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土壤表层结皮失水裂缝形态发育规律研究

作  者:
杨昌;王健;李建德;徐飞飞
单  位:
西北农林科技大学水土保持研究所;西北农林科技大学资源环境学院
关键词:
结皮;干缩裂缝;土壤含水率;微地形
摘  要:
[目的]明确坡耕地条件下土壤物理结皮失水裂缝开裂规律.[方法]采用室外人工模拟降雨试验,结合MATLAB图像处理功能,对结构结皮、沉积结皮和过渡带结皮物理性质及裂缝网络发育进行了定量分析,并探讨了裂缝形态特征随土壤含水率的变化情况.[结果]不同类型结皮土壤物理性质差异显著,其中结皮体积质量及黏粒质量分数均表现为沉积结皮(DC)最高,其次为过渡带结皮(TZ)、结构结皮(SC);而砂粒质量分数则表现为结构结皮高于过渡带结皮和沉积结皮.垄沟区域不同部位土壤结皮干缩裂缝形态特征存在显著差异,其中裂缝面积率(RC)、裂缝长度密度(LC)和裂缝平均宽度(Wi)均表现为沉积结皮(DC)<过渡带结皮(TZ)<结构结皮(SC),各区域间的连通性指数(K)差异不显著.裂缝形态差异主要受土壤物理性质、含水率下降速率和初始含水率影响,同时结构结皮裂缝形态特征还与其特有的弧状结构有关.裂缝发育过程中,结构结皮、沉积结皮的裂缝面积率、长度密度和平均宽度随含水率降低而增大,裂缝发育完成时,结构结皮的土壤含水率为11.88%,沉积结皮的土壤含水率为20.57%,同时沉积结皮裂缝的发育历时最长为357 h.[结论]结皮类型对裂缝发育产生了重要影响,结构结皮裂缝开裂最为明显,沉积结皮裂缝形态复杂多样且发育历时最长.
译  名:
Formation of Crusts and Initiation and Development of Cracks in Them Following Soil Wetting and Drying

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