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电解质添加对南亚热带赤红壤团聚体稳定性的影响

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中国水土保持科学 2024年第2期22卷 115-123页

作者：肖雁韦慧马占龙冷暖邓羽松广西大学林学院南宁530004 广西森林生态与保育重点实验室南宁530004

为探究外源电解质添加对南亚热带土壤团聚体稳定性的影响,以砂页岩和花岗岩2种母质发育的赤红壤为研究对象,以0、0.05、0.10、0.20、0.50和1.00 mol/L的NaCl、KCl、MgCl_(2)、CaCl_(2)溶液为介质,采用Le Bissonnais法的3种方式(快速润... 详细信息

为探究外源电解质添加对南亚热带土壤团聚体稳定性的影响,以砂页岩和花岗岩2种母质发育的赤红壤为研究对象,以0、0.05、0.10、0.20、0.50和1.00 mol/L的NaCl、KCl、MgCl_(2)、CaCl_(2)溶液为介质,采用Le Bissonnais法的3种方式(快速润湿、慢速润湿和预润湿振荡)对>3.00~5.00 mm的团聚体进行处理。结果表明:1)随着电解质浓度浓度的升高,快速湿润、慢速湿润、预湿润振荡处理下的团聚体平均质量直径(MWD)均呈现出下降的趋势。MWD值在电解质浓度从0增加到0.10 mol/L的过程中快速下降,其后逐渐趋于平缓;2)电解质浓度的增大改变了团聚体的粒径分布。随着电解质浓度的升高,2种土壤团聚体>3.00~5.00 mm的粒径质量分数均降低;3)在静水条件下,团聚体稳定度在浸没于溶液中前2 min内发生剧烈变化,相较于电解质溶液,团聚体在纯水中更稳定;4)不同破碎机制下2种土壤团聚体稳定性不同。消散作用和非均匀膨胀作用下,花岗岩赤红壤团聚体的稳定性较高,机械破碎作用下相反。从相对消散指数和相对机械破碎指数来看,2种团聚体均对消散作用更加敏感。该结果表明,外源电解质添加会降低团聚体的稳定性,改变团聚体粒径分布。浸没于溶液中短时间内土壤团聚体稳定性可发生较大改变。

关键词：团聚体稳定性 Le Bissonnais法电解质赤红壤

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桂东南花岗岩红壤区典型崩岗剖面风化强度对理化特性的影响

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水土保持学报 2024年第4期 122-131+142页

作者：谢福倩韦真茜廖达兰段晓倩邓羽松广西大学林学院广西壮族自治区水土保持监测站广西大学农学院

[目的]花岗岩红壤剖面风化强度与崩岗形成密切相关，促进崩岗侵蚀的发育和扩张，研究风化强度和理化特性对崩岗的作用机理，可为花岗岩崩岗科学防治提供理论依据。[方法]选取花岗岩红壤区典型崩岗剖面为研究对象，测定不同土层的常量氧... 详细信息

[目的]花岗岩红壤剖面风化强度与崩岗形成密切相关，促进崩岗侵蚀的发育和扩张，研究风化强度和理化特性对崩岗的作用机理，可为花岗岩崩岗科学防治提供理论依据。[方法]选取花岗岩红壤区典型崩岗剖面为研究对象，测定不同土层的常量氧化物含量和土壤理化性质，分析花岗岩红壤风化强度对理化特性的影响。[结果]（1）土壤剖面常量氧化物组成以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主，花岗岩风化壳表现出脱硅富铁铝化过程，风化强度随土壤剖面深度增加而降低，处于高等风化阶段。（2）土壤剖面的理化性质具有异质性。表层有机质、阳离子交换量、黏粒含量和饱和导水率高，黏结性和持水性强；下层砂粒含量高，结构松散，透水性强。（3）相关性和通径分析结果表明，风化强度与非毛管孔隙度、有机质、阳离子交换量、黏粒含量、饱和导水率、界限含水率呈正相关，Fe2O3对黏粒含量、砂粒含量和界限含水率的综合决定性能力最强。（4）表层风化强度高，黏粒比例高，对水的吸附能力强，土壤颗粒间的胶结作用强，土体稳定性好。下层风化强度低，胶结物质含量和界限含水率低，土体抗蚀性差，当土体暴露或者水蚀的条件下，容易崩塌形成崩岗。[结论]土壤剖面风化强度对理化特性产生影响，是促进崩岗形成的重要影响因素。

