论黑土区水蚀坡耕地改造的措施与途径

黑龙江省耕地总面积为 5 6 8万hm2 ,其中坡耕地占 75 %以上 ,目前坡耕地土壤结构恶化 ,板结严重 ,黑土层变薄 ,地力减退。除了坡面长、汇流面积大、径流冲刷能力强等自然因素外 ,长期的掠夺式经营和耕作、轮作制度不合理也是导致水土流失严重的主要原因。加强水土保持工作、优化调整农业产业结构、兴修梯田、改进不合理的耕作轮作制度等是当地有较强的可操作性技术措施和保证措施。     

风蚀与水蚀预报的进展

<正>近50年来,侵蚀预报是水保工作者使用的一种有效手段。1940年A.W.Zingg求出了片蚀、细沟侵蚀与坡长、坡度的函数关系。方程式一发表,人们就认识到了侵蚀预报的意义。不久,Zingg的方程又加上了气候侵蚀力、作物及管理因子,并提出了允许土壤流失量的概念。     

水蚀对风蚀影响的室内模拟试验

为了揭示黄土高原水蚀风蚀交错区风水复合侵蚀机制,利用室内风洞,在一定的风速(9.3m/s)、坡度(20°)下,人工模拟不同沟宽、沟深、沟密度对风蚀过程的影响。结果表明,在一定的水蚀沟宽度与密度范围内,风蚀量随着宽度与密度的增加而增加,并且两者与风蚀量都呈线性关系;侵蚀沟深度在4～8cm范围内,风蚀量随着沟深度增加而增加,当沟深大于8cm时,随着沟深度增加,风蚀量有所减少;水蚀沟发生风蚀的部位主要在沟壁和沟头,风沙流的磨蚀作用可能是主要作用力,水蚀沟形成会显著影响风蚀量。     

世界性水蚀与风蚀的有关问题及前景

<正>土壤加速侵蚀被广泛认为是一个全球性问题。目前的问题在于向量——范围、侵蚀强度、侵蚀速率以及经济与环境的后果的可靠评价及其准确性。文献中的资料往往来自于勘察和调查以及根据大概的资料进行的推测。美国迪得逊计算出河流带入海洋中的泥沙量从有集中农业、牧业和其它活动前的100亿t增加到以后每年250亿~500亿t。杜得勒指出,由于土壤侵蚀以及其它因素影响,全世界现有农地退化速     

晋北水蚀风蚀交错区土壤侵蚀状况研究报告

以黄土缓坡丘陵区的右玉县源子河流域、黄土丘陵阶地区的朔城区峪沟流域、土石山区的山阴县水头沟流域、冲积平原区的怀仁县小峪沟流域为调研对象,利用1∶10 000地形图实地勾绘小班,对不同类型典型流域的土地利用现状、坝地淤积情况、沟道侵蚀状况等进行了实地调查研究。结果为:土壤侵蚀方式以水蚀和重力侵蚀为主,风蚀为次。源子河流域的荒坡、难利用地面积多,坡度大,治理度为9.60%,土壤侵蚀模数为3 051 t/km2·a;峪沟流域的荒坡、难利用地面积较多,坡度较缓,治理度为17.31%,土壤侵蚀模数为2 871 t/km2·a;水头沟流域的荒坡、难利用地的面积较少,坡度较大,治理度为12.62%,土壤侵蚀模数为2 359 t/km2·a;小峪沟流域荒坡较陡,林草覆盖度高,治理度为16.28%,土壤侵蚀模数为1 865 t/km2·a。     

东北黑土中137Cs背景值研究

通过测定东北黑土背景点样品中137Cs活度,探讨了土壤剖面中137Cs的分布特征,对因风蚀造成背景点土壤表层137Cs的沉积进行了校正,得出了黑土的137Cs背景值,为水蚀风蚀两相侵蚀地区土壤137Cs背景值的确定提供了新思路。结果表明:黑土背景点土壤剖面中137Cs比活度的分布呈指数型,其拟合方程为Cs=76.744e-0.2566h,相关系数达到0.994。剖面中75.7%的137Cs分布在0～5cm的表层中,92.5%的137Cs分布在0～10cm的土壤上层;黑土的137Cs背景值为2463.64Bq/m2,与平坦黑土耕地中137Cs的沉降总量接近,可以利用该背景值进行黑土侵蚀速率的估算。     

