亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响

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作者 王乾坤 张歆 +2 位作者 杨伟 彭珏 王军光 《土壤学报》 北大核心 2025年第5期1282-1293,共12页

为探究亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响,本研究采集4种植被恢复区土壤表层样品,包括人工乔木林、人工混交林、人工灌木林和人工草地,并以侵蚀劣地作为对照,采用能够提供团聚体内部信息的X射线显微计算机断... 为探究亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响,本研究采集4种植被恢复区土壤表层样品,包括人工乔木林、人工混交林、人工灌木林和人工草地,并以侵蚀劣地作为对照,采用能够提供团聚体内部信息的X射线显微计算机断层扫描(μCT)以5.91μm分辨率量化3~5 mm团聚体孔隙特征,并结合土壤容重、团聚体粒径分布和机械组成等物理特性对土壤结构进行多尺度物理层次分析。结果表明,植被恢复显著促进了土壤团聚体的形成与稳定,孔隙特征呈现出较高的各向异性和分形维数。不同植被类型改善土壤的物理性质并增强其水分和养分保持能力,优化了土壤结构。孔径分布随植被类型不同而变化,反映了特定环境和管理措施的影响。基于土壤结构指数(Soil Structure Index,SSI)评估土壤结构质量,结果显示,除人工草地外,所有植被恢复区土壤的SSI值均高于侵蚀劣地:人工乔木林(0.66)>人工混交林(0.60)>人工灌木林(0.48)>侵蚀劣地(0.31)>人工草地(0.25),其中乔木林(尤其是柑橘林)在提升土壤结构和稳定性方面表现尤为显著。本研究显示了植被修复在崩岗地区生态恢复和土壤质量提升中的关键作用,不同植被类型对土壤团聚体孔隙特征的正向影响为土地管理和生态恢复提供了重要参考,未来研究可继续探讨不同恢复措施对土壤健康和水土保持的长期效果,从而为土地利用可持续和生态保护提供更为科学的支持。 展开更多

关键词 崩岗 显微CT扫描 团聚体孔隙特征 土壤结构指数 土壤侵蚀

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坡面流水力学参数对团聚体剥蚀程度的定量影响 被引量：15

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作者 王军光 李朝霞 +3 位作者 蔡崇法 王玉华 张国彪 马仁明 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期502-508,共7页

土壤团聚体作为径流搬运过程中的基本结构单元,其在径流运移中的剥蚀破坏影响着坡面径流入渗状况、泥沙含量及地表侵蚀过程的强度。利用变坡试验水槽,在不同流量(0.4～1.2 L/s)和坡度(8.8%～46.6%)范围内,详细分析了流量、坡度、径流水... 土壤团聚体作为径流搬运过程中的基本结构单元,其在径流运移中的剥蚀破坏影响着坡面径流入渗状况、泥沙含量及地表侵蚀过程的强度。利用变坡试验水槽,在不同流量(0.4～1.2 L/s)和坡度(8.8%～46.6%)范围内,详细分析了流量、坡度、径流水深和阻力系数对鄂南两种典型母质发育红壤团聚体剥蚀破坏的定量影响。研究结果表明,流量和坡度对两种母质发育红壤团聚体的剥蚀影响都是极显著的,坡度对两种红壤团聚体的剥蚀破坏影响均大于流量;不同流量和坡度组合下的团聚体剥蚀破坏变化规律不同,利用流量和坡度的幂函数可以准确地预测团聚体剥蚀程度;在两种水力学参数之间,团聚体剥蚀程度随着径流水深的增加而降低,随着阻力系数的变大剥蚀程度增加。 展开更多

关键词 坡面流 水力学参数 径流水深 阻力系数 团聚体

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集中水流内红壤分离速率与团聚体特征及抗剪强度定量关系 被引量：17

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作者 王军光 李朝霞 +3 位作者 蔡崇法 杨伟 马仁明 张国彪 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1133-1140,共8页

为明确红壤结构特征与抗剪强度对坡面土壤分离能力的影响,选取8种典型红壤为研究对象,通过团聚体稳定性分析,饱和抗剪强度测定,和室内模拟冲刷试验,就各参数间定量关系进行了初步探讨。研究结果表明:团聚体稳定性特征参数As集合了红壤... 为明确红壤结构特征与抗剪强度对坡面土壤分离能力的影响,选取8种典型红壤为研究对象,通过团聚体稳定性分析,饱和抗剪强度测定,和室内模拟冲刷试验,就各参数间定量关系进行了初步探讨。研究结果表明:团聚体稳定性特征参数As集合了红壤团聚体破碎的主要机制,与不同水流剪切力中红壤分离速率有较好的相关性;红壤饱和抗剪强度(σs)与集中水流内临界水流剪切力(τc)呈较好的线性关系。基于WEPP细沟侵蚀模型,将团聚体稳定性特征参数As代替可蚀性因子Kc,饱和抗剪强度(σs)代替临界水流剪切力(τc),得出新的预测方程。结果显示预测方程能准确的预测坡面集中水流内红壤分离速率(R2=0.887 1)。该结果为深入研究红壤侵蚀机理提供了新思路,对完善侵蚀物理过程模型具有重要的意义。 展开更多

