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干热河谷冲沟沟床土壤水分时空分异特征

水土保持研究 2023年第1期30卷 83-90页

作者：张斌艳熊东红刘琳唐永发张宝军李小英中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 西南林业大学生态与环境学院昆明650224 四川农业大学水利水电学院四川雅安625014

为探究干热河谷冲沟沟床土壤水分时空分异特征,选取了元谋干热河谷1条典型冲沟,对其不同分段(沟头、上游、中游、下游)下10,20,30,40,60,100 cm土层的土壤水分开展定位监测。结果表明:(1)沟床不同分段各土层(除100 cm土层外)含水量整体... 详细信息

为探究干热河谷冲沟沟床土壤水分时空分异特征,选取了元谋干热河谷1条典型冲沟,对其不同分段(沟头、上游、中游、下游)下10,20,30,40,60,100 cm土层的土壤水分开展定位监测。结果表明:(1)沟床不同分段各土层(除100 cm土层外)含水量整体变化趋势一致,均表现为明显的干湿季特征;湿季(5—10月)土壤水分相对较高(7.64%~28.91%),受降雨影响大;干季(11—次年4月)则长期处于较低水平(6.11%~11.97%)。(2)沟床土壤水分从沟头至下游沿程变化在干湿季有明显差异,湿季表现为先减小后增加,下游(17.36%)显著高于沟头(15.46%)和上游(12.19%);干季则是先减小后增加再减小,沟头(10.64%)显著高于上游(6.74%)和下游(9.10%)。不同土层深度上,浅层(10—20 cm)和深层(60—100 cm)土壤水分含量在干湿季均较高,水分最小值出现在30—60 cm土层,其中干季30 cm土层水分亏缺严重。(3)沟床土壤水分最高日期通常出现在7日内累积降雨达76.1 mm以上的年最大降雨月当月;最低日期通常出现在持续无降雨条件下,如干季末期,直至雨季初期出现首次有效降雨(>2 mm)。综上,应充分考虑沟床干湿季、不同分段及剖面土壤水分变化规律,因时因地对冲沟沟床进行植被恢复。

关键词：土壤水分时空分异冲沟沟床干热河谷

集水区耕作对干热河谷冲沟沟头溯源侵蚀过程的影响

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农业工程学报 2019年第21期35卷 151-157页

作者：杨鸿琨苏正安朱大鹏何周窈周涛熊东红方海东史亮涛中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 成都理工大学环境与土木工程学院成都610059 西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 四川农业大学林学院成都611130 中国科学院大学北京1000496 云南省农业科学院热区生态农业研究所元谋651300

为探明集水区耕作对金沙江干热河谷冲沟沟头溯源侵蚀过程的影响,该文选取一条仍处于发育阶段的冲沟沟头及其集水区构建了4个原位试验小区,集水区分别为裸地(无人类活动且植被盖地低于5%)和一年3次耕作2种处理,然后进行原位放水冲刷试验... 详细信息

为探明集水区耕作对金沙江干热河谷冲沟沟头溯源侵蚀过程的影响,该文选取一条仍处于发育阶段的冲沟沟头及其集水区构建了4个原位试验小区,集水区分别为裸地(无人类活动且植被盖地低于5%)和一年3次耕作2种处理,然后进行原位放水冲刷试验来模拟冲沟沟头溯源侵蚀过程。结果表明:1)随着冲刷时间的持续,两种处理下原位试验小区各部位的土壤侵蚀速率时间变化趋势一致,均呈先减少后逐渐趋于稳定趋势,耕作活动会显著增加集水区的土壤侵蚀速率(约为裸地的1.62倍),耕作对沟壁、沟床部位的土壤的侵蚀速率并无显著影响。2)耕作后,冲沟沟头不同部位的径流阻力系数均出现了显著增加,与裸地相比,耕作后集水区、沟床的阻力系数分别提高了约6.96倍和2倍。与此同时,随着冲刷时间的增加,裸地冲沟的径流阻力系数呈现出先增大后逐渐趋于稳定的趋势,而耕作后冲沟的径流阻力系数则呈现出先减小后逐渐趋于稳定的趋势。3)随着冲刷时间的持续,两种处理下冲沟沟头的径流能耗、侵蚀单位土体的径流能耗均呈现出先增加后趋于稳定的趋势;集水区农耕活动并未对冲沟各部位的径流总能耗产生明显影响,但耕作会对侵蚀单位土体的径流能耗产生显著影响,耕作状态下集水区侵蚀单位土体径流能耗比裸地降低了约50%。因此,在集水区部位进行耕作活动,会导致集水区径流阻力系数增加和侵蚀单位土体径流能耗降低,并显著增加坡沟系统的侵蚀量,但是对冲沟溯源侵蚀速率影响有限。

