红壤坡地香根草植物篱产流产沙过程模拟

通过3种不同地类（香根草、普通草地、裸地）小区的人工降雨试验,分析对比红壤坡地香根草植物篱的水土保持效果,探讨香根草植物篱不同部位的防蚀机制.结果表明：1）香根草植物篱具有明显的减流减沙效益,相比裸地,香根草减流21％,产沙量只有裸地的18％;2）香根草植物篱的产流时间明显滞后,在降雨强度较大条件下的减流减沙效应更显著;3）减流效应主要依靠地下部分根系对土壤结构的改善,增加降水入渗,减少地表径流;4）减沙效应主要依靠地上部分庞大的生物量削弱雨滴动能,减轻对土壤颗粒的破坏.     

紫色土坡耕地植物篱的水土保持效应研究

在四川盆地紫色土区通过标准径流小区试验,研究新银合欢(Leucaena leucocephala,豆科银合欢属)植物篱、香根草(Vetiveria zizanioides,禾本科香根草属)植物篱对坡耕地水土流失和微地形的影响.结果表明:10.,15.坡耕地上,新银合欢植物篱和香根草植物篱均表现出一定的水土保持效应,此效应需要约2年时间才开始显现.据2010年和2011年径流小区的水土流失监测数据知,植物篱对泥沙的控制效应优于对径流的控制效应;同坡度时,香根草植物篱对径流泥沙的拦截效应优于新银合欢植物篱;定植时间较长时,植物篱的减流减沙效益较好,尤其表现在固土减沙方面;坡度对径流泥沙的影响显著于植物篱对径流泥沙的影响,但定植植物篱2年,二者对径流泥沙的影响差距缩小.此外,定植植物篱2年,植物篱改变坡耕地微地形的效应开始显现,篱带前出现泥沙淤积带,篱带间农地坡度变缓,篱带下出现土坎,此种现象以15.坡耕地比10.坡耕地、香根草植物篱小区比新银合欢植物篱小区、底行植物篱带处比中行及顶行植物篱带处稍明显.     

天然降雨下川中丘陵区不同年限植物篱水土保持效用

通过对遂宁水土保持试验站内不同坡度(10°和15°)植物篱小区及对应对照小区为期7年的水土流失定位观测,探究了天然降雨条件下香根草植物篱和新银合欢植物篱在其生长年限增长过程中对紫色土坡耕地水土流失的影响。结果表明:(1)当植物篱开始发挥其水土保持作用时,减流率(年均)达10.5%～20.0%,减沙率(年均)达53.5%～54.5%,减流作用随年限增长波动较大,减沙作用逐渐趋稳;(2)10°香根草植物篱水土保持效果最优,其减流和减沙作用均在生长年限为1年时开始发挥,10°新银合欢植物篱次之,其减沙作用较减流作用提前约1年凸显,15°香根草植物篱最弱,其布设小区多数次降雨减流率均明显低于10°植物篱小区;(3)总体上植物篱能够降低坡度对坡耕地水土流失的加剧作用,其中径流流失减少28.9%,泥沙流失减少11.3%,并削弱降雨量与径流泥沙的相关程度;(4)平均径流系数和降雨引发泥沙量随植物篱年限增长逐渐趋稳,其中10°小区香根草植物篱和新银合欢植物篱对特大暴雨(12 h降水总量140.0 mm)和大暴雨(12 h降水总量为70～140 mm)下产生的径流系数消减明显,达15.0%～34.4%,各植物篱对所有降雨等级平均单位降雨所产生泥沙量均有明显消减作用,达34.1%～48.5%。     

不同植物配置模式对人工边坡减流减沙效益的影响

[目的] 探讨不同植物模式（混草、花草、灌草、乔草）及配置比例对生产建设项目人工边坡水土流失的影响,为人工边坡植被恢复提供参考。[方法] 采用径流小区定位观测法,记录2019年1—12月自然降雨,研究4种植物模式的产流产沙特点,揭示4种植物模式的减流减沙效益。[结果] ①观测期内总降雨量为1 052.73 mm,总降雨历时为845.1 h,7月降雨量最大,2月降雨历时最长,降雨集中在1—7月,以中雨、大雨、暴雨为主。②每场降雨产流差异大,产流月季差异大,集中在2—4月及7月,多发生在中雨、大雨和暴雨情况。③每场降雨及月、季降雨之间产沙差异大,3月产沙最大,产沙集中在2—4月及7月,多发生中雨、大雨和暴雨。④以花草模式为对照,每场降雨条件下灌草模式的减流率最大,乔草模式的减沙率最大,月降雨累计条件下,混草模式减流率最大,乔草模式减沙率最大,不同降雨等级累积和全年累积条件下,乔草模式的减流减沙率最大。[结论] 植被恢复初期,受植被覆盖度差异影响,乔草模式、混草模式的减流减沙率较大,具有较好的固土保持效益。     

