坡面植被格局對水土流失影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本研究采用野外試驗(yàn)和室內(nèi)分析相結(jié)合的方法,以黃土高原地區(qū)天然草地植被為研究對象,研究坡面植被格局對土壤侵蝕的影響。通過對植被格局的空間結(jié)構(gòu)、破碎度和異質(zhì)性等分析,分別進(jìn)行了聚集結(jié)構(gòu)(坡頂、坡中、坡底)、帶狀結(jié)構(gòu)、隨機(jī)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)等多種格局的模擬降雨實(shí)驗(yàn)和徑流沖刷實(shí)驗(yàn)。通過研究得到以下主要結(jié)論和認(rèn)識:1、模擬降雨條件下,相同植被面積不同植被格局對坡面土壤侵蝕的影響不同。幾種實(shí)驗(yàn)格局的模擬降雨實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨機(jī)格局坡面累積入滲量最大,其對

2、坡面的減流作用最好;坡底聚集格局對坡面的減沙作用最好。三種雨強(qiáng),五種坡面植被格局的平均入滲率和累積入滲量大小順序?yàn)?隨機(jī)格局>帶狀格局>坡中聚集>坡底聚集>坡頂聚集。實(shí)驗(yàn)條件下各種植被格局的坡面都在十分鐘內(nèi)達(dá)到穩(wěn)滲,穩(wěn)滲率在0.5mm/min左右。五種植被格局的坡面出流時(shí)間大小順序?yàn)?坡底聚集>隨機(jī)格局>帶

3、狀格局>坡頂聚集>坡中聚集。隨著雨強(qiáng)的增大,各種植被格局下坡面出流時(shí)間都呈現(xiàn)縮短趨勢。五種不同植被格局的累積產(chǎn)流量大小順序?yàn)?坡頂聚集>坡底聚集>坡中聚集>帶狀格局>隨機(jī)格局。五種植被格局坡面累積產(chǎn)沙量大小順序?yàn)?帶狀格局>坡中聚集>坡頂聚集&gt

4、;隨機(jī)格局>坡底聚集。五種植被格局坡面平均含沙量大小順序?yàn)?帶狀格局>坡中聚集>坡頂聚集>隨機(jī)格局>坡底聚集。坡面降雨實(shí)驗(yàn)的徑流含沙量變化過程表明,各種植被格局的坡面流含沙量隨時(shí)間的變化都呈緩慢下降趨勢。2、不同植被格局在不同放水流量下的減流減沙作用不同。坡面放水實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在16L/min的流量下,坡頂聚集格局和坡中聚集格局

5、的植被坡面產(chǎn)流量最小。在20L/min和24L/min流量下,坡中聚集格局和網(wǎng)格格局的植被坡面產(chǎn)流量最小,總體上看,坡底聚集格局和隨機(jī)格局的坡面產(chǎn)流量相對較大。實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果分析表明,五種不同植被格局的坡面產(chǎn)沙量在沖刷流量上存在臨界值。在16L/min流量下,坡底聚集格局的坡面產(chǎn)沙量最小。在20L/min和24L/min流量下,網(wǎng)格格局的坡面產(chǎn)沙量最小。3、植被的減流減沙能力隨坡面植被面積的減少而減少,并存在突變點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:植被對坡

6、面水土保持的作用除了與雨強(qiáng)、流量有關(guān)以外,還與坡面植被的分布位置有密切關(guān)系。降雨實(shí)驗(yàn)條件下,相同面積的植被位于坡面底部時(shí),其減流減沙作用都大于植被位于坡面頂部的情況。沖刷實(shí)驗(yàn)條件下,當(dāng)植被位于坡面底部時(shí),植被對坡面中上部的徑流沒有起到減緩流速減小流量的作用,因此對上方來水的坡面產(chǎn)流量的攔蓄作用弱于植被位于坡頂?shù)那闆r。植被的減流減沙作用并不是隨著植被面積的減少一致減弱的,而是存在突變點(diǎn)。坡頂聚集格局的植被減流減沙作用的面積突變點(diǎn)隨著雨強(qiáng)的

7、增大而增大。坡底聚集格局的植被減流減沙作用的面積突變點(diǎn)基本上穩(wěn)定在60％~80%。4、景觀異質(zhì)性對坡面產(chǎn)流影響不大,但對坡面產(chǎn)沙影響較大。無論是草地景觀中的裸地斑塊還是裸地中的草地斑塊,它們對坡面產(chǎn)流的影響程度均小于10%。但是草地景觀中的裸地斑塊,它們使坡面產(chǎn)沙量比無裸地斑塊時(shí)增加1~6倍。裸地景觀中的草地斑塊,它們也使坡面產(chǎn)沙量比無草地斑塊時(shí)減少10.33%~36.25%。5、坡面植被破碎度對坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的作用效果差異大。在小雨強(qiáng)下