在总结前人和我们已经取得的研究成果的基础上,通过室内外模拟降雨试验及野外试验小区观测方法,研究(1)揭示表土结皮发育、形成和破坏的动态过程特征;(2)探明降雨因子、土壤因子、植被覆盖因子等侵蚀因子在表土结皮形成过程中的复杂动态响应规律,并确立影响表土结皮发生发育的关键侵蚀因子及其临界条件;(3)探讨表土结皮发育与降雨击溅侵蚀及细沟侵蚀子过程在整个坡面侵蚀过程中的相互制约、交互影响规律。本项研究的意义在于表土结皮过程在坡面侵蚀过程中占据重要地位,其形成过程直接导致溅蚀速率、入渗量的减少和地表径流量的增加,从而极大地增加了诱发细沟侵蚀的可能性,最后可能使侵蚀量剧增。通过本项申请研究,将很好的促进对坡面土壤侵蚀过程的理解,为更有效地进行坡面土壤侵蚀预测预报提供重要的理论支持,并为科学治理坡面水土流失提供理论基础。
在大量室内外模拟降雨试验及野外试验小区观测的基础上,本项目研究了不同土壤的表土结皮发育过程特征及机理,揭示了影响表土结皮发育的关键因子,分析了表土结皮的侵蚀影响。此外,提出了表土结皮发育的判断指标,据此对我国水土流失严重区土壤表土结皮敏感性进行了预测。结果表明表土结皮发育与土壤理化性质关系密切,尤其是颗粒含量与团聚体稳定性;紫色土淋移作用明显,而黄土与黑土的结皮则没有明显的淋移作用;对于不同的土壤,降雨与湿润分散作用具有不同的贡献,不同湿润速度对黄土、黑土、红壤表土结皮发育的影响程度为黑土>黄土>红壤;粒径、团聚体、降雨是影响表土结皮发育的三大因子,容重对表土结皮的发育影响不明显,前期含水量因影响团聚体破坏机制从而影响表土结皮的发育;表土结皮降低入渗,从而使得产流时间提早,产流量增加,产沙过程及侵蚀形态发生改变;从区域层面上而言,黄土高原地区表土结皮极易发育,四川紫色土区,表土结皮发育概率大,南方红壤区除部分土壤外很难发育表土结皮,东北典型黑土很难发育表土结皮,而非典型黑土发育表土结皮。