植物篱措施对紫色土坡耕地产流产沙及微地形的影响

基于遂宁水土保持试验站坡耕地2012—2016年次降雨和径流输沙数据,定量分析了自然降雨下植物篱对坡耕地产流产沙及微地形的影响。结果表明:植物篱小区总径流深是对照小区的80%~84%,总冲刷量是对照小区的34%~44%,植物篱减沙作用优于减流。对照小区(Ⅱ小区和Ⅴ小区)径流深、冲刷量与平均雨强、降雨量均极显著相关(P0.01);植物篱小区(Ⅰ小区、Ⅲ小区和Ⅳ小区)径流深、冲刷量与平均雨强、降雨量均呈正相关,其中径流深与降雨量极显著相关。各雨型间产流产沙差异不显著,其中植物篱对A型雨(大雨强、短历时)减流减沙效果优于B型雨(中雨强、中历时)和C型雨(小雨强、长历时)。定植植物篱后,篱带前出现泥沙淤积带,15°香根草(Ⅰ小区)、10°香根草(Ⅲ小区)和10°新银合欢(Ⅳ小区)平均坡度分别演变为11.97°,7.73°和7.89°,香根草植物篱的效果较明显,植物篱使得坡耕地梯田化发展。     

香根草植物篱对三峡库区坡地紫色土侵蚀的影响

紫色土坡地是三峡库区水土流失的主要来源,严重影响着三峡工程的运行安全。植物篱是三峡库区坡地的重要水土保持措施之一,具有明显的减流减沙效益,然而植物篱地上及地下部分对坡面侵蚀的影响尚不明确。为此,该研究通过设置2个坡度（15°和25°）、2个降雨强度（60和120 mm/h）和3个坡面条件（裸坡对照、植物篱和仅有植物篱根系）,开展人工降雨试验,分析各试验条件下初始产流时间、径流量和侵蚀量的变化特征。结果表明：植物篱、地下部分和地上部分的平均减沙效益分别为75.59%、29.45%、46.13%,是对应的平均减流效益的4.79、4.60、4.92倍;地上部分和地下部分延缓初始产流时间、减流和减沙平均贡献率分别为48.28%和51.72%、62.25%和37.75%、60.44%和39.56%,表明植物篱对减沙作用更明显,且地上部分对产流产沙的影响大于其地下部分。以上结果加深了香根草植物篱对坡地侵蚀过程影响的理解,可为三峡库区紫色土坡地水土流失防治提供科学依据。     

不同植物篱模式下土壤物理变化及其减流减沙效应研究

生物措施既能改善景观环境,又解决生态问题,是贵州缓解水土流失及农业非点源污染的重要措施.本文主要研究了植物篱模式与非植物篱模式下的土壤物理变化特征及减流减沙效果,分析了各物理量变化的水土保持机理.研究发现,供试的3种植物篱带均形成一定高度的土坎,有梯化坡地的效果,其微地貌变化大小顺序依次为:黄荆(Vitex neg undo)>新银合欢(L eucaw na leucocep hala)>马桑(Coriaria sinica):不同植物篱模式及不同取样位置的土壤样品体积质量(容重)、饱和导水率、雨水入渗速率及自然含水率均有较大差异,且各物理量之间有紧密关系;不同植物篱模式均有较明显的减流减沙效果,且植物篱对减少土壤侵蚀量的效果比减少径流更明显,其效果依次为免耕覆膜植物篱>植物篱>传统模式.     

东北黑土区不同坡段等间距植物篱减流减沙特征

植物篱作为一种有效的水土保持措施,带间距是其配置的关键参数,当前大部分植物篱布设时采用等间距设计,但不同坡段等间距植物篱的作用效果如何尚不明确。以东北黑土区不同坡段等间距植物篱为研究对象,通过含沙径流冲刷试验,模拟不同坡段等间距植物篱在坡度5°,雨强100 mm/h降雨条件下的产流产沙过程。结果表明:与裸地对照相比,各坡段植物篱能够阻延坡面径流,且随坡段的下移,滞后时间逐渐缩短;各坡段植物篱产流、产沙速率在时间尺度上表现基本一致,在上、中坡段植物篱坡面相对平稳,下坡段植物篱坡面后期呈明显波动,其变化趋势与坡面侵蚀形态密切相关,且整体均小于对照坡面;不同坡段植物篱减流效益为5.40%～10.16%、减沙效益为51.90%～75.72%,尽管有较好的减沙作用,但下坡段植物篱坡面的侵蚀模数已达到259.96 t/km~2,超过东北黑土区允许土壤流失量。可见,等间距植物篱需设计改进后,方可应用于东北黑土区。研究结果为东北黑土区植物篱设计提供重要科学依据。     