关键词 集中水流 红壤分离速率 团聚体稳定性 饱和抗剪强度

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坡面水流中不同层次红壤团聚体剥蚀程度研究 被引量：5

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作者 王军光 李朝霞 +3 位作者 蔡崇法 杨伟 马仁明 王天巍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第19期78-84,共7页

为了明确坡面水流中运移距离对不同层次红壤团聚体自身剥蚀程度的影响,选取3个地区(咸宁、进贤、长沙)典型红壤为研究对象,通过团聚体稳定性分析和室内冲刷水槽试验,就不同层次红壤团聚体稳定性与坡面水流中自身剥蚀程度间定量关系进行... 为了明确坡面水流中运移距离对不同层次红壤团聚体自身剥蚀程度的影响,选取3个地区(咸宁、进贤、长沙)典型红壤为研究对象,通过团聚体稳定性分析和室内冲刷水槽试验,就不同层次红壤团聚体稳定性与坡面水流中自身剥蚀程度间定量关系进行了初步探讨。研究结果表明,湿筛法及Le Bissonnais法中的快速湿润、预湿润振荡测得不同层次团聚体稳定性为表层红壤最弱,其次为网纹层,铁锰淀积层最强,而慢速湿润无明显规律,消散作用和机械破碎作用是不同层次红壤团聚体的主要破碎机制;不同层次红壤团聚体在5个运移距离后的剥蚀程度均表现为铁锰淀积层<网纹层<表层;描述团聚体相对机械破碎指数的RMI与5种运移距离后的团聚体剥蚀程度Wr/Wi、剥蚀系数α相关关系显著,利用RMI和运移距离x2个参数建立了坡面水流中不同层次红壤团聚体剥蚀程度预测方程,方程决定系数较高(R2=0.88),显示了较好的预测性能。该结果为研究红壤侵蚀机理提供了参考,对完善土壤侵蚀模型具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 土壤 剥蚀 团聚体 不同层次 稳定性 坡面水流

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前期土壤含水率对红壤团聚体稳定性及溅蚀的影响 被引量：44

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作者 马仁明 蔡崇法 +4 位作者 李朝霞 王军光 冯君园 吴新亮 朱惠荣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期95-103,共9页

为了探究前期含水率对南方红壤团聚体稳定性及溅蚀的影响，选取泥质页岩和第四纪红黏土发育的4个典型红壤为研究对象，就5个前期含水率（3％、5％、10％、15％、20％）条件下3～5mm团聚体水稳定性特征及其与溅蚀的关系进行了初步的探讨... 为了探究前期含水率对南方红壤团聚体稳定性及溅蚀的影响，选取泥质页岩和第四纪红黏土发育的4个典型红壤为研究对象，就5个前期含水率（3％、5％、10％、15％、20％）条件下3～5mm团聚体水稳定性特征及其与溅蚀的关系进行了初步的探讨。结果表明，消散作用是团聚体破碎最有效的机制，土壤前期含水率越大，团聚体破碎程度越小。随着前期含水率的升高，泥质页岩发育的2种红壤水稳性团聚体平均质量直径（MWDwa）显著增大；第四纪红黏土发育的2种红壤水稳性团聚体平均质量直径（MWD。。）先增大后减小，拐点出现在含水率为15％条件下。泥质页岩发育2种红壤溅蚀量随前期含水率的升高显著减小；第四纪红黏土发育2种红壤溅蚀量随前期含水率的升高呈现先减小后增大的趋势，在含水率为15％时达到最小。团聚体水稳性较高的土样，溅蚀粒径分布呈双峰曲线分布，主要分布1～0．5和〈0．05mm范围内，且前期含水率越高，〈0．05mm溅蚀颗粒含量越大；而团聚体水稳定性较差的土样，除前期含水率为20％外，溅蚀粒径分布呈单峰曲线分布，主要分布在0．25～1mm。该结果为红壤区农业水土工程及机侵蚀机理研究提供一定的参考，对完善坡面水蚀模型具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 土壤 含水率 降雨 团聚体稳定性 溅蚀

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不同模拟糙度定床坡面集中水流水力学特性研究 被引量：11

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作者 余冰 王军光 +2 位作者 蔡崇法 张友辉 杨伟 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期50-54,共5页

