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不同土壤前期含水率和坡度下黄壤分离临界水动力特性 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤分离临界水动力学参数是侵蚀预报研究的基础内容,但关于不同近地表土壤水分条件下坡面侵蚀发生临界起动关键影响因子及其内在机制尚不清楚。本研究选取长江中上游地区典型黄壤为研究对象,试验设计5个土壤前期含水率(5%~23%)和5个坡度(1.0°~10.0°),利用冲刷槽实测土壤分离临界水动力学参数,探讨土壤分离临界水动力学参数对不同土壤前期含水率和坡度耦合作用的响应。结果表明:土壤分离临界流速、临界水深和流态均与坡度和土壤前期含水率呈幂函数减小关系;在坡度小于5.0°时,土壤分离临界水动力参数受坡度和土壤前期含水率耦合作用的影响;而在坡度大于5.0°时则主要受坡度的影响。因此,当坡度大于5.0°时,可直接采用简化幂函数方程对土壤分离临界水动力参数进行估算。在本研究试验条件下,坡面土壤分离临界水流流态基本属于层流、缓流,发生紊流、急流的概率很小。坡度和土壤前期含水率对坡面流阻力有重要的影响,阻力系数随临界单宽流量和雷诺数的增加呈幂函数下降趋势。 相似文献
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再生水和清水不同灌水水平对土壤理化性质及病原菌分布的影响 总被引：3，自引：1，他引：2
【目的】探讨再生水和清水不同灌水水平对土壤理化性质和指示性病原菌粪大肠菌群数量分布的影响。【方法】采用室内土柱试验,研究了不同水质、不同灌水水平下土壤理化性质和粪大肠菌群的分布规律。【结果】相比清水灌溉,再生水灌溉下土壤有机质量(OM)、总氮量(TN)、总磷量(TP)、电导率(EC)显著提高,土壤p H值略微下降,且再生水充分灌溉处理的表层0~20 cm土壤有机质量(OM)、总氮量(TN)、总磷量(TP)均高于非充分灌溉处理,电导率(EC)则相反;再生水灌溉下,土壤中粪大肠菌群数量显著提高,各土层粪大肠菌群数量均显著高于清水灌溉,再生水充分灌溉下表层0~20 cm土壤粪大肠菌群数量显著高于非充分灌溉;土壤粪大肠菌群数量与OM、TN、TP量和EC均正相关,与土壤p H值、含水率负相关。【结论】再生水灌溉能够在一定程度上提高土壤肥力,合理控制再生水灌水水平可有效阻控土壤病原菌的污染;土壤养分量越高,越有利于粪大肠菌群的生长繁殖。 相似文献
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陕北黄土区陡坡坡面因子对土壤水分的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
《排灌机械工程学报》2017,(9)
为加快黄土高原植被恢复和植被构建速度,在研究陕北黄土区吴起县坡度、坡向分布特征的前提下,分别选取阴坡、半阴坡、半阳坡、阳坡的陡坡,每个坡向选取4个坡度级(35°,45°,55°,65°),分别分析其0~100 cm土层深度的土壤水分并进行聚类分析.结果显示:研究区内坡度在35°以上陡坡占当地总面积的39.00%左右;且阴向坡面积52.65%多于阳向坡47.35%;研究区内0~100 cm土层深度的土壤含水量随着土层深度的增加呈现增加趋势,且趋势越来越平缓;坡度越大,土壤含水量的垂直变化越强烈,阴坡坡度与陡坡土壤含水量的相关性最为显著;坡向因子主要影响坡面整体水分状况,而对陡坡土壤水分垂直空间分布规律影响较小;坡度、坡向和成坡时间因子对坡面土壤含水量的影响主要集中在0~40 cm土层深度内,对较深层土壤含水量影响作用较小;系统聚类分析结果同样显示,土壤含水量较为活跃的层次主要集中在0~40 cm土层深度内,阳坡35°坡面活跃层可达90 cm左右. 相似文献