香根草植物篱带宽对紫色土坡地产流产沙的影响

为研究植物篱篱带宽度对紫色土坡地产流产沙过程的影响,寻求有效控制水土流失的最优植物篱带宽度,采用人工模拟降雨试验对3种篱带宽度(20,30,40cm)、不同雨强(30,60,90mm/h)下的紫色土坡地产流产沙过程进行研究。结果表明:(1)植物篱能有效延缓紫色土坡面产流时间,坡面产流量与篱带宽度能拟合为二次方程(R2=0.99)。随篱带宽度的增大,流速减小,且篱带内部的流速下降最明显,流速变化曲线波动幅度变小。(2)植物篱在产沙过程前期有效抑制坡面产沙量的增长,坡面产沙量随篱带宽度的增大而减少,且当雨强为30,90mm/h时,二者拟合的二次方程R2达到0.99。(3)篱带宽度对产流、产沙量的影响均为极显著。30mm/h雨强下、宽度为30cm的篱带可达到显著的减流减沙效益,是能有效控制水土流失的最优植物篱带宽度。     

福建省宁化县紫色土区不同水保措施减流减沙效应初探

利用径流小区观测法,对坡改梯+杨梅+百喜草(C1)、坡改梯+地瓜+百喜草(C2)、山边沟+鱼鳞坑+金银花(C3)、顺坡+油茶(C4)和竹节沟+乔灌草(C5)以及无水保措施(CK)6种处理的径流小区在自然降雨条件下的产流产沙进行定量分析,结果表明:(1)月产流量、月产沙量与月降雨量均具有一定的对应关系。(2)有水保措施径流小区的产流量和产沙量均小于无水保措施径流小区。(3)不同水保措施下的径流小区月平均产流量分别为0.32m~3、0.36m~3、0.33m~3、0.96m~3和0.34m~3;不同水保措施下的径流小区月平均产沙量分别为0.30kg、0.61kg、0.26kg、0.89kg、0.33kg和3.97kg。(4)不同水保措施的减流率分别为77.78%、75.28%、77.36%、33.33%和76.25%;不同水保措施的减沙率分别为92.34%、84.63%、93.45%、77.68%和91.79%;C4的减流和减沙效果明显比其他几种水保措施差。     

西南丘陵山区坡耕地植物篱水土保持效益研究进展[1]

从植物篱拦截径流、减缓坡度、改善土壤理化性质、提高土壤酶及微生物活性、保护生物多样性等方面综述了植物篱控制水土流失的机理,总结了西南丘陵山区不同植物篱模式的水土保持效果及坡度和平衡施肥对其的影响。西南丘陵山区植物篱研究以草本类的香根草、黄花菜以及乔木类的新银合欢等居多,其中黄花菜多与果树配合。最后从加强植物篱土壤生物学特性和植物篱带间距方面的研究进行了展望,以期为西南丘陵山区植物篱水土保持研究与应用提供参考,促进该区域化肥减量增效目标的实现。     

高速公路边坡乡土灌木建植模式水土保持效益

乡土植物灌木化建植是目前高速公路边坡防护的重要生态防护模式。以川中丘陵区遂资眉高速公路为例,以路线规划植物调查结果排序为基础,筛选出柏木、慈竹、黄荆、马桑3种乡土灌木和狗尾草、芒、艾3种乡土草本植物。采用人工模拟降雨试验研究不同配置模式和种植配比试验小区在恒定雨强(20mm/min)下的产流、产沙特征。结果表明,不同配置模式在恒定雨强下均表现出优于对照组的水土保持效益,产流时间推迟1′～4′05″,产沙量分别减少6.56～33.86g;各配置模式间恒定雨强降雨20min后产流产沙总量差异多表现为显著,黄荆+狗尾草模式产流产沙总量最低,分别为1 700ml和60.71g;马桑+艾产流产沙量最高,分别为1 920ml和84.02g。可见,在边坡条件、播种量等建植条件与建植措施一致的条件下,乡土灌木黄荆和狗尾草组合可显著提高高速公路边坡水土保持能力。     