采用钢制变坡冲刷水槽,研究了5种模拟糙度以及不同坡度和不同流量组合下集中水流内主要水力学特性变化规律。结果表明,相同糙度情况下,雷诺数随着流量增加而明显增加,与坡度相比,流量对其流态的影响较大,但坡度对弗劳德数的影响明显大... 采用钢制变坡冲刷水槽,研究了5种模拟糙度以及不同坡度和不同流量组合下集中水流内主要水力学特性变化规律。结果表明,相同糙度情况下,雷诺数随着流量增加而明显增加,与坡度相比,流量对其流态的影响较大,但坡度对弗劳德数的影响明显大于流量;等流量和等坡度情况下,随着坡面糙度的增加,雷诺数无明显变化规律,但弗劳德数均呈不断增加的趋势。5种模拟糙度下,随着坡度的增加,各流量平均流速随坡度增加呈幂函数增加趋势,且在小流量和小坡度时各值变化较小;随着坡面糙度的增加,反映坡面流阻力指数k值具有明显的幂函数下降趋势。各流量范围内阻力系数均出现随坡度的增加而增大的趋势,且在小流量情况下增加更为明显;不同模拟糙度坡面阻力系数随着雷诺数的增加呈幂函数降低趋势。研究结果有助于从水力学角度认识不同下垫面条件下泥沙输移特性和土壤侵蚀演变过程。 展开更多

关键词 糙度 流态 流型 流速 阻力系数

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赣南崩岗的发育阶段及部位对土壤水力性质的影响 被引量：9

7

作者 文慧 倪世民 +2 位作者 冯舒悦 王军光 蔡崇法 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第24期136-143,共8页

为探究赣南典型崩岗侵蚀区不同发育阶段崩岗对土壤水力性质的影响,采用圆盘入渗仪对3种不同发育阶段崩岗(初期、活跃期和稳定期)以及3个部位(集水区、边坡和沟道)的土壤进行了4个压力水头(0、-3、-6和-9 cm)下的圆盘入渗试验。结果表明... 为探究赣南典型崩岗侵蚀区不同发育阶段崩岗对土壤水力性质的影响,采用圆盘入渗仪对3种不同发育阶段崩岗(初期、活跃期和稳定期)以及3个部位(集水区、边坡和沟道)的土壤进行了4个压力水头(0、-3、-6和-9 cm)下的圆盘入渗试验。结果表明,崩岗发育阶段和部位显著影响着土壤的理化性质。随着压力水头的减小,3种不同发育阶段崩岗的土壤稳定入渗率逐渐减小,土壤砂粒含量显著影响土壤的入渗参数。3种不同发育阶段崩岗与土壤导水率和Gardner常数α之间差异不显著。除了-9 cm压力水头下的导水率以外,崩岗的部位显著影响土壤导水率和Gardner常数α值。不同发育阶段崩岗的大孔隙对水流贡献率随着崩岗受侵蚀程度的增加而增加,不同发育阶段崩岗各部位土壤大孔隙、中等孔隙2以及小孔隙对水流贡献率影响显著,其中活跃期崩岗沟通处大孔隙对水流的贡献率最高。研究结果可为南方不同发育阶段崩岗的土壤侵蚀过程提供一定的参考。 展开更多

关键词 土壤 崩岗 土壤水力性质 圆盘入渗仪

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水土流失遥感调查中植被覆盖度因子提取研究 被引量：7

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作者 褚琳 王天巍 +2 位作者 朱永清 蔡崇法 王军光 《人民长江》 北大核心 2017年第12期70-74,83,共6页

植被覆盖度是水土流失的主要影响因子,而利用遥感影像判读可以快速有效地获得大范围的植被覆盖度。简要介绍了水土流失遥感调查中植被覆盖度因子提取的方法。基于遥感与实地野外调查数据,采用MODIS时序数据融合高分遥感数据的方法,以湖... 植被覆盖度是水土流失的主要影响因子,而利用遥感影像判读可以快速有效地获得大范围的植被覆盖度。简要介绍了水土流失遥感调查中植被覆盖度因子提取的方法。基于遥感与实地野外调查数据,采用MODIS时序数据融合高分遥感数据的方法,以湖南省蓝山县为试验区,对植被覆盖度因子进行了提取。结果表明,该方法提取植被覆盖度因子的结果较理想。提出的植被覆盖度因子提取方法对今后的水土流失动态监测研究具有重要的理论意义和实践意义。 展开更多

关键词 植被覆盖度 土地利用 遥感 水土流失 长江流域

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赣南崩岗区不同植被类型粉砂质土壤抗剪强度及其影响因素 被引量：4

9

作者 文慧 倪世民 +2 位作者 王艺彤 王军光 蔡崇法 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1517-1526,共10页

