冻融对土壤分离能力及侵蚀阻力的影响

来源：农业工程学报杂志2020年第11期北京时间：

作者：孙宝洋,吴志广,李占斌,刘晶,肖俊波,程冬兵,任斐鹏,马建业,刘晨光,马波,

摘要：冻融后坡面为水力侵蚀产沙提供了大量有效物质源，是河道泥沙的主要策源地。该研究利用室内模拟冻融和径流冲刷试验，设置不同冻融循环次数、坡度和流量梯度，分析冻融对土壤分离能力及侵蚀阻力的影响机制。结果表明，冻融条件下，坡度、流量和冻融循环次数均对土壤分离能力有显著影响（P0.05），贡献率分别为17.94%、19.96%和18.43%。冻融前后，土壤分离能力基本均随坡度和流量的增加而增大，冻融后的均值（5.28±2.48 g/(cm2·min)）显著大于冻融前（2.39 ±1.71 g/(cm2·min)），但冻融后的增幅明显小于冻融前。不同坡度和流量条件下，冻融1次后，土壤分离能力均显著增大（P0.05），但其随冻融循环次数增加的变化趋势差异较大，只有在坡度与流量同时较小（10°和≤18L/min）或较大（15°和≥18L/min）时，呈显著增大趋势。冻融循环1、5、10次后，土壤细沟可蚀性分别增大1.25、1.66和1.72倍，随冻融次数的增加逐渐趋于稳定；土壤临界剪切力冻融后显著降低，与冻融次数无明显关系。冻融后土壤平均容重、水稳性团聚体和抗剪强度分别降低了6.61 %、24.77 %和21.35 %，土壤孔隙度和三相结构指数变化与之相反。冻融条件下，土壤细沟可蚀性与水稳性团聚体和抗剪强度呈显著负相关关系，而与孔隙度呈显著正相关关系。

关键词：土壤, 侵蚀, 冻融, 土壤分离能力, 细沟可蚀性, 临界剪切力, 土壤理化性质