土壤分離過程對植被恢復的響應與機理

目錄
前言
第1章 土壤侵蝕過程及其耦合關系 1
1.1 土壤侵蝕過程 1
1.1.1 土壤侵蝕 1
1.1.2 土壤侵蝕過程 2
1.1.3 退耕還林（草）工程及區(qū)域土壤侵蝕響應 4
1.2 坡面徑流水動力學特性 5
1.2.1 坡面徑流特性 6
1.2.2 水動力學特性定量表征 6
1.2.3 流量和坡度對坡面徑流水動力學特性的影響 8
1.3 輸沙率對坡面徑流水動力學特性的影響 13
1.3.1 染色法修正系數(shù) 13
1.3.2 水流流態(tài) 17
1.3.3 徑流深度與流速 18
1.3.4 阻力特征 20
1.3.5 綜合性水動力學參數(shù) 23
1.4 坡面徑流水動力學特性對土壤分離過程的影響 24
1.4.1 擾動土 24
1.4.2 原狀土 30
1.5 土壤性質(zhì)對土壤分離過程的影響 34
1.5.1 淺溝發(fā)育坡面 34
1.5.2 典型土地利用類型 39
1.5.3 黃土高原樣線 42
1.6 陡坡坡面徑流挾沙力 48
1.6.1 坡面徑流水動力學特性對挾沙力的影響 48
1.6.2 泥沙粒徑對挾沙力的影響 51
1.6.3 挾沙力模擬 54
1.7 土壤分離與泥沙輸移耦合關系 55
1.7.1 試驗材料與方法 55
1.7.2 輸沙率對土壤分離速率的影響 56
1.7.3 土壤分離過程與泥沙輸移過程耦合機制 58
參考文獻 60
第2章 近地表特性對坡面徑流水動力學特性的影響 63
2.1 不同地形條件下地表隨機糙率的時間變化特征 63
2.1.1 試驗材料與方法 63
2.1.2 不同地形條件下隨機糙率的時間變化 65
2.1.3 降水特性對隨機糙率的影響 68
2.1.4 耕作后地表隨機糙率減小的物理機制 70
2.2 生物結皮濕潤驅(qū)動的地表糙率變化 72
2.2.1 試驗材料與方法 72
2.2.2 蓋度對生物結皮濕潤膨脹驅(qū)動的隨機糙率的影響 73
2.2.3 干濕交替次數(shù)及間隔周期對生物結皮濕潤膨脹驅(qū)動的隨機糙率的影響 76
2.2.4 生物結皮濕潤膨脹驅(qū)動的隨機糙率隨時間的變化過程 77
2.3 植被莖稈覆蓋對坡面徑流水動力學特性的影響 78
2.3.1 試驗材料與方法 78
2.3.2 單個水動力學參數(shù) 79
2.3.3 綜合性水動力學參數(shù) 84
2.4 生物結皮蓋度及其季節(jié)變化對土壤水力特性的影響 86
2.4.1 試驗材料與方法 86
2.4.2 黃土高原樣線上生物結皮對土壤水力特性的影響 88
2.4.3 生物結皮蓋度對土壤水力特性的影響 90
2.4.4 土壤水力特性對生物結皮季節(jié)變化的響應 95
2.5 坡面徑流水動力學特性對表土中枯落物出露的響應 101
2.5.1 試驗材料與方法 101
2.5.2 枯落物混合密度對坡面徑流水動力學特性的影響 102
2.5.3 枯落物類型對坡面徑流水動力學特性的影響 105
2.5.4 枯落物對坡面徑流水動力學特性影響隨坡度的變化 106
2.5.5 枯落物對坡面徑流水動力學特性影響隨侵蝕過程的變化 107
2.6 退耕草地近地表特性對坡面徑流流速的影響 109
2.6.1 試驗材料與方法 109
2.6.2 不同處理下坡面徑流流速的變化 110
2.6.3 莖稈-枯落物對坡面徑流流速的影響 111
2.6.4 生物結皮對坡面徑流流速的影響 112
2.6.5 根系系統(tǒng)對坡面徑流流速的影響 113
參考文獻 114
第3章 生物結皮對土壤分離過程的影響 117
3.1 生物結皮及其對土壤性質(zhì)的影響 117
3.1.1 生物結皮的類型 117
3.1.2 生物結皮的空間分布及其影響因素 118
3.1.3 生物結皮對土壤性質(zhì)的影響 120
3.2 黃土丘陵溝壑區(qū)生物結皮空間分布特征 121
3.2.1 試驗材料與方法 121
3.2.2 生物結皮的空間分布特征 122
3.2.3 土壤性質(zhì)與植被特性的空間分異特征及其對生物結皮影響 125
3.3 生物結皮蓋度對土壤分離過程的影響 127
3.3.1 試驗材料與方法 128
3.3.2 生物結皮蓋度及類型對土壤分離能力的影響 129
3.3.3 生物結皮蓋度及類型對土壤侵蝕阻力的影響 132
3.4 生物結皮蓋度季節(jié)變化及土壤分離過程的響應 134
3.4.1 試驗材料與方法 134
3.4.2 生物結皮蓋度季節(jié)變化特征 135
3.4.3 生物結皮蓋度季節(jié)變化對土壤侵蝕阻力的影響 137
3.4.4 影響土壤侵蝕阻力季節(jié)變化的因素 139
3.5 生物結皮覆蓋、捆綁及吸附作用抑制土壤分離過程的相對大小 141
3.5.1 試驗材料與方法 141
