生草覆盖与植物篱技术防治紫色土坡地土壤侵蚀与养分流失的初步研究

水土流失与农业面源污染是三峡库区农业生态环境的关键问题之一．研究采用生物治理的方法具有投资少、操作容易和见效快等特点。采用连续定位监测的方法，以常规旱作花生-小麦和黑麦草-大豆（紫粒苋）为对照，分别设置紫花苜蓿多年生牧草、花生-小麦附设香椿生物篱、花生-小麦附设紫花苜蓿生物篱3个处理，连续3年监测各雨次径流、泥沙和泥沙氮磷养分流失量。结果表明，4～9月份是库首地区早坡地土壤侵蚀和泥沙氮磷养分流失的高峰期，不同利用管理方式下，由于植被覆盖和耕作、施肥措施的不同，造成的土壤侵蚀和氮磷养分流失量有明显的差异。与种植季节性牧草和旱坡地常规小麦-花生模式相比，种植多年生牧草和常规小麦-玉米模式附设香椿植物篱．可以有效地减少土壤和泥沙态氮、磷流失。发展饲草-养殖模式的早坡地，选种多年生饲草，既能实现物质、能量多级利用，又能保持水土；常规旱坡地等高设置经济植物篱笆．同样具有显著的生态效益。     

聚丙烯酰胺防治坡地水土流失田间试验研究

坡地篱用聚丙烯酰胺可以减少地表径流,提高土壤含水量,促进土壤沉降,增强土壤结构性和水稳性,因而提高了土壤的持水性和抗蚀性,减少了土壤侵蚀量和肥力流失量,有利于作物增产。施用聚丙烯酰胺可使产量增加１８．７％～３２．４％。施用聚丙烯酰胺对环境无不良影响,而且投入费用较低,是一条值得探索的防治坡地水土流失的新途径。     

坡地植物篱农业技术生态经济效益评价

坡地植物篱农业技术是一条有效防治水土流失、提高土地生产潜力的坡地改良利用途径,是山丘区环境、资源与经济协调发展的努力方向。2年试验结果表明,植物篱农业技术可减小坡地坡度3°,增加土壤有机质10.39%,减少土壤侵蚀量96.74%,减少地表径流量75.82%,农业生产投入产出比为1.58,是山丘区值得大力推广应用的农业技术体系。     

太行山坡地不同植物篱对表层土壤水盐分布影响研究

[目的]探究不同植物篱对太行山坡地表层土壤水盐分布影响，为太行山坡地布设最优植物篱和减少水土流失提供理论与实践依据。[方法]以太行山坡度13°、海拔152 m正南坡地的薄荷、白芍、泽兰、艾草、锦灯笼、鱼腥草植物篱小区为研究对象，以空白裸地小区为对照，采集各小区植物和带上、带中、带下0—20 cm土壤，比较分析植物生理特征和土壤水盐特征差异，并采用主成分分析、聚类分析对植物篱影响土壤水盐分布能力进行综合评价。[结果](1)植物篱生理特征存在差异。薄荷、白芍地上、地下、总生物量较高，锦灯笼、鱼腥草则较低；白芍根冠比最高(p<0.05);鱼腥草、锦灯笼植物含水率较高，白芍则最低。(2)植物篱影响坡地土壤水盐分。与空白裸地相比，植物篱带中、带下平均土壤容重降低了9.23%,7.22%;植物篱带中平均自然含水量、饱和持水量、毛管持水量、田间持水量分别增加了8.10%,14.98%,21.49%,19.78%;植物篱带下平均电导率则降低了9.97%。(3)植物篱类型与篱带位置对土壤水盐分布存在交叉影响，其中植物篱类型显著影响自然含水量、饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、pH和电导率(p&l...     

南方红黄壤区经济植物篱配合平衡施肥的水土保持效应研究

研究结果表明,水土流失不仅跟降雨量有关,还跟覆盖度有关,采用经济植物篱配合平衡施肥,可明显防治坡地的水土流失,与传统的农民习惯种植方式相比,可减少土壤流失88.58%～89.25%,减少径流量1.8%～8.20%.增加玉米产量52.03%(经济植物篱黄花菜+平衡施肥),增加农民收入263.28%～265.7%.经济植物篱配合平衡施肥对坡耕地的可持续利用起到了极大的作用.     