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生物炭对不同坡度坡耕地土壤水动力学参数的影响 总被引：6，自引：0，他引：6
在3种地形坡度条件下,开展了施加生物炭后连续两年的土壤水动力学效应试验研究,探究不同坡度坡耕地施加生物炭当年和次年对土壤水分常数、土壤水分特征曲线、比水容量、非饱和导水率K(h)和非饱和扩散率D(θ)的影响。结果表明:施用生物炭当年和次年均使土壤田间持水率和饱和含水率增大,且随坡度增加其增率变大,生物炭因子两年内对土壤水分常数的影响显著(P <0. 015),而坡度因子影响不显著(P> 0. 05),即生物炭因子作用更明显;施用生物炭两年内,在各个土壤吸力条件下土壤含水率均增大,土壤持水性增强,且同地形坡度呈正相关关系、同年限呈负相关关系;生物炭在两年内均增大土壤比水容量,使其供水能力加强,最大增量1. 830 207×10-3cm^3/cm^4;地形坡度对K(h)无明显影响,但施加生物炭可使K(h)增大,土壤导水性增强,2016、2017年K(h)最高分别增加239. 61%、164. 04%;施加生物炭可降低D(θ),抑制土壤水分的水平运动,随地形坡度增加抑制效果增强。生物炭施用当年对各土壤水动力学参数的影响大于施用次年。研究结果可为东北黑土区坡耕地农业水土保护和利用提供理论依据。 相似文献
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小型红壤坡面土壤含水率时空特性研究 总被引：1，自引：1，他引：1
为了探索小型红壤坡面土壤含水率的时空分布规律,在桂林市雁山镇平均坡度14°、坡长12 m、宽度5 m的红壤坡面布设14个观测点,分别对0~60 cm土深的6个土层进行了为期1 a的土壤含水率观测,并用统计学方法及时间稳定性概念进行了分析。结果表明,随着土壤深度的增加,各土层平均土壤含水率总体逐步上升,各土层含水率变异系数的均值总体逐步减小,各土层的含水率更加均匀;随着平均含水率的增加,各土层含水率的波动幅度先增大后减小;不同坡位的土壤含水率在干湿2季表现出不同的特点,湿季0~10 cm土层的含水率为下坡位中坡位上坡位,其余土层均表现为上坡位中坡位下坡位,干季0~10 cm土层含水率沿坡位的变化特点与湿季相同,而其余土层未表现出相同的规律。在时间特性上,红壤坡面土壤含水率与降雨量及降雨频次的关系密切,气温和空气湿度也是影响含水率的重要因素;随着土层的加深,土壤含水率的时间稳定性增强;除0~10、40~50 cm土层外,全序列所得时稳最强点对土壤平均含水率的代表性优于其他序列,干季序列所得各点的时间稳定性指数与全序列更为接近,同时干季序列所得时稳最强点对土壤平均含水率的代表性也明显优于湿季序列;植被根系对含水率的时间稳定性有一定影响,40~50 cm土层植被根系最多,使得全序列所得时稳最强点对所在土层平均含水率的代表性较差。 相似文献
6.
