东北复合侵蚀及理化性质对坡面水土保持措施配置的响应

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东北黑土区土壤侵蚀发生过程复杂,春季融雪侵蚀后又受夏季降雨侵蚀,其侵蚀形式叠加,侵蚀营力多样,已被列为急需治理的三大侵蚀区之一。已有部分区域采取各种水土保持措施防治坡耕地土壤侵蚀。在各学者研究中,对春季解冻期与夏季降雨期两个时期综合影响下水土保持措施对坡耕地坡面土壤侵蚀状况鲜有研究。由于东北漫川漫岗区的坡耕地水土保持措施主要以横垄、地埂植物带、水平梯田为主,且措施多布设在坡面上方或下方,因此本文选取三个坡面作为研究对象,分别为:水土保持措施上方布设坡面(MUS)、水土保持措施下方布设坡面(MBS)和无措施对照坡面(CK)。基于野外观测、室内试验、137Cs示踪技术和GIS空间技术相结合的方法,研究了不同水土保持措施布设对坡面土壤容重、有机质、团聚体及土壤侵蚀速率的影响。得出以下研究结论:(1)分析了不同水土保持措施布设坡面对土壤侵蚀速率影响。三个坡面平均侵蚀速率分别为1101t km-2 a-1(MBS),937t km-2 a-1(MUS),3866t km-2 a-1(CK),三个坡面均以侵蚀为主,但两个有水土保持措施的坡面平均土壤流失速率均远低于无措施坡面。两个有措施坡面相比,MUS坡面的平均土壤流失速率低于MBS,且MUS变异系数小于MBS。(2)研究了不同水土保持措施布设对坡面土壤理化性质的影响。在土壤容重方面,水土保持措施在春季解冻期后再经历夏季降雨侵蚀情况下改变坡面土壤容重方面效果不明显。在土壤有机质方面,水土保持措施的布设能够明显减少坡面土壤有机质下降,从而减少坡面养分流失,并使土壤有机质均匀分布;通过Kriging插值图有措施坡面的有机质含量空间变化更为均匀。在土壤团聚体方面,与无措施坡面相比,有水土保持措施布设坡面在经过春季解冻期后再经历夏季降雨期,>0.2mm团聚体含量变化较CK相比更为稳定。两个有措施布设的坡面中,措施在下布设的坡面与措施在上方布设的坡面相比,>0.2mm团聚体含量在垂直运动中更加具有规律性。三个坡面夏季降雨期的土壤团聚体稳定性好于春季解冻期,措施在下布设坡面的土壤团聚体稳定性好于措施在上布设坡面。(3)研究了不同坡面土壤有机质与团聚体对土壤侵蚀速率的响应。各坡面总体呈土壤侵蚀速率越大,土壤有机质含量越低的趋势。但在土壤团聚体的变化中,各坡面土壤侵蚀速率与>0.2mm团聚体含量并无明显规律。
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