擊濺距離的增大，濺蝕量的增長(zhǎng)率逐漸減小。雨滴直徑相同時(shí)，三種土壤

4、濺蝕量隨擊濺距離增加呈指數(shù)關(guān)系減小(P＜0.01)。
　　(3)建立一個(gè)濺蝕量與降雨特性以及擊濺距離的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方程:M=a·db·Sc，其中M為濺蝕量;d為雨滴直徑;S為擊濺距離;a、b、c為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。
　　(4)從整體上看，三種土壤大團(tuán)聚體（＞0.25 mm）含量隨雨滴直徑的增大呈減小-增大趨勢(shì)。粒徑＜0.25 mm的3個(gè)粒級(jí)三種土壤濺蝕團(tuán)聚體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)隨擊濺距離的增大波動(dòng)式上升，這表明粒徑＞0.25 mm團(tuán)聚體逐步破碎成

5、粒徑＜0.25 mm的微團(tuán)聚體。
　　(5)當(dāng)擊濺距離為0～10 cm和10～20 cm，兩種土壤粒徑2～1mm、1～0.5 mm、0.5～0.25mm、0.25～0.106 mm和0.106～0.053 mm濺蝕團(tuán)聚體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)隨雨滴直徑的增大呈減小-增加趨勢(shì);塿土、褐土和黑壚土粒徑＜0.053 mm濺蝕團(tuán)聚體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)隨雨滴直徑的增大呈先增加-減小趨勢(shì);當(dāng)擊濺距離為20～30 cm、30～40 cm和40～50 cm，粒徑2～

6、1mm、1～0.5 mm、0.5～0.25 mm、0.25～0.106 mm和0.106～0.053 mm，三種土壤濺蝕團(tuán)聚體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均隨雨滴直徑的增大呈減小-增大趨勢(shì)，粒徑＜0.053 mm，三種土壤濺蝕團(tuán)聚體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均隨雨滴直徑的增大呈先增大-減小趨勢(shì)。
　　(6)三種土壤濺蝕團(tuán)聚體分形維數(shù)(D)和平均重量直徑（MWD）均隨雨滴直徑的變化呈二次冪函數(shù)關(guān)系。塿土、褐土和黑壚土極值點(diǎn)分別為4.255、4.220和4.217使分

7、形維數(shù)達(dá)到最大，即團(tuán)聚體破碎最大值;4.095、3.847和4.016使平均重量直徑(MWD)達(dá)到最小值，即團(tuán)聚體穩(wěn)定性最低值。從整體上看，三種土壤雨滴直徑2.67濺蝕團(tuán)聚體分形維數(shù)(D)均低于5.45 mm濺蝕團(tuán)聚體。
　　(7)總體來說，三種濺蝕團(tuán)聚體富集率隨粒徑的減小逐漸增大。通過所有土壤樣品降雨實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，三種土壤粒徑＞1 mm濺蝕量ER值接近0。對(duì)于粒徑1～0.5 mm、0.5～0.25 mm、0.25～0.106