为探究南方崩岗侵蚀区不同植被类型下土壤抗剪强度的分布规律,明确崩岗治理后土壤基本性质对抗剪强度的影响。以3种不同植被类型下崩岗各部位表层土壤为研究对象,对土壤基本性质的变化规律、抗剪强度参数变化特征及其影响因素,利用路径... 为探究南方崩岗侵蚀区不同植被类型下土壤抗剪强度的分布规律,明确崩岗治理后土壤基本性质对抗剪强度的影响。以3种不同植被类型下崩岗各部位表层土壤为研究对象,对土壤基本性质的变化规律、抗剪强度参数变化特征及其影响因素,利用路径分析和主成分分析进行研究。结果表明,土壤抗剪强度由大到小依次为林地>柑橘地>灌木地>草地>侵蚀区,且柑橘地较灌木地土壤抗剪强度提高了29.74%。随地势降低,毛管孔隙度总体呈升高趋势,黏粒、粉粒等细颗粒物质占比也不断上升,汇聚于坡下。随着恢复时间增加,土壤养分含量逐渐上升。土壤黏聚力在同种植被类型下,随着恢复年限增加,表现为递增趋势,内摩擦角则表现为缓慢递减趋势,均表现为上坡最大。其中有机质、饱和导水率与黏聚力存在极显著相关关系,含水率、容重与内摩擦角也存在极显著相关关系。试验以总孔隙、毛管孔隙、黏粒含量和土壤饱和导水率来表征土壤饱和状态下的抗剪强度,建立了预测方程(R^(2)=0.80,RMSE=5.95),结果表明该方程的可信度和预测精度均较高。研究结果揭示了不同植被类型抗剪强度的控制因素,可为南方崩岗侵蚀区恢复过程提供一定的参考。 展开更多

关键词 崩岗 植被类型 土壤基本性质 土壤抗剪强度

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不同模拟糙度集中水流内红壤团聚体剥蚀特征研究 被引量：2

10

作者 余冰 宋云瑞 +3 位作者 程嘉宁 王军光 蔡崇法 段猷 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期860-868,共9页

研究了5种模拟糙度和6种不同冲刷距离组合下3种粒径的红壤团聚体在集中水流内的剥蚀破坏规律,分析了糙度、运移距离以及相关水力学参数对团聚体剥蚀破坏的影响。结果表明,在相同运移距离条件下,随粒径和糙度的增加团聚体剥蚀破坏程度呈... 研究了5种模拟糙度和6种不同冲刷距离组合下3种粒径的红壤团聚体在集中水流内的剥蚀破坏规律,分析了糙度、运移距离以及相关水力学参数对团聚体剥蚀破坏的影响。结果表明,在相同运移距离条件下,随粒径和糙度的增加团聚体剥蚀破坏程度呈增加趋势,与粒径相比,糙度对剥蚀破坏程度的影响更大。相同模拟糙度下,随着运移距离的增加,剥蚀率均呈抛物线形先增大后减小的趋势;各运移距离下,7～5 mm粒径团聚体的剥蚀率随糙度的增加而增加;5～3 mm和3～1 mm粒径团聚体在各运移距离内随糙度的增加变化规律不一致。在不同糙度情况下,以运移距离等于36 m为例,团聚体与原始团聚体质量比（Wr/Wi）随径流水深、阻力系数、水流剪切力的增加均呈幂函数减小之后趋于平缓的趋势。该结果为研究红壤团聚体破碎理论机制提供了参考,对于完善土壤侵蚀过程模型,具有重要的理论意义。 展开更多

关键词 团聚体 集中水流 糙度 运移距离 水力学参数

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南方红壤区不同崩岗侵蚀治理模式及评价指标体系研究 被引量：7

11

作者 文慧 冯舒悦 +2 位作者 王军光 倪世民 蔡崇法 《中国水土保持》 2019年第9期40-44,I0001,共6页

崩岗侵蚀是我国南方一种危害严重的水土流失现象,具有数量多、分布广、发展迅速、侵蚀模数大等特点,对当地生态环境和耕地资源危害严重。截至目前,在崩岗治理的效益评价研究方面,由于崩岗所处地域及采用的治理技术和治理方式等方面存在... 崩岗侵蚀是我国南方一种危害严重的水土流失现象,具有数量多、分布广、发展迅速、侵蚀模数大等特点,对当地生态环境和耕地资源危害严重。截至目前,在崩岗治理的效益评价研究方面,由于崩岗所处地域及采用的治理技术和治理方式等方面存在差异,使得选取的指标体系具有一定的差异,因此对不同治理模式的崩岗也缺乏针对性的效益评价指标体系。针对生态防护型、产业经济型和修复完善型三种不同治理模式的崩岗,根据其治理模式的特点和评价的目的,分别从生态、经济和社会效益三个方面构建了三种不同侵蚀治理模式的效益评价指标体系,以期为南方红壤区崩岗侵蚀治理和当地生态环境改善及社会经济发展提供理论依据。 展开更多