太行山南麓鱼鳞坑工程对坡面土壤水分空间变异性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
《灌溉排水学报》2021,(9)
【目的】探讨鱼鳞坑工程对坡面土壤水分空间变异性的影响。【方法】以太行山南麓实施鱼鳞坑工程坡面为研究对象,以自然坡面为对照,分析鱼鳞坑对坡面土壤水分空间变异的影响。【结果】(1)太行山南麓坡面土壤水分具有很强的空间相关性,实施鱼鳞坑工程可有效改善该区土壤水分状况,土壤含水率增加了7%～41%,变异程度由中等变异变为弱变异,结构变异占总变异的比例提高了20%～88%。(2)无论是在降水还是干旱条件下,自然坡面土壤水分从坡上到坡下均呈逐渐减小的带状分布,而鱼鳞坑坡面土壤水分在干旱条件下则呈斑块状分布,离散程度较高。(3)冗余分析表明,各环境因子解释量从大到小依次为砾石量(22.7%)砂粒量(2.9%)粉粒量(2.3%)体积质量(1.3%)海拔(1.0%)砾石覆盖度(0.02%),自然坡地为海拔(25%)砾石量(13.9%)粉粒量(8.1%)体积质量(2.9%)砂粒量(1.2%)砾石覆盖度(0.4%)。【结论】鱼鳞坑工程通过改变下垫面结构,弱化地形对土壤水分的影响,砾石引起的变异占总变异的比例增加,同时改善土壤保水性能,减小土壤水分变异系数,增加结构因素所占比例,改变坡面土壤水分分布特征,从而对土壤水分空间异质性产生重要影响。 相似文献
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试验利用室内变坡度水槽,选取5种(5°,10°,15°,25°,35°)坡度和5种(280,420,550,650,900 L/h)流量进行25组叠加组合模拟室内薄层水流冲刷试验.结果表明:坡度一定时,冲蚀率随流量递增,增长幅度受坡度影响,在15°～35°存在着临界坡度值;无降雨条件下小于临界坡度时,冲蚀率与能坡之间满足多项式关系;冲蚀过程中坡面薄层水流流态属于层流中的急流,冲蚀细沟的产生与水流弗罗德数和雷诺数有关;小于10°时,水流剪切应力和水流功率不受流量的影响,小于420 L/h时,坡度的影响也并不是特别明显,坡度对流速的影响大于流量的影响,这导致了坡度对单位水流功率的影响更大;单宽流量与能坡对冲蚀率的影响较大,并建立了冲蚀率的拟合模型,此模型可以满足砒砂岩大角度的冲刷. 相似文献
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《灌溉排水学报》2021,40(8)
【目的】优化开沟播种技术模式,提高地下滴灌玉米出苗率及产量。【方法】在华北地区开展了春玉米田间地下滴灌试验,研究了不同开沟深度(H0处理:不开沟的平地播种;H10处理:沟深10 cm;H15处理:沟深15cm)对土壤含水率、玉米出苗、生长和产量的影响。【结果】(1)种子埋设处土壤含水率随沟深增加而增大,灌35 mm的出苗水后,H10处理与H15处理种子埋设处土壤含水率分别比H0处理增大18.2%和25.7%;(2)H10处理和H15处理的种子出苗率均达到88%以上,分别比H0处理提高了14.6%和16.3%,差异达到显著水平(P0.05),但H10处理和H15处理间的差异不显著;(3)玉米株高随沟深增加而增大,茎粗随沟深的增加而减小,H10处理和H15处理的叶面积指数显著高于H0处理;(4)H0处理的穗长、穗直径和穗粒数比H10处理和H15处理分别平均增大1.3%、1.6%、2.5%和7.6%、2.7%、11.1%,其中穗粒数和穗长显著高于H15处理;(5)综合穗数和百粒质量,H10处理产量最高,达到12 980.0 kg/hm~2,较H0处理和H15处理分别显著提高13.4%和7.5%。【结论】开沟播种技术适宜华北地区地下滴灌春玉米种植,适宜的开沟深度是10 cm。 相似文献
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降雨和地形因子对黑土坡面土壤侵蚀过程的影响 总被引：20，自引：0，他引：20