黄土高原水蚀风蚀复合区人工植被土壤水分状况

采用烘干法及WP4水势仪对黄土高原水蚀风蚀复合区人工林下土壤重量含水量及水势进行测定,从土壤水分数量和能量两方面分析该区土壤水分时空分布和动态变化特征,并且通过实测数据对不同树种土壤水分特征曲线进行拟合,旨在为该区今后植被建设及生态用水提供理论参考。结果表明,各树种在0-300 cm土层土壤含水量随深度增加而逐渐降低,并趋于稳定。0-30 cm土层土壤含水量变化剧烈,30 cm以下土层土壤含水量逐渐降低,并趋于稳定在3.00%~5.00%。土壤水分受降雨量及其分配影响显著,观测期内土壤储水量盈余26.7 mm。土壤水势与土壤含水量变化规律一致,土壤水分特征曲线拟合结果较好。在丰水年,降雨只对浅层土壤水分起到补给作用,深层土壤水分亏缺严重,存在土壤干层。在特殊降水年份对该区土壤水分进行研究具有重要意义。     

气候变化对牧场风蚀水蚀的影响

水土流失严重影响牧场健康和粮食安全,同时对人类健康和生态环境构成重大危害。因此,对未来气候变化对土壤侵蚀的影响进行预测,并对于制定适当的管理方案至关重要,这些管理方案的实施能够在最大限度上减轻水土流失造成的负面影响,并有可能建立牧场修复能力。回顾气候变化对牧场土壤侵蚀的潜在影响,并讨论潜在的侵蚀影响因子。预测气候变化将对重要的侵蚀区,特别是植被覆盖区域的影响。火灾干扰的频率、幅度和范围及高强度侵蚀性天气事件,都有可能成为牧场水土流失的影响因子。我们确定气候变化与这些影响因子相关的内容,并探讨应对气候变化对牧场土壤侵蚀影响的措施。为了提高牧场适应气候变化的修复能力,建议利用现有的监测数据建立脆弱性评估。     

137Cs示踪分析东北黑土坡耕地土壤侵蚀对有机碳组分的影响

研究土壤侵蚀对有机碳不同组分流失的影响,可为科学评估土壤侵蚀在碳循环中的作用和探明农田有机碳变化机制提供理论依据.该研究以典型黑土区一凸型耕地坡面为研究对象,基于137Cs示踪技术,分析了坡面土壤侵蚀特征及强度分布,定量分析了坡面有机碳组分的变化幅度及侵蚀强度与有机碳组分间的关系.结果表明:研究坡面年均侵蚀速率为380...     

坡耕地黑土有机碳和全氮的迁移与累积平衡

本文利用137CS示踪技术计算东北黑土坡耕地土壤再分布速率,结合表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量动态,探索典型漫岗坡地SOC和TN流失量的空间分布特征,据此计算研究区近50年来SOC和TN迁移、累积平衡。研究结果表明:研究区土壤再分布速率介于-24.61~33.56 T/HM2/A,绝大部分地区处于中度和轻度侵蚀状态,约占研究区总面积的83.66%,沉积面积占总面积的15.62%。SOC和TN的流失量与土壤再分布速率相一致,坡肩部位SOC和TN流失量最大,侵蚀损失率分别为407.57 KG/HM2/A和39.94 KG/HM2/A;其次为坡背和坡顶,平均流失量分别为244.2 KG/HM2/A和17.93 KG/HM2/A;坡脚和坡趾表现为累积,平均累积量分别为-207.2 KG/HM2/A和-20.56 KG/HM2/A。整个研究区SOC和TN的相对流失量>50%的面积分别占10.45%和11.21%。整个研究区48年来土壤净迁移泥沙量为45.54 T/A,其中,SOC流失量为612.62 KG/A,TN流失量为47.20 KG/A。考虑迁移泥沙对土壤有机质的富集作用,迁移损失的SOC和TN量比原计算值高52%。     

