冻融作用对典型黑土土壤风蚀的影响

作者：王一菲; 郑粉莉^*; 张加琼; 左小锋; 桑琦明; 张勋昌; 王伦

来源：水土保持学报, 2020, 34(05): 34-41.

DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2020.05.005

• 冻融
• 风蚀
• 风速
• 交互作用
• 东北黑土区

东北黑土区农田晚春冻融作用通过改变土壤物理性质而对风蚀作用有重要影响。基于室内冻融模拟试验与风洞试验,分析了东北典型黑土区前期冻融作用对土壤风蚀的影响。试验处理包括3个土壤含水量(16.5%,24.8%,33.0%)、3个风速(9,12,15 m/s)、1次冻融循环。试验过程是先将装有不同含水量土壤的试验土槽进行冻融循环模拟,然后将冻融后的土壤在室温下自然风干(至其土壤含水量为6.0%～7.0%)后进行风洞试验。结果表明:前期土壤冻融作用显著增加了风蚀量和输沙量,试验条件下前期土壤冻融作用使风蚀强度增加23.5%～404.2%,使平均输沙率增加59.1%～305.3%,其增加幅度受土壤含水量和风速影响。同时有、无前期冻融作用处理下,风蚀强度和风蚀输沙率皆随风速的增加而显著增加,且风蚀强度随风速的变化遵循幂函数关系。在冻融作用下,不同土壤冻结含水量下土壤风蚀强度和输沙率的增幅排序皆为16.5%>33.0%>24.8%。风蚀输沙率随地表高度的增加呈指数递减,风蚀输沙主要集中在距地表40 cm的范围内,且冻融作用使风蚀输沙高度增加。

• 单位
  中国科学院水利部水土保持研究所; 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室; 西北农林科技大学