CN103558143B - 一种土壤风蚀测定盘及野外土壤风蚀量测定的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种土壤风蚀测定盘。所述土壤风蚀测定盘由套设在一起的中盘、内圈、外圈，以及一块铺在中盘盘底的布料构成；所述中盘为圆筒状盘，在中盘底部钻设有分布均匀的透水孔；所述内圈和外圈均为弹性不封闭圈，在内圈和外圈上分别开设有缺口；所述布料挤压嵌在内圈与中盘之间，与盘底紧贴。所述使用土壤风蚀测定盘进行野外土壤风蚀量测定的方法为：⑴选定平整的测定地；⑵测定该定测定地的土壤含水量；⑶按照风蚀测定盘体积大小取相应体积的土壤，然后测定土壤机械组成；⑷室外测定期结束后，将盘中土壤取出测定含水量，测定土壤机械组成；⑸按照下述公式测定出：壤风蚀量=(M1‑X1)‑(M2‑X2)，同粒径土壤风蚀量=(M1‑X1)×Q1‑(M2‑X2)×Q2。本发明具有结构合理、测定误差小、可长时间在野外放置等优点。
Description
技术领域
本发明涉及用于环境生态研究的设备，具体涉及一种用于野外土壤风蚀量定量观测的土壤风蚀测定盘及测定方法。
背景技术
风蚀量是判定土壤流失和荒漠化的重要指标，也是进行土壤分级分类制定荒漠化防治规划和确定防风蚀措施的重要依据之一。目前土壤野外风蚀量观测常用的仪器设备主要包括风蚀圈、插钎、集沙仪。研究者利用这些仪器装置完成土壤风蚀量的野外监测，但不同装置各有利弊。风蚀圈虽然限定了风蚀面积但是由于圈中纱布与下部土壤直接接触，在土壤收集时会粘连下部土壤，造成误差。插钎只能对所测得区域的风蚀量进行大致估算，且只适用于风蚀非常强烈的地区，在风蚀较轻的地区观测误差较大。集沙仪可以对不同高度的风蚀物进行收集，不能明确特定区域单位面积的风蚀量，再加上集沙仪是通过风向标摆动带动轴承转动来实现集沙口迎风，而长时间在野外放置观测，容易导致轴承转动的灵敏性降低，影响观测数据。本风蚀测定盘既克服了风蚀圈土壤收集时造成误差的问题，又能够测定特定区域单位面积的风蚀量，同时可以长时间进行野外观测，拆卸简单，方便携带。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种土壤风蚀测定盘及野外土壤风蚀量测定方法，其具有结构合理、测定误差小、可长时间在野外放置等优点。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案如下：
本发明土壤风蚀测定盘由套设在一起的中盘、内圈、外圈，以及一块铺在中盘盘底的布料构成；
所述中盘为圆筒状盘，中盘为直径25～30cm、壁厚0.1～0.2cm、深度为5±0.5cm，在中盘底部钻设有分布均匀的透水孔；
所述内圈和外圈均为弹性不封闭圈，在内圈和外圈上分别开设有1～2cm的缺口，内圈和外圈的壁厚为0.1～0.2cm，内圈和外圈的直径和中盘相同，内圈宽度5±0.5cm，外圈宽度2±0.5cm；
所述布料挤压嵌在内圈与中盘之间，与盘底紧贴，外部露出部分向外翻折压嵌在中盘与外圈之间；
本发明中所述中盘为不锈钢材料；所述内圈和外圈均为具有弹性的不锈钢材料。
本发明所述使用土壤风蚀测定盘进行野外土壤风蚀量测定的方法，其步骤为：
⑴选定平整的测定地；
⑵测定该定测定地的土壤含水量；
⑶按照风蚀测定盘体积大小取相应体积的土壤，然后测定土壤机械组成；
将测定后的土壤混合均匀放入风蚀盘内，再将风蚀盘放入取土后所留的坑中，风蚀测定盘上沿与地表齐平；
⑷室外测定期结束后，将盘中土壤取出测定含水量，测定土壤机械组成，所述测定期是指风蚀测定盘需要在野外放置的长短时间；
⑸按照下述公式测定出：壤风蚀量=(M1-X1)-(M2-X2)，
同粒径土壤风蚀量=(M1-X1)×Q1-(M2-X2)×Q2；
其中，M1为测前土壤质量，M2为测后土壤质量，X1为测前土壤含水量，X2为测后土壤含水量，Q1为测前不同粒径土壤百分比，Q2为测后不同粒径土壤百分比。
本发明的有益效果为：本发明采用各部件不锈钢材料耐腐蚀，能够长期置于土壤中，不易损坏。采用布料设置在中盘底部，其透水、透气性好。中盘底部的小孔可有效的为布料中的土壤和盘下土壤的水分运输提供通道，保持测定盘内外土壤含水量基本一致。本方法可精确分析出不同粒径土壤风蚀强度。采用弹性内、外圈相扣的方法比采用环箍等其他技术手段组装和拆卸更为简单、携带方便；而且最重要的是只有内、外圈这样的结构设计才能尽量避免土壤和布料之间发生接触粘连，避免出现因为布料接触土壤而吸附土壤较小颗粒导致精确度不准的问题。而且弹性内、外圈的设置还可以在平时将本发明土壤风蚀测定盘作为集沙盘来用。
附图说明
图1为本发明实施例所述土壤风蚀测定盘结构示意图；
图2 为本发明实施例所述土壤风蚀测定盘的中盘底部示意图；