东北黑土区农田土壤风蚀的影响因素及其数量关系

为明确东北黑土区农田土壤风蚀的主要影响因素,通过室内模拟试验,对比分析了黑土在不同风速(5~14m/s)、土壤含水量(2%~11%)以及秸秆覆盖率(0~80%)下的风蚀速率差异,进而分析了风蚀速率与各因素之间的数量关系。结果表明,黑土起沙风速略大于5m/s,其风蚀速率随风速增大呈指数增加,风速14m/s(含水量2%)时的风蚀速率比8m/s时增加了11.6~42.7倍。黑土风蚀速率随土壤含水量升高呈先增加后降低趋势;在土壤含水量小于5%时随含水量升高而逐渐增加,至含水量5%时达到峰值并逐渐降低,至含水量11%时接近零。秸秆覆盖显著降低了黑土风蚀速率,二者成近似指数函数关系;秸秆覆盖率20%(含水量2%)时的风蚀速率比无覆盖减少了72.6%~92.3%,但秸秆覆盖率由20%增加至80%(含水量2%)后风蚀速率仅降低了0.02~1.20g/(m2·s),幅度有限。研究表明,风速、土壤含水量以及秸秆覆盖率均可显著影响东北黑土区农田土壤风蚀速率,其权重依次为风速土壤含水量秸秆覆盖率。     

东北黑土坡耕地土壤化学计量特征变化对侵蚀的响应

[目的] 探究土壤侵蚀对土壤养分含量及其化学计量比的影响,对于加深认识黑土区坡耕地质量退化过程及防控具有重要意义。[方法] 选择典型黑土区克山县开垦100多年的直形坡和开垦50多年的凸形坡为研究对象,根据¹³⁷Cs示踪技术估算坡耕地土壤侵蚀速率,定量分析土壤侵蚀与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及生态化学计量比的关系。[结果] (1)利用¹³⁷Cs示踪法得到坡面整体的年平均侵蚀速率为4 428.56 t/(km²·a),直形坡和凸形坡侵蚀速率平均值分别为3 284.53,5 884.59 t/(km²·a),侵蚀总量分别为3.21×10⁵,2.94×10⁵ t/km²。(2)坡面整体碳氮比(C/N)与SOC呈极显著正相关(p<0.01),碳磷比(C/P)与SOC呈极显著正相关(p＜0.01),氮磷比(N/P)与TP呈极显著负相关(p＜0.01)。直形坡SOC、TN、C/N、C/P和N/P均极显著小于凸形坡养分含量和化学计量比值(p＜0.01),TP含量大于凸形坡TP含量(p＜0.01)。(3)坡面土壤侵蚀空间分布特征与土壤有机碳、全氮及全磷的空间分布具有一致性。坡面土壤侵蚀量与SOC、TN、TP、C/P均呈极显著负相关(p<0.01),与C/N呈显著负相关(p<0.05),与N/P呈负相关但相关性不显著(p>0.05)。[结论] 土壤侵蚀导致坡面土壤SOC、TN和TP在坡面再分布,影响土壤养分化学计量比,造成坡面养分流失严重。     

东北黑土区土壤侵蚀研究进展

东北黑土区是我国重要的商品粮基地,其粮食生产能力及可持续性关系到国家的粮食安全战略。近年来,日趋剧烈的水土流失,引起黑土功能的严重退化,引起了社会的广泛关注,各种调查和防治工作正在火热开展,所以我们需要对已有的工作进行全面的总结,为以后的工作提供科学的依据。作者主要从黑土区土壤侵蚀的危害、影响因素以及侵蚀机理三个大的方面分别进行总结论述,希望对黑土区今后的土壤侵蚀研究工作提供一定的参考。     