关键词：崩岗风化强度氧化物理化特性花岗岩红壤

花岗岩红壤坡面沟头高度对沟床跌穴发育过程的影响

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水土保持学报 2024年第3期38卷 1-11页

作者：王建羽林哲廖达兰段晓倩邓羽松广西大学林学院南宁530004 广西大学农学院南宁530004

[目的]为明确花岗岩红壤坡面沟头溯源侵蚀的关键过程及形成机制。[方法]通过设定5个沟头高度(25,50,75,100,125 cm)研究花岗岩红壤坡面沟床跌穴发育过程。[结果](1)随沟头高度增加,沟床径流雷诺数、径流剪切力、径流功率和射流参数(触... 详细信息

[目的]为明确花岗岩红壤坡面沟头溯源侵蚀的关键过程及形成机制。[方法]通过设定5个沟头高度(25,50,75,100,125 cm)研究花岗岩红壤坡面沟床跌穴发育过程。[结果](1)随沟头高度增加,沟床径流雷诺数、径流剪切力、径流功率和射流参数(触底流速、射流剪切应力、瞬时动能、跌穴径流能耗)均表现为增加趋势。(2)红土层沟床形成“V”形跌穴,随流量增加跌穴形态变化增大,但只形成面积较小的跌穴。而砂土层在冲刷过程中,沟床跌穴发育较为明显,当流量增大到120 L/min后,沟床破碎化程度增加,跌穴轮廓逐渐清晰,横截面积增大。(3)通过随机森林算法和沙普利值构建并表征模型各参数的关系,红土层沟床径流的弗罗德数、径流功率、水平出射动能、雷诺数与横截面积呈负相关;砂土层沟床径流的弗罗德数和跌穴径流能耗与横截面积呈负相关。沟床跌穴侵蚀程度可用随机森林算法构建模型预测(LCCC=1.02,R_(adjusted)^(2)=0.876和0.868)。[结论]研究结果可为揭示沟头溯源侵蚀机理和沟蚀防治提供理论依据。

关键词：花岗岩红壤沟床跌穴水力参数形态演变

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猪场沼液还田对土壤和植物重金属含量的影响

热带农业科学 2024年第2期44卷 64-72页

作者：徐晓楠王一佩杨钙仁刘炳妤邓羽松黄钰涵广西大学林学院广西南宁530004 中国科学院科技创新发展中心北京100190 广西森林生态与保育重点实验室广西南宁530004

还田消纳是猪场沼液资源化利用的主要方式。由于沼液中含有多种金属元素,过量浇灌会引发土壤重金属污染。目前,关于猪场沼液对耕地土壤和植物重金属污染特征的影响及其影响因子的研究还不够深入。在广西生猪养殖区,选取了4种不同耕地利... 详细信息

还田消纳是猪场沼液资源化利用的主要方式。由于沼液中含有多种金属元素,过量浇灌会引发土壤重金属污染。目前,关于猪场沼液对耕地土壤和植物重金属污染特征的影响及其影响因子的研究还不够深入。在广西生猪养殖区,选取了4种不同耕地利用类型(叶菜类、果树类、饲草类、药草类)和14个样地,就不同沼液浇灌强度对土壤与植物重金属的影响规律及其影响因子进行研究。结果表明:在14个样地0~40 cm表层土壤中,重金属Cu、Zn、Cd的输入强度最大,且其含量和土壤pH变化和与沼液浇灌总量呈显著(p<0.05)正相关;在4种耕地类型中,杂交象草和空心菜的可食用部分Cu、Zn、Cd、Pb、Cr含量与沼液浇灌总量呈显著正相关;在沼液还田中,由于Cu、Zn的输入强度大,而植物对其的富集系数又较低,因此土壤中Cu、Zn积累较快;浇灌沼液对叶菜类和果树类的主要污染风险是Pb和Cd,而对杂交象草的污染风险较小。

关键词：猪场沼液还田土壤植物重金属含量

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南方崩岗侵蚀区崩壁龛穴发育特征与稳定性初探

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水土保持学报 2023年第3期37卷 60-65页

作者：何玲邓羽松广西大学林学院南宁530004

南方花岗岩崩岗侵蚀区崩壁常见形似内凹洞的特殊地貌(龛穴),该地貌的发育可引起崩壁失稳并扩大崩岗侵蚀范围。通过刻画龛穴形态演变过程,研究龛穴发生的物质条件与驱动因素,并结合力矩分析方法构建力学模型评价崩壁及龛穴稳定性。研究表... 详细信息