绿肥阻控贵州山区坡耕地水土流失的应用

通过田间试验,研究绿肥阻控坡地水土流失,对土壤覆盖度、土壤侵蚀量、土壤水分及作物产量的影响,探索利用绿肥阻控坡地水土流失规律及技术。结果表明:种植和翻压绿肥能减少地表径流和土壤侵蚀量,提高旱坡地覆盖度,与对照组相比,苕子—玉米+菜豆模式在雨季减少地表径流62.6%,减少土壤侵蚀量78.4%,提高旱坡地覆盖度52.1%~66.7%。与对照相比,苕子—玉米处理玉米籽粒增产35.3%,秸秆增产34.1%,苕子—玉米+菜豆处理玉米籽粒增产25.8%,玉米秸秆增产39.7%,同时收获菜豆814.5kg/hm2,菜豆杆1 006.5kg/hm2。种植和翻压绿肥能够在雨量充沛时,减少水土流失,增强土壤的蓄水能力,雨量较少时能促进土壤提供作物水分,最终使得作物增产。     

云南红壤坡耕地的水土流失及其综合治理

在云南19.5°红壤坡耕地上设置水土流失综合治理试验样方,观测水土流失控制效果。结果表明,各观测样方的地表径流量、土壤流失和养分流失按照裸地(CK1)>传统单作玉米区(CK2)>植物篱玉米秸秆覆盖区>植物篱麻袋覆盖区>植物篱牧草活覆盖区依次降低。2004年较2003年降雨和径流明显增加,各处理土壤养分流失的增幅显著低于土壤流失的增幅;土壤养分流失与施肥量显著正相关;植物篱 覆盖区的养分利用率比传统单作玉米区极显著提高,养分利用率与施肥量负相关。植物篱麻袋覆盖区和植物篱牧草活覆盖区,地表径流减少22.7%~34.0%,土壤流失减少27.1%~67.6%,养分流失减少36.8%~77.8%,养分利用率提高27.9%~45.2%;保持水、土、肥和提高养分利用率的效果都优于植物篱秸秆覆盖区。     

坡地固氮植物篱在农业面源污染控制方面的作用与营建技术

随着我国人口不断增长和社会经济的持续发展,耕地面积逐步减少,水土流失十分严重。土壤中的养分进入河流、湖泊,引发水体富营养化。为了从源头上控制农业面源污染,必须根据土壤生物热力学原理,以土壤为中心,大力治理坡地。在查阅文献的同时,结合现有的研究成果,发现在坡地营建等高固氮植物篱是一项有效措施,既可以利用生物固氮,减少化肥施用量,维持土壤一定的生产力,又能够防止水土流失,拦截、减缓地表径流,吸收土壤中的养分;氮、磷在岸边植被带的截留率分别为89％和80％,还可以带来一些经济收益。在此基础上,提出了坡地固氮植物篱的若干关键营建技术及应注意加强抚育管理,防治病虫害。     

麦冬与黄花菜在南方丘陵山区坡耕地保育土壤作用研究

为筛选出适宜于控制南方丘陵山区坡地水土流失的植物篱种类及其种植模式,在这些地区选择麦冬、黄花菜两种植物篱,研究不同的种植模式对坡耕地土壤营养保育的影响。结果表明:麦冬双行处理方式下土壤的全氮的含量远远高于其它植物篱处理方式。麦冬单行和麦冬双行植物篱处理方式下,土壤的碱解氮含量比较高,黄花菜处理方式下土壤碱解氮含量较少。麦冬处理方式的土壤保育效果比黄花菜处理方式要好,麦冬双行比麦冬单行的土壤保育效果好。麦冬可以有效减少土壤和泥沙中营养元素的流失。有植物篱的处理方式减少泥沙流失效果显著,麦冬双行的水土保持效果好。     

植物篱运用关键技术分析

植物篱是以减少坡地水土流失,提高坡地生产能力为出发点,目的是要达到坡地生态、经济的良性循环和可持续利用。近些年在水保、退耕还林等生态工程建设中,大量运用植物篱进行坡耕地治理与改良的试验与探索,从而积累了很多成功的经验。通过对秭归县各种植物篱治理模式的总结和分析,提出了运用植物篱笆治理坡耕地的关键技术。篱笆品种选择要具备区域适应性强、多年生、茎部萌发力强,分枝密,垂直根深、水平侧根少,挡土挡水效果好,具有一定的经济效益的灌木、草本植物为最佳。布设原则:等高栽植。根据坡度大小,土壤性质、土壤的抗蚀能力以及该区域的降雨强度来确定带间距;依据品种的生物学特性确定栽植密度、方式。实践证明,在植物篱结构上以双行居多,也有少数单行(主要是灌木型),带间距一般在3~6 m。     

