李进芳 作品数:12 被引量:59 H指数:4 供职机构: 青海大学地质工程系 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 青海大学中青年科研基金 青海省科技厅基金 更多>> 相关领域: 农业科学 天文地球 建筑科学 更多>>
黄河源区退化草地水土流失规律 被引量:16 2017年 为了阐明高寒草甸退化草地水土流失的规律,以黄河源区河南县退化草地为研究对象,采用野外现场原位人工模拟降雨试验方法,对不同降雨条件下土壤径流量、冲刷量随坡度、退化程度、降雨历时和降雨强度的变化规律进行了试验和分析。结果表明:天然退化草甸的含水量及密度均随坡度和退化程度呈递减趋势(P<0.05);同等条件下径流量与植被覆盖度呈幂函数负相关关系(y=140.69x^(-0.4667),R^2=0.988 2),与降雨强度呈指数函数正相关关系(y=40.35e^(0.0252x),R^2=0.970 8);泥沙量与植被覆盖度呈指数函数的负相关关系(y=4294.3e^(-0.0418x),R^2=0.990 7),与降雨强度呈指数函数正相关关系(y=62.657e^(0.0201x),R^2=0.968 8);坡度为30°的小区径流量较10°和20°的坡度小区分别增加了3.6倍和1.7倍,泥沙量分别增加了16倍和1.4倍,表明径流量、泥沙量随坡度的增加而急剧增大;植被覆盖度40%以下的区域其径流和泥沙含量变化幅度较大;降雨开始30min内的地表径流量相对稳定,降雨时间30min后地表径流量开始缓慢上升,坡面泥沙流失量主要集中在降雨后的5~15min内,而降雨55~60min后泥沙量急剧降低,因此试验认为降雨历时1h为土壤颗粒流失的敏感期;天然边坡径流产生后坡面出现汇流冲蚀现象,是退化草地水土流失加剧的重要原因。 李国荣 李希来 李希来 陈文婷 李进芳 朱海丽 王洪维关键词:黄河源区 退化草地 水土流失 人工模拟降雨 冲刷量 黄河源区高寒退化草地鼠丘对土壤风蚀作用的影响 被引量:2 2022年 为阐明高寒草地鼠丘土壤风蚀特征和规律,以青海省河南县退化草地区域内的鼠丘为研究对象,采用野外人工模拟风力侵蚀试验方法,对不同风速条件下鼠丘大小、形状、土壤含水量及含根量对土壤风蚀作用的影响进行了研究。结果表明:高寒草地鼠丘土壤的风蚀量随着风速的增加而增加,风速从6 m/s逐步增加到12 m/s时,鼠丘土壤流失量增加1.22~1.79倍,且土壤流失量与风速和鼠丘大小呈正比。同等条件下,鼠丘形状不同时其土壤风蚀量也不同,3种类型的鼠丘土壤风蚀量的大小依次为半球型>凸凹型>平缓型,其中半球型鼠丘土壤流失量比凸凹型和平缓型鼠丘分别增加了35.5%,92.6%,且侵蚀前5 min是土壤风蚀速率最敏感的时期。土壤流失量随植被根系和土壤含水量的增加而减小,说明鼠丘内的植被根系以及土壤含水量对土壤风蚀量具有抑制作用,是鼠丘土壤风蚀的重要抗蚀因子。 翟辉 李国荣 李进芳 李进芳 朱海丽 刘亚斌 赵健赟关键词:黄河源区 高寒草地 土壤风蚀 土壤流失量 黄河源鼠害退化区鼠丘土壤的风蚀特征 被引量:3 2022年 [目的]研究鼠丘土壤风蚀特征,揭示黄河源鼠害退化区鼠丘土壤风蚀机理,为进一步科学评判高寒草地鼠害退化区土壤流失特征提供科学依据。[方法]以黄河源区广泛分布的高原鼠兔和高原鼢鼠2类鼠丘为研究对象,并依据鼠丘土壤质地特征将其划分为草甸土鼠丘、沙化土鼠丘以及含砾石土鼠丘3类,在3~15 m/s风速范围内采用小型原位风蚀试验装置在9组风速试验(梯度为1.5 m/s)下探究鼠丘土壤风蚀量随风速变化的关系。