3.5.2 生物結皮覆蓋與物理捆綁及化學吸附作用對土壤分離能力的影響 142
3.5.3 生物結皮覆蓋與物理捆綁及化學吸附作用對土壤侵蝕阻力的影響 144
參考文獻 146
第4章 枯落物對土壤分離過程的影響與機理 148
4.1 枯落物蓄積量及其水文水保功效 148
4.1.1 枯落物量化指標及其測定方法 148
4.1.2 枯落物蓄積量的影響因素 149
4.1.3 枯落物的持水性 150
4.1.4 枯落物的水文水保功效 151
4.2 黃土丘陵區(qū)枯落物蓄積量空間變化及其持水性能 152
4.2.1 試驗材料與方法 152
4.2.2 枯落物蓄積量的空間變化 154
4.2.3 退耕模式對枯落物蓄積量的影響 157
4.2.4 枯落物持水性能 158
4.3 枯落物蓄積量及其持水性能的時間變化特征 162
4.3.1 試驗材料與方法 162
4.3.2 枯落物蓄積量 163
4.3.3 枯落物最大持水量和最大吸濕比 168
4.3.4 枯落物持水過程 171
4.4 枯落物與表土混合量對土壤分離過程的影響 173
4.4.1 試驗材料與方法 173
4.4.2 表土中枯落物混合量 174
4.4.3 枯落物混合密度對土壤分離能力的影響 176
4.4.4 枯落物混合密度對土壤侵蝕阻力的影響 178
4.5 枯落物混合對土壤分離過程影響的時間變化特征 180
4.5.1 試驗材料與方法 181
4.5.2 枯落物分解 181
4.5.3 土壤分離能力 182
4.5.4 細溝可蝕性 183
4.5.5 土壤臨界剪切力 186
4.6 枯落物與表土混合對土壤侵蝕的影響 188
4.6.1 試驗材料與方法 188
4.6.2 土壤侵蝕隨降雨歷時的變化特征 189
4.6.3 枯落物混合密度對土壤侵蝕的影響 190
4.6.4 枯落物與表土混合對土壤侵蝕影響隨坡度的變化 192
4.6.5 土壤侵蝕對枯落物混合密度及坡度的綜合響應 194
4.7 枯落物覆蓋與表土混合對侵蝕影響的對比 195
4.7.1 試驗材料與方法 195
4.7.2 枯落物覆蓋及與表土混合對產(chǎn)流過程影響的對比 196
4.7.3 枯落物覆蓋及與表土混合對侵蝕影響的對比 199
參考文獻 202
第5章 根系系統(tǒng)對土壤分離過程的影響與機制 205
5.1 黃土丘陵區(qū)植被根系特征對退耕年限與模式的響應 205
5.1.1 試驗材料與方法 205
5.1.2 退耕年限 206
5.1.3 退耕模式 211
5.2 黃土丘陵區(qū)溝坡典型植物群落根系特征 214
5.2.1 試驗材料與方法 214
5.2.2 溝坡典型植物群落生長及根系特征 215
5.2.3 溝坡典型植物群落生長及根系特征季節(jié)變化 220
5.2.4 淺層滑坡體植物群落生長狀況及根系分布特征 226
5.3 草地根系及其季節(jié)變化對土壤分離過程的影響 229
5.3.1 試驗材料與方法 229
5.3.2 根系密度對土壤分離過程的影響 231
5.3.3 根系的季節(jié)生長對土壤分離過程的影響 236
5.4 黃土高原草本根系阻控土壤分離的功能 241
5.4.1 試驗材料與方法 241
5.4.2 草本群落根系特征及其對土壤分離過程的影響 242
5.4.3 草本生長驅(qū)動的土壤性質(zhì)變化對土壤分離過程的影響 247
參考文獻 250
第6章 近地表特性影響土壤分離過程的相對貢獻 252
6.1 退耕年限對土壤分離過程的影響 252
6.1.1 試驗材料與方法 252
6.1.2 土壤性質(zhì)及植被生長特征隨退耕年限的變化 253
6.1.3 土壤分離能力隨退耕年限的變化 254
6.1.4 植被特征及土壤性質(zhì)對土壤分離能力的影響 255
6.1.5 土壤侵蝕阻力對退耕年限的響應 258
6.2 植被恢復模式對土壤分離過程的影響 260
6.2.1 試驗材料與方法 260
6.2.2 土壤性質(zhì)及植被生長特征隨恢復模式的變化 261
6.2.3 退耕模式對土壤分離能力的影響 262
6.2.4 土壤侵蝕阻力對植被恢復模式的響應 266
6.3 不同演替階段植物群落近地表特性影響土壤分離過程相對貢獻 268
6.3.1 試驗材料與方法 269
6.3.2 不同演替階段撂荒草地的土壤分離能力 272
6.3.3 近地表特性影響土壤分離能力的相對貢獻 274
6.3.4 土壤侵蝕阻力對近地表特性的響應 275
6.4 典型草本群落根系系統(tǒng)抑制土壤分離過程的相對貢獻 278
6.4.1 試驗材料與方法 278
6.4.2 典型草本群落根系類型對土壤分離能力的影響 280
6.4.3 典型草本群落根系類型抑制土壤分離能力的相對貢獻 282
6.4.4 土壤侵蝕阻力對植物根系類型的響應 283
參考文獻 287