三峡库区坡耕地持续性利用技术及效益分析

坡耕地的合理利用与保护是三峡库区生态环境和农业可持续性发展的关键。以植物篱生态过滤网带技术、粮经果复合垄作技术、地下地膜截水墙技术为核心的坡耕地持续性利用技术,不仅培肥土壤,增加土壤含水,减少水土流失,而且显著提高土地系统生产力,发挥了较好的生态经济效益,可为三峡库区坡耕地的利用与保护提供技术支撑。     

三峡库区人地关系及其协调发展途径研究

在分析三峡库区人地关系现状的基础上,指出了三峡库区生态环境脆弱,自然资源的不合理开发,法制观念淡薄和管理不当及其协调的失误是造成三峡库区人地关系紧张的主要原因。最后为了缓和三峡库区尖锐的人地关系矛盾,提出了库区人地关系协调共生的可持续发展对策:生态环境恢复与重建;农业生产方式的转变和管理制度的革新。     

三峡库区土壤侵蚀空间分布特征

结合三峡库区的区位特征和数据获取条件,对RUSLE模型的因子算法进行相应修正,最后基于GIS评估库区土壤侵蚀风险及其空间分布特征。结果表明:1)库区年均土壤侵蚀量为1亿8 359.43万t/a,平均土壤侵蚀模数为31.85 t/(hm2.a),水土流失面积占库区土地总面积的66.97%;2)库区土壤侵蚀强度与高程梯度间无直接线性关系,中度以上侵蚀主要分布在500～1 500 m高程带上,其中极强烈、剧烈侵蚀在500～1 000 m间出现频率最高,这应该与该区域强烈的人类活动有关;3)库区土壤侵蚀强度与坡度呈显著正相关,中度以上侵蚀在15°以上坡度带的发生频率急剧增加,其53.74%的面积比例贡献了89.06%土壤侵蚀量;4)库区土壤侵蚀强度在不同坡向上表现为半阴坡>正阴坡>半阳坡>正阳坡,阴坡的侵蚀量稍大于阳坡,占库区总侵蚀量的56.63%。说明500～1 500 m高程带、>15°坡度带以及阴坡是库区发生土壤侵蚀的主要区域,也是水土流失防治及治理的重点区域。     

植物篱防蚀措施对三峡库区坡耕地微地形的影响

三峡库区是我国重要的水蚀区之一，过度农业利用引发水土流失和生态退化。采用保护性管理对坡耕地水土和营养盐流失的影响已经开展了很多研究，而基于长期试验的保护性管理措施对坡面微地形的影响，鲜有涉及。本文对位于三峡库区域地区陡坡地四种管理模式长期试验径流小区坡面地形相关参数进行了观测、分析。结果显示，与对照小麦—花生种植模式相比，采用套种紫花苜蓿植物篱、香椿植物篱能够极显著降低水土流失，坡面地形沿篱基梯级化显著。而黑麦草-籽粒苋替代模式对水土流失控制效果不稳定，且坡面地形与对照无差异。小麦-花生套种紫花苜蓿、香椿植物篱处理的坡面均形成基于篱带部的篱坎，篱坎下部侵蚀较强，篱带上淤下蚀现象明显。其中小麦-花生套种香椿植物篱小区坡面形成2级植物篱淤积坎，坎宽幅平均达到420.8 cm，淤积坎相对高差为40.4 cm，平均坡度下降1.4度。小麦-花生套种紫花苜蓿植物篱坡面形成4级篱坎平均坎宽幅为210.3 cm，平均相对高度为110.6 cm，平均坡长为238.1 cm，平均坡度下降0.3度。说明坡耕地采用植物篱技术能够减蚀截淤，显著改变微地形。针对微地形的变化，套作植物篱的坡耕地在后期宜实行坡改梯或梯级坡地配套完善灌排设施，利用已优选的植物品种设计木本与草本套种的复合植物篱，有望进一步改善土体根系分布，从而稳固篱坎，控制水土流失。该研究为植物篱技术后续管理措施优化提供了参考依据。     

