陡坡地饲草玉米生物篱的生态效益研究

坡地水土流失对三峡库区生态环境与可持续性发展构成双重压力。生物篱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。本研究以饲草玉米为纽带营建坡地生物篱模式,经4a定位试验探讨了其生长状况和水土保持效益。结果表明,饲草玉米生物篱能有效改善陡坡地土壤性状、固持土壤、截持径流、减少养分流失,对减少库区水土流失与面源污染,保持和提高坡地生产力具有重要作用。     

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。     

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.     

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。     

等高植物篱控制紫色土坡耕地侵蚀的特点

应用等高植物篱能在较低投入下有效控制坡地土壤侵蚀和养分流失。三峡库区紫色土 2 5°坡地的大雨强模拟降雨实验表明 ,香根草等高植物篱能减少相当于对照坡耕地的 82 .2 %的侵蚀量 ( 1 997年 1 1月 ) ,通过施肥促进植物篱生长密闭能进一步提高对流失土壤的拦截效率 ,效果不逊于带间覆盖。经过 31个月的侵蚀过程 ,各植物篱小区最明显的坡形变化是篱带处及其前部堆淤成接近水平的淤积带。由于植物篱的阻滞和坡形的变缓 ,径流和表土作用的时间延长 ,由径流携带的养分损失成为坡面养分流失的重要途径 ,控制径流损失是控制养分流失的重要方式之一 ,同时也有助于减少坡面侵蚀     

经济植物篱在防治长江上游坡耕地水土流失中的作用及效果

地质破碎,生态脆弱,以坡地农业为主,水土流失严重,经济欠发达,贫困人口多,是长江上游地区的典型特征。很多专家认为,水土流失是贫困的重要原因,因为它冲走了植物赖以生存的肥沃土壤,流走了植物所需的水分和养分。利用经济植物篱技术和平衡施肥技术防止长江上游坡耕地的水土流失,证明是一项实用性强,应用广泛的技术。它可以有效地降低坡耕地的水土流失,增加作物的产量,显著地提高农民的收入,实现社会效益、生态环境效益和经济效益的统一,保证坡耕地农业可持续利用。     

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。     

GIS支持下对不同水保措施的评估与比较

在地理信息系统的支持下,对三峡库区王家桥小流域的侵蚀产沙状况进行模拟,结果表明坡耕地对全流域侵蚀产沙量贡献最大;然后针对治理坡耕地的坡地改梯田和种植植物篱这2种水保措施进行了10年的模拟评估比较,发现坡耕地改为梯田在侵蚀产沙控制方面效果较好,然而种植植物篱措施在保持土壤养分、投资回收等方面的作用却优于坡改梯的措施.总体而言,种植植物篱措施更符合科学治理水土流失战略.     

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。     

坡地水土流失对水体富营养化贡献的研究进展

面源污染逐渐成为世界头号的环境问题,而坡地水土流失伴随着化肥营养元素流失引起的面源污染更是不容忽视,详细介绍了国内外在这一方面的研究进展,面源污染问题的提出直至目前各种污染和流失模型的建立修正,并提出今后水土流失将作为面源污染的重要原因及其主要的研究方向。     

天然降雨条件下等高反坡台阶整地对坡耕地氮磷输移的影响

[目的] 揭示等高反坡阶整地措施对于坡耕地产流产沙及面源污染物输出的规律,为源头控制坡耕地水土流失和农业面源污染提供科学依据和技术支撑。[方法] 以滇中昆明市松华坝迤者流域试验区内已布设等高反坡台阶措施的坡耕地(15°和22°)径流小区样地为对象,基于2019—2021年降雨、径流及水质数据,采用对比分析的方法,研究样地内的产流、产沙、面源污染物氮素、磷素输出的特征。[结果] 相同雨型下,研究区样地布设等高反坡阶之后坡度为22°的坡耕地比坡度为15°的坡耕地有更显著的减少坡面产流产沙以及面源污染物氮、磷输出的作用。[结论] 等高反坡阶对坡耕地的产流产沙及面源污染物的输出等有显著的控制效果,布设等高反坡阶能够有效地增加坡耕地尤其是坡度较大的坡耕地的保水保土能力。     