通过室内模拟降雨试验,研究降雨强度和地形因子(坡度和坡长)对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响。试验处理包括2个降雨强度(50、100mm/h),2个坡度(5°、10°),2个坡长(5、10m)。结果表明:不同试验处理条件下,当降雨强度由50mm/h增加到100mm/h,坡面径流量增加1.4~12.4倍;当坡长由5m增加到10m,坡面径流量增加0.1~3.1倍;坡度对坡面径流量的影响较复杂,受降雨强度和坡长的综合影响。降雨强度、坡度和坡长皆对坡面侵蚀量有重要影响。当降雨强度由50mm/h增加到100mm/h时,坡面侵蚀量增加4.2倍;当坡度由5°增加到10°时,侵蚀量增加0.4倍;当坡长由5m增加到10m时,侵蚀量增加0.5倍,表明降雨强度增加对黑土区坡面侵蚀量影响最大。而当降雨强度、坡度和坡长均增大时,坡面侵蚀量增加18.0倍,说明这3个因素交互作用对坡面侵蚀的影响远大于各因素的单独影响或2个因素交互作用的影响。坡面径流量与降雨强度的关系最密切,其次是降雨强度-坡长交互作用和降雨强度-坡度-坡长交互作用;坡面侵蚀量与降雨强度-坡度-坡长交互作用的相关关系最显著,其次是降雨强度和降雨强度-坡长交互作用。分别建立了坡面径流量和侵蚀量与降雨强度、坡度和坡长的经验关系式。 相似文献
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《灌溉排水学报》2021,40(8)
【目的】探究不同水分管理模式下、不同土层土壤溶液磷的环境行为。【方法】本研究采取土柱试验研究了3种水分管理模式下(模式1—模式3土壤含水率均恒定分别为:50%、75%、100%)84 d剖面土壤(表层0～10 cm、中层10～20 cm、下层20～30 cm)溶液磷质量浓度变化规律及其与土壤溶液中TOC、总铁、总铝、总钙之间关系。【结果】水分管理对土壤溶液磷质量浓度有显著的影响,并与土层有关;表层土壤表现为:模式3(1.27mg/L)模式2(0.82 mg/L);中层土壤表现为:模式3(1.60 mg/L)模式2(1.40 mg/L);下层土壤表现为:模式3(0.31 mg/L)模式2(0.17 mg/L)模式1(0.13 mg/L)。逐步回归分析揭示土壤溶液总磷质量浓度与土壤溶液TOC、总铁、总铝、总钙有关,并受水分管理模式和土壤层深度的影响。室内模拟3种水分管理模式下土壤溶液总磷质量浓度都大于地表水富营养化标准值(0.1mg/L)。【结论】退耕还湿期间土壤磷释放可能会引起上覆水磷质量浓度突然升高,其造成的生态环境问题值得关注。 相似文献
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【目的】研究多次微量滴水技术对南疆棉田土壤水热盐分布的影响。【方法】在南疆第三师开展小区试验,设置不同灌水量(每次15～45 mm)及灌水频率(1～3次)处理(1-15、1-30、1-45、2-15、2-30、2-45、3-15、3-30、3-45),以春灌为CK(225mm),研究灌水量与灌水频率对棉田土壤湿润体含水率、耗水特征、土壤温度、土壤pH值及土壤盐分的影响,以期找到南疆盐碱地棉苗发芽所需水分供应与盐分洗脱水量的平衡关系。【结果】灌水量为15 mm处理能较好的将湿润区控制在种孔附近范围,湿润体内含水率极大值交汇点在距滴头点水平、垂直10 cm处,与春灌CK整个剖面土壤含水率相比均小于10%,剖面内平均含水率达到14.6%;2-15处理棉花播种出苗期-苗期灌水后耗水量、耗水强度及水分利用效率表现最佳,分别为241.52 m3/hm2、1.42 mm/d、1.08 kg/m3,且显著高于CK;土壤温度随灌水量增加而降低,但土壤温度会在灌水一段时间后回升并高于CK,灌水次数越多,灌水12～24 h后土壤温度越高;各处... 相似文献