三峡库区重庆段水土流失动态变化

利用GIS技术,将1995年、2004年的卫星遥感影像进行空间叠加分析,计算三峡库区重庆段各级强度水土流失的马尔科夫转移概率,分析各级强度之间的相互转化关系,并对水土流失遥感数据进行对比分析,揭示10 a期间三峡库区重庆段水土流失的时空变化特点。结果表明：三峡库区重庆段中度侵蚀和强度侵蚀面积之和占库区水土流失总面积的70.84%,年均土壤侵蚀模数高达3 766 t/（km^2.a）,均高于临近的贵州省和湖北省;2004年水土流失面积占库区土地总面积的51.71%,高于全国37%的平均水平,也高于长江流域31.2%的平均水平,更高于与之邻近的四川、贵州和湖北3省;1995—2004年,三峡库区重庆段的水土流失面积减幅高达22%,水土流失强度也有明显下降,其中减幅最大的是中度侵蚀面积,其次是极强度侵蚀和强度侵蚀;三峡库区重庆段侵蚀好转程度与侵蚀强度呈正相关关系。总体来看,三峡库区重庆段的水土流失基本得到了遏制,生态环境正向良性发展的方向演变。     

三峡库区植物篱技术对坡耕地土壤肥力的影响

通过三峡库区25°紫色土坡耕地的定位试验观测,探讨了植物篱技术对坡耕地土壤肥力的影响。结果表明,植物篱技术科学合理地解决了坡耕地用地和养地的问题,一方面通过植物篱根系吸收土壤深层养分并以刈割茎叶返还土壤,促进了养分的循环与再分配,发挥了养分泵的功能;另一方面通过植物篱的阻滞和坡面覆盖,减少了由径流与侵蚀泥沙携带的养分损失,有效地改善了土壤肥力性状。     

三峡库区紫色土坡耕地吸附态磷可迁移污染负荷空间分布

为研究三峡库区紫色土坡耕地吸附态磷负荷的空间分布特性、预测坡耕地改造技术在整个库区应用的减污效果,基于地形指数,提出了吸附态污染物入河系数的空间分布式。以修正的通用土壤流失方程为基础,结合所提出的入河系数分布式,构建了吸附态污染负荷模型,并对模型的模拟效果进行了检验。应用所构建的模型,对三峡库区紫色土坡耕地改造技术-"大横坡+小顺坡"和"地埂+植物篱"的减污效果进行了预测与定量分析。结果表明:采用"大横坡+小顺坡"和"地埂+植物篱"的紫色土坡耕地耕作模式可分别减少吸附态磷负荷41%和64%。     

三峡库区土壤可蚀性K值研究

 研究土壤可蚀性K值有助于宏观判断和定量分析三峡库区土壤侵蚀的特点。依据重庆市和湖北省的第2次土壤普查资料,建立三峡库区各土种的理化性质数据库,并通过三次样条插值方法对不同粒径标准的土壤质地进行转换,然后采用几何平均粒径模型修正公式计算出三峡库区各土种的可蚀性K值,经面积加权平均得到三峡库区11类土壤的可蚀性K值,最后在分类分级基础上,探讨土壤可蚀性K值的分布特征。结果表明:三峡库区土壤可蚀性K值变化于0.00720.019 2 t.hm2.h/（MJ.mm.hm2）之间,其中在0.015 00.019 0t.hm2.h/（MJ.mm.hm2）之间的中高可蚀性和高可蚀性土壤面积占库区总面积的74.49%;三峡库区存在很大的土壤侵蚀风险,国外已有的K值经验算式不能直接照搬,而采用几何平均粒径修正模型对三峡库区土壤可蚀性K值进行估算是可行的。     

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。     

三峡库区水土流失综合治理优先小流域识别方法

三峡库区水土流失严重,开展水土流失综合治理是减少入库泥沙和提高三峡工程综合效益的关键,而如何高效识别优先小流域,则是提高治理资金效益和科学决策的基础。以重庆市合川区为例,在区域土壤侵蚀评价的基础上,提出了水土流失面积法、土地利用-水土流失面积法和坡度-水土流失面积法3种优先小流域识别方法,并对其进行了比较分析。结果表明,坡度-水土流失面积法识别的优先小流域水土流失面积占比接近于水土流失面积法,同时又将坡度较大以及耕地、园地和采矿用地面积占比较大的小流域识别出来,纳入优先小流域中,是3种方法中最优的识别方法。研究结果可为三峡库区或同类型地区小流域水土流失治理规划与实施顺序决策提供借鉴和参考。