东北黑土区土壤侵蚀研究进展与展望

东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,强烈水土流失导致的黑土厚度下降及土壤质量退化,直接威胁国家粮食安全。系统分析黑土区土壤侵蚀研究成果,对阻控黑土退化、维持土地生产力、保障国家粮食安全具有重要意义,论述了黑土区土壤侵蚀环境与侵蚀环境效应、土壤侵蚀过程与机理、土壤侵蚀时空变化和未来研究展望。多营力复合、缓坡长坡是黑土区独特的侵蚀环境,黑土厚度下降与坡耕地土壤质量退化是该区最典型的侵蚀环境效应。细沟间、细沟、浅沟、切沟及冻融侵蚀发育的动力机制与主控因素差异明显,输沙耗能驱动的泥沙输移对土壤分离的反馈效应是侵蚀强度沿坡长呈强弱交替的根本原因,浅沟和切沟主要发育在坡耕地,侵蚀强度受耕作方式等人类活动的显著影响。冻融侵蚀强度显著小于水力侵蚀,但可通过降低土壤抗蚀性能和促进坡面径流及壤中流发育影响水力侵蚀。土壤侵蚀类型与强度在小流域尺度上沿坡面呈明显的垂直分带特征,在区域尺度上呈南北与东西递变的纬度和经度地带性。全球气候变化可能导致黑土区水力侵蚀加强、冻融侵蚀减弱。未来亟需加强黑土厚度及土地生产力对侵蚀响应机理、复合侵蚀动力过程与耦合机制、典型侵蚀类型时空变化与主控因素等方面的研究。     

秸秆覆盖对东北黑土区土壤侵蚀及养分流失的影响

利用野外原位模拟降雨试验,研究了秸秆覆盖对东北黑土区坡面土壤侵蚀和养分流失的影响。试验处理包括1个施肥水平(纯N为150kg/hm2;纯P为75kg/hm2),3个秸秆覆盖度(翻耕裸露,低覆盖2kg/m2,高覆盖4kg/m2),1个降雨强度(90mm/h,降雨历时60min)和1个坡度(5°),试验小区长10m,宽1m。研究结果表明,低秸秆覆盖与翻耕裸露处理相比,坡面的径流量和侵蚀产沙量分别减少了87%和99.86%;在高秸秆覆盖条件下,坡面不产生径流。低秸秆覆盖条件下,径流中的NO3-—N和PO34-—P的浓度分别是翻耕裸露处理的5.52倍和4.25倍,但NO3-—N和PO34-—P的流失量与翻耕裸露处理基本相同。同样,低秆覆盖条件下侵蚀泥沙中NO3-—N和PO43-—P的含量分别是翻耕裸露处理的4.38倍和2.93倍,但NO3-—N和PO43-—P的流失量与翻耕裸露处理相比分别减少了99.3%和99.6%。因此,在东北黑土区选取适宜的秸秆覆盖量对保护耕地质量具有重要意义。     

东北黑土区长缓复合侵蚀坡面土壤可蚀性参数特征

东北黑土区长缓坡耕地是土壤侵蚀的主要来源,土壤可蚀性是影响土壤侵蚀的重要因素。以黑龙江省克山农场典型长缓坡耕地为研究对象,在坡面上沿垄作方向从南向北选取150 m坡面,分别于2018年4月和9月测定原状土的土壤剪切力,同时取样应用Le Bissonnais法中的慢速湿润处理测定水稳性团聚体含量,计算土壤团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和质量分形维数(D),分析黑土区长缓坡耕地的土壤可蚀性参数特征。结果表明:MWD、GMD、D、>0.2 mm土壤团聚体含量和剪切力在春季不同坡长大小顺序均表现为0 m>30 m>150 m>60 m>120 m>90 m;秋季则总体上表现为30 m> 0 m>150 m>120 m> 60 m> 90 m,说明在坡中60 m、90 m、120 m处土壤抗蚀性较差,并且随着土层深度增加土壤抗蚀性增大。秋季MWD值和GMD值分别为春季的1.27倍和1.37倍,>0.2 mm土壤团聚体含量和剪切力秋季均高于春季,D值春季高于秋季,说明黑土区长缓坡面秋季土壤抗蚀性好于春季。...     

