土地质量和生态环境保护日益被重视，控制农业面源污染及保护土地资源成为生态农业发展的主要研究内容。本书系统介绍农田植物截留，植物水分消耗特征，植物生长与土壤理化性质的关系，降雨、上方来、土壤及地形对坡地物质传输影响，碎石覆盖、秸秆覆盖和植被种植条件下坡地物质传输特征，土壤结构改良与坡地物质传输的关系，植被过滤带控制水土养分流失效果，以及降雨和上方来水条件下坡面水土养分流失数学模型和经验公式等方面的研究成果。全书共8章，包括植物生长与田间水循环、植被生长与土壤理化性质、供水特征与坡地物质传输、土壤和地形特征与坡地物质传输、土壤结构改良与坡地物质传输、地面覆盖与坡地物质传输、植被过滤带与坡地物质传输、坡地物质传输数学模型等内容。
样章试读
目录
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总序一
总序二
总序三
前言
第1章 植物生长与田间水循环 1
1.1 植物叶面和茎秆截留特征 1
1.1.1 测定方法 1
1.1.2 浸泡法与人工降雨法测定最大截留量 2
1.1.3 最大截留量与植物特征参数的相关性 6
1.1.4 植物叶片与茎最大截留量 8
1.2 黄土塬区小麦和玉米地的水循环特征 8
1.2.1 研究方法 8
1.2.2 自然降雨条件下玉米冠层截留特征及影响因素 11
1.2.3 黄土塬区小麦和玉米地蒸散特征及主控因素 16
1.3 黄土塬区苹果园的水循环特征 21
1.3.1 研究方法 21
1.3.2 苹果园降雨再分配特征 24
1.3.3 不同降雨年型的苹果园蒸散特征 29
1.3.4 降雨和土壤入渗与蒸散的关系 32
1.4 水蚀风蚀交错区干燥化土壤植被恢复 33
1.4.1 试验方法 33
1.4.2 不同植被恢复方式下土壤水分变化特征 35
1.4.3 多年限土地平均含水量变化特征 35
1.4.4 多年限土地剖面含水量变化特征 37
1.4.5 紫花苜蓿地降雨入渗和产流产沙特征 38
参考文献 46
第2章 植被生长与土壤理化性质 47
2.1 植物生长特征 48
2.1.1 植物株高的增长特征 49
2.1.2 植物盖度的增长特征 50
2.1.3 植物地上生物量的增长特征 51
2.1.4 地下生物量的增长特征 52
2.1.5 植物生长的数学模型 53
2.1.6 植物的耗水特性和水分利用效率 57
2.2 植物生长过程中土壤理化性质的变化特征 58
2.2.1 土壤物理性质的变化特征 58
2.2.2 土壤养分含量的变化特征 66
2.3 土壤理化性质与植物生长的关系 76
2.3.1 土壤养分与植物生长的关系 76
2.3.2 土壤物理性质与地下生物量的关系 95
参考文献 100
第3章 供水特征与坡地物质传输 101
3.1 雨滴动能对坡地水土养分径流流失特征的影响 101
3.2 降雨强度对坡地物质传输的影响 104
3.2.1 坡地产流产沙特征 104
3.2.2 降雨强度对径流氮磷流失特征的影响 105
3.2.3 降雨强度对土壤水分和养分含量垂直分布影响 108
3.3 降雨雨型对坡地物质传输的影响 110
3.3.1 降雨雨型对坡地产流、产沙和养分流失特征的影响 110
3.3.2 降雨强度发生时间对产流、产沙及养分流失特征的影响 112
3.3.3 不同降雨雨型下单宽流量与产沙率及养分流失率的关系 119
3.3.4 降雨雨型对坡地水流动力学特性的影响 122
3.3.5 不同降雨雨型下水蚀动力参数变化特征分析 126
3.4 间歇性降雨对坡地径流-土壤侵蚀-养分流失的影响 129
3.4.1 间歇性降雨时坡地径流、侵蚀及养分流失的特征 129
3.4.2 降雨次数对坡地径流、土壤侵蚀及养分流失总量的影响 135
3.5 上方来水流量与坡地物质传输 136
3.5.1 产流、产沙和养分流失的特征 136
3.5.2 上方来水的水流动力学特征 139
3.5.3 水流动力学参数与径流泥沙和养分流失的关系 143
3.6 上方来水条件下的坡地物质传输 146
3.6.1 植被盖度对坡地物质传输的影响 146
3.6.2 碎石覆盖对坡地物质传输的影响 151
3.7 自然降雨下的坡地物质传输 156
3.7.1 降雨量与径流深的关系 156
3.7.2 降雨量与侵蚀量的关系 158
3.7.3 降雨强度与径流深和侵蚀量的关系 159
3.7.4 径流泥沙和养分流失的变化特征 159
3.7.5 径流中硝态氮与铵态氮的浓度和流失量 161
3.7.6 泥沙中氮磷含量和流失量 163
参考文献 164
第4章 土壤和地形特征与坡地物质传输 165
4.1 土壤质地与坡地物质传输 165
4.2 土壤初始含水量与坡地物质传输 169
4.2.1 土壤初始含水量对平均入渗率及平均径流深的影响 169
4.2.2 土壤初始含水量对总产沙量的影响 170
4.2.3 土壤初始含水量对径流氮磷浓度的影响 171
4.2.4 土壤初始含水量对土壤氮磷垂直分布的影响 173
4.2.5 土壤初始含水量对氮磷径流流失率的影响 174
4.3 坡长与坡地物质传输 176
4.3.1 小尺度坡长对坡地物质传输的影响 176
4.3.2 中尺度坡长对坡地物质传输的影响 178
4.4 坡度与水土养分流失 188
4.4.1 坡度对粉壤土坡地水土养分流失的影响 188
4.4.2 坡度对砂壤土坡地水土养分流失的影响 195
