發(fā)布時(shí)間：2020-08-10 14:32

【摘要】：水土流失是黃土丘陵區(qū)主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,降雨是水土流失的驅(qū)動(dòng)因素,雨強(qiáng)顯著影響坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙。20世紀(jì)末以來(lái),生物結(jié)皮在黃土丘陵區(qū)退耕地廣泛發(fā)育,顯著影響坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙。關(guān)注黃土丘陵區(qū)生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙對(duì)雨強(qiáng)的響應(yīng)規(guī)律具有重要的科學(xué)意義與現(xiàn)實(shí)意義。為此,本文通過(guò)室內(nèi)與野外模擬降雨試驗(yàn),研究了不同蓋度、不同類(lèi)型的生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙對(duì)雨強(qiáng)的響應(yīng),并對(duì)室內(nèi)與野外生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙對(duì)雨強(qiáng)的響應(yīng)進(jìn)行了比較,解析了雨強(qiáng)對(duì)生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響機(jī)理。旨在明確生物結(jié)皮抗侵蝕隨雨強(qiáng)的變化及其與生物結(jié)皮類(lèi)型與蓋度的關(guān)系,為生物結(jié)皮因子加入土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型提供理論支持,研究取得以下主要結(jié)果:(一)降雨是生物結(jié)皮坡面水土流失的驅(qū)動(dòng)因素,雨強(qiáng)顯著影響生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙。雨強(qiáng)顯著影響完整生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙。雨強(qiáng)為0.83、1.17、1.50、2.00、2.50 mm min-1,相對(duì)于裸土坡面,室內(nèi)完整生物結(jié)皮分別減少了78.44%,69.01%,66.78%,49.93%,20.71%的徑流量,相對(duì)于裸土坡面,室內(nèi)完整生物結(jié)皮分別減少了89.99%,95.20%,94.94%,77.13%,77.03%的產(chǎn)沙量,生物結(jié)皮抑制坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的作用隨著雨強(qiáng)的增加降低,抑制產(chǎn)沙作用強(qiáng)于抑制產(chǎn)流。野外完整生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過(guò)程與室內(nèi)相似,皆在降雨20 min左右后進(jìn)入平穩(wěn)狀態(tài)。生物結(jié)皮坡面可顯著提高黃土高原侵蝕性暴雨標(biāo)準(zhǔn),完整生物結(jié)皮坡面侵蝕性暴雨標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)1.50 mm min-1以上。完整生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流閾值為0.71 mm min-1,拐點(diǎn)值為1.74 mm min-1。雨強(qiáng)顯著影響不同蓋度與類(lèi)型生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙,坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙與生物結(jié)皮蓋度與類(lèi)型有關(guān)。生物結(jié)皮覆蓋度為60%時(shí),當(dāng)雨強(qiáng)從1.50 mm min-1增至2.00 mm min-1,徑流強(qiáng)度從0.342 mm min-1增至0.835 mm min-1,產(chǎn)沙速率從4.409 g m-2 min-1增至30.106 g m-2 min-1,雨強(qiáng)對(duì)60%蓋度生物結(jié)皮坡面徑流強(qiáng)度與產(chǎn)沙速率開(kāi)始顯著性影響的拐點(diǎn)值≥1.50 mm min-1。20%蓋度的生物結(jié)皮坡面徑流強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的拐點(diǎn)值≤1.17 mm mm-1。生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙對(duì)應(yīng)的拐點(diǎn)值隨著蓋度的增加而增加。覆蓋度相對(duì)一致的生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙與雨強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系可由對(duì)數(shù)函數(shù)來(lái)表示。生物結(jié)皮蓋度對(duì)坡面產(chǎn)沙的影響具有階段性。一定雨強(qiáng)下,生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙與生物結(jié)皮蓋度的統(tǒng)計(jì)關(guān)系可由對(duì)數(shù)函數(shù)來(lái)表示。(二)雨強(qiáng)對(duì)坡面產(chǎn)沙的影響主要通過(guò)產(chǎn)流所致,對(duì)坡面產(chǎn)流的作用大于生物結(jié)皮的覆蓋作用。生物結(jié)皮對(duì)坡面產(chǎn)流的作用主要是由于粗糙度差異引起的,但生物結(jié)皮坡面產(chǎn)流對(duì)雨強(qiáng)的響應(yīng)規(guī)律主要由蘚結(jié)皮造成。生物結(jié)皮對(duì)坡面產(chǎn)沙的影響主要受到生物結(jié)皮蓋度與類(lèi)型的影響,不同雨強(qiáng)下蘚結(jié)皮抗侵蝕作用顯著大于藻結(jié)皮,生物結(jié)皮抗侵蝕作用主要通過(guò)蘚結(jié)皮覆蓋作用實(shí)現(xiàn)。當(dāng)雨強(qiáng)≤1.50 mm min-1,生物結(jié)皮對(duì)坡面產(chǎn)沙的作用大于雨強(qiáng),反之,小于雨強(qiáng)。在不同雨強(qiáng)下,生物結(jié)皮對(duì)坡面徑流含沙量的影響大于雨強(qiáng),主要受到蘚結(jié)皮的影響。在極限雨強(qiáng)事件(雨強(qiáng)介于2.00-2.50 mm min-1),生物結(jié)皮顯著抑制坡面產(chǎn)沙。(三)不同蓋度生物結(jié)皮坡面產(chǎn)沙速率與徑流強(qiáng)度的線性關(guān)系中,斜率越小,抗侵蝕性越大;不同類(lèi)型的生物結(jié)皮可用生物結(jié)皮產(chǎn)沙速率與徑流強(qiáng)度的線性關(guān)系中,截距越小,抗侵蝕性越大。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S157.1

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本文編號(hào)：2788206