关键词 崩岗 治理模式 指标体系 南方红壤区

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赣南崩岗侵蚀区不同部位土壤抗剪强度及影响因素研究 被引量：20

12

作者 冯舒悦 王军光 +3 位作者 文慧 倪世民 华丽 蔡崇法 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期71-83,共13页

为明确南方崩岗侵蚀区不同部位土壤抗剪强度的分布规律,探索在崩岗发育过程中土壤基本性质对抗剪强度指标的影响,以不同发育阶段崩岗各部位表层土(0~20 cm)为研究对象,对土壤基本性质和抗剪强度的差异进行对比研究。结果表明:(1)随着崩... 为明确南方崩岗侵蚀区不同部位土壤抗剪强度的分布规律,探索在崩岗发育过程中土壤基本性质对抗剪强度指标的影响,以不同发育阶段崩岗各部位表层土(0~20 cm)为研究对象,对土壤基本性质和抗剪强度的差异进行对比研究。结果表明:(1)随着崩岗的发育,表层土壤基本性质逐渐恶化,容重逐渐减小,颗粒组成粗骨质化现象明显,土壤有机质的含量与根系密度的变化,均随崩岗的发育呈现出典型的退化特征;(2)崩岗各部位黏聚力和内摩擦角的变化规律相似,集水区部位达到峰值,沟道部位达到最小值,随崩岗的发育呈明显下降趋势;(3)根系密度与黏聚力有良好的线性相关关系,砾石含量、粉粒含量和黏粒含量对崩岗土体内摩擦角有显著影响,可以用幂函数表示它们之间的关系;(4)试验以根系密度、砾石含量、粉粒含量和黏粒含量来表征土壤饱和状态下的抗剪强度,建立了在崩岗发育过程中饱和抗剪强度的预测方程(R2=0.891,P<0.01),结果显示方程可信程度较高,预测效果较好。研究结果揭示了南方花岗岩崩岗区不同发育阶段抗剪强度的控制因素,为进一步防治水土流失提供理论依据。 展开更多

关键词 崩岗 发育阶段 不同部位 土壤基本性质 内摩擦角 黏聚力

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放水冲刷对红壤坡面侵蚀过程及溶质迁移特征的影响 被引量：19

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作者 马美景 王军光 +1 位作者 郭忠录 蔡崇法 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期365-374,共10页

坡面薄层水流侵蚀不仅造成土壤养分流失,土壤质量恶化,同时对水体污染等环境问题造成一定影响。为了分析上方来水流量对红壤坡面径流侵蚀过程中泥沙的迁移规律及土壤溶质运移特征的影响,本试验利用室内放水冲刷试验,采用3个不同上方来... 坡面薄层水流侵蚀不仅造成土壤养分流失,土壤质量恶化,同时对水体污染等环境问题造成一定影响。为了分析上方来水流量对红壤坡面径流侵蚀过程中泥沙的迁移规律及土壤溶质运移特征的影响,本试验利用室内放水冲刷试验,采用3个不同上方来水流量(10 L min-1、15 L min-1、20 L min-1)对第四纪黏土发育红壤坡面径流侵蚀过程中坡面径流泥沙和径流中非吸附性离子(Br-)迁移过程进行了研究。结果表明:不同上方来水条件下,放水初期产流量迅速增大,后期趋于稳定,累积径流量与产流时间成显著的线性关系,10 L min-1、15 L min-1、20 L min-1三种上方来水流量下累积径流量分别为263.2 L、295.1 L、291.04 L;上方来水流量越大,薄层径流冲刷作用越强烈,径流含沙量随时间变化波动越剧烈,累积泥沙量随产流时间呈幂函数变化,15 L min-1、20 L min-1流量下累积泥沙量分别为10 L min-1流量下累积泥沙量的1.42倍、4.25倍;径流Br-浓度随产流时间呈幂函数衰减,反映了土壤溶质随径流迁移量变化主要受水流与土壤接触时间和作用程度的影响。研究表明放水冲刷对土壤侵蚀及溶质运移有重要作用,试验结果对有效预测与控制红壤坡面侵蚀及养分流失具有重要实际意义。 展开更多

关键词 红壤 放水冲刷 坡面侵蚀 泥沙 溶质迁移

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中国典型地带性土壤团聚体稳定性与孔隙特征的定量关系 被引量：13

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作者 彭珏 陈家赢 +1 位作者 王军光 蔡崇法 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期113-121,共9页

