学术研究
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我院团队在坡耕地水土保持方面取得重要成果
发布时间: 2022-03-12
 

近期,山东农业大学水利土木工程学院雷廷武教授研究团队,在坡耕地水土保持方面取得系列研究成果,系统的阐释了秸秆掺混还田对坡耕地产流产沙过程及其水动力学机制的影响,为坡耕地水土流失综合治理及预测预报提供了理论基础。

秸秆还田是农田残余物的重要利用途径,作物秸秆掺混还田能够改良土壤结构,增加土壤有机质,影响坡耕地水文微循环过程和水沙运动过程;同时,秸秆掺混还田可以缓解因秸秆废弃而带来的环境污染,实现资源的优化配置,是可持续的生态化利用方式。以往研究发现秸秆覆盖还田可以有效减少水土流失,但针对秸秆掺混还田水土保持效应方面的研究较少,并且鲜有考虑极端降雨的影响。

课题组通过室内人工模拟降雨试验,揭示了极端降雨条件下秸秆掺混对坡面产流产沙过程及水动力学特征的影响机制。研究成果分别发表在地球科学领域Top期刊(中科院一区)Journal of Hydrology (IF5 years=6.033)Catena (IF5 years=5.594)Land Degradation & Development (IF5 years=5.291)

1)以“Flow velocity on cultivated soil slope with wheat straw incorporation”为题在《Journal of Hydrology》发表论文一篇,采用电解质示踪方法,量化了秸秆掺混对坡面降雨产流流速的影响,发现随秸秆掺混量增加,流速呈线性减小趋势。

2)以“The hydrodynamic mechanism of rainfall runoff from loess slope incorporated with straw”为题在《Land Degradation & Development》发表论文一篇,研究了秸秆掺混对水动力弥散系数、雷诺数及达西-维斯巴赫阻力系数等水动力参数的影响,发现秸秆掺混可以减少径流的水动力弥散,增加坡面阻力。

3)以“Effect of straw-incorporation into farming soil layer on surface runoff under simulated rainfall”为题在《Catena》发表论文一篇,明确了降雨条件下秸秆掺混量对地表产流特征的影响,确定了不同试验条件下秸秆掺混对降雨产流时间的延迟效应及其对产流过程的影响规律。

4)以“Lab simulation of soil erosion on cultivated soil slopes with wheat straw incorporation”为题在《Catena》发表论文一篇,定量分析了秸秆掺混还田后侵蚀输沙变化过程,建立了土壤流失过程随累计降雨量增加的变化过程模型,分析了产流产沙耦合关系,揭示了秸秆掺混减少坡耕地侵蚀输沙的影响机理。

上述文章中(1)、(2)的第一作者为我院硕士研究生刘华清,雷廷武教授与刁艳芳副教授为通讯作者,(3)、(4)的第一作者为我院硕士研究生杨佳慧,雷廷武教授与张俊鹏副教授为通讯作者。本研究成果是在山东农业大学高层次人才引进项目的资助下开展的,同时得到国家自然科学基金创新研究群体科学基金项目、国家自然科学基金重点项目和山东省重点研发计划等课题的支持。

 

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