中国土壤侵蚀的^137Cs法研究进展

土壤侵蚀研究的 13 7Cs法具有简单、快速、准确的优点 ,目前已广泛应用于土壤侵蚀和泥沙来源研究。中国土壤侵蚀的 13 7Cs法研究经历了 :模仿与个体探索、群体深入研究和国际合作研究、推广应用几个阶段。在世界上占据了应有的地位。中国 13 7Cs研究主要集中于 :13 7Cs本底值、土壤侵蚀量计算模型、土壤侵蚀速率和相对产沙量等几个方面。今后 13 7Cs与其他核素结合研究土壤侵蚀 ,将具有更加广阔的前景     

东北黑土区土壤退化及水土流失研究现状

东北黑土区严重的水土流失破坏了宝贵的黑土资源,危及当地群众的生产生活条件,恶化了生态环境,制约了当地经济社会的可持续发展,对我国的粮食安全构成了严重威胁。当前黑土区土壤退化及水土流失研究的领域主要集中在:现状研究、影响因素研究以及土壤侵蚀研究。在概述当前黑土区土壤退化及水土流失研究概况的基础上,指出应该加强研究的领域在于综合性的水土流失研究,融雪侵蚀模拟,先进的土壤侵蚀预报模型应用等方面。     

东北黑土区垄向的分布及其对土壤侵蚀的影响

垄作是东北黑土区一种非常普遍而重要的耕作制度,垄作方向(垄向)的分布及其水土保持作用研究,对于了解和改进黑土区的水土保持状况具有非常重要的意义。以典型黑土区东缘的宾县为研究区域,采用分层抽样的方法,提取了168个野外调查单元,通过野外实地调查和室内数据分析,研究了东北黑土区农地的地面坡度分布、垄向分布和垄向坡度分布,在此基础上根据不同坡度条件下的坡度因子公式求出农地的坡度因子和垄向坡度因子,探讨垄向的水土保持作用,得到以下研究成果:黑土区农地平均地面坡度为2.96°;黑土区中占农地75%的坡耕地中,顺坡耕作趋势明显,斜坡耕作非常普遍,随着垄向与等高线之间夹角的增大,坡耕地所占的比例也逐渐增大,垄向角在0°～15°间的坡耕地所占的比例约9.7%,仅为75°～90°间的一半左右;采用垄向坡度后,平均坡度为2.15°,仅为原来地面坡度的72%,坡度明显减小;在目前的垄作情况下,其水土流失量仅为顺坡耕作下的60%。上述研究表明:在东北黑土区,可以通过调整垄作方向而改进目前较严重的水土流失状况。     

东北漫岗黑土区防护林带分布对浅沟侵蚀的影响

东北漫岗黑土区坡耕地浅沟侵蚀非常严重,防护林带体系作为坡耕地的重要组成部分,势必会对浅沟侵蚀过程产生影响。本文以漫岗黑土区黑龙江鹤山农场典型小流域为研究对象,基于Quickbird高精度遥感影像和数字高程模型,结合实地调查结果,对小流域内防护林带的分布规律和浅沟侵蚀规律进行了分析,并探讨了防护林带布局对坡面浅沟侵蚀的影响。结果表明:在横坡耕作的坡面上,临界汇水区范围内林带的个数与临界坡长、临界汇水面积呈显著正相关,即增加林带个数、减小林带间距可以增大临界坡长和临界汇水面积,而研究区防护林带间距过大,大于该区浅沟发生的临界坡长,并且防护林带间断有利于浅沟的发育;同时,坡耕地垄向由于受到防护林带影响而与其走向一致,使垄沟笔直穿过低洼水线,形成局部顺坡垄,间接诱发浅沟侵蚀。因此,通过增加横坡耕作坡面上防护林带个数、缩小林带间距、加强林带的管护和更新,同时对不合理的防护林带进行必要的调整,才能有效防治坡面浅沟侵蚀。