東北黑土區複合土壤侵蝕特徵及其防治

《東北黑土區複合土壤侵蝕特徵及其防治》是一本2021年出版的圖書，由科學出版社出版

基本介紹

• 中文名：東北黑土區複合土壤侵蝕特徵及其防治
• 作者：鄭粉莉
• 出版時間：2021年7月
• 出版社：科學出版社
• ISBN：9787030675699
• 開本：16 開

內容簡介

本書基於野外定位觀測和模擬試驗資料，結合核素和REE示蹤、立體攝影測量和高速離子成像等技術，以複合土壤侵蝕理論研究為突破口，以評價水土保持措施防治複合侵蝕的有效性和適宜性為抓手，創新性地討論了凍融、風力、水力多營力相互作用和疊加作用下的坡面複合土壤侵蝕過程及其驅動機制，揭示了水土保持措施阻控複合侵蝕的機理，評估了水土保持措施防治複合侵蝕的有效性，首次將能值分析用於水土保持措施的適宜性評價，確定了東北黑土區複合侵蝕強度分級。

目 錄

前言

第1 章 多種外營力作用的複合侵蝕研究動態與研究重點1

1.1 國內外研究現狀及發展動態分析1

1.1.1 單一侵蝕營力作用的土壤侵蝕過程與機理研究2

1.1.2 多種外營力互動作用的坡面複合土壤侵蝕研究9

1.2 東北黑土區土壤侵蝕研究現狀分析12

1.3 複合土壤侵蝕研究存在的問題與研究重點14

1.3.1 複合土壤侵蝕研究存在的問題14

1.3.2 複合土壤侵蝕研究的重點15

主要參考文獻16

第2 章 東北黑土區多營力作用的複合土壤侵蝕特徵及其季節性交替26

2.1 東北黑土區複合土壤侵蝕的基本特徵26

2.2 多營力作用的坡面複合土壤侵蝕季節交替特徵30

2.2.1 試驗設計與研究方法31

2.2.2 不同外營力作用下黑土坡面侵蝕速率的季節變化和空間分布特徵37

2.2.3 長緩坡黑土坡面不同坡段土壤侵蝕–沉積特徵42

2.2.4 融雪和降雨侵蝕作用下黑土坡面不同坡段泥沙遷移的空間格局44

2.2.5 黑土坡面侵蝕速率隨坡長變化的特徵分析46

2.3 研究成果的套用47

2.4 結語47

主要參考文獻48

第3 章 黑土區水蝕過程關鍵驅動力因子互動作用對坡面土壤侵蝕的影響51

3.1 試驗設計與研究方法51

3.1.1 降雨強度與降雨能量對坡面水蝕影響的試驗設計與研究方法51

3.1.2 降雨強度與坡面匯流對坡面水蝕影響的試驗設計與研究方法55

3.1.3 地表徑流？壤中流和雨滴打擊對坡面水蝕影響的試驗設計與研究方法58

3.2 降雨強度和降雨能量互動作用對黑土坡面水蝕的影響61

3.2.1 天然降雨條件下降雨能量對黑土坡面水蝕的影響分析62

3.2.2 基於模擬試驗的降雨強度和能量互動作用對黑土坡面水蝕的影響63

3.2.3 天然降雨和模擬降雨下降雨能量對坡面水蝕影響的對比分析71

3.2.4 小結73

3.3 降雨和上方匯流互動作用對壟–溝系統坡面水蝕的影響研究74

3.3.1 壟–溝系統坡面徑流率和侵蝕速率對上方匯流和降雨的回響75

3.3.2 降雨和上方匯流的互動作用對壟–溝系統坡面水蝕的影響77

3.3.3 壟–溝系統坡面侵蝕嚴重部位的界定77

3.3.4 坡面匯流與降雨+坡面匯流試驗條件下坡面泥沙來源的診斷79

3.3.5 降雨和匯流互動作用影響壟–溝系統坡面水蝕過程的原因分析81

3.3.6 土壤固結作用對DEM 估算坡面土壤侵蝕量的影響82

3.3.7 小結83

3.4 雨滴打擊？地表徑流和壤中流對坡面水蝕的影響83

3.4.1 壤中流對土壤侵蝕影響的理論分析84