团聚体结构和稳定性关系着一系列土壤过程。为探明不同类型地带性土壤团聚体稳定性与孔隙结构变化规律及二者关系,该研究以中国温带与亚热带地区5种地带性土壤(黑土、棕壤、褐土、黄褐土和红壤)为研究对象,结合CT扫描、湿筛法和Le Bisso... 团聚体结构和稳定性关系着一系列土壤过程。为探明不同类型地带性土壤团聚体稳定性与孔隙结构变化规律及二者关系,该研究以中国温带与亚热带地区5种地带性土壤(黑土、棕壤、褐土、黄褐土和红壤)为研究对象,结合CT扫描、湿筛法和Le Bissonnais(LB)法,量化孔隙结构,测定各地带性土壤团聚体平均重量直径(Mean Weight Diameter,MWD)。结果表明:团聚体水稳性受到土壤类型和土层深度的综合影响,从大到小依次为黄褐土、褐土、棕壤、黑土和红壤;基于LB法测定的团聚体平均质量直径排序为MWDsw(慢速湿润)>MWDws(预湿润震荡)>MWDfw(快速湿润),即5种团聚体的主要破碎机制是快速湿润引起的消散作用;5种地带性土壤团聚体不同当量直径孔隙度由北至南呈“U”型变化,且这种变化程度随土层深度增加而减弱;团聚体孔隙大小均以30~<75μm孔隙为主,孔隙形状以细长型孔隙为主。细长型孔隙度自北向南呈先下降后上升的趋势,不规则型和规则型孔隙度变化趋势相反;偏最小二乘回归表明,规则型孔隙度、孔隙平均形状因子、75~100μm孔隙度和细长型孔隙度与团聚体水稳性显著相关,细长型孔隙起正向作用;规则型孔隙、细长型孔隙、75~100μm孔隙度和>100μm孔隙度是MWDfw、MWDws、MWDsw的主控因子。研究结果有助于加深土壤团聚体与孔隙特征关系的认识,从而更好地揭示土壤过程作用机制。 展开更多

关键词 团聚体 土壤 孔隙 稳定性 结构 地带性

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东北黑土区侵蚀农田土壤质量指数构建及其空间分异 被引量：8

15

作者 彭珏 龙凌 +2 位作者 郭忠录 王军光 蔡崇法 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期54-64,共11页

侵蚀的空间异质性会改变土壤性质,导致土壤质量在空间分布上的差异。为明确中国东北侵蚀农田黑土土壤性质在不同空间位置上的分布规律,该研究基于纬度变化,从寒温带到中温带跨区选择了4个丘陵区(从北到南依次为九三、克山、海伦、宾县)... 侵蚀的空间异质性会改变土壤性质,导致土壤质量在空间分布上的差异。为明确中国东北侵蚀农田黑土土壤性质在不同空间位置上的分布规律,该研究基于纬度变化,从寒温带到中温带跨区选择了4个丘陵区(从北到南依次为九三、克山、海伦、宾县)的农田黑土坡面作为试验对象,划分了坡面位置(坡顶、坡上、坡中、坡下和坡底)和土壤深度(0~20 cm和>20~40 cm),分析了不同空间位置对侵蚀农田黑土土壤物理、化学和生物特征对不同空间位置的响应规律,并基于最小数据集(minimum data set,TDS)构建土壤质量指数(soil quality index,SQI-TDS),对侵蚀农田黑土土壤质量进行综合比较。研究表明,4个丘陵区黑土土壤性质在不同区域、坡位和土壤深度下的存在明显的空间变异(P<0.05)。全氮和有机碳含量随纬度升高而增加,且随坡位降低而逐渐减小,在坡底处增加。平均重量直径在九三最高,克山次之,海伦和宾县较小。土壤细颗粒在坡底沉积促进了新的团聚体形成,以致团聚体稳定性在坡面位置上表现为随坡位的降低呈先减小后增加的“V”型变化。SQI-MDS均值从北至南整体呈降低趋势,其中宾县的土壤质量指数最低,较其他3个地区显著降低22.66%~26.52%。在不同坡位上,SQI-MDS表现为以坡底、坡顶、坡上、坡中和坡下次序降低。该研究量化了东北侵蚀农田黑土土壤综合质量,结果可为侵蚀农田黑土修复和可持续发展提供科学依据。 展开更多

关键词 土壤 侵蚀 农田 黑土 质量 最小数据集

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不同质地重塑土坡面细沟侵蚀形态与水力特性及产沙的关系 被引量：23

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作者 倪世民 冯舒悦 +1 位作者 王军光 蔡崇法 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第15期149-156,共8页