洞庭湖红壤坡地减氮控磷对玉米产量和径流氮磷的影响

坡地氮磷流失是洞庭湖农业面源污染的重要来源。以湖南省湘阴县红壤坡耕地土壤为研究对象,通过田间小区试验,探讨玉米减量施肥对产量、化肥利用率和氮磷流失量的影响。结果表明,NP常规施肥量在减少20%范围内对玉米产量没有十分显著的影响,但达到30%时玉米表现减产。减量施肥不仅一定程度提高NP化肥肥效和肥料利用率,而且降低土壤NP流失量。氮的径流量减少了12.54%～28.68%,磷减少了1.3%～30.1%。在各种减量施肥处理中,以控释肥减氮处理效果最佳,有效减少农业面源污染。     

坡地土壤养分流失研究概况

坡地土壤养分流失与土壤侵蚀发生过程及面源污染的产生息息相关,本文主要从养分流失途径、影响因素、数学模型及调控措施方面阐述了有关坡地土壤养分流失研究的基本情况,并建设性地提出了今后研究的要点和趋势,以期为坡地养分相关研究提供信息和参考。     

反坡水平阶水土保持效益观测

 在昆明市松华坝水源区牧羊河中游坡耕地布设反坡水平阶与对照径流小区,观测2种径流小区的径流量、泥沙量、总氮及总磷输出浓度和输出量。结果表明:与对照相比,反坡水平阶径流量减少34.14%、土壤流失量减少57.17%、总氮和总磷输出量分别减少33.32%和33.82%。坡耕地修反坡水平阶起到了较明显的保水、保土、保肥作用,对控制面源污染物具有重要意义。     

坡耕地氮磷流失及其控制技术研究进展

坡耕地N、P流失是造成农业面源污染的重要原因.文章综述了国内外有关坡耕地N、P流失的过程特征,降雨、土壤、地形、耕作与管理因素对N、P流失的影响等方面工作的研究进展,探讨了不同控制措施,如覆盖、植物篱、保护性耕作、坡改梯等,控制N、P流失的控制机制、效果和可操作性;并进一步对坡耕地N、P流失的研究与控制方面等今后应加强研究的趋势进行了展望.     

三峡库区典型流域水质时空特征及污染防控策略

为了解三峡库区典型小流域不同土地利用类型下水质的变化特征,于2015-2020年对三峡库区长坪小流域开展水质监测,对不同土地利用类型下水体中的总氮（Total Nitrogen,TN）、硝态氮（NO3--N）、氨氮（NH4+-N）、总磷（Total Phosphorus,TP）、可溶态总磷（Dissolved Total Phosphorus,DTP）和颗粒态总磷（Particulate Phosphorus,PP）浓度的时空变化规律进行研究,识别流域内主要氮磷污染源,从而提出针对性的污染防控策略。结果表明：1）不同土地利用类型氮磷输出浓度从大到小依次为村庄、坡耕地、林地和水库,其TN平均浓度分别为8.29、2.88、1.57和1.43 mg/L,TP平均浓度分别为0.25、0.13、0.09和0.07 mg/L。2）不同土地利用类型的水质在汛期和非汛期存在差异,村庄氮磷输出浓度为非汛期高于汛期,坡耕地、林地和水库则表现为汛期高于非汛期。3）内梅罗综合污染指数评价结果表明林地和水库的污染程度均为清洁水平,坡耕地污染程度为轻污染水平,村庄受散养生猪数量的影响,污染程度从污染水平转变为重污染水平。4）长坪小流域TN和TP年输出负荷总量分别为4 278.59和364.93 kg/a。畜禽养殖源是小流域氮磷最主要的污染源,其TN和TP的输出负荷分别占流域总负荷的45.69%和71.77%。坡耕地的TN和TP单位面积污染负荷分别是村庄的7.58%和1.79%,与村庄相比,坡耕地具有显著的低污染特征,因此,以坡耕地消纳村庄污水和畜禽粪便,可促进流域内粪污的就地消纳,达到多源共治的效果。基于小流域不同土地利用类型的水质特征和生态系统服务功能,将流域划分为林草水源涵养区、村庄污染控制区和坡耕地水土保持区,并进行分区协同防控,促进流域农业面源污染系统高效治理。     

