[發(fā)明專利]研究徑流沖刷條件下土壤顆粒及團(tuán)聚體流失過程的方法

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• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN111366705A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈海鷗;王東麗;李洪麗;趙占軍;王宇;韓興;車曉翠;李春麗;宋金紅
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 北京快易權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11660
• 代理人: 陳偉斯;趙秀英

本發(fā)明提供了一種研究徑流沖刷條件下土壤顆粒及團(tuán)聚體流失過程的方法，包括以下步驟：(1)選取研究樣地；(2)建造徑流小區(qū)；(3)安裝穩(wěn)流箱；(4)測定基本指標(biāo)；(5)率定徑流流量；(6)監(jiān)測過程指標(biāo)；(7)處理后期樣品；(8)開展后一次徑流沖刷試驗(yàn)；(9)對流失比例和流失速率進(jìn)行結(jié)果分析；本發(fā)明基于野外原位坡耕地開展連續(xù)徑流沖刷試驗(yàn)，研究徑流沖刷過程中不同粒級(jí)土壤顆粒和團(tuán)聚體隨時(shí)間的過程變化特征；既克服了試驗(yàn)土槽規(guī)格較小及土壤擾動(dòng)的不足，又將土壤顆粒與團(tuán)聚體作為一個(gè)整體，揭示了其過程變化特征，有助于深化水土流失機(jī)理，為坡面侵蝕預(yù)報(bào)模型的構(gòu)建提供科學(xué)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水土流失防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種研究徑流沖刷條件下土壤顆粒及團(tuán)聚體流失過程的方法。

背景技術(shù)

坡耕地在我國不同地區(qū)均表現(xiàn)出嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象，從而影響生態(tài)環(huán)境、降低糧食產(chǎn)量、制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展。由降雨、融雪、澆地產(chǎn)生的徑流優(yōu)先搬運(yùn)含有大量養(yǎng)分的表層土壤，導(dǎo)致坡耕地土壤質(zhì)量退化以及土地資源流失。因此，探究連續(xù)徑流沖刷條件下坡耕地土壤顆粒及團(tuán)聚體流失的過程特征，有助于科學(xué)合理地制定水土保持防治措施，保護(hù)寶貴的土壤資源。

胡宏祥等(2007)通過分析天然降雨前后坡耕地土壤顆粒組成的變化，指出試驗(yàn)樣地在降雨后呈現(xiàn)黏粒與粉粒含量減少，砂粒含量相對增加的趨勢；張興昌等(2000)通過研究黃土丘陵區(qū)不同地貌類型土壤及泥沙中顆粒組成變化，指出土壤細(xì)顆粒更容易隨徑流流失，而泥沙中細(xì)顆粒的富集程度隨之增加；郭偉等(2007)采用室內(nèi)人工模擬降雨試驗(yàn)方法，研究泥沙特性以及土壤團(tuán)聚體粒徑對坡面土壤侵蝕過程的影響，表明紅壤中小粒徑團(tuán)聚體穩(wěn)定性較高，2mm團(tuán)聚體侵蝕泥沙顆粒較粗，3-5mm團(tuán)聚體侵蝕泥沙顆粒較細(xì)，由此指出侵蝕泥沙粒徑分布能夠表征徑流選擇性搬運(yùn)規(guī)律及其挾沙能力的變化等；盧嘉等(2016)基于室內(nèi)模擬降雨試驗(yàn)，研究降雨過程中坡面土壤團(tuán)聚體流失特征及其破碎機(jī)制，指出含沙量最大值出現(xiàn)在降雨初期，土壤團(tuán)聚體流失以0.25mm粒徑為主。

綜上可見，現(xiàn)有技術(shù)還存在下屬缺陷：(1)現(xiàn)有技術(shù)多探究次降雨前后土壤顆粒或團(tuán)聚體的總體變化特征，對侵蝕過程中不同粒級(jí)泥沙變化的分析不足。(2)現(xiàn)有技術(shù)多基于室內(nèi)試驗(yàn)土槽開展試驗(yàn)，難以保證試驗(yàn)土壤的原狀特性，且受土槽規(guī)格及人工模擬降雨試驗(yàn)覆蓋范圍所限，使得模擬試驗(yàn)結(jié)果與野外原位試驗(yàn)結(jié)果存在一定差異。(3)現(xiàn)有技術(shù)多將土壤顆粒和團(tuán)聚體分離進(jìn)行研究，但是，侵蝕泥沙通常由不同粒徑土壤顆粒和團(tuán)聚體共同組成，所以應(yīng)將二者合并，綜合分析其流失過程。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種研究徑流沖刷條件下土壤顆粒及團(tuán)聚體流失過程的方法，旨在基于野外原位坡耕地，采用連續(xù)徑流沖刷的方法，定量表征不同粒級(jí)土壤顆粒及團(tuán)聚體的流失比例、分析各粒級(jí)土壤顆粒和團(tuán)聚體隨時(shí)間的過程性變化特征，以期深化土壤侵蝕機(jī)理研究，為坡耕地水土流失防治提供科學(xué)依據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種研究徑流沖刷條件下土壤顆粒及團(tuán)聚體流失過程的方法，包括以下步驟：

(1)選取研究樣地；

(2)建造徑流小區(qū)：在已選取的研究樣地上，根據(jù)研究目的和經(jīng)費(fèi)情況，修建徑流小區(qū)；完備的徑流小區(qū)包括邊埂、邊埂圍成的小區(qū)、集流槽、徑流泥沙收集裝置、保護(hù)帶及排水系統(tǒng)；

(3)安裝穩(wěn)流箱：穩(wěn)流箱寬度與徑流小區(qū)相同；

(4)測定基本指標(biāo)：試驗(yàn)開始前，測定土壤含水量、土壤容重、土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤機(jī)械組成以及不同粒級(jí)試驗(yàn)土壤顆粒及團(tuán)聚體含量；

(5)率定徑流流量：依據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的徑流流量，通過調(diào)節(jié)穩(wěn)流箱閥門，測定并調(diào)節(jié)實(shí)際徑流流量，當(dāng)二者的差值小于5％時(shí)即可開展正式徑流沖刷試驗(yàn)；