南方花岗岩崩岗侵蚀区崩壁常见形似内凹洞的特殊地貌(龛穴),该地貌的发育可引起崩壁失稳并扩大崩岗侵蚀范围。通过刻画龛穴形态演变过程,研究龛穴发生的物质条件与驱动因素,并结合力矩分析方法构建力学模型评价崩壁及龛穴稳定性。研究表明:龛穴形态演变经历“雏形—发育—形成”3个过程,剖面土层异质性是龛穴发育的基础条件,水力与重力作为外部因素共同作用驱动龛穴发育。龛穴稳定性随其高度增加、角度减小而降低。龛穴的发育可能是崩岗溯源侵蚀启动的标志,遏制龛穴形成有利于提高崩壁稳定性,研究结果为崩岗侵蚀治理提供理论依据。

关键词：崩岗侵蚀崩壁龛穴土体稳定性

白云岩坡地土壤流失空间分布特征及关键影响因子

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应用生态学报 2023年第2期34卷 377-386页

作者：蒙清梅付智勇邓羽松陈洪松广西大学林学院南宁530004 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站广西环江547100

本研究选择典型白云岩坡地,在上、中、下坡各设置3个土壤流失监测微区(投影长2 m、宽1.2 m),连续观测2个水文年(2020—2021年),分析土壤流失量的动态变化及其关键影响因子。结果表明:白云岩坡地不同坡位的土壤流失量依次为下坡半淋溶土(... 详细信息

本研究选择典型白云岩坡地,在上、中、下坡各设置3个土壤流失监测微区(投影长2 m、宽1.2 m),连续观测2个水文年(2020—2021年),分析土壤流失量的动态变化及其关键影响因子。结果表明:白云岩坡地不同坡位的土壤流失量依次为下坡半淋溶土(386 g·m^(-2)·a^(-1))>中坡始成土(77 g·m^(-2)·a^(-1))>上坡新成土(48 g·m^(-2)·a^(-1))。沿坡向下,土壤流失量与土壤表层含水量、降雨量的正相关关系逐渐增加,而与最大30 min雨强的正相关性逐渐降低;影响上、中、下坡土壤流失的气象因子分别为最大30 min雨强、降雨量、平均雨强和表层土壤含水量。上坡土壤侵蚀过程主要由雨滴击溅及超渗产流驱动,而下坡主要由蓄满产流驱动。土壤剖面细土体积占比是控制白云岩坡地土壤流失的关键因子,其解释率达到93.7%。下坡是白云岩坡地土壤流失的关键部位,石漠化治理应基于不同坡位的侵蚀发生机理,因地制宜布设防控措施。

关键词：地形序列土链石灰土白云岩土壤剖面产流机制水蚀过程

干湿交替条件下喀斯特峰丛洼地土壤裂隙发育规律

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应用生态学报 2023年第2期34卷 387-395页

作者：罗舒玉邓羽松陈洪松王金悦廖达兰广西大学林学院南宁530004 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站广西环江547100

选择喀斯特峰丛洼地石灰岩、白云岩发育的耕地、果园、林地土壤模拟干湿交替试验,结合数字图像处理技术,研究了干湿交替条件下土壤表面裂隙发育规律。结果表明:随干湿交替的进行,裂隙平均宽度以快-缓-慢的速率不断减小,在相同土地利用... 详细信息

选择喀斯特峰丛洼地石灰岩、白云岩发育的耕地、果园、林地土壤模拟干湿交替试验,结合数字图像处理技术,研究了干湿交替条件下土壤表面裂隙发育规律。结果表明:随干湿交替的进行,裂隙平均宽度以快-缓-慢的速率不断减小,在相同土地利用条件下呈现石灰岩>白云岩,在成土母岩相同的条件下呈现果园>耕地>林地土壤的规律。前4次干湿交替,白云岩发育的土壤破碎化程度、连通度高于石灰岩,裂隙发育玫瑰图存在显著差异;在后续循环中,大部分土样破碎化程度均增加,以母岩主导的差异逐渐减小,裂隙发育玫瑰图趋近,连通度呈现林地>果园>耕地的规律;在第4次循环后干湿交替使土体结构严重破坏,在这之前以毛管孔隙度、非毛管孔隙度等理化性质主导裂隙发育,之后裂隙发育更多取决于土壤的有机质含量及砂粒组成。

