房山综合实验基地位于北京市房山区窦店镇下坡店村北,土壤侵蚀研究所在综合实验基地建设了人工模拟降雨大厅、径流小区试验场和植被生长模拟试验场,主要进行土壤侵蚀与植被生长定量模拟和长期定位观测。
(1)人工模拟降雨大厅:占地600 m2, 主要进行土壤侵蚀机理等研究,配备了10台可控式摆喷头下喷人工降雨机及其配套的水电供应设备、8个微型变坡水槽(长2 m,宽1 m)、3个液压变坡水槽(长5 m,宽1 m,两个对接可形成10m坡长)、1个配有自控供沙漏斗的冲刷水槽和简单的土样准备设备(小铲车和升降机等)(图5和图6),可模拟20-200 mm/h雨强,在不同坡长、0-30º坡度范围内进行人工模拟降雨、入渗、产流和径流冲刷实验。主要用于研究土壤侵蚀水动力学机理,降雨与土壤入渗、产 流、产沙的关系,侵蚀细沟的发育和形成,水土保持措施效益,坡面土壤养分的迁移与非点源污染等研究工作。人工模拟降雨大厅内还建有泥沙和土壤理化性质分析 室,总面积约300m2,可进行泥沙处理、样品准备与理化性质分析、测试数据处理、小型仪器加工维修等;目前主要进行137Cs、7Be等核元素示踪分析,各种土壤物理性质如质地、水稳性团聚体、土壤水分特征曲线,以及土壤化学性质如有机质、N、P、K等含量的测定。
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图5 房山人工模拟降雨大厅外观 |
(2)径流小区试验场占地1200 m2, 共建设了5个不同土壤类型的径流小区和3个备用小区(每个宽2.1 m、水平投影坡长20 m,坡度5º),并安装了一套径流泥沙自动监测设备,5个径流小区表层(30cm)覆盖有分别来自黑龙江、北京、陕西、四川、福建等5省(市)的黑土、褐 土、黄土、紫色土、红壤,用于研究天然降雨条件下不同土壤类型的可蚀性及核素示踪技术。
(3)植被生长模拟试验场:占地1600 m2,用以开展不同植被类型的生长过程与覆盖观测模型的研究、以及土壤流失的植被因子研究等,目前还开展了遥感波谱实验研究。
2007~2009 年通过国家自然科学基金项目的资助,土壤侵蚀研究团队在植被生长模拟试验场连续3年共种植五季典型农作物:大豆-冬小麦、大豆-冬小麦、玉米,开展了农作 物生态(盖度、叶面积指数、叶倾角分布、株高、生物量与产量等)与环境要素(光合有效辐射、土壤水分、气象条件)的动态监测,研究大田不同密度条件下,作 物生长、覆盖及其与环境要素关系的模拟模型;2008~2009年连续2年进行大豆不同肥力水平的盆栽控制试验,研究大豆生长过程的肥力胁迫模型。