延怀盆地葡萄种植区不同土地利用方式表土风蚀特征分析

研究延怀盆地葡萄种植区不同土地利用方式下土壤风蚀特征,可为区域土地利用布局调整、生态环境建设提供数据支撑。以怀来县为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,分析了葡萄、果桑、欧李、玉米留茬免耕、玉米翻耕5种土地利用方式的2018年11月—2019年3月土壤含水量、粒径及风蚀量月变化特征。结果表明:(1)未出现降水事件之前,5种土地利用方式土壤含水量均呈现随时间增加而下降的趋势,3种林果用地中土壤水分下降幅度表现为葡萄欧李果桑。(2)研究区5种土地利用方式表层土壤粒度主要为砂砾,含量达47%～63%。0.05～0.002 mm的粉粒是该区域风蚀过程中损失的主要颗粒。(3)5种土地利用方式中地表风蚀量表现为玉米翻耕地葡萄玉米留茬免耕欧李果桑。在该区域土壤风蚀防治过程中可以通过在小尺度上合理调整果桑等林果用地与葡萄、粮食用地土地利用布局的方式,达到降低近地表风速、拦截风沙、降低风蚀的作用。     

春季裸露沙质农田土壤风蚀量动态与变异特征

以春季风蚀活动高发期为特定研究时段 ,采用地面埋设容器的“陷阱诱捕”法 ,对秋收后翻耕的裸露沙质农田春播前的土壤风蚀量动态进行了定位观测 ,同时对影响土壤风蚀的关键因子表土层紧实度和含水量以及风速动态也进行了同步观测。主要研究结果是 :(1)观测期内 ,平均土壤日风蚀量为 2 4 1.2 0 kg/ hm2 ,土壤日有机碳和氮素损失量平均分别为 1.5 2 ,0 .15 kg/ hm2 。 (2 )土壤风蚀过程以细微土粒的跃移和悬移运动为主 ,损失掉的主要是表层土壤中的细砂 (粒径 0 .1～ 0 .0 5 mm)、粉粒 (粒径 0 .0 5～ 0 .0 0 2 mm)和粘粒 (粒径 <0 .0 0 2 mm)等富含营养元素的细微颗粒 ,分别占风蚀沉积物的 4 6 .0 1% ,2 1.0 3%和 2 1.74 %。这表明土壤风蚀导致了农田的粗化。 (3)相关分析表明 ,土壤风蚀量与表土层含水量呈一定的负相关 ;土壤风蚀量与表土层紧实度呈微弱的负相关。然而 ,土壤日风蚀沉积量与日平均风速呈高度正相关 ;同样 ,土壤日风蚀沉积量与日可蚀风持续时数亦呈高度正相关。利用它们之间的回归关系式 ,可以定量地预测、预报研究区春季风蚀期裸露农田的土壤风蚀量     

北方农牧交错带土壤风蚀沙化影响因子的风洞试验研究

土壤风蚀沙化是北方农牧交错带农牧业生产与发展的主要限制因子,通过室内风洞实验研究,定量分析了土壤风蚀率(风蚀强度)与风速及土壤水分的相关关系、土壤风蚀输沙量的空间分布规律以及翻耕后土壤风蚀的动态变化。结果表明:风蚀率与风速变化成正相关,随着风速增大,风蚀率相应增加,18m/s风速是风蚀由轻变重的一个转折点;土壤水分与风蚀率呈负相关,水分含量越高,风蚀率越小,6%含水量水平是土壤风蚀由重变轻的一个转折点。通过曲线拟合表明,风蚀率与风速成幂函数的关系,与土壤水分含量成对数函数关系。土壤风蚀空间不同高度输沙量呈单峰曲线的变化趋势,在距地面2～4cm范围内集沙量最多,80%左右的沙量集中在近地面10cm范围内。土地翻耕是加重土壤风蚀的重要因素,对于天然草场,翻耕后风蚀强度是未翻耕的66～306倍,对于旱作农田,留茬覆盖可以有效控制土壤风蚀,翻耕马铃薯地风蚀强度是留茬地的25～108倍。     