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【目的】探讨微咸水补灌年限对压砂地土壤水盐分布特征及西瓜产量和品质的影响。【方法】采用田间定位调查方法,研究了微咸水补灌年限为2、4、7、10、14 a的压砂地0～60 cm土壤水盐动态分布及西瓜产量和品质。【结果】西瓜伸蔓期和收获期土壤饱和电导率随微咸水补灌年限增加而增加,荒地土壤20～40 cm土层饱和电导率最高,而压砂地在40～60 cm土层饱和电导率最高;微咸水补灌增加了开花坐瓜期土壤体积含水率,但随微咸水补灌年限增加呈先增加后减小的趋势;压砂地表层（0～10 cm）土壤体积含水率最高,而荒地10～20 cm土层的土壤体积含水率最高;与荒地相比,土表覆砂增加了0～40 cm土层土壤体积质量及0～8 cm土层的土壤紧实度,而8 cm以下土层土壤紧实度小于荒地;西瓜产量和瓜周可溶性固形物量随微咸水补灌年限增加分别呈降低和先增加后降低的趋势。【结论】长期微咸水补灌提高了压砂地上层土壤体积质量和紧实度,同时也增加了土壤含水率和土壤盐分,西瓜产量随微咸水补灌年限增加呈下降趋势,而西瓜品质则有先提高后降低的趋势。 相似文献
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《灌溉排水学报》2019,(12)
【目的】通过控制施肥量来模拟夏玉米不同产量水平,了解不同产量下夏玉米光合及耗水特性变化,为田间用水管理、区域农业高效用水发展战略的制定提供理论依据。【方法】设置4个产量水平分别为9 000 kg/hm~2(C0),9 750 kg/hm~2(C5),10 500 kg/hm~2(C10),11 250 kg/hm~2(C15),以不施肥为对照(CK),研究不同产量下夏玉米穗位叶光合性能、叶绿素荧光及耗水量和水分利用效率变化。【结果】夏玉米拔节期、花前和花后的株高、叶面积指数、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均随目标产量的提高而增加,花前胞间CO2摩尔分数随产量的提高而增加,C15处理株高、叶面积指数、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2摩尔分数分别较CK平均增加25.5%、39.1%、42.1%、97.9%、79.8%、32.0%;夏玉米拔节期、花前和花后SPAD随目标产量提高,C15处理SPAD较CK平均增加17.9%,qP、ETR、Y(Ⅱ)在不同光照强度下为CKC0处理>C5处理>C10处理>C15处理;耗水量和水分利用效率随产量的提高而增加,土壤体积含水率降低,C15处理耗水量和水分利用效率较CK分别提高15.2%、14.1%,土壤体积含水率较C0处理降低11.0%。【结论】夏玉米较高的叶面积指数、生物量和耗水量是形成高产的重要原因,其中后期干物质的合成是产量形成的主要原因,因此应加强夏玉米生育后期田间用水管理。 相似文献
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《灌溉排水学报》2020,(5)
【目的】检验温度、水分、盐分三参数传感器(SMEC 300)测定土壤含水率、电导率的精度。【方法】在天津农学院西校区农田水循环试验基地进行了土壤含水率与电导率的率定试验。试验设置3种供水水平(2.65、3.25、3.80 kg)和4种盐分水平(加盐量0、20、70、100 g)以及6种矿化度梯度(1、5、10、15、20、25 g/L)。布置6个盆,每盆内干土质量为8.85 kg,土层厚度为10 cm,传感器埋置于土面下5 cm处,试验期间定期称取盆的质量,由此测得土壤实际含水率;电导率率定试验也布置6个盆,盆内加水8 L/盆,盆内放置4个传感器,每40 min测试1个处理,利用数据采集仪获取传感器数据。分别对土壤含水率和电导率进行率定。【结果】传感器测定的电导率与矿化度呈显著的指数关系,相关系数均在0.92以上;土壤盐分影响土壤含水率的率定,实际含水率与传感器测定的土壤含水率和电导率呈二元线性关系,相关系数最大为0.940 4,最小为0.601 9,均达到了显著或极显著水平,不同传感器的率定参数有较大差异。【结论】电容式土壤温度、水分、盐分三参数传感器有其对应的参数,应逐个传感器进行率定。 相似文献
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《灌溉排水学报》2020,(5)