4.5 坡形与坡地物质传输 197
4.5.1 坡形对坡地产流的影响 198
4.5.2 坡形对坡地产沙的影响 199
4.5.3 坡形对坡地养分流失的影响 200
4.5.4 坡形、施加PAM与坡地物质传输 203
参考文献 209
第5章 土壤结构改良与坡地物质传输 211
5.1 施加PAM与坡地物质传输 211
5.1.1 坡度对PAM调控坡地物质传输的影响 212
5.1.2 PAM施量对坡地物质传输的影响 219
5.1.3 PAM施用位置对坡地水土养分流失的影响 235
5.2 施加羧甲基纤维素钠对坡地土壤侵蚀及养分流失的影响 240
5.2.1 CMC-Na对土壤团粒结构的影响 240
5.2.2 CMC-Na施量对产流过程的影响 241
5.2.3 CMC-Na施量对产沙过程的影响 242
5.2.4 CMC-Na对坡地养分流失过程的影响 244
5.3 条施纳米碳与坡地物质传输 246
5.3.1 条施纳米碳对产流过程的影响 247
5.3.2 条施纳米碳对产沙过程的影响 250
5.3.3 条施纳米碳对径流养分流失过程的影响 253
5.3.4 降雨强度对纳米碳施用地水土养分流失的影响 262
参考文献 271
第6章 地面覆盖与坡地物质传输 272
6.1 落叶层厚度对坡地径流养分流失的影响 272
6.1.1 落叶层厚度对产流特征的影响 272
6.1.2 落叶层贮水量估算 273
6.1.3 落叶层厚度对径流养分浓度的影响 274
6.1.4 落叶层厚度对径流养分流失总量的影响 276
6.1.5 落叶层厚度对土壤剖面养分分布的影响 276
6.2 秸秆覆盖量对坡地物质传输的影响 278
6.2.1 秸秆覆盖量对坡地水土养分流失过程的影响 278
6.2.2 秸秆覆盖量对坡地水流动力学特征的影响 281
6.3 植物对坡地物质传输的影响 284
6.3.1 植物对坡地水文过程的影响 285
6.3.2 植物对产沙过程的影响 291
6.3.3 植物对土壤养分流失的影响 306
6.4 碎石覆盖对坡地物质传输的影响 321
6.4.1 碎石覆盖对地表径流过程的影响 321
6.4.2 碎石覆盖对土壤侵蚀的影响 326
6.4.3 碎石覆盖对坡地水土养分流失的影响 338
参考文献 341
第7章 植被过滤带与坡地物质传输 342
7.1 概述 343
7.2 植被过滤带长度对坡地物质传输的影响 344
7.2.1 过滤带植物生长状况 344
7.2.2 植被过滤带长度对径流削减效果的影响 344
7.2.3 植被过滤带长度对径流中吸附态氮、磷流失量的影响 345
7.2.4 植被过滤带长度对溶解态氮、磷削减效果的影响 347
7.2.5 植被过滤带长度对总氮、总磷削减效果的影响 348
7.2.6 相关性分析 349
7.3 植物类型对植被过滤带径流养分削减效果的影响 349
7.3.1 不同类型植物的生长状况 350
7.3.2 不同类型植被过滤带对径流削减效果的影响 350
7.3.3 不同类型植被过滤带对径流中吸附态氮、磷流失总量的影响 351
7.3.4 不同类型植被过滤带对溶解态氮、磷削减效果的影响 352
7.3.5 不同类型植被过滤带对总氮、总磷削减效果的影响 353
7.3.6 相关性分析 354
7.4 植物种植密度对径流养分削减效果的影响 355
7.4.1 不同种植密度的植物生长状况 355
7.4.2 种植密度对径流削减效果的影响 356
7.4.3 种植密度对径流中吸附态氮、磷流失量的影响 356
7.4.4 种植密度对溶解态氮、磷削减效果的影响 357
7.4.5 种植密度对径流总氮、总磷削减效果的影响 358
7.4.6 相关性分析 359
7.5 植被过滤带作用下径流养分传输数学模型 360
7.5.1 模型建立 360
7.5.2 参数确定 363
7.5.3 模型参数推求与模型评估 363
参考文献 365
第8章 坡地物质传输数学模型 367
8.1 坡地产汇流数学模型 367
8.1.1 降雨条件下坡地产汇流数学模型 367
8.1.2 上方来水条件下坡地产汇流数学模型 374
8.2 水流冲刷下的土壤侵蚀模型 403
8.2.1 坡地土壤侵蚀模型的建立 403
8.2.2 土壤侵蚀模型参数确定与准确性评估 406
8.2.3 下垫面条件对模型参数的影响 409
8.3 土壤养分向地表径流传递的数学模型 415
8.3.1 降雨条件下土壤养分向地表径流传递的混合深度模型 415
8.3.2 基于降雨分散能力的土壤养分向径流传递模型 428
8.3.3 水流冲刷下土壤养分向地表径流传递的有效混合深度模型 441
8.3.4 水流冲刷下土壤养分向地表径流传递的等效混合深度模型 446
8.3.5 基于水流分散能力的土壤养分向径流传递模型 451
8.4 考虑降雨雨型影响的坡地水土养分传输数学模型 457
8.4.1 数学模型 457
8.4.2 模型参数确定 460
8.4.3 模型评估 461
8.5 次降雨土壤硝态氮随地表径流流失的经验公式 465
8.5.1 坡地土壤硝态氮径流流失公式的建立 465
8.5.2 经验公式参数的确定 468
8.5.3 经验公式构建与评价 472
参考文献 474
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