新仪器测试风蚀土壤表面形状变化

文摘

风蚀,土壤退化的主要原因,是一个问题在世界各地在干旱和半干旱地区。有许多方法来研究土壤侵蚀,但没有一种有效的方法进行定量测量。为了解决这个问题,我们开发了一种新的工具,可以测量土壤表面的形状的变化,允许快速量化风蚀。在这篇文章中,新仪器的构造和原理。使用仪器进行田间试验,和数据进行了分析。发现侵蚀深度改变11%的平均水平相比,从测量领域 来 。结果表明,仪器方便和可靠的定量测量风蚀。

1。介绍

土壤侵蚀是一个全球性的灾难,特别是在中国北方1]。侵蚀研究世界各地的广泛开展,和许多测量方法已经被开发出来2,3]。风蚀通常观察到铁棒和数码相机。杆测量方法具有较高的精度,但只能测量一个点。拍照相机支持和影响其稳定,很难操作4,5]。同时,计算过程复杂,获得测量的照片。此外,低精度的测量结果可以当土壤表面被植被覆盖。遥感和GIS宏观尺度方法应用于土壤侵蚀研究和精度是不够的在研究[6- - - - - -8]。近年来,激光扫描仪器被用来观察土壤表面形状的变化。激光扫描有一定的缺点。首先,它是影响植被和测量有很大的错误。其次,安装复杂,对野外观测[造成了困难9]。为了避免这些困难,我们设计了一种新的机械测量工具,改变土壤表面形状测量仪,它不受植被的影响,精度高(10]。新工具也有结构简单,方便现场测量风的侵蚀。

2。材料和方法

2.1。施工工具

这个仪器是由刘et al。11]。的示意图说明仪器如图1。在这个图中,盒子B测量棒。顶部的盒子控股董事会B1。底部是控股董事会B2,中间是控股董事会B3。盒子也有侧板B4和B5。三个地面平行板与侧板连接。在底部控股董事会B2切口B6。有一个夹板董事会B7领先切口,可以推或拉出来让棒。这些机械棒可以下降到土壤表面自由和不受植被。中有四个稳定的脚在底箱B8的每一个角落。

数据2和3显示棒排列成一个矩阵由洞两个水平。孔板的垂直和并行。夹板B7,棒,下面所有的棒。棒可以自由移动的洞。

洞B81(图2)四英尺的仪器放在指甲首先被埋在土壤中。当夹板从切口,土壤表面上的所有棒倒了D(图3)。土壤表面形状是根据每个杆的下降距离测量。

盒子是100棒,每个用尺子测量距离。杆是空心的,由金属制成的。每个杆有一个塑料缓冲垫在底部降低土壤表面损伤杆倒塌的时候。两块板之间固定环B9(图3)在每个杆使棒。没有这些戒指,燃料棒可能落在土壤表面,当仪器被移除后,初始计量,影响后续的测量。

来测量,仪器首先是放在地上的钉子。当仪器稳定,夹板是退出,并记录每个杆的高度。然后删除工具,而土壤是由人造风的侵蚀。然后进行第二次测量。

人工风7级速度作用于土壤3分钟。风是由一个品牌130年flj5离心机管乐器。图4是一张照片显示了实验装置。实测面积是10厘米10厘米100 c。风一吹棒的行方向相同,所以行之间的土壤表面的形状变化很小。列之间的变化,然而,是实质性的。为了简化计算,我们只测量每隔一行,这样一行代表两个相邻的数据行。我们监控侵蚀风速和方向的函数。其他风特性保持不变。

2.2。实验设计

在这些实验中,测量面积的大小可能会影响数据的精度。指甲C(图3根据仪器底部四英尺)开车到土壤当测量面积决定。仪器可以戴上或从指甲容易带走。由于仪器的测量区域是固定的,我们需要确定需要多少来模拟真实的侵蚀。因此,我们已经测试了衡量区域侵蚀的结果的影响。

在这个领域中,我们使用不同土壤侵蚀深度数据区域。然后我们比较结果来确定大小面积对测试仪器来说是足够的。该方法首先面积3030度,然后系统地降低该地区两行两列(1厘米)。为每个区域侵蚀深度测量。底部区域的仪器是1010 c,所以为了测试更大的土壤地区,我们采取相邻地区的多个测量结果。

每个测试区域的腐蚀时间是3分钟。更长的侵蚀实验所需时间可能在草地和人工森林地区,巨大的树冠,缓慢的侵蚀。种植场,风曝光时间必须缩短,因为土壤松散,容易侵蚀。

3所示。结果与讨论

不同腐蚀区域的数据记录在表中列出1。

在这个实验中只有一个风(人工风)速度,那么土壤类型(在这个地区只有一个土壤类型)。土壤侵蚀深度都记录了11个地区从1010 c到3030度。值是平均超过一半的棒。结果如图所示5。最大腐蚀深度测量是0.261厘米,面积2020摄氏度最低是0.234厘米,面积2828 c,0.027厘米的差异。这种区别是11%的平均深度是0.248厘米。

最小的测试侵蚀面积1010 c、侵蚀深度测量是0.236厘米。这个深度小于4.5%的平均深度测量土壤的地区。这种变化是足够小,我们希望本仪器适用于野外研究的风力侵蚀。

4所示。结论

风蚀的快速量化测量,一个新的仪器测量土壤表面的形状的变化设计。它可以测试侵蚀区域范围从1010 c到3030度。侵蚀深度在田间试验中使用仪器测量记录。结果表明,仪器方便和可靠的定量测量风蚀。

引用

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