密云水库周边板栗林下不同水土保持措施效益评价

为探究密云水库周边板栗林下的土壤侵蚀规律以及适合于当地板栗林下的水土保持措施,选取发生于2021年8月的10次降雨事件作为研究样本,通过对比不同水土保持措施配置下产流产沙对降雨因子的响应,采用径流小区法对不同水保措施配置模式的水土保持效益进行了评价,进而筛选出水土保持效果更好的水土保持措施。结果表明:(1)在仅布设植被措施的条件下,减轻地表径流及泥沙运移作用最大的植被类型为卷柏,其次为自然坡面。(2)在同时布设植被措施与工程措施的条件下,工程措施相同、植被措施不同时,自然坡面减流减沙效果最好。工程措施不同、植被措施相同时,减流效果最好的为鱼鳞坑。(3)马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑的水土保持效益最佳。(4)对产流产沙量影响最大的因子为降雨量,其与径流量、泥沙量的相关系数分别为0.533,0.557(p<0.01)。由此可知,进行密云水库板栗林水土保持工作时,可优先种植卷柏、布设鱼鳞坑,或布设马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑等水土保持措施。     

南方典型红壤区不同水保措施下坡面产流产沙及稀土迁移特征

以南方典型红壤区福建省长汀县水土保持科教园5种水土保持措施为研究对象,采集坡面产流产沙及稀土迁移数据,以期揭示南方红壤区水保措施的减水减沙效益及对稀土迁移的阻控效应。结果表明:(1)全坡面种草、封禁、低效马尾松施肥、乔灌草混交、人工补植马尾松5种水土保持措施的年均减流率和年均减沙率分别为65.41%,69.29%,63.42%,86.19%,72.59%和91.87%,84.21%,81.54%,94.13%,81.75%。(2)各降雨量下,5种水土保持措施径流和泥沙的稀土迁移强度分别比对照小区低85.13%,94.86%,66.89%,95.46%,93.10%和89.92%,80.38%,70.18%,93.38%,92.73%;且中雨时,各水保措施下径流和泥沙的稀土迁移强度最高。(3)除全坡面种草措施外,其余4种水土保持措施下径流的轻稀土迁移强度比重稀土迁移强度低55.68%,40.38%,85.76%,85.94%;而5种水土保持措施下泥沙的重稀土迁移强度则比轻稀土迁移强度低82.29%,81.25%,78.38%,75.35%,77.05%。综上,5种水土保持措施均有较好的减水减沙效益和稀土阻控效应,其中乔灌草混交措施的效果最佳。研究结果为充分发挥水保措施在生态修复和稀土迁移中的作用提供科学依据和实证支撑。     

不同行数植物篱对红枫湖坡耕地养分的拦截效应

为选出控制红枫湖坡耕地水土流失效果较好的植物篱带宽,对比了由香根草和灰毛豆混合建设(1∶1行间混交,>2行为行间交互混交)的不同行数的植物篱(每个处理小区种植3带植物篱,分别设每带2行,每带4行,每带6行,自上而下每带分别2、4、6行4个植物篱处理及对照共5个处理)对地表径流量、泥沙量及地表径流中水溶解态全氮、全磷、全钾、铵态氮和泥沙中的固体态的全磷、全钾的影响。结果表明:各植物篱处理的各项指标都小于对照处理;方差分析结果及F测验证明,处理间存在显著差异(P<0.05)。多重比较结果表明:1)除每带2行植物篱外,其他植物篱处理都相对于对照对养分元素具有显著的拦截作用。2)每带4行处理和自上而下各带分别2、4、6行植物篱处理与每带2行处理无显著差异;每带6行处理显著小于每带2行植物篱处理。3)除泥沙所含的磷、钾元素外,每带6行与自上而下分别2、4、6行植物篱无显著差异,每带6行的各个指标都与每带4行无显著差异。综合试验结果和实际应用要求得出,每带4行是本试验所涉及的植物篱行数中的最佳行数,其次自上而下每带分别2、4、6行的种植方式也较好。     

香根草篱对红壤坡耕地坡面土壤酶活性的影响

为研究香根草篱(Vetiveria zizanioides)对红壤坡耕地土壤酶活性的影响,以典型红壤坡耕地花生+草篱种植模式为研究对象,选取花生常规种植为对照,研究了花生关键生育期香根草篱对表层土壤(0 ~ 20 cm)酶活性的空间影响。研究发现：与花生常规种植相比,香根草篱可以明显提高坡面土壤脲酶、蔗糖酶与过氧化氢酶的含量;栽培植物篱后,坡面土壤脲酶、蔗糖酶与过氧化氢酶活性表现出篱前含量增高,篱下含量降低,形成水平带状分布规律。从花生出苗期-结荚期-成熟期,土壤脲酶、蔗糖酶与过氧化氢酶活性均呈现先增后减的趋势,其中以结荚期较高。采样点与土壤脲酶、蔗糖酶活性呈显著线性相关,3种土壤酶之间的相关性也都达到了显著相关。