关键词：土壤侵蚀水动力耕作冲沟冲刷试验干热河谷区

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冲沟不同部位土壤机械组成及抗冲性差异

土壤 2016年第6期48卷 1270-1276页

作者：张素熊东红校亮吴汉杨丹张宝军郑旭中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 中国科学院/水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学北京100049 四川省宁南县水务局四川宁南615400

选取3类典型冲沟(活跃、较活跃和稳定)的集水区、沟头和沟床土壤,探明冲沟不同空间部位土壤机械组成特性及其抗冲性差异,结果表明:1活跃、较活跃冲沟土壤质地均为砂质壤土,稳定冲沟各部位土壤质地各不相同;黏粒含量、粉粒含量总体为活... 详细信息

选取3类典型冲沟(活跃、较活跃和稳定)的集水区、沟头和沟床土壤,探明冲沟不同空间部位土壤机械组成特性及其抗冲性差异,结果表明:1活跃、较活跃冲沟土壤质地均为砂质壤土,稳定冲沟各部位土壤质地各不相同;黏粒含量、粉粒含量总体为活跃冲沟活跃冲沟>稳定冲沟;粗砂粒含量则是活跃冲沟>较活跃冲沟>稳定冲沟。23类冲沟各部位土壤抗冲性均是沟床最高,而3类冲沟同一部位抗冲性大小比较中,沟头和沟床土壤抗冲性为稳定冲沟>较活跃冲沟>活跃冲沟,集水区以活跃冲沟土壤抗冲性最小,较活跃与稳定冲沟的土壤抗冲性相当。3线性回归分析表明:砂粒含量是影响3类冲沟各部位土壤抗冲性的主要指标,黏粒含量影响稳定冲沟各部位土壤抗冲性,粉粒含量与较活跃冲沟沟头、稳定冲沟集水区和沟床的土壤抗冲性有关。研究结果从土壤机械组成和土壤抗侵蚀性的关系角度为冲沟研究提供一定的理论参考。

关键词：冲沟土壤抗冲性土壤机械组成干热河谷不同部位

雅江河谷防沙治沙生态工程实施年限对沙地持水性能的影响

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水土保持学报 2021年第4期35卷 55-63页

作者：唐永发张宝军熊东红刘琳唐科明袁勇中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 四川农业大学水利水电学院四川雅安625014 中国科学院大学北京100049

为探究雅鲁藏布江(下称“雅江”)河谷阶地2种类型防沙治沙生态工程(砂生槐灌木林、杨树人工林)实施对沙地持水性能的影响,测定了该区6,12,30年生态工程样地0—30 cm土层沙地持水性能和土壤理化性质,采用模糊数学法计算了土壤质量指数,... 详细信息

为探究雅鲁藏布江(下称“雅江”)河谷阶地2种类型防沙治沙生态工程(砂生槐灌木林、杨树人工林)实施对沙地持水性能的影响,测定了该区6,12,30年生态工程样地0—30 cm土层沙地持水性能和土壤理化性质,采用模糊数学法计算了土壤质量指数,分析了沙地持水性能的影响因素,并采用多元逐步回归法确定了主要影响因素。结果表明:(1)研究区0—10 cm土层砂生槐和杨树人工林土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量指标从6~30年增幅分别为5.81%~9.19%和51.47%~71.48%,杨树人工林上述持水量指标是砂生槐的1.02~1.60倍。(2)杨树人工林促进沙地0—10 cm土层机械组成、容重、孔隙度等结构变化和有机质、全氮等养分含量提高均优于砂生槐。随实施年限变化,砂生槐上述土壤指标变化整体为12年最好,杨树人工林则依次为30年>10年>6年。(3)2种生态工程0—30 cm土层土壤综合质量指数平均值随年限的增加呈增加趋势。相关分析和多元逐步回归分析结果表明,沙地持水性能与沙地机械组成、容重、孔隙度、有机质、全氮和全磷均呈极显著相关,其主要影响因素为毛管孔隙度、全氮和极细砂。综合可知,杨树人工林作为当地引进乔木种,其对沙地持水性能提升效果及持续作用均优于乡土种灌木砂生槐,能够很好地促进沙地恢复。研究结果可为认识区域沙地生态水文功能变化和生态工程建设提供数据参考。