[结果]①当风速超过9 m/s时,沙化土鼠丘土壤风蚀量的风蚀量最大,含砾石土鼠丘土壤风蚀量最小,且沙化土鼠丘土壤风蚀量与风速大小间呈幂函数的正相关,草甸土和含砾石土鼠丘土壤风蚀量与风速间呈指数函数的正相关,砾石对土壤风蚀的抑制作用明显。②高原鼠兔鼠丘土壤风蚀量大于高原鼢鼠鼠丘,且鼠丘土壤风蚀率随着风速的增加幅度较大,同等风速下鼠丘土壤风蚀率随风蚀时间的增加呈现先快后慢的趋势。③通过对流失的鼠丘土壤颗粒粒径分析,沙化土鼠丘土壤风蚀颗粒以砂粒为主,草甸土和含砾石土鼠丘土壤颗粒均以粉粒为主,流失颗粒组成与鼠丘土壤质地条件有关。[结论]黄河源鼠害退化区鼠丘土壤风蚀量随风速大小的变化关系与土壤质地条件、啮齿动物活动习性及其对土壤团聚体的破坏和土壤重组特征有关。 翟辉 李国荣 李进芳 李进芳 赵健赟 赵健赟 刘亚斌 朱海丽 胡夏嵩关键词:黄河源区 高寒草地 土壤风蚀 黄河源草地退化区2种鼠丘土壤风蚀规律 被引量:4 2022年 为阐明高寒草地啮齿类动物活动区鼠丘土壤风蚀特征和规律,以青海省河南县鼠害退化区高原鼠兔和高原鼢鼠鼠丘为研究对象,采用野外模拟风力侵蚀试验方法,对2类鼠丘土壤风蚀流失量和养分流失量的特征和规律进行研究,并对该2种鼠丘土壤风蚀差异进行对比和分析。结果表明:(1)在9 m·s^(-1)的恒风速吹蚀作用下,2种鼠丘土壤颗粒的快速流失主要集中在前15 min内,且高原鼠兔鼠丘土壤流失量显著高于高原鼢鼠鼠丘,约为高原鼢鼠鼠丘土壤流失量的1.5倍。(2)蠕移是鼠丘土壤流失最主要的运动方式,相同时间内2种鼠丘均呈现蠕移量>跃移量>悬移量,其中高原鼠兔鼠丘蠕移量、跃移量和悬移量分别为高原鼢鼠鼠丘的1.45倍、1.58倍、1.50倍。(3)鼠丘土壤养分含量明显低于原生草地土壤层,且养分含量呈现出原生草地土壤>高原鼠兔鼠丘土壤>高原鼢鼠鼠丘土壤。(4)鼠丘土壤养分流失和土壤流失具有相同的规律,养分流失主要取决于土壤颗粒的流失,高原鼠兔鼠丘的各养分含量指标的流失量较高原鼢鼠鼠丘增加1.42~3.53倍。研究结果将为阐述鼠害退化区土壤流失特征,揭示高寒草地退化机理和黄河源草地生态环境保护提供理论依据。 翟辉 李国荣 李进芳 李进芳 朱海丽 刘亚斌 赵健赟 胡夏嵩关键词:黄河源区 土壤风蚀 养分流失 不同植被类型对土壤物理化学和力学性质的影响 被引量:4 2018年 [目的]分析不同植被类型对土壤物理化学和力学特性的影响,揭示植被多样性对土壤及生态环境的响应,为区域生物工程和生态环境修复提供理论依据。[方法]以青海省西宁盆地黄土区和互助北山森林区为研究对象,通过室内试验测定土体的物理化学和力学性质,探讨不同植被类型对土壤物理化学和力学性质的影响。[结果]植被类型的多样性对植被覆盖度的影响较大,且不同植被组合类型与根-土复合体含水量与植被覆盖度呈正相关,与土壤孔隙度呈负相关,其中随植被多样性的增加,土壤含水量增加8.88%~22.43%,土壤密度增加0.03~0.54 g/cm3,孔隙率降低4.89%~13.38%,根土层p H趋于弱酸性;同一区域土壤养分含量和根-土复合体黏聚力总体表现为乔灌草组合区﹥草灌区﹥草本区,说明植被类型、枯枝落叶及根系等对土壤养分的积累和表层土壤力学特性的影响较大。[结论]植被类型的多样性在改善生态环境方面起到积极作用,采用植被护坡和生态环境保护方面应考虑植被类型的多样性,实现植被-土壤-环境的良性循环。 钟伶志 李国荣 李进芳 李进芳关键词:植被多样性 物理化学性质 力学性质 生态环境 土壤结皮对高寒草甸鼠丘土壤基本特征及水力侵蚀的影响 2023年 [目的]阐明土壤结皮对高寒草甸鼠丘土壤基本特征及其水力侵蚀的影响,为高寒草甸鼠丘土壤的水力侵蚀特征评价及今后当地生态植被的修复和保护提供理论依据。