土地利用和农业管理对丹江流域非点源氮污染的影响

为研究土地利用和农业管理对流域非点源氮污染的影响,选择南水北调中线的重要水源地丹江流域作为研究区,应用SWAT模型模拟了流域地表水硝酸盐氮和氨氮负荷,揭示了土地利用变化和不同施肥灌溉措施对氮污染负荷的贡献。结果表明:(1)流域内全年氮污染分布不均,硝酸盐氮和氨氮污染较为严重的时段集中在每年7—9月,输出量分别为734.32,735.36 t,占全年硝酸盐氮和氨氮输出量的50%以上;(2)硝酸盐氮和氨氮的输出量具有较大的空间差异,自上游至下游逐渐加重,污染较为严重的子流域主要集中在丹凤县和商南县;(3)通过设置情景模拟,当坡度大于15°和25°的耕地退耕还林时,流域硝酸盐氮负荷分别减少59.83%和45.89%,氨氮负荷分别减少48.91%和35.78%。当流域内施肥量和灌溉量分别降低20%时,流域硝酸盐氮负荷分别减少3.63%和13.26%,氨氮负荷分别减少0.12%和15.65%;(4)耕地是流域氮污染的主要来源,降低流域施肥灌溉量和陡坡地退耕还林是控制流域非点源氮污染的关键。     

我国水蚀区坡耕地土壤重金属空间分布及其污染评价

土壤重金属污染已成为威胁国家粮食安全的重要因素,为探讨我国东部水蚀区坡耕地土壤重金属空间分布特征及污染状况,依据土壤类型、土壤质地等因素选取了36个采样点,采用单因子污染指数法和内梅罗污染指数法,以《土壤环境质量标准》（GB15618—2008）二级标准为评价依据,研究了As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn 7种土壤重金属元素的空间分布特征及污染程度。结果表明:（1）Cd超标率高达13.9%,是东部水蚀区最主要的土壤重金属污染元素,As,Cr,Cu元素的污染概率较高,为5.6%;（2）长江以南地区的坡耕地重金属污染程度显著高于长江以北地区,南方山地丘陵区是我国水蚀区六个二级分区中污染最严重的区域,其次为四川盆地及周围山地丘陵区、云贵高原区、东北低山丘陵和漫岗丘陵区、西北黄土高原区、北方山地丘陵区;（3）湖南宁远和广东湛江两点综合污染指数最高,分别为2.73和2.51,属中污染水平;（4）36个采样点中污染水平处于安全、警戒线、轻污染、中污染的比例分别是77.8%,8.3%,8.3%和5.6%,表明我国东部水蚀区绝大多数坡耕地（86.1%）重金属含量未达到污染水平,但仍有13.9%的坡耕地受到不同程度的土壤重金属污染。研究结果对明确我国水蚀区坡耕地土壤重金属污染现状,保护农业生态环境,保障粮食安全具有重要意义。     

汇/分流截-排水方式对降低三峡库区坡地磷流失量的影响

优化坡面截-排水方式能有效调控坡面养分流失，对防控农业面源污染和保障下游水环境安全具有重要意义。该研究旨在探明坡面截-排水方式的阻磷效应，通过采集3种土地利用类型（坡耕地、荒草地、有林地）典型坡面土样，在106 mm/h雨强下展开室内暴雨模拟试验，分析3种截-排水方式（汇流排水T1、分流排水T2、无措施CK）对坡面磷流失的影响。结果表明，不同土地利用类型下，与CK相比， T1和T2平均径流率分别减小40.33%～44.33%、42.57%～54.52%，平均产沙率分别减少68.14%～71.15%、60.55%～72.57%。各截-排水方式下，有林地的平均产沙率显著低于荒草地和坡耕地。各土地利用类型下，全磷（total phosphorus，TP）、可溶性磷（dissolved phosphorus，DP）及颗粒态磷（particulate phosphorus，PP）的变化范围和平均浓度均表现为T1<T2<CK。与CK相比，T1、T2能显著减小TP、DP、PP的流失量（P<0.05）。坡耕地下，TP、DP、PP流失量平均降低幅度为T2(70.34%)>T1(66.47%)，而荒草地和有林地条件下，TP、DP、PP流失量平均降低幅度为T1（65.19%）>T2（59.16%）。研究表明，汇流和分流2种截-排水方式均能有效降低坡面磷素流失量，其中汇流方式可能更适用于荒草地和林地水系，而分流方式更适用于坡耕地水系。