黄土坡面有机碳迁移流失机制及模拟研究
发布时间：2024-02-24 10:51
水力侵蚀造成的土壤有机碳(SOC)流失不仅会导致土壤退化、土地生产力下降,还会在一定程度上加剧全球变暖。因此,侵蚀导致的SOC流失成为全世界关注的重要环境问题。在以往的研究中,虽然SOC流失特征及规律已经得到了广泛研究,但是较少涉及其与径流水力特性的内在联系。水力学模拟一直是土壤侵蚀建模的经典方法。因此,充分了解不同侵蚀环境下SOC流失的径流水动力学机制,建立基于径流水力因子的SOC流失模型具有重要意义。本研究按照土壤黏粒含量依次递减的规律,选取了黄土高原四种典型的坡耕地土壤:塿土(杨凌)、黑垆土(长武)、黄绵土(安塞)和黄绵土(绥德),结合人工模拟降雨技术,研究了雨强、坡度和土壤质地交互作用下SOC的流失特征及规律、SOC流失的水动力学机制,并建立了基于径流水力因子的SOC流失模型。主要研究结论如下:(1)系统研究了雨强、坡度和土壤质地交互作用下SOC流失特征及其规律,阐明了产沙量与SOC流失量的关系。研究结果表明,在试验雨强和坡度范围内,塿土、黑垆土、黄绵土(安塞)和黄绵土(绥德)的侵蚀泥沙有机碳富集比(ERoc)依次在1.15-2.36(平均值1.74)、1.18-1.69(平均...
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 土壤水力侵蚀过程
1.2.2 水蚀影响下SOC的迁移和再分布过程
1.2.3 SOC流失影响因子研究
1.2.4 水蚀影响下SOC流失模型研究现状
1.3 存在的问题和不足
1.4 研究目标与内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 总体思路
1.4.3 主要研究内容
1.4.4 技术路线
第二章 研究区概况和方法
2.1 研究区概况
2.2 土壤样品采集及测定
2.3 模拟降雨试验
2.3.1 实验设备及土槽填装
2.3.2 SOC流失过程监测
2.3.3 相关指标的测定及计算
2.3.4 数据分析
第三章 水蚀影响下黄土有机碳流失的基本规律
3.1 坡面径流和泥沙流失特征
3.1.1 坡面产流特征
3.1.2 坡面产沙特征
3.2 土壤有机碳流失的特征
3.2.1 雨强和坡度对SOC流失的影响
3.2.2 土壤质地对SOC流失的影响
3.2.3 产沙量和SOC流失的关系
3.3 泥沙有机碳选择性迁移特征
3.3.1 侵蚀过程中泥沙有机碳富集比的变化特征
3.3.2 泥沙分布特征与泥沙有机碳含量的关系
3.4 讨论
3.4.1 泥沙与SOC流失的关系
3.4.2 侵蚀泥沙SOC富集特征
3.5 小结
第四章 黄土有机碳流失对水动力学特征的响应规律
4.1 坡面侵蚀水动力学特征
4.1.1 坡度和雨强对水动力学特征的影响
4.1.2 土壤质地对水动力学特征的影响
4.2 水动力学特征与SOC流失的关系
4.3 水动力学特征与SOC选择性迁移的关系
4.3.1 水动力学特征与泥沙分布特征的关系
4.3.2 水力学特征与泥沙SOC含量的关系
4.4 水动力学特征与泥沙中团聚体有机碳分布的关系
4.4.1 水动力学特征与团聚体迁移的关系
4.4.2 水动力学特征对团聚体SOC分布的影响
4.5 讨论
4.5.1 基于水动力学特征的泥沙颗粒搬运机制
4.5.2 基于径流水动力学特征的泥沙SOC富集机制
4.5.3 径流水动力学特征与泥沙和SOC流失
4.6 小结
第五章 基于水动力学特征的SOC流失模型研究
5.1 水蚀影响下基于传统方法的SOC流失预测
5.1.1 模型简介
5.1.2 模型计算过程
5.1.3 模型检验及其评价
5.2 基于水动力学特征的SOC流失预报模型
5.2.1 模型基础
5.2.2 建模过程
5.2.3 模型检验及其评价
5.3 讨论
5.4 小结
第六章 主要结论及进一步研究设想
6.1 主要结论
6.2 研究创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3908885
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 土壤水力侵蚀过程
1.2.2 水蚀影响下SOC的迁移和再分布过程
1.2.3 SOC流失影响因子研究
1.2.4 水蚀影响下SOC流失模型研究现状
1.3 存在的问题和不足
1.4 研究目标与内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 总体思路
1.4.3 主要研究内容
1.4.4 技术路线
第二章 研究区概况和方法
2.1 研究区概况
2.2 土壤样品采集及测定
2.3 模拟降雨试验
2.3.1 实验设备及土槽填装
2.3.2 SOC流失过程监测
2.3.3 相关指标的测定及计算
2.3.4 数据分析
第三章 水蚀影响下黄土有机碳流失的基本规律
3.1 坡面径流和泥沙流失特征
3.1.1 坡面产流特征
3.1.2 坡面产沙特征
3.2 土壤有机碳流失的特征
3.2.1 雨强和坡度对SOC流失的影响
3.2.2 土壤质地对SOC流失的影响
3.2.3 产沙量和SOC流失的关系
3.3 泥沙有机碳选择性迁移特征
3.3.1 侵蚀过程中泥沙有机碳富集比的变化特征
3.3.2 泥沙分布特征与泥沙有机碳含量的关系
3.4 讨论
3.4.1 泥沙与SOC流失的关系
3.4.2 侵蚀泥沙SOC富集特征
3.5 小结
第四章 黄土有机碳流失对水动力学特征的响应规律
4.1 坡面侵蚀水动力学特征
4.1.1 坡度和雨强对水动力学特征的影响
4.1.2 土壤质地对水动力学特征的影响
4.2 水动力学特征与SOC流失的关系
4.3 水动力学特征与SOC选择性迁移的关系
4.3.1 水动力学特征与泥沙分布特征的关系
4.3.2 水力学特征与泥沙SOC含量的关系
4.4 水动力学特征与泥沙中团聚体有机碳分布的关系
4.4.1 水动力学特征与团聚体迁移的关系
4.4.2 水动力学特征对团聚体SOC分布的影响
4.5 讨论
4.5.1 基于水动力学特征的泥沙颗粒搬运机制
4.5.2 基于径流水动力学特征的泥沙SOC富集机制
4.5.3 径流水动力学特征与泥沙和SOC流失
4.6 小结
第五章 基于水动力学特征的SOC流失模型研究
5.1 水蚀影响下基于传统方法的SOC流失预测
5.1.1 模型简介
5.1.2 模型计算过程
5.1.3 模型检验及其评价
5.2 基于水动力学特征的SOC流失预报模型
5.2.1 模型基础
5.2.2 建模过程
5.2.3 模型检验及其评价
5.3 讨论
5.4 小结
第六章 主要结论及进一步研究设想
6.1 主要结论
6.2 研究创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3908885
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/3908885.html