土壤质地对坡面侵蚀产沙与细沟形态具有重要影响。为明确不同质地土壤坡面的细沟形态与侵蚀产沙特征的关系,该研究以土沙混合配制不同颗粒组成的重塑土坡面为研究对象,采用室内放水冲刷动床试验,选取了平均沟深、平均沟宽及断面宽深比... 土壤质地对坡面侵蚀产沙与细沟形态具有重要影响。为明确不同质地土壤坡面的细沟形态与侵蚀产沙特征的关系,该研究以土沙混合配制不同颗粒组成的重塑土坡面为研究对象,采用室内放水冲刷动床试验,选取了平均沟深、平均沟宽及断面宽深比等作为细沟基本形态参数,分析了坡面细沟形态与水力学特性、侵蚀产沙的定量关系,并建立坡面侵蚀经验预测方程。结果表明:1)沟深随坡度增大而增大,沟宽随坡度增大而减小,两者随流量的变化不明显,细沟断面宽深比随坡度和流量的增加逐渐减小;2)同一试验条件下,坡面含沙量的增加使细沟断面形态整体由"窄深式"趋向"宽浅式";3)单位水流功率、水流功率与坡面细沟形态参数的关系最为密切(r>0.784,p<0.01),平均沟宽与水力学参数关系不显著;4)平均沟深与细沟形态综合量化参数对坡面产沙有较好的预测效果(R2>0.747,NES>0.755,p<0.01);5)引入坡面土壤黏粒含量参数后,基于细沟形态参数与坡面土壤黏粒含量的坡面侵蚀经验预测方程可信程度与预测精度显著提高(R2>0.879,NES>0.887,p<0.01)。该研究为坡面侵蚀预测与侵蚀机理研究提供参考依据。 展开更多

关键词 水力学 侵蚀 细沟形态 产沙 坡面侵蚀预测方程

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狗牙根与空心莲对水库消落带土壤氮磷释放影响的模拟 被引量：7

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作者 吕凤玲 欧阳炜 +3 位作者 宋艳暾 蔡崇法 郝蓉 王军光 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期240-245,253,共7页

通过水库水位涨落室内模拟试验,探究丹江口库区消落带优势物种狗牙根和空心莲2种草本植物对土壤氮磷释放过程影响。结果表明:(1)水淹结束后(32天),空心莲子草土壤TN、TP分别降低11.75%,25.28%,狗牙根分别降低3.62%,25.77%。(2)干湿交替... 通过水库水位涨落室内模拟试验,探究丹江口库区消落带优势物种狗牙根和空心莲2种草本植物对土壤氮磷释放过程影响。结果表明:(1)水淹结束后(32天),空心莲子草土壤TN、TP分别降低11.75%,25.28%,狗牙根分别降低3.62%,25.77%。(2)干湿交替环境主要影响土壤中NH4+-N、NO3--N和AP的含量的变化,对土壤中的TN、TP含量的影响较小。(3)狗牙根的死亡增加土壤TN、NH4+-N、TP量,即不耐淹植被过滤带虽然能净化径流中N、P等污染物,但截留的污染物和植物吸收的养分随着植物体的分解再次进入水体或土壤,无法达到有效防控农业面源污染的目的。该研究为丹江口水库利用植被缓冲带防控水体富营养化提供一定理论依据。 展开更多

关键词 消落带 水淹 狗牙根 空心莲 氮释放 磷释放

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溅蚀过程中红壤团聚体周转路径的定量表征 被引量：7

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作者 汪零 吴文枭 +2 位作者 倪世民 王军光 蔡崇法 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期115-123,共9页

为研究土壤团聚体的形成和破碎过程对于降雨侵蚀的响应机制,对降雨打击作用下不同粒径红壤团聚体在溅蚀过程中的周转路径进行了探讨。该研究基于稀土元素示踪法,对各粒径团聚体分别进行了标记,电感耦合等离子体质谱测定,实现全土样团聚... 为研究土壤团聚体的形成和破碎过程对于降雨侵蚀的响应机制,对降雨打击作用下不同粒径红壤团聚体在溅蚀过程中的周转路径进行了探讨。该研究基于稀土元素示踪法,对各粒径团聚体分别进行了标记,电感耦合等离子体质谱测定,实现全土样团聚体的周转路径追踪;然后通过室内模拟降雨试验,在90和30mm/h降雨溅蚀条件下,对不同粒径大小团聚体(2~5、0.25~<2、0.053~<0.25、<0.053 mm)随降雨历时的周转变化规律进行了定量化研究。结果表明:稀土元素标记得到的标记团聚体效果较好且在湿筛过程中回收率达到90%以上,吸附稳定;不同降雨强度下,土壤团聚体的周转过程呈现出向破碎方向转化的趋势;90mm/h降雨下团聚体更快发生破碎并到达稳定状态,其累积破碎率在降雨40 min后基本不发生改变,而30 mm/h下土壤团聚体会随降雨动能的累积逐步发生破碎;结合相关性分析可以发现小团聚体的变化对于整个溅蚀过程的累积破碎率和累积团聚率均表现出显著相关(P<0.01),>0.25mm团聚体与其他粒级团聚体间的周转不显著相关(P>0.05),但<0.25mm团聚体可能通过逐级团聚影响到其他粒级团聚体。不同团聚体在溅蚀过程中的双向转化过程,研究结果为侵蚀过程中土壤结构的动态变化模型提供理论参考。 展开更多

