《黃土區牧草控制侵蝕動力學機制及有效性研究》是依託北京師範大學，由潘成忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：黃土區牧草控制侵蝕動力學機制及有效性研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：潘成忠
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以黃土高原幾種常見牧草- - 黑麥草（禾本科）、牡羊草（禾本科）、沙打旺（豆科）、茵陳蒿（菊科）草地為研究對象，通過野外調查取樣、定位監測和室內外模擬降雨試驗等手段，採用較先進的監測技術和數理分析方法，區分根系通過固結纏繞土體以及改善土壤特性增強土壤抗侵蝕性能的直接和間接貢獻。研發降雨擊濺力測定裝置，並探討草地冠層、枯落物對降雨擊濺侵蝕的影響，構建草地坡面土壤濺蝕量模型。從圓柱繞流理論出發探討坡面流水動力參數與阻力關係，並研究建立草地坡面流阻力表達式。結合不同類型牧草及其地上、地下各部分減沙效益分析，篩選牧草控制侵蝕的共性敏感參數，構建綜合考慮地上部分控制侵蝕動力，地下根系增強土壤抗侵蝕性能的草地坡面侵蝕動力方程，並系統闡明不同類型草地控制侵蝕動力學機制及有效性，為黃土區水土保持生態環境建設和草地坡面侵蝕物理模型構建提供理論依據。
結題摘要
本項目以人工和自然牧草為研究對象，從牧草地上部分對降雨擊濺和坡面流侵蝕動力參數的影響，以及地下根系對土壤抗侵蝕性能的作用機理出發，以草地莖桿和葉片削減降雨侵蝕力和增強坡面流阻力，以及根系改善土壤理化特性進而發揮水土保持作用為突破點，探討草地植被控制侵蝕的作用機理。主要取得的成果有1、退耕初期的禾本科和菊科牧草由於其細根含量較大而控制侵蝕效果較好，且土壤的根系含量控制侵蝕作用顯著，其貢獻率在75%以上，這充分說明草地根系在一般的水流沖刷條件下（根據流量折算大約為常見1年1遇暴雨）控制侵蝕的重要性。2、植被的減水減沙效果與雨型關係密切，草地對於雨強和歷時中等的降雨減水作用較強，而對黃土區出現頻率較高的短歷時強降雨減沙效果更為顯著。3、牧草種植可有效攔截上方來沙，尤其是蓋度較大的成行分布的草地。雨滴打擊對陡坡草地的坡面流水動力參數影響不明顯，而雨滴動能的增大明顯增強了坡面泥沙的輸移，降雨增強草地坡面輸沙主要來自雨滴動能，而並非改變徑流侵蝕動力參數，因此在以後的坡面流輸沙方程研究中需要增加雨滴動能的相關指標。4、牧草種植可明顯增大坡面流阻力，且在流量更大或下坡條件下增阻效果更加顯著，降雨條件下草地葉片對阻力貢獻占50%以上，因此在流域洪水防控中儘量減少牧草的割刈。5、控制侵蝕覆蓋較好的草地顯著增大坡面流阻力近100倍，並減少95%的徑流剪下力。這說明草地種植一方面可通過根系改善固土減沙侵蝕產沙量，同時覆蓋良好的草地顯著減小了作用於侵蝕的徑流作用力，徑流的大部分能量均消耗於草地莖稈。以上研究結果為黃土區水土保持和生態環境建設以及推動土壤侵蝕物理模型的發展提供理論依據。