【目的】探讨不同人工植被对土壤水分的影响,为植被恢复与生态建设提供科学依据。【方法】选取冀北坝上地区退耕还林地为研究对象,以退耕封育草地为对照,采用土钻取样烘干法测定土壤水分,对比分析3种不同人工植被样地(沙棘林、柠条林、榆树林)0～100 cm的土壤水分变化特征。【结果】雨季(6、7、8月)3种退耕还林地0～100 cm土壤含水率高于封育草地,有利于土壤水分保持;旱季(5、9、10月)则低于封育草地,加剧土壤水分消耗。封育草地浅表层0～20 cm土层含水率下降明显,沙棘林地0～40 cm土层水分消耗明显,柠条林地30～60 cm土层水分消耗明显,榆树林地20～100 cm土层水分持续消耗。【结论】不同人工植被土壤水分随季节变化存在显著差异,随土层深度的变化具有明显趋势特征;人工恢复植被必须充分考虑区域降水、温度、土壤等环境条件,遵循自然地带性规律,因地制宜合理布局。 相似文献
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径流小区尺度土壤入渗率影响因子与估算模型研究 总被引：3，自引：0，他引：3
基于次降雨水文过程,确定了影响土壤平均入渗率(i_m)的多个因子;借助野外人工径流场观测资料,研究im与多个因子间定量关系,构建i_m估算模型。i_m与坡度之间呈二次抛物线关系,随坡度增加呈先升后降的变化趋势。i_m随坡长、降雨强度的增加均呈线性增加规律,随次降雨量增加呈指数增加趋势,随土壤颗粒分形维数增加呈线性降低规律。im与地表植被盖度、前期土壤含水率之间均存在双曲函数关系,随二者递增分别呈逐渐增加和降低规律。基于上述7个函数关系,采用多元非线性回归法建立估算im的回归模型,模型约72%的数据点相对误差不超过10%。采用上述7个因子作为输入参数,建立预测i_m的BP神经网络模型;通过灰色关联度分析法确定了模型最优训练算法为Levenberg-Marquardt、隐含层神经元结点最优个数为15;模型约81%的数据点相对误差不超过10%。 相似文献
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土壤冻结对黄土细沟水流流速的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
细沟水流流速是冻土和未冻土坡面水文过程的重要参数,与冻融坡面土壤侵蚀和泥沙输移密切相关。试验在长8 m、宽0.1 m、深0.12 m的土槽内填装深度为0.05 m的陕西安塞黄绵土坡面进行。设定坡度为5°、10°、15°、20°,流量为1、2、4、8 L/min,通过测量冻土与未冻土坡面细沟水流前锋流经整个土槽所用时间,计算水流的前沿流速,对比2种坡面上水流前沿流速的关系,研究冻结对水流流速的影响,同时采用电解质示踪法计算水流的优势流速,分析优势流速与前沿流速的关系。不同工况下,冻土坡面前沿流速在0.260~0.843 m/s之间,未冻土坡面水流前沿流速在0.175~0.552 m/s之间;冻土和未冻土坡面上,随坡度、流量的增大,前沿流速增大,增大率在缓坡(5°~10°、10°~15°)时逐渐减小,流量较小(1、2、4 L/min)时,流量增大,坡度对前沿流速增大率的影响也逐渐减小;坡度和流量对冻土坡面水流前沿流速的影响大于对未冻土坡面水流前沿流速的影响;冻土和未冻土坡面前沿流速均随坡度和流量的增大近似呈幂函数增大;在试验条件下,冻土坡面前沿流速和优势流速比未冻土坡面大43%和40%;冻土和未冻土坡面上优势流速和前沿流速的比值分别为0.61和0.63,表明该系数可以用于标定前沿流速。试验结果可为冻土坡面与未冻土坡面水流动力过程研究提供参考。 相似文献
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黄土高原坡面侵蚀极为严重,导致坡面土地的生产力严重下降.通过对不同坡度坡面苜蓿降雨产流产沙的观测,以坡面玉米和裸地为对照,分析了坡面苜蓿的蓄水保土效益,结果表明:坡面苜蓿耗水较强,土壤含水量低于裸地和玉米地,降雨后苜蓿地产流明显低于裸地,5°、10°和15°坡面其蓄水效益分别可达73.48%,71.43%,69.55%,同时坡面苜蓿根系能有效防止径流冲刷,暴雨形成的冲刷沟深度小于裸地,其保土效益在5°、10°和15°坡面上分别可达91.90%、84.96%和81.02%.坡面种植苜蓿可有效拦截降水,减少坡面冲刷. 相似文献