关键词 土壤 团聚体 粒径 稀土元素 动态模型 溅蚀

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不同质地重塑土坡面水沙定量关系研究 被引量：10

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作者 倪世民 张德谦 +2 位作者 冯舒悦 王军光 蔡崇法 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1336-1346,共11页

为确定不同质地重塑土坡面水力学参数与土壤侵蚀速率间的定量关系,采用模拟径流冲刷动床试验的方法,对不同质地坡面的土壤侵蚀速率进行了研究,建立了土壤侵蚀速率与水力学参数、土壤性质间的定量关系。结果表明:(1)土壤侵蚀速率与坡度... 为确定不同质地重塑土坡面水力学参数与土壤侵蚀速率间的定量关系,采用模拟径流冲刷动床试验的方法,对不同质地坡面的土壤侵蚀速率进行了研究,建立了土壤侵蚀速率与水力学参数、土壤性质间的定量关系。结果表明:(1)土壤侵蚀速率与坡度和流量关系密切,且坡度对土壤侵蚀速率的影响更大;土壤质地对土壤侵蚀速率具有明显的影响,相同试验条件下使土壤侵蚀速率呈现“单峰状”分布,在50%含沙量的坡面最大;(2)细沟平均沟深、断面宽深比与土壤侵蚀速率之间具有极显著的相关关系(r=-0.865,P<0.01),可以作为反映坡面侵蚀产沙程度的指标;(3)单位水流功率是描述土壤侵蚀速率的最佳水力学参数(r=0.911,P<0.01),幂函数可以很好地表达两者之间的定量关系(Dr=49.96Pr^2.07,R^2=0.795);(4)考虑到土壤性质对坡面侵蚀的影响,在单位水流功率与土壤侵蚀速率的定量关系中引入了土壤黏聚力,进一步提高了定量关系的可靠性(Dr=165.22Pr^2.36C^-0.44,R^2=0.816),由于方程中参数获取的相对简便,在实际应用中具有更广的适应范围与现实价值。 展开更多

关键词 土壤侵蚀速率 土壤质地 水力学参数 土壤黏聚力

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不同侵蚀程度花岗岩红壤坡面侵蚀泥沙颗粒特征研究 被引量：10

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作者 张德谦 倪世民 +2 位作者 王军光 吴文枭 蔡崇法 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1387-1398,共12页

研究花岗岩红壤坡面侵蚀泥沙颗粒分选特征有助于揭示粗颗粒土壤坡面侵蚀机理。通过室内人工模拟降雨-径流试验,在15°坡度和2种试验条件下(90 mm·h^(–1)+2.00 L·min^(–1)、120 mm·h^(–1)+2.66 L·min^(–1))... 研究花岗岩红壤坡面侵蚀泥沙颗粒分选特征有助于揭示粗颗粒土壤坡面侵蚀机理。通过室内人工模拟降雨-径流试验,在15°坡度和2种试验条件下(90 mm·h^(–1)+2.00 L·min^(–1)、120 mm·h^(–1)+2.66 L·min^(–1)),研究了不同侵蚀程度(轻度侵蚀E1、中度侵蚀E2、强烈侵蚀E3)花岗岩红壤侵蚀过程及泥沙颗粒组成的变化规律。结果表明:产流率和土壤侵蚀速率随降雨强度和上方来水量的增加而增大;不同侵蚀程度土壤其侵蚀特征存在差异,产流率表现为E2>E3>E1,土壤侵蚀速率表现为E3>E2>E1;通过多元逐步回归分析得出,土体容重越高产流率越小(R^(2)=0.800,P<0.01),更高的黏粒含量和更低的粉粒含量会使得土壤侵蚀速率减少(R^(2)=0.715,P<0.01)。随着降雨-冲刷强度增加泥沙中砾石和黏粒含量增加,砂粒和粉粒含量减少,泥沙分形维数增大。分形维数与黏粒(R^(2)=0.910)和砂粒(R^(2)=–0.390)质量分数为极显著线性关系,可以作为花岗岩红壤坡面侵蚀产沙中泥沙粒级分布的评价指标。 展开更多

关键词 人工模拟降雨 花岗岩红壤 土壤侵蚀 土壤颗粒

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