关键词：生态工程持水性能理化性质实施年限雅江河谷

干湿交替对干热河谷冲沟发育区不同土壤崩解性的影响

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水土保持学报 2016年第2期30卷 111-115,121页

作者：张素郑学用熊东红张宝军杨丹郭敏校亮中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学北京100049

通过选取干热河谷区典型发育的3种原位土壤(燥红土、变性土和新积土)剖面平台,采用"浇水—曝晒"循环的方法模拟研究区干湿交替的气候条件,设置0,1,3,5次干湿交替频度,以探明不同干湿交替处理对干热河谷冲沟发育区3种典型土壤的崩解性差... 详细信息

通过选取干热河谷区典型发育的3种原位土壤(燥红土、变性土和新积土)剖面平台,采用"浇水—曝晒"循环的方法模拟研究区干湿交替的气候条件,设置0,1,3,5次干湿交替频度,以探明不同干湿交替处理对干热河谷冲沟发育区3种典型土壤的崩解性差异及其影响因素。结果表明:(1)3种土壤的崩解过程有所差异,燥红土崩解速度较慢,崩解持续时间短,崩解残留土较多;变性土崩解速度极慢,崩解持续时间长,崩解残留土量最多;新积土崩解过程迅速,土壤崩解速度极快,几乎无残留土量。(2)3种土壤的崩解性差异明显,最大崩解指数从大到小依次为新积土(97.56%)>变性土(38.67%)>燥红土(12.92%);平均崩解速率表现出相似结果。(3)干湿交替对3种土壤崩解性均有一定增强作用,对燥红土和变性土崩解性增强作用主要表现为提高其最大崩解指数和增大其崩解速率2个方面,而对新积土崩解性的影响则主要表现为缩短其崩解完成所需时间。研究结果从干湿交替的角度为冲沟土壤的崩解性研究提供一定的理论参考,为认知该区水土作用过程及开展水土保持工作奠定理论基础。

关键词：干湿交替土壤崩解性干热河谷

跌水高度对元谋干热河谷冲沟沟头侵蚀产沙特征的影响初探

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土壤学报 2017年第1期54卷 48-59页

作者：张宝军熊东红杨丹张素校亮苏正安董一帆中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学北京100049

元谋干热河谷冲沟侵蚀强烈,以沟头溯源侵蚀过程为主,陡立沟壁跌坎是活跃沟头的重要形态特征之一。采用野外原位放水冲刷试验,研究了25和50 cm两种不同跌水高度对侵蚀产沙过程的影响。结果表明:2种跌水高度下,(1)径流跌水冲刷力差异显著... 详细信息

元谋干热河谷冲沟侵蚀强烈,以沟头溯源侵蚀过程为主,陡立沟壁跌坎是活跃沟头的重要形态特征之一。采用野外原位放水冲刷试验,研究了25和50 cm两种不同跌水高度对侵蚀产沙过程的影响。结果表明:2种跌水高度下,(1)径流跌水冲刷力差异显著。跌水势能转化量平均值分别为4.89和9.78 J s-1,跌水剪切力平均值分别为25.9和53.5 Pa,均呈现倍数关系。(2)跌穴发育形态特征及下游侵蚀量差异大。2个小区跌水最大下切深度分别为7.38和7.50 cm,平均下切深度分别为3.87和5.16 cm;沟头沟壁及下游沟床部位侵蚀量累积贡献平均为41%和54%。(3)径流含沙量差异显著(p<0.1)。整个试验中2个小区径流平均含沙量分别为7.51和18.76 g L^(-1),且径流经过沟壁跌坎后,含沙量分别平均增大6.25和25.49 g L^(-1)。初步认为沟壁跌坎高度差异影响径流冲刷力及其侵蚀产沙特征,但仍需进一步开展更多跌坎高度下的相关研究,为干热河谷区冲沟沟头溯源侵蚀动力学机制研究提供补充。