[方法]以青海省河南县鼠害退化区高原鼢鼠鼠丘表面发育的物理结皮、地衣结皮和苔藓结皮为研究对象,并以原生草甸和未结皮的新鲜鼢鼠鼠丘作对照,结合野外调查和原位模拟降雨侵蚀试验,对不同类型鼠丘结皮土壤的物理力学特征、水力侵蚀规律及土壤侵蚀量与可蚀性因子间的关联度和相关性等进行了分析和讨论。[结果](1)鼠丘表层不同结皮土壤的含水率大小依次为:苔藓结皮>地衣结皮>物理结皮,并与原生草甸和新鲜鼢鼠鼠丘之间存在显著性差异(p<0.05);0—2 cm内土壤紧实度和黏聚力的排序依次为:原生草甸>物理结皮>苔藓结皮>地衣结皮>新鲜鼢鼠鼠丘;较未结皮的新鲜鼢鼠鼠丘相比,土壤结皮的发生可通过改造土壤基本特性进而提升鼠丘土壤的保水固土能力。(2)土壤总流失量由高到低依次为:新鲜鼢鼠鼠丘>物理结皮>地衣结皮>苔藓结皮>原生草甸,且与降雨强度具一定的正相关关系;降雨侵蚀的10~15 min是不同鼠丘结皮土壤降雨侵蚀的敏感期,土壤流失率均呈先增后减的变化趋势;较未结皮的新鲜鼢鼠鼠丘相比,不同类型鼠丘结皮土壤均会提高土壤的抗侵蚀能力,土壤抗侵蚀能力优异性排序为:原生草甸>苔藓结皮>地衣结皮>物理结皮>新鲜鼢鼠鼠丘。(3)基于关联度和相关性分析双重检验方法,土壤结皮主要通过改变鼠丘表层土壤的基本物理力学特性指标,从而导致土壤侵蚀状况出现了差异性,其中土壤含水率、密度和孔隙比是影响土壤侵蚀量的关键影响因子。[结论]土壤结皮通过促进土壤基本物理力学特性,从而可不同程度地抑制高寒草甸鼠丘土壤的水力侵蚀。 童生春 李国荣 李进芳 李进芳 李希来 李希来 朱海丽 朱海丽 陈文婷 赵健赟关键词:高寒草甸 土壤结皮 水力侵蚀 草地覆盖度和鼠丘对高寒草地表层土壤颗粒特征的影响 2023年 [目的]揭示黄河源区高寒草地表土颗粒粒径组成的变化特征,阐明影响草地土壤退化的因素,并进而为黄河源区退化草地的综合治理提供一定的指导作用。[方法]以青海省河南县禁牧区自然条件下不同覆盖度(0%,5%,25%,50%,75%和100%)和2类鼠丘的新旧表层土壤作为研究对象,通过野外调查和室内试验,分析黄河源区不同盖度草地及鼠丘分布对草地表土颗粒粒径组成的影响。[结果](1)高寒草地表面土壤平均粒径随草盖度的降低而增加,其中粒径小于2μm的土壤粒径含量变化幅度最小,20~50μm和50~250μm的粒径含量变化幅度最大,粒径为20~50μm的土粒是土壤侵蚀相对敏感的颗粒。(2)黄河源区未退化草地表层土壤粒径组成主要以粉粒为主,黏粒、粉粒含量和盖度间呈线性正相关,砂粒含量与盖度间呈线性负相关。裸地砂粒含量较原生草地增加了21.96%,高原鼢鼠和高原鼠兔鼠丘分别增加了27.86%和33.14%。(3)形成时间相同的2类鼠丘土壤粒径组成特征差异性不明显,高原鼠兔和高原鼢鼠旧鼠丘的黏粒含量较新生鼠丘分别减少了5.85%,6.32%,粉粒分别减少了28.99%,23.01%,砂粒分别增加了34.84%,29.33%,土壤平均粒径增加了近2倍,鼠丘表层土壤呈现出明显的土壤粗粒化和沙化现象。[结论]提高草地覆盖度到50%以上时和降低新生鼠丘密度能有效防治高寒草地土壤粗粒化。 翟辉 李国荣 李进芳 李进芳 赵健赟 赵健赟 刘亚斌 朱海丽 胡夏嵩关键词:高寒草地 土壤退化 黄土边坡降雨入渗规律及其对边坡稳定性的影响 被引量:7 2014年 以位于青海西宁盆地的某黄土边坡为例,选取较为典型的3次天然降雨,研究了坡体土壤含水量变化和不同降雨历时、降雨强度下的降雨入渗规律,重点分析了降雨入渗对黄土边坡稳定性的影响。