干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 干旱地区砾石覆盖地表水土保持机理

Arid

	干旱地区砾石覆盖地表水土保持机理
	李小雁; 高前兆; 马育军; 刘连友
完成单位	北京师范大学
登记(发布)日期	2011
中文摘要	1.课题来源与背景：砾石覆盖地表是地球上广泛分布的地表类型之一,常见的有荒漠戈壁、土石山地、喀斯特岩溶以及人工砂田等。砾石覆盖的石质土壤在西欧占30%,在地中海地区甚至达到60%;我国土石山区约占国土面积的17.6%,其中在黄土高原的面积约为13 万平方公里。传统的土壤学研究主要针对直径小于2 mm 的土壤,而对于砾石覆盖或镶嵌土壤的研究重视不够。我国在干旱地区砾石覆盖地表的基础性定量实验研究和科学数据方面都很缺乏,对于砾石覆盖地表的土壤水文过程及其水土保持机制还不清楚。本项目以中国西北干旱地区特有的砂田和戈壁地表为研究对象,经过多年的野外调查、试验观测和系统分析,在干旱地区砾石覆盖地表水土保持机理方面取得重要进展。 2.研究目的与意义：从砾石覆盖地表的基本土壤水文循环过程与水分调控机理入手,系统研究降雨产流、土壤水分变化、下渗、土壤蒸发及凝结水形成等水文过程及各水文要素的相互作用,建立各水文参数与降雨特性的定量关系,揭示砾石覆盖地表的水循环特征与水分保持机理,为干旱地区地表过程研究和生态恢复提供科学依据。 3.主要创新点： (1)提出了地表砾石覆盖层的降雨截留损失概念和计算方法,确定了不同粒径和覆盖度砾石覆盖层的降雨截留量,发现砾石覆盖层的降雨截留百分数随降雨量的增大而减少,截留量与砾石覆盖百分数呈显著线性正相关而与砾石粒径呈显著线性负相关,填补了以往砂砾质地表水文过程分析与水量平衡计算中忽视砾石覆盖层降雨截留的不足,可为石质山地降雨-径流形成过程研究以及干旱区广泛分布的砂田和戈壁等石质地表降雨截留量的确定和水量平衡分析提供理论依据。 (2)首次通过野外观测实验发现：在干旱条件下,和黄土相比,砂砾石覆盖地表不易于形成凝结水,凝结水量伴随砾石和土壤粒径的减少而增大,这一结论否定了“地表砂砾物质易于形成凝结水”的假说,并被火山砾石覆盖区、滨海沙漠等地的研究结果证实,提升了有关砾石覆盖影响凝结水形成的科学认识。 (3)通过风洞模拟和野外观测,发现砾石覆盖能够降低84%-96%的风蚀速率,减少94%的土壤侵蚀量,增加风沙沉积1.6倍以上,风沙沉积量伴随砾石覆盖度的增加呈指数增长、伴随砾石粒径的增加呈指数下降,为砾石覆盖地表减缓土壤风蚀提供了数据支撑。 (4)通过原位监测为砾石覆盖地表可以增加降雨下渗和保持土壤水分提供了直接证据,与裸地相比,地表砾石覆盖能够减少径流90％以上,减少土壤蒸发75％以上,提高土壤水分含量2％-8％,砾石和砂混合覆盖更有利于土壤水分保持,土壤含水量伴随覆盖层厚度的增加而增加,丰富和发展了地表砾石覆盖的雨水利用和土壤水分保持理论。 4.社会经济效益：上述成果为砾石覆盖推广应用奠定了理论依据和提供了技术依据,推动了地表砾石覆盖技术的发展,在我国西北干旱地区得到大面积的应用和推广,有效改善了土壤环境,提升了土壤质量,减缓了土壤侵蚀,促进了农业发展和植被恢复,取得了良好的经济和生态效益。
中文关键词	干旱地区 ; 砾石覆盖地表 ; 降雨截留 ; 凝结水 ; 土壤风蚀 ; 水土保持
成果类型	基础理论
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	S157
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001787834
来源机构	北京师范大学
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242860
推荐引用方式 GB/T 7714	李小雁,高前兆,马育军,等. 干旱地区砾石覆盖地表水土保持机理[Z]. 基础理论,2011.