农牧交错带土地利用类型对土壤风蚀的影响

[目的]研究农牧交错带不同土地利用类型对土壤风蚀的影响,为干旱沙区土地资源的合理利用及经营耕作提供科学依据。[方法]通过气象资料和野外风蚀试验,分析该区不同土地利用方式下的土壤风蚀状况。[结果]不同土地利用类型对土壤风蚀的影响显著,在不同利用类型的人工草地中羊草地较苜蓿地减蚀效果显著,天然草地中滨草地减蚀效果优于蒿草地,人工草地较天然草地显著降低土壤风蚀量。农田用地中耕翻地土壤风蚀量最高,未留茬免耕玉米地较耕翻地风蚀量减少46.7%~48.6%;作物留茬地土壤减蚀效果显著,且留茬作物不同,减蚀效果差异明显,玉米留茬较耕翻地风蚀量减少了58.1%~63.5%,荞麦留茬较耕翻地减蚀率为50.5%~54.6%。在不同地形坡地中迎风坡风蚀量高于背风坡3.12~3.73倍。[结论]应在该地区适宜增加人工草地种植面积,减少冬春季节耕翻地面积,减少迎风坡土地的开垦利用,在冬春季节采取地表覆盖或者作物收获后留茬的保护措施,以降低土壤风蚀程度。     

北京郊区农地起沙起尘与防治的初步研究

京郊农用地土壤风蚀而发生的起沙起尘是造成北京市大气环境中、重度污染的重要原因之一.为有效地防治北京郊区农业用地的起沙起尘,在2003年和2004年对京郊不同土地利用类型地表粗糙度和起沙情况进行了多次重复的野外观测.地表粗糙度观测结果表明,不同土地利用类型地表粗糙度明显不同,即使是同一地类,地表状况不同,粗糙度也有很大差异,这为通过调整土地利用结构来防止起沙起尘提供了依据.在2 m高风速为8.6 m/s时,玉米低留茬地上观测到的输沙率高达0.597 kg/(m·h),表明在大风条件下,留荐高度过低时防风蚀作用不明显.依据上述风沙观测结果,结合北京市土地资源特点和利用现状,提出调整土地利用结构,完善平原区防护林体系,全面实行保护性耕作,硬化乡间道路等控制京郊农地起沙起尘的措施.     

农田改为农林(草)复合系统对红壤CO2和N2O排放的影响

以鄂南玉米地、紫穗槐/玉米地、香根草/玉米地、紫穗槐林地、香根草草地与撂荒地6种土地利用类型为研究对象,利用静态箱法,对夏玉米生长期间土壤CO2和N2O通量及影响因子进行了测定,研究我国北亚热带丘陵红壤区农田改变为林(草)地和农林(草)复合系统后土壤CO2和N2O排放特征。研究结果表明:(1)土地利用方式改变后,撂荒地土壤CO2排放量明显低于其他5种土地利用类型,但紫穗槐/玉米地、单作玉米地、香根草/玉米地、紫穗槐林地、香根草草地5种土地利用类型之间土壤CO2排放量差异不显著。(2)玉米生长期间,6种不同土地利用方式下,土壤N2O排放总量从高到低依次为紫穗槐/玉米地(508 g·hm-2·a-1)、紫穗槐林地(470 g·hm-2·a-1)、撂荒地(390 g·hm-2·a-1)、香根草/玉米地(373 g·hm-2·a-1)、香根草草地(372 g·hm-2·a-1)、单作玉米地(285 g·hm-2·a-1)。(3)土壤CO2通量与土壤有机碳、土壤微生物生物量碳和土壤含水量无显著相关关系;土壤N2O通量与土壤氮素净矿化率呈显著线性相关,但与土壤无机氮和土壤含水量无显著相关关系。农田改变为农林(草)复合系统可能潜在地增加土壤CO2和N2O排放;农田改变为林(草)地可能潜在地减少土壤CO2排放,增加土壤N2O排放。     

京郊延庆康庄地区不同土地利用类型对土壤风蚀的影响

在2005～2006年冬春大风季节，对北京市郊区延庆康庄地区不同土地利用类型（疏林地．乔灌草．林草．翻耕地，免耕地，菜地，果菜间作）进行了风速、粗糙度、风蚀量的实地观测。得出的初步结论为：不同防护林模式中乔灌草模式与疏林地和林草两种模式相比，地表粗糙度最大，削弱近地面风速和降低土壤风蚀量的效果也最为明显；农田中果菜间作地表粗糙度最大，免耕地次之，翻耕地最小；在削弱近地面风速方面，果菜间作效果最为明显．菜地次之，翻耕地最差；在降低土壤风蚀量方面，免耕地降低幅度最大，果菜间作次之，翻耕地最差；在不同防护林模式中．乔灌草防风蚀效果最好．在农田中，免耕与果菜间作防风蚀效果较好。     