关键词：径流冲刷力侵蚀产沙特征跌水高度冲沟沟头元谋干热河谷

四川大凉山典型小流域切沟空间分布特征与影响因子

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中国水土保持科学 2022年第5期20卷 10-16页

作者：李琬欣熊东红袁勇张闻多张宝军赵冬梅中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院成都610081

为探究大凉山区切沟空间分布特征及其影响因子,选择孙水河上游典型小流域,综合采用遥感监测、实地调查、GIS统计与分析等手段,研究切沟形态特征及空间分布规律,并运用地理探测器探讨影响切沟空间分布的关键因子。结果表明:1)研究区内切... 详细信息

为探究大凉山区切沟空间分布特征及其影响因子,选择孙水河上游典型小流域,综合采用遥感监测、实地调查、GIS统计与分析等手段,研究切沟形态特征及空间分布规律,并运用地理探测器探讨影响切沟空间分布的关键因子。结果表明:1)研究区内切沟数量多,分布广,主要集中在流域东南一带(上游),向西北一带(中下游)呈逐渐下降趋势;流域内最大切沟密度6.53 km/km^(2),侵蚀强度轻度以上区域面积103.38 km^(2),占流域总面积的58.12%。2)地层岩性、高程、土壤类型和土地利用方式是影响小流域切沟空间分布的关键因子,小流域海拔3020~3150 m、地层为小坝组或窝头山组、土壤类型为亚高山灌丛草甸土、土地利用方式为裸地或撂荒地的区域切沟分布较为集中。研究成果可为大凉山区水土保持措施的布局提供决策支撑,为当地生态文明建设以及农业生产发展提供科学依据。

关键词：切沟空间分布影响因子小流域大凉山区

葛藤覆被下干热河谷冲沟沟岸土壤水热变化特征

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生态学报 2018年第2期38卷 646-656页

作者：校亮熊东红张宝军张素吴汉杨丹李建查史亮涛中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 云南省农业科学院热区生态农业研究所元谋651300

干热河谷冲沟沟岸裸露、陡立、土壤水热变化剧烈,导致植被恢复极端困难。通过野外调查和定位监测,在葛藤覆被沟岸,根据藤本生物量设置4个处理(T1:309.70g/m^2鲜藤覆被地块,T2、T3、T4:594.34、1103.43、1693.27g/m^2枯藤覆被地块),并选... 详细信息

干热河谷冲沟沟岸裸露、陡立、土壤水热变化剧烈,导致植被恢复极端困难。通过野外调查和定位监测,在葛藤覆被沟岸,根据藤本生物量设置4个处理(T1:309.70g/m^2鲜藤覆被地块,T2、T3、T4:594.34、1103.43、1693.27g/m^2枯藤覆被地块),并选取裸露地块作为对照CK,研究了葛藤不同覆被状况对沟岸土壤水分和温度在单次降雨过程变化的影响。结果表明:相比裸露沟岸而言,1)鲜藤覆被沟岸土壤含水率仅为8.68%,较裸露沟岸还降低了4.47%;枯藤覆被沟岸土壤含水率则相对增加,T2—T4土壤含水率分别为14.91%、16.75%、19.44%,较裸露沟岸增加了1.76%、3.6%、6.29%。2)鲜藤覆被可明显增加土壤水分活跃层深度、变化幅度和变异程度,枯藤覆被下土壤水分活跃层深度、变化幅度和变异程度则相对减小。3)随鲜、枯藤覆被量增加,水分补给过程中土壤含水率的增加量增大,同时水分衰减过程中土壤含水率的散失量减小;增加枯藤覆被量后,沟岸表层土壤含水率变化率的波形逐渐平缓、波动依次减小、波长稳步增大。4)随鲜、枯藤覆被量的增加,沟岸表层土壤温度波动逐渐减小。研究成果对干热河谷冲沟沟岸生境改良与植被恢复具有重要的指导意义。

关键词：水热变化葛藤覆被冲沟沟岸干热河谷

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土壤质量评价研究进展

世界科技研究与发展 2005年第1期27卷 71-75页

作者：熊东红贺秀斌周红艺中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院研究生院

土壤质量是现代土壤学研究的核心 ,土壤质量评价是土壤质量研究的基础和重要内容之一。本文介绍和分析了土壤质量的概念及其与持续农业、持续环境的关系、土壤质量的评价方法、评价指标等方面的最新国际研究进展。

关键词：土壤质量土壤学国际研究持续农业评价指标评价方法核心内容环境概念