紅壤坡地水力侵蝕下土壤有機(jī)碳遷移分布規(guī)律及流失過程模擬研究.pdf

1、土壤侵蝕是我國(guó)嚴(yán)重的環(huán)境問題之一，它不僅引起水土流失，造成土壤養(yǎng)分含量減少，導(dǎo)致土地生產(chǎn)力下降，使土地資源遭受嚴(yán)重破壞，而且由其引起的土壤有機(jī)碳(soil organic carbon，SOC)遷移流失，對(duì)SOC固定和區(qū)域碳循環(huán)產(chǎn)生極大影響，進(jìn)而改變?nèi)驓夂驙顩r。南方紅壤丘陵區(qū)是水力侵蝕嚴(yán)重的地區(qū)，由土壤侵蝕造成的SOC遷移再分布是生態(tài)環(huán)境研究的熱點(diǎn)問題。本研究通過在2m（寬）×5m（長(zhǎng)）野外徑流小區(qū)進(jìn)行的模擬降雨試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，試驗(yàn)共設(shè)

2、計(jì)6場(chǎng)降雨，翻耕4場(chǎng)降雨（100，80，40和30mm/h），免耕2場(chǎng)降雨(80和30mm/h)，分析小區(qū)尺度水力侵蝕影響下徑流、泥沙、SOC遷移流失特征及其相互之間的關(guān)系和降雨前后SOC坡面與剖面分布差異，以探究水力侵蝕對(duì)SOC遷移再分布的影響，同時(shí)結(jié)合坡面輸沙模型與SOC流失計(jì)算理論對(duì)SOC流失過程進(jìn)行模擬。研究結(jié)果表明:
　　(1)模擬降雨后，表層SOC坡面分布格局發(fā)生了顯著變化，坡中SOC含量減少，坡下SOC含量增加。同時(shí)

3、，水力侵蝕改變SOC的剖面分布格局，SOC發(fā)生垂向遷移，表層0～20cm SOC含量減少，深層20～40cm SOC含量增加。雨強(qiáng)和耕作方式影響SOC的再分布，雨強(qiáng)越大，SOC再分布越顯著。翻耕方式下SOC再分布比免耕方式下明顯。
　　(2)坡面產(chǎn)流過程對(duì)泥沙態(tài)有機(jī)碳流失過程具有明顯影響，除大雨強(qiáng)條件下泥沙態(tài)有機(jī)碳流失速率在10～30min呈現(xiàn)短時(shí)間峰值外，各徑流小區(qū)泥沙態(tài)有機(jī)碳流失過程與坡面產(chǎn)流過程總體變化趨勢(shì)基本一致，均表現(xiàn)為

4、產(chǎn)流開始后，其流失率隨降雨歷時(shí)延長(zhǎng)而增加，而后逐步趨于平穩(wěn)，但坡面產(chǎn)流過程對(duì)徑流有機(jī)碳流失過程無明顯影響;坡面徑流率大小影響SOC流失，坡面徑流率變化能解釋80％SOC流失的變化，坡面徑流率與SOC流失呈線性正相關(guān)關(guān)系，且坡面徑流率對(duì)泥沙態(tài)有機(jī)碳流失的影響比其對(duì)徑流有機(jī)碳流失的影響更明顯。泥沙態(tài)有機(jī)碳含量與泥沙流失量之間呈顯著立方擬合關(guān)系（除大雨強(qiáng)翻耕與小雨強(qiáng)免耕）;泥沙態(tài)有機(jī)碳流失量與泥沙流失量呈顯著線性相關(guān)關(guān)系。
　　(3)坡