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黄土坡面侵蚀及养分流失过程受多方面因素的影响,其研究涉及水文学、水力学和土壤学等多种学科。本文以黄土沟壑区的多年撂荒地为研究对象,通过野外径流冲刷试验,进一步分析研究不同调控措施对坡面流的水动力学特性和土壤结构的影响,其结果对于黄土高原地区生态环境建设具有重要意义。文章采取试验研究与理论分析相结合的方法进行研究,得出如下主要结论: (1)植被是影响土壤侵蚀及养分流失的重要的下垫面因素之一。分析各覆盖下坡面径流中Br-浓度和Br-流失量,得出植被覆盖对土壤溶质向地表径流的传递有滞留作用,植被覆盖对土壤溶质迁移的影响比较复杂。对试验区而言,三叶草的水土保持效果最优。 (2)相同覆盖度下,碎石类型不同对减水减沙效果不同。底面积小的减水效果大,减沙效果小,而底面积大的碎石减沙效果大,减水效果小,且对减少养分流失的效果好。底面积大的碎石对减少黄土坡面侵蚀和养分流失的效果明显,因此,碎石底面积在一定范围内效果较好。 (3)在黄土区撂荒地上增加植被和碎石覆盖,实质上是增加了撂荒地的平均糙率n,坡面汇流水流的平均流速会随之减小,导致坡面流各水力学参数有所变化。经分析,在流量和坡度相同的情况下,雷诺数Re和弗汝德数Fr越大,表明水流越不稳定,水流切应力越大,消耗的能量越大,所做的功就越多,产生的侵蚀就越强烈。 (4)不同天然腐殖酸用量处理下径流量和泥沙量均呈随天然腐殖酸用量的增加而减少的趋势。经分析,天然腐殖酸用量为500g/m2时,对防止土壤侵蚀和养分流失的效果最佳。总体考虑,不同浓度矿源黄腐酸和生化黄腐酸对黄土坡面土壤侵蚀及养分流失的影响,浓度为0.03%时效果最佳。 (5)与未施肥的CK相比,各个施肥处理对>0.25 mm粒级有增加的趋势,2~0.25 mm的水稳性团聚体增幅最明显。土壤水稳性团聚体平均重量直径与和>0.25 mm水稳性土壤团聚体含量之间均呈显著关系。>0.25 mm水稳性团聚体的含量越高,平均重量直径就越大,土壤团聚体水稳性也就越强,土壤结构就越稳定。各处理下有机质含量较CK有不同程度的增加,土壤有机质含量均与<0.002 mm粘粒含量和>2 mm水稳性团聚体含量呈相关关系。 (6)增施腐殖酸类肥料等有机肥措施,在补充土壤有机质和有效养分含量的同时,也能显著增加土壤中大团聚体的含量及其水稳性,改善土壤结构,提高土壤肥力,是改善土壤理化性状、培肥和确保作物高产稳产的有效途径。