西北风蚀区种植甘草对农田土壤质地及碳、氮含量的影响

为了探讨种植甘草(Glycyrrhiza Uralensis)对农田风蚀、土壤质地及碳、氮含量的影响,试验以甘草和其下部土壤为研究对象,通过测定不同生长年限甘草植被的盖度、高度、地上生物量和土壤表层(0—5cm)的风蚀量、质地及有机碳、全氮含量,来探索甘草植被性状特征对土壤质地和碳、氮含量的影响以及它们之间的数量关系。结果表明,随着甘草生长年限的增加,甘草植被的盖度、高度、生物量和土壤表层的黏粉粒、极细沙、有机碳、全氮含量呈显著提高趋势,而地表风蚀量呈显著减小趋势(P0.05);相关分析显示,甘草植被的盖度、高度、生物量与表层土壤中的黏粉粒、极细沙、有机碳、全氮含量间表现出极显著的正相关关系(P0.01);回归分析显示,当甘草植被的地表生物量每提高1g,可使表层土壤中的黏粉粒含量提高0.048 9%,土壤有机碳、全氮含量提高0.012g/kg和0.001 1g/kg;当耕地表层土壤中的黏粉粒含量每提高1%,可使土壤有机碳、全氮含量提高0.220 3g/kg和0.018 5g/kg。西北风蚀区农田若种植甘草,可减弱耕地表层风蚀危害,提高表层土壤中的细小颗粒物比例和土壤有机碳、氮含量,有利于土壤肥力的恢复和改善。     

丹江典型小流域有机碳在土壤团聚体不同粒级的分布研究

选取丹江鹦鹉沟小流域典型土地利用类型进行土样采集,研究不同土地利用类型下土壤团聚体的粒径分布特征和团聚体有机碳含量与粒径的相互关系,运用情景模拟法计算不同土地利用类型下的土壤团聚体有机碳储量转移矩阵。结果表明:不同土地利用类型土壤团聚体含量大致呈现伴随粒径的减小而减小的趋势,且主要集中于大粒径(2~10mm)的范围内。经ANONA检验,农地与林地,林地与草地之间土壤团聚体不同粒级有机碳含量存在显著差异(P0.05),其典型用地之间的土壤团聚体有机碳粒径分布的变异性属于中等变异,且团聚体有机碳与小粒径(1mm)的土粒结合更加紧密,有机碳储量的粒径分布呈现出近似正态分布的状态。     

河北坝上不同土地利用方式下土壤表层水分变化对风蚀的影响

土壤风蚀是引起干旱半干旱地区土地退化的主要因素,风蚀强度取决于土壤分布区的自然环境及土壤本身的性质,随着人类活动强度的加大,土地利用、土地覆被及其所引起的土壤表层水分变化成为影响土壤风蚀的主要因素。本文利用2 0 0 2年36月期间在河北坝上丰宁县野外试验并观测到的不同土地利用方式下土壤湿度及风蚀量数据,通过定量分析,比较不同土地利用方式及其土壤含水量对风蚀的影响。结果表明,土壤风蚀的强弱主要取决于土地利用方式及土壤表层含水量。草地和林地在抗风蚀方面要强于耕地,土壤表层含水量对风蚀的影响突出地表现在耕地中,据此,人类可通过改变土地利用方式,其次是在春季增加土壤表层湿度,二者结合才能有效减缓该区域内的土壤风蚀强度     

作物残茬与生物篱组合对减轻土壤风蚀的作用

为了探究中国北方农牧交错带冬春风蚀季节生物篱与作物残茬组合对间作裸露秋翻地的防护作用,采用风蚀圈和野外移动式风洞试验的方法对研究区土壤风蚀情况进行监测,利用PC-3型自动气象站进行风速测定。结果表明,油葵秆生物篱减小了间作裸地近地面风速,提高了地表粗糙度;从防风蚀效果看草谷子茬优于油葵秆生物篱;在距油葵秆生物篱或草谷子茬下风向裸地不同位置处,土壤风蚀量基本呈先增加后减小的单峰曲线变化趋势,在4 m左右土壤风蚀量最大,在篱和茬的双重保护下,距茬5 m处发生了风积现象;土壤风蚀量降低率基本呈“V”字型分布;土壤风蚀模数随风速增大而增加,在生物篱的保护下5～15 m/s风速时土壤风蚀降低率为5.03%～20.53%。因此,油葵秆生物篱具有防风蚀作用,而且与草谷子残茬组合对间作裸地会起到更好的固土防蚀作用。     

高寒地区不同土地利用方式对土壤抗风蚀能力的影响

采用风洞实验对祁连山东段天祝高寒地区天然放牧草地、退耕自然恢复草地、翻耕地、免耕留茬地和人工种植多年生草地5种土地利用方式下的原状土抗风蚀能力进行了研究。结果表明,多年生草地的临界侵蚀风速最大,免耕留茬地和天然草地次之,翻耕地和退耕自然恢复地最小;风蚀速率与风速变化成正相关,随着风速增大,风蚀速率相应增加;风蚀速率和风速变化服从幂函数变化关系。在近地表0-20cm范围内,降尘量总量依次为退耕自然恢复地翻耕地天然放牧草地多年生草地免耕留茬地;土壤抗风蚀能力表现为退耕自然恢复地天然放牧草地多年生草地免耕留茬地翻耕地。     

