东北黑土区论文黑土区坡耕地土壤侵蚀与养分流失过程的试验研究.doc

东北黑土区论文：黑土区坡耕地土壤侵蚀与养分流失过程的试验研究 【中文摘要】我国东北黑土区是世界上仅有的三大块黑土区之一。近年来由于自然因素的影响及人类长期不合理的生产活动使该地区土壤侵蚀严重,由此导致的土壤养分流失和生产力下降已严重影响到了我国的粮食安全。因此,防治土壤侵蚀,保护黑土这块宝贵的资源已迫在眉睫。为此,本论文以我国东北典型薄层黑土区（侵蚀严重区）为研究对象,基于野外原位人工模拟降雨试验,分析了降雨强度、降雨雨型及不同地表条件（翻耕裸露、秸秆覆盖）对典型薄层黑土区坡耕地土壤侵蚀和养分流失的影响,揭示了不同条件下坡耕地的土壤侵蚀过程和养分流失过程,主要研究结论如下:1.研究了不同降雨强度（30、60和90mm/h）对黑土区坡耕地土壤侵蚀及养分流失的影响。在次降雨事件下,坡耕地径流量随降雨强度的增大而增加;当降雨强度由30增加到60mm/h时,坡耕地侵蚀产沙量增加16.5倍。不同降雨强度条件下,径流中NO3-N、NH4-N和PO4-P的浓度均随降雨历时的延长而降低,并且养分浓度变化过程与降雨历时呈相关性很好的幂函数关系。试验条件下养分随地表径流流失损失是黑土区坡耕地养分损失的主要途径。2.分析了不同雨型（30-90-60mm/h-峰值型、60-30-90mm/h-延迟型和90-60-30mm/h-减弱型）对黑土区坡耕地土壤侵蚀以及养分流失的影响。坡面产流率和侵蚀率的变化趋势与雨型中雨强的变化趋势一致,而且雨强的突变对产流率和侵蚀率具有重要影响,三种雨型中径流总量的顺序为:延迟型减弱型峰值型,侵蚀产沙总量的顺序为:峰值型延迟型减弱型。不同雨型条件下,各降雨强度对坡面径流量、侵蚀产沙量的贡献率明显不同;坡面累积径流量和累积侵蚀量随降雨历时的延长而递增,但是增涨幅度不同。3.探究了雨型和降雨强度对养分流失的影响。相同雨型和下垫面条件下,黑土区坡耕地养分流失量随降雨强度的增大而增加。不同雨型同一时段内的养分流失量与该时段内的降雨强度呈正相关;坡耕地径流养分流失占总流失量的69.9%-76.3%,侵蚀泥沙养分的流失比例在23.6-30.1%之间。三种雨型相比,峰值型的养分流失总量最高,分别是延迟型和减弱型的3.16和3.27倍,说明施肥后短期的长历时降雨会加剧地表养分的流失。由于NO3-N、NH4-N和PO4-P随径流和侵蚀泥沙的流失,导致三者降雨后在土壤剖面中的含量均小于降雨前土壤中的含量。4.研究了不同秸秆覆盖量（低覆盖和高覆盖）对坡耕地土壤侵蚀及养分流失的影响。当秸秆覆盖量为2 kg/m2时,径流量和侵蚀量分别减少了87%的和99.86%;当秸秆覆盖量为4 kg/m2时,坡耕地无产流发生。低秸秆覆盖条件下,径流中的NO3-N和PO4-P的浓度分别是裸露休闲处理的5.52倍和4.25倍,但NO3-N和PO4-P流失总量与裸露休闲处理基本相同;低秸秆覆盖增加了泥沙中养分的含量,但泥沙中NO3-N和PO4-P流失量较裸露休闲处理分别减少了99.3%和99.6%。 【英文摘要】Northeast black soil plain is one of the three black soil regions in the world. Due to natural factors and human unreasonable production activities, soil erosion is a serious problem in this area, which has affected food security in our country. The objective of this study was to investigate the effects of rainfall intensities, rainfall patterns, mulch cover rate on sloping farmland black soil erosion and nutrient losses process under simulated rainfall experiments. The conclusions were as follows:1. With the rainfall intensity increase in rainfall event, the total runoff was increased, soil loss under 60 mm/h was 16.5 times higher than it under 30 mm/h, but soil loss decreased by 24% under 90 mm/h compared with it under 60 mm/h.