3.4.2 地表徑流與壤中流共同作用對坡面水蝕過程的影響84

3.4.3 有？無壤中流條件下雨滴打擊作用對坡面土壤侵蝕的影響87

3.4.4 小結89

3.5 結語89

主要參考文獻90

第4 章 凍融作用影響黑土坡面土壤侵蝕的機理分析94

4.1 凍融作用對土壤結構的影響94

4.1.1 材料與方法94

4.1.2 凍融循環作用對土壤團聚體水穩性的影響98

4.1.3 凍融作用對土壤微結構的影響101

4.2 凍融作用對土壤抗剪強度的影響106

4.2.1 土壤抗剪強度的測定方法106

4.2.2 凍融循環和初始土壤含水量對土壤抗剪強度的影響107

4.2.3 不同初始土壤含水量下土壤黏聚力對凍融循環次數的回響108

4.2.4 不同初始土壤含水量下土壤內摩擦角對凍融循環次數的回響110

4.3 凍融作用對土壤崩解的影響110

4.3.1 土壤崩解速率的測定方法111

4.3.2 凍融循環和初始土壤含水量對土壤崩解速率的影響112

4.3.3 凍融循環和初始土壤含水量對土壤崩解過程的影響112

4.4 凍融作用對冰–土界面土壤力學性質的作用機制114

4.4.1 試驗設計與研究方法114

4.4.2 不同凍結溫度下凍結鋒面與凍脹量變化特徵115

4.4.3 凍融作用對冰–土界面土壤力學性質的影響117

4.5 結語120

主要參考文獻121

第5 章 多種侵蝕營力疊加作用對黑土坡面複合土壤侵蝕的影響123

5.1 試驗設計與研究方法123

5.1.1 試驗材料123

5.1.2 試驗設備124

5.1.3 試驗設計125

5.1.4 試驗步驟127

5.1.5 土壤性質測定129

5.2 前期土壤凍融作用對黑土坡面水蝕的影響130

5.2.1 前期土壤凍融作用對黑土坡面水蝕量的影響130

5.2.2 前期土壤凍融作用對黑土坡面水蝕過程的影響130

5.3 前期土壤凍融作用對坡耕地土壤風蝕的影響132

5.3.1 前期土壤凍融作用對坡耕地土壤風蝕量的影響132

5.3.2 前期土壤凍融作用對風蝕輸沙量的影響132

5.4 前期地表風蝕作用對黑土坡面水蝕的影響134

5.4.1 前期地表風蝕作用對坡面徑流量和侵蝕量的影響134

5.4.2 前期地表風蝕作用對坡面水蝕過程的影響134

5.5 凍融和風力疊加作用對黑土坡面水蝕的影響分析136

5.5.1 凍融和風力疊加作用對黑土坡面徑流量和水蝕量的影響136

5.5.2 地表風蝕作用的風速與降雨強度對坡面水蝕影響的綜合分析138

5.6 前期凍融作用和地表風蝕疊加作用影響坡面水蝕的原因分析140

5.6.1 凍融作用影響坡面土壤侵蝕的原因分析140

5.6.2 前期地表風蝕作用對坡面水蝕影響的原因分析143

5.7 結語147

主要參考文獻148

第6 章 東北黑土區坡面侵蝕–沉積空間分布特徵151

6.1 基於137Cs 示蹤的坡面侵蝕–沉積分布特徵151

6.1.1 材料與方法151

6.1.2 基於137Cs 示蹤的坡面尺度侵蝕–沉積分布特徵154

6.2 地形因子對坡面侵蝕–沉積分布的影響158

6.2.1 材料與方法159

6.2.2 土壤137Cs 含量變化特徵160

6.2.3 坡面土壤侵蝕–沉積速率160

6.2.4 地形對坡面侵蝕–沉積的影響160

6.3 基於REE 示蹤的順坡壟作對坡面侵蝕–沉積空間分布的影響164

6.3.1 試驗設計與研究方法164