农田休闲期作物留茬对近地表风场的影响

茬是防治农田休闲期土壤风蚀的有效措施。该文利用野外观测数据,通过比较不同高度的4种作物留茬及冰草覆盖地表的风速廓线,分析各种处理下近地面风速和空气动力学特征,揭示作物留茬防止土壤风蚀的机制。结果表明：作物留茬降低了地面以上2 m高度内的风速,降低幅度与留茬高度成正比,与观测高度成反比。高度相同时不同类型的留茬比较,莜麦和小麦茬下风速降低幅度较大,植株稀疏的油菜茬和秸秆较细的胡麻茬的防风效果较差。同类作物不同高度的留茬覆盖下,地表空气动力学粗糙度随留茬高度的增加而增大,在莜麦、油菜和小麦茬高度达到15、30和15 cm时显著增大,是3种留茬防风的有效高度。可见,高度适宜的作物留茬能降低近地面风速,削弱侵蚀力,有效防治土壤风蚀。     

河北省葡萄种植区土壤风蚀防治试验研究

河北省怀来县种植葡萄,入冬前须将葡萄枝埋入葡萄沟中以保证其越冬,春季又须将葡萄枝挖出来上架,如此反复导致了土壤严重侵蚀和土壤颗粒粗化,结果使土地生产力降低。据观测,风障在一定范围内削弱风势明显,怀来地区所建的风障应为西北向或北向;防雹网的减风效果显著,宜在怀来地区大力推广应用;玉米秸秆覆盖优于小麦秸秆覆盖,防治中应尽量采用玉米秸秆覆盖地表。     

河西绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀特征的影响

为研究河西绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀的影响,通过春小麦田间试验,设置免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒4种保护性耕作处理,以传统耕作为对照,分析了河西绿洲灌区不同保护性耕作措施对田间输沙量、风蚀深度、风蚀物粒径组成、风速的影响。结果表明：0~30 cm高度输沙量能敏感地反映不同耕作措施之间输沙量的差异。与传统耕作相比,免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒处理0~30 cm高度输沙量分别减少17.4%~46.7%、21.7%~45.2%、24.7%~48.2%和10.7%~42.4%。风蚀深度传统耕作为1.22~1.44 mm,4种保护性耕作处理均为0 mm。与传统耕作相比,保护性耕作处理风蚀物粒径组成无显著变化,但<0.063 mm细粒占比有减小趋势。立茬处理20 cm高度风速显著降低24.1%~39.5%,其他保护性耕作措施风速降低不显著。综上所述,河西绿洲灌区不同保护性耕作措施能不同程度地抑制土壤风蚀,立茬处理是相对较优的保护性耕作措施,适宜该地区推广应用。     

宁夏土壤侵蚀现状及其特征

采用美国第二代陆地资源卫星TM假彩色合成放大影像目视解译并结合野外调查 ,将宁夏土壤侵蚀划分为水力侵蚀和风力侵蚀两种类型 ,水力侵蚀面积 2 2 897 1km2 ,风力侵蚀面积 15 976 0km2 ,两者占全区总面积的 75 0 %。区内南部以水力侵蚀为主 ,到北部转为水风力混合侵蚀。水力侵蚀主要发生在 7～ 9三个月 ,风力侵蚀主要发生在冬春两季。无论是年内还是年际间 ,土壤的风力侵蚀时间过程和水力侵蚀时间过程均体现出一种互补机制     

东北三省土壤风蚀天数时空变化及分区评述

基于东北三省1981−2017年气候资料,明确不同区域不同耕作阶段（全年、休耕期和播前1个月）不同等级日最大风速发生的变化规律;结合考虑降水影响下的起动风速指标,解析不同区域各阶段风蚀发生天数的时空规律,为各区域提出相适应的土壤保护耕作措施提供科学依据。结果表明：东北三省全年0−3级、4−6级和7级及以上日最大风速年均出现频率分别为48.5%、50.4%和1.1%,研究期内,全年、休耕期和播前1个月0−3级日最大风速出现频率均呈增加趋势,而4级及以上风速出现频率呈减少趋势。研究区域全年风蚀发生天数比例为35.0%,而播前一个月发生风蚀天数占该时期总天数的比例高于全年均值,达57.0%。大部分地区各个时期风蚀发生天数呈减少趋势。辽河平原区和三江平原区休耕期和播前1个月风蚀发生天数均较多,应重视风蚀对土壤的影响。松嫩平原区虽然休耕期土壤风蚀发生频率较低,但播前1个月风蚀发生较多,该区域应倡导免耕技术以降低土壤风蚀。