冻融作用对黑土坡面融雪、风力和降雨侵蚀的影响研究

作     者：赵娅君 郑粉莉 毋冰龙 潘勋成 郑润禾 赵录友 王雪松 莫帅豪 ZHAO Yajun;ZHENG Fenli;WU Binglong;PAN Xuncheng;ZHENG Runhe;ZHAO Luyou;WANG Xuesong;MO Shuaihao

作者机构：西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项(XDA28010201) 国家自然科学基金项目(42177326) 

出 版 物：《水土保持学报》 (Journal of Soil and Water Conservation)

年 卷 期：2024年第38卷第4期

页      码：63-71页

摘      要：[目的]研究冻融作用对东北黑土区坡面土壤侵蚀的影响,可加深对黑土坡面侵蚀过程机理的认识,并为区域侵蚀治理提供重要科学依据。[方法]以东北黑土区单一侵蚀营力驱动的融雪、风力和降雨侵蚀为对照,通过设计冻融-融雪、冻融-风力、冻融-降雨双侵蚀营力叠加的模拟试验,分析冻融作用对坡面融雪、风力和降雨侵蚀的影响。试验处理包括1次冻融作用、2个融雪径流量(1,2 L/min)、1个风速(12 m/s),1个降雨强度(100 mm/h)和1个坡度(3°)。[结果](1)冻融作用显著增加坡面融雪、风力和降雨侵蚀量(p<0.05)。与无冻融作用相比,1次冻融作用使坡面融雪侵蚀在1,2 L/min融雪径流下分别增加2042.9%和777.9%,使风蚀量和降雨侵蚀量分别增加118.0%和74.9%。(2)冻融作用对坡面水蚀(融雪和降雨侵蚀)过程的影响大于对径流过程的影响,且加剧坡面侵蚀过程,使坡面侵蚀活跃期历时增长和侵蚀强度增加;冻融作用也使风力侵蚀的输沙高度增加30%,各高度风蚀输沙量均增加50%以上。(3)冻融作用降低土壤抗侵蚀能力,其使表层土壤密度、土壤抗剪强度、土壤硬度分别显著减小2.5%,22.6%,15.0%。同时,冻融作用使水蚀过程中的坡面水流流速平均增加13.6%~25.0%,水流剪切力平均增加2.3%~81.9%,而阻力系数减小1.6%~20.6%,进而加剧坡面侵蚀过程。[结论]冻融作用改变侵蚀动力与阻力关系,加剧坡面融雪、风力和降雨侵蚀过程。

主 题 词：冻融作用 融雪侵蚀 风力侵蚀 降雨侵蚀 东北黑土区 

学科分类：082802[082802] 090707[090707] 0907[农学-草药学] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 09[农学] 0815[工学-矿业类] 

核心收录：

D　O　I：10.13870/j.cnki.stbcxb.2024.04.003

馆 藏 号：203128741...