关键词：干湿交替土壤裂隙喀斯特白云岩石灰岩峰丛洼地

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甘蔗种植模式对流域水文连通性的影响

水土保持通报 2022年第6期42卷 106-113页

作者：明雪康振威黄智刚邓羽松广西大学农学院/广西农业环境与农产品安全重点实验室广西南宁530004 广西大学林学院广西南宁530004

[目的]研究甘蔗种植模式(新植、宿根)与植被覆盖度的空间分布对流域水文连通性的影响,为流域水文连通性研究及水土流失治理提供科学参考。[方法]以IC指数(index of connectivity)为水文连通性指标,基于ArcGIS以及无人机高分辨率影像数据... 详细信息

[目的]研究甘蔗种植模式(新植、宿根)与植被覆盖度的空间分布对流域水文连通性的影响,为流域水文连通性研究及水土流失治理提供科学参考。[方法]以IC指数(index of connectivity)为水文连通性指标,基于ArcGIS以及无人机高分辨率影像数据,分析那辣小流域水文连通性随甘蔗生长期变化的特征,并利用主成分分析法探究水文连通性的关键影响因素。[结果]①那辣小流域IC均值随甘蔗生长期变化在-2.07~-2.87,苗期IC均值显著大于(p<0.05)分蘖期、伸长期和成熟期,各子流域IC值随甘蔗生长期表现为先减小后增大和持续减小两种不同趋势,且在空间上越接近道路网或河道IC值就越高。②新植甘蔗IC值在苗期与分蘖期显著大于宿根甘蔗(p<0.05),在成熟期显著小于宿根甘蔗(p<0.05),但在伸长期无显著差异。③苗期、分蘖期和成熟期水文连通性影响因素主要为种植模式、植被覆盖度和坡度,且新植面积所占比例对水文连通性影响大于宿根面积所占比例。④新植甘蔗面积比例在苗期、分蘖期和成熟期显著影响了植被覆盖度,且随着生长期推移,其影响逐渐降低。甘蔗种植模式会通过影响植被覆盖度进而影响水文连通性。[结论]那辣小流域水文连通性随甘蔗生长期有显著变化,且受到种植模式和植被覆盖度的显著影响,其中种植模式可以通过影响植被覆盖度进而影响水文连通性。

关键词：水文连通性种植模式植被覆盖度主成分分析

桂东南花岗岩崩岗土壤界限含水率空间变异及影响因素

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土壤学报 2023年第3期60卷 749-761页

作者：韦江杏邓羽松廖达兰黄婉霞黄娟蒋代华广西大学林学院南宁530004 广西大学农学院南宁530004

界限含水率是土壤水理性质的重要参数,可表征土体状态随含水量变化而变化的能力,与崩岗土体稳定性密切相关,对预测降雨和崩岗侵蚀关系具有重要意义。本研究选取桂东南区活动型、半稳定型和稳定型3种花岗岩崩岗为研究对象,分析各崩岗土... 详细信息

界限含水率是土壤水理性质的重要参数,可表征土体状态随含水量变化而变化的能力,与崩岗土体稳定性密切相关,对预测降雨和崩岗侵蚀关系具有重要意义。本研究选取桂东南区活动型、半稳定型和稳定型3种花岗岩崩岗为研究对象,分析各崩岗土壤界限含水率空间变异规律并利用通径分析揭示其影响因素。结果表明:崩岗各部位土壤界限含水率在空间上存在差异,活动型和半稳定型崩岗土壤液塑限在崩壁上部有最大值(液限分别为54.45%和57.08%,塑限分别为32.84%和34.04%),洪积锥顶部有最小值(液限分别为35.39%和30.72%,塑限分别为21.92%和20.23%);稳定型崩岗崩壁下部土壤液塑限最小(液限为33.78%,塑限为22.47%);随着崩岗发育逐渐稳定,各部位土壤界限含水率总体呈增加趋势。黏粒、有机质、总孔隙度和毛管孔隙度与土壤液塑限及塑性指数呈极显著正相关关系,其中,总孔隙度对土壤液塑限的影响最显著。总孔隙度、黏粒、有机质、毛管孔隙度对界限含水率变化起主导作用,总孔隙度、黏粒和毛管孔隙度分别是土壤液塑限、塑性指数和液性指数的主要影响因子。此研究结果可进一步明确崩岗侵蚀危害并确定高侵蚀风险部位,为崩岗危害预防与治理提供相关理论支撑。

关键词：花岗岩崩岗界限含水率发育阶段通径分析影响因素