6.3.2 順坡壟作對坡面侵蝕–沉積空間分布的影響166

6.4 基於137Cs 示蹤的橫坡和順坡壟作坡面侵蝕–沉積空間分布特徵168

6.4.1 材料與方法168

6.4.2 橫坡壟作和順坡壟作坡面土壤137Cs 含量的空間變化169

6.4.3 橫坡壟作和順坡壟作坡面侵蝕速率的對比171

6.4.4 橫坡壟作和順坡壟作坡面侵蝕-沉積空間變化172

6.5 結語172

主要參考文獻173

第7 章 東北黑土區複合侵蝕強度分級177

7.1 水力侵蝕強度分級與製圖177

7.1.1 CSLE 方程中各因子計算178

7.1.2 水力侵蝕強度分級與製圖182

7.2 風力侵蝕強度分級與製圖182

7.2.1 WEQ 方程中的各因子計算183

7.2.2 風力侵蝕強度分級與製圖186

7.3 融雪徑流侵蝕強度分級與製圖186

7.3.1 模型中各因子計算187

7.3.2 融雪侵蝕強度分級與製圖189

7.4 複合侵蝕強度分級與製圖190

7.4.1 分級原則與指標190

7.4.2 複合侵蝕強度分級與製圖191

7.5 結語191

主要參考文獻192

第8 章 黑土區坡面水土保持措施阻控複合侵蝕的路徑與力學機制194

8.1 基於粒子圖像測速(PIV)的坡面水流特徵測量技術194

8.1.1 基於PIV 的坡面水流特徵測量原理194

8.1.2 基於PIV 的坡面水流特徵測量試驗方法196

8.1.3 基於PIV 的坡面薄層水流特徵提取方法198

8.1.4 殘茬莖稈對徑流和剪下力分布的影響200

8.2 坡面水土保持措施對土壤剖面水熱分布的調控202

8.2.1 土壤剖面水熱遷移特徵定位監測方法203

8.2.2 基於野外原位監測的土壤剖面水熱遷移特徵204

8.2.3 基於SHAW 模型的土壤剖面水熱遷移特徵210

8.3 水土保持措施對坡面徑流路徑的阻控分析215

8.3.1 秸稈莖稈對坡面徑流路徑的阻控分析215

8.3.2 植被緩衝帶阻控侵蝕的路徑分析219

8.4 結語224

主要參考文獻225

第9 章 黑土區水土保持措施分析與適宜性評價228

9.1 水土保持措施分類與小流域水土保持措施分布特徵228

9.1.1 坡面水土保持措施資料庫的構建228

9.1.2 適應於水蝕和風蝕防治的坡面水土保持措施類型劃分231

9.1.3 適應於複合侵蝕防治的坡面水土保持措施類型劃分231

9.1.4 典型坡面水土保持措施布設案例分析232

9.1.5 典型農業小流域的水土保持措施空間分布特徵234

9.2 坡面水土保持措施防治土壤侵蝕效果評價237

9.2.1 不同壟作方式防治坡面土壤侵蝕的效果237

9.2.2 不同秸稈還田方式防治坡面土壤侵蝕的效果251

9.2.3 植物緩衝帶防治坡面土壤侵蝕的效果258

9.2.4 作物輪作防治坡面土壤侵蝕的效果260

9.3 坡面水土保持措施配置模式防治土壤侵蝕效果的對比263 9.3.1 試驗設計與研究方法263

9.3.2 結果與分析264

9.4 坡面水土保持措施適用性的農戶滿意度調查分析與能值量化266

9.4.1 坡面水土保持措施套用的農戶滿意度調查分析266

9.4.2 坡面水土保持措施能值分析方法的構建及其能值對比269

9.5 坡面水土保持措施的適宜性評價272

9.5.1 坡面水土保持措施的篩選272

9.5.2 坡面水土保持措施的適宜性評價277

9.6 結語279

主要參考文獻280