结果表明,降雨过程中黄土边坡土壤含水量逐渐增加,降雨结束后随着雨水的继续入渗和蒸发,含水量又逐渐减小;在相同的降雨历时条件下,降雨强度12.50 mm/h时边坡土壤含水量及入渗深度均较降雨强度4.28和0.88 mm/h时大,且坡脚处含水量的增加幅度略大于坡顶;边坡土壤含水量从12.74%增加到27.91%,黏聚力从23.47 kPa降低到9.93 kPa,边坡安全系数从1.67降低到1.31,坡顶和坡脚处的剪应力值分别增大了1.76和17.24 kPa,说明坡脚处应力集中现象与降雨入渗密切相关。 李国荣 陈文婷 李进芳 朱海丽 胡夏嵩关键词:降雨入渗 黄土边坡 含水量 黄河源高寒草甸退化秃斑地土壤基本特征及其风蚀规律 被引量:1 2023年 [目的]阐明高寒草甸不同类型退化秃斑地的土壤基本特征及其风蚀规律,揭示土壤物理力学特性与土壤风蚀之间的交互影响作用,进而为黄河源区生态植被的修复和保护提供理论依据。[方法]以黄河源7种草甸退化秃斑地及高原鼢鼠鼠丘为研究对象,结合野外调查和原位试验,对不同秃斑地土壤物理力学特征、土壤风蚀规律的差异性及土壤风蚀量与可蚀性因子间的关联度和相关性等进行了分析和讨论。[结果](1)不同退化秃斑地土壤基本物理力学特性指标差异较显著,7种秃斑地的平均土壤含水率、密度、紧实度和黏聚力分别是高原鼢鼠鼠丘的1.3倍、2.6倍、14.2倍和5.0倍,秃斑地中风毛菊的恢复生长对土壤的保水固土能力最强,香薷草和臭蒿相对较弱。(2)风蚀60 min后高原鼢鼠鼠丘土壤的总流失量是退化秃斑地的1.3~4.4倍;风蚀量的增加幅度随风蚀时间呈先增后减的趋势,风蚀作用的前5~10 min是土壤风蚀的敏感期;不同退化秃斑地土壤风蚀量与植被恢复类型有关,且与土壤物理力学指标值之间呈反比例关系。(3)退化秃斑地土壤风蚀量与植被覆盖度、土壤含水率和土壤紧实度之间均呈线性负相关关系,与土壤黏聚力间呈指数函数负相关关系;土壤风蚀量与覆盖度、含水率、紧实度和黏聚力间存在极显著负相关,与土壤密度和土壤平均粒径分别存在显著负相关和显著正相关。[结论]不同类型的退化秃斑地均可通过提升土壤基本物理力学特性,从而对土壤风蚀产生抑制效应,其中风毛菊抑制效果最佳、香薷草和臭蒿相对较弱。 童生春 李国荣 李进芳 李进芳 朱海丽 朱海丽 陈文婷 胡夏嵩关键词:黄河源区 高寒草甸 土壤风蚀 青藏高原东北部黄土地区降雨入渗对土质边坡稳定性的影响研究 被引量:19 2015年 降雨是诱发土质边坡失稳的主导因素之一,研究降雨入渗对土质边坡稳定性的影响有着重要意义。以青海西宁盆地黄土边坡为例,结合野外现场试验和室内直剪试验,研究了降雨入渗对坡体含水量和抗剪强度的影响,采用FLAC2D软件模拟分析了降雨前后边坡的应力、位移分布特征,并通过计算安全系数对边坡进行稳定性评价。研究结果表明,雨水入渗150 min内边坡表层土层含水量急剧增加,150 min后其变化趋势逐步变缓,较深层土层含水量随雨水入渗时间呈持续缓慢增加的趋势。对于同一层土体而言,雨水入渗深度随降雨历时的增大而增加,且表层土体中雨水入渗速度先快后慢。表层土体含水量每增加1.01%,其粘聚力减小13.53 k Pa,土体抗剪强度降低16 k Pa,说明土体抗剪强度对含水量的变化极为敏感。二维有限元模拟和分析结果表明,在自重应力作用和雨水入渗条件下,研究区坡脚处出现应力集中现象,且降雨后边坡位移量、应力集中范围及应力大小明显大于降雨前,而降雨后边坡稳定安全系数比降雨前降低了21.6%,说明降雨入渗对边坡的稳定性影响较大。 李国荣 陈文婷 朱海丽 郭章军 李进芳 王涛 胡夏嵩关键词:降雨入渗 黄土边坡 含水量