图3 为本发明实施例所述中盘结构示意图；
图4本发明实施例所述外圈结构示意图；
图5 本发明实施例所述内圈结构示意图；
图中：1、中盘底部，2、中盘，3、外圈，4、内圈，5、布料。
具体实施方式
如附图所示本发明实施例壤风蚀测定盘，其结构为：
如图1所示，风蚀测定盘中盘、内圈、外圈套在一起，固定住平铺在中盘底部的布料。
如图3所示，中盘中盘直径为25～30cm，壁厚0.1～0.2cm，深度为5±0.5cm，底部有透水孔，孔径0.3～0.5cm，材料为不锈钢。
如图4所示，外圈为具有弹性的不锈钢材料，壁厚0.1～0.2cm，直径与中盘相同，为不封闭圈，具有1～2cm的缺口，外圈宽度2±0.5cm。
如图5所示，内圈同样为具有弹性的不锈钢材料，壁厚0.1～0.2cm，直径与中盘相同，为不封闭圈，具有1～2cm的缺口，宽度5±0.5cm。操作时，将布料平铺于中盘内，然后将内圈放入其中卡紧布料，使布料紧贴中盘底部，布料高出中盘部分向外翻折贴接中盘外壁，用外圈套住中盘，卡紧中盘外部布料，这样就完成了风蚀测定盘的制作。
本发明实施例采用土壤风蚀测定盘进行野外土壤风蚀量测定的方法为：
选定平整的测定地，
测定测定地土壤含水量，记为X1。
按风蚀测定盘体积大小取相应体积的土壤，留下的取土坑穴正好将测定盘放入其中，测定所取土壤的机械组成，不同粒径土壤的所占百分比记为Q1。
将测定后的土壤混合均匀放入风蚀盘，再将风蚀盘放入取土后留的坑中，风蚀测定盘上沿与地表齐平。
测定期结束后，将盘中土壤取出，测定土壤质量为M2，测定土壤含水量记为X2，测定土壤机械组成，不同粒径土壤的所占百分比记为Q2。
土壤风蚀量=(M1-X1)-(M2-X2)
不同粒径土壤风蚀量=(M1-X1)×Q1-(M2-X2)×Q2。
以下为采用本发明产品在实际中在河北怀来砂质土壤上测定风障的固沙效果的实验数据，（见下表一和表二）
苇席风障内外风蚀量变化
表中，数字后小写字母表示5%的显著水平。
不同粒径土壤风蚀量百分比
| 土壤粒径 | 风蚀量（g/m2） | 风蚀量百分比（%） |
| 1～2mm | 11.04 | 6.05 |
| 0.5～1mm | 16.35 | 8.96 |
| 0.1～0.5mm | 26.41 | 14.48 |
| 0.05～0.1mm | 59.67 | 32.72 |
| ＜0.05mm | 68.91 | 37.78 |
| 总计 | 182.38 | 100 |
研究结果表明苇席风障内风蚀量显著低于风障外，障内风蚀量与障外相比平均降低了66.27%。风障内距离风障越近风蚀量越小，土壤粒径越大，风蚀量越小，粒径小于0.1的土壤最容易发生风蚀，占总风蚀量的70.5%。采用本装置和计算方法可实现对不同粒径土壤风蚀量定量分析，为防风固沙提供更可靠、准确的数据。而传统的野外风蚀量测量方法只是对风蚀总量进行测量，没有实现对不同粒径土壤风蚀量的定量分析，并且受测量装置影响只能测一阵风或虽可以长期测定但误差较大（如扦插法）。
Claims (3)
1.一种土壤风蚀测定盘，其特征在于：所述土壤风蚀测定盘由套设在一起的中盘、内圈、外圈，以及一块铺在中盘盘底的布料构成；
所述中盘为圆筒状盘，中盘为直径25～30cm、壁厚0.1～0.2cm、深度为5±0.5cm，在中盘底部钻设有分布均匀的透水孔；
所述内圈和外圈均为弹性不封闭圈，在内圈和外圈上分别开设有1～2cm的缺口，内圈和外圈的壁厚为0.1～0.2cm，内圈和外圈的直径和中盘相同，内圈宽度5±0.5cm，外圈宽度2±0.5cm；
所述布料挤压嵌在内圈与中盘之间，与盘底紧贴，外部露出部分向外翻折压嵌在中盘与外圈之间。
2.根据权利要求1所述的一种土壤风蚀测定盘，其特征在于：所述中盘为不锈钢材料；所述内圈和外圈均为具有弹性的不锈钢材料。
3.使用 权利要求1所述的土壤风蚀测定盘进行野外土壤风蚀量测定的方法，其特征在于其步骤为：
⑴选定平整的测定地；
⑵测定该测定地的土壤含水量；
⑶按照风蚀测定盘体积大小取相应体积的土壤，然后测定土壤机械组成；
将测定后的土壤混合均匀放入风蚀盘内，再将风蚀盘放入取土后所留的坑中，风蚀测定盘上沿与地表齐平；
⑷室外测定期结束后，将盘中土壤取出测定含水量，测定土壤机械组成，所述测定期是指风蚀测定盘需要在野外放置的长短时间；
⑸按照下述公式测定出：壤风蚀量=(M1-X1)-(M2-X2)，
同粒径土壤风蚀量=(M1-X1)×Q1-(M2-X2)×Q2；
其中，M1为测前土壤质量，M2为测后土壤质量，X1为测前土壤含水量，X2为测后土壤含水量，Q1为测前不同粒径土壤百分比，Q2为测后不同粒径土壤百分比。
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