改良土壤防止土壤侵蚀效应.doc

第二章 改良土壤、防止土壤侵蚀效应 第一节 对水蚀因素的控制作用 第二节 林木根系固持土体作用 水土流失强度与特点 ?黄土高原：沟壑密度4－6/km2 ? ≥1000t/km2.a 轻度侵蚀 ? ≥10000t/km2.a 极强烈侵蚀轻度侵蚀 ? 最高:66400 t/km2.a 42mm/a ?南方：≥ 1000t/km2.a 强烈侵蚀 水土保持林－控制土壤侵蚀的重要生物措施 庞大的根系固持、网络、改良土壤； 枯枝落叶层消灭降雨动能，拦截、过滤、分散径流； 树干对土体的支撑； 林冠及地被物对降雨的拦截； 土壤较高的渗蓄能力； 生物小循环对土壤理化性质的改良。 生物措施的特点 从根本上改善生态环境条件； 控制侵蚀的效益随林龄的增加而增加； 具有相当的生产能力； 费用相对比较低； 只有坡面得到防护，工程措施的效益才会发挥出来。 第一节 对水蚀因素的控制作用 一、水蚀因素 二、对降雨动能的影响 三、对径流侵蚀的影响 四、对土壤抗蚀性的影响 五、控制侵蚀的效果 水蚀的定义* 是由于雨水降落在地面并以径流形式离开地面时，经过水的分散和搬运而造成的一种土壤侵蚀。与风蚀、重力侵蚀并称为土壤侵蚀。 引起土壤水蚀的基本动力 降雨雨滴打击地表土壤颗粒促使其结构分散的雨滴动能； 剥蚀地表土壤颗粒同时搬动已分散的土粒到沉积区的地表径流的切应力和搬运力。 一 、水蚀因素 降雨：降雨动能、径流动能； 土壤：土壤抗蚀力（分散与悬浮能力）； 地貌：坡度、坡长、凸、凹； 地质：风化能力； 植被：类型、覆盖度、发育状况。 二、对降雨动能的影响 1.雨强变化 （IcC）PC 林内 I内 林外I外 （Ic=C〕PC 林内 I内 = 林外I外 林内 I 分布不均，林外分布均匀 2.雨滴大小组成变化 雨滴中径D50：*在一次降雨中以该直径为界，大于这一直径的雨滴的总体积，等于小于这一直径的雨滴的总体积。 雨滴分布表达式： d－雨滴直径；a 、n －参数，雨强的函数 林内与林外雨滴组成的差异 林外 D50与I关系密切，成正变关系； 黄土高原 a=3.58I 0.25 n=2.44I-0.06； D50受雨型影响大。 林内 D50与林内降雨I关系不密切； 黄土高原a=2.51,n=2.61 雨滴直径分布范围比林外大； 林内D503.5mm,林外D50 0.74－2.11mm； 极大、极小的雨滴。 3.动能 E=1/2mv2 m→体积→直径d, m=f(d), m=π/6.d3.ρ V→降落高度h, v=f(h) ,v=gt E=f(d,h) 终点速度Vk 雨滴在降落过程中，重力和空气阻力达到平衡时雨滴所具有的最大速度。 林冠高度＞8～9米时，可达到Vk； 林冠高度＜8～9米时，达不到Vk。 林内外降雨动能差别 林内 单位毫米降雨的雨滴动能与雨强关系不密切； 赤松林1－200mm/hr, 26.8 J/m2.mm。 雨滴组成、分布、林冠高度、终点速度一定。 林外 单位毫米降雨的雨滴动能与雨强关系密切。 E=A+blnI 小结 林冠是否可以起到消能的作用，决定于林冠的特性与高度； 在林冠截留未饱和时可以起到一定的消能作用； 一般在高强度降雨时可以起到消能作用，在低强度降雨时作用有限； 当林冠高度达到8－9m以上时，V Vk； 水土保持林配置：复层结构，垂直郁闭度、降低林分高度，保护枯枝落叶层。 三、对径流侵蚀的影响 水流的作用：推离、悬移、摩擦 侵 蚀 过 程 ：击溅、分散、迁移 侵 蚀 发 展 ：溅蚀、面蚀、细沟、沟蚀 径流的侵蚀力；搬运泥沙能力；对底层土壤的切应力；植被的影响 对径流流速的影响：地表粗糙度、单宽流量 对径流流量的影响：截留、入渗 对地表结皮的影响：枯枝落叶 四、对土壤抗蚀性的影响 土壤的抗蚀性指标 侵蚀率: DR－土壤分散率 ME－水分当量 Col－土壤胶体含量 土壤可蚀性： d’－大于0.05mm颗粒与其在Nacl中分散后的部分之比 h’－大于0.25mm团粒在100mm/min 的水流中冲1h后的含量 土壤侵蚀系数： Wb－土壤样本总重量 Wa－样本被侵蚀后的残留量 t－侵蚀发生的时间 作用 影响因子： 土壤性质、植被状况；水稳性团聚体的数量、粒径大小；有机质含量；生物活性及分泌物多少；根毛的数量；土壤质地。 五、控制土壤侵蚀的效果 结构合理、配置得当、保护良好的林地、基本或完全中止土壤侵蚀过程。 通用流失方程式A=RKLSCP R－降雨因子；K－土壤因子；L－坡长因子；