不同水土保持措施对黑土区坡耕地有机质的影响

以无措施坡耕地为对照,研究水保林、水平梯田、地埂植物带3种典型水土保持措施对桓仁浑江流域坡耕地有机质(SOM)变化的影响。共采集土样336个土壤样本进行分析研究。结果表明,采取了3种典型水土保持措施的土壤样品中的有机质含量均显著高于对照。其中,水平梯田和地埂植物带土壤中的有机质较对照分别提高了10.30%和29.50%。3种综合措施(水保林、水平梯田、地埂植物带)协同使用效果更为明显,可使有机质较对照组平均提高31.71%。     

东北黑土区坡耕地治理过程中的水土保持效应

以传统顺垄耕作为对照,研究了东北黑土区坡耕地治理过程中的水土保持效应.结果表明:坡耕地不同治理措施的保水效应和保土效应以水平梯田最佳,效应值分别为70.64%和77.61%,大小顺序为水平梯田>地埂植物地>横垄>对照,保土效应要优于保水效应,对照和横垄的土壤侵蚀程度表现为轻度,地埂植物带和水平梯田表现为微度;容重、蓄水容量、有效蓄容和稳定入渗率表征坡耕地治理措施土壤水源涵养效应指标的大小顺序为地埂植物带>水平梯田>横垄>对照.     

不同水土保持措施对黑土区坡耕地氮、磷流失的影响

采用无任何保护措施的坡耕地为对照组,系统地研究了3种典型水土保持措施:水保林、水平梯田、地埂植物带对桓仁浑江流域坡耕地总氮（Total nitrogen,TN）和总磷（total phosphorus,TP）变化的影响。2013年3—9月,共采集了336个有代表性的土壤样本进行分析研究。结果表明,采取了3种典型水土保持措施的土壤样品中的TN和TP含量均显著高于未采取任何水土保持措施坡耕地土壤中TN和TP含量。其中,水平梯田土壤中的TN和TP较对照组分别提高了24.6%和35.7%。地埂植物带土壤中的TN和TP较对照组分别提高了19.4%和37.4%。3种综合措施（水保林、水平梯田、地埂植物带）协同使用效果更为明显,可使TN和TP较对照组分别提高29.2%和30.6%。研究可为坡耕地面源污染治理提供科学依据和切实可行的方法。     

集流梯田工程水土保持效益试验浅析——以黄前流域为例

集流梯田工程是水平梯田和自然坡地沿山坡相间布置的一种水土保持工程措施,较水平梯田更能提高土壤含水率,改善土壤理化性状,针对这一特点,在黄前流域进行集流梯田与水平梯田、坡耕地对比试验,研究与分析结果表明集流梯田具有显著的保持水土和提高作物产量的效果。本试验研究为有效治理水土流失和增加农民收入提供科学依据。     

基于不同时间尺度的坡改梯土壤肥力研究——以永和县为例

从2010年起,山西省连续7年在13个县累计投资7.25亿元,将4.64万hm~2坡耕地改造为水平梯田,但坡改梯后土壤的肥力状况、物理性质尚未有系统的调查和研究。为此,在山西省临汾市永和县以坡耕地为对照,对不同年份修建的水平梯田的土壤理化性质进行了系统的对比分析和研究,结果表明:新建梯田性能不够稳定,土壤肥力普遍偏低,当地群众在梯田耕作过程中存在"重用轻养"的现象。因此,坡改梯后,应注重新修梯田培肥、丰产栽培、地埂综合开发利用等实用技术的推广,采取各种技术措施保证土壤肥力持续增加、农作物产量持续提升。     

黑土区治理措施对土壤水及作物产量影响

低山丘陵侵蚀区坡耕地水土流失综合治理实践中,除了应用较多水平梯田和地埂植物带以外,采取生物带、复合式地埂植物带、双垄等治理措施也具有抗蚀能力强、防预标准高、增加林草覆盖率等多重功效。通过设立试验观测小区,对不同治理措施对田间土壤水分和作物产量的影响进行了研究。结果表明,在同等立地条件下,相同坡度、肥力水平、田间管理、相同种植品种和种植条件下复合式地埂植物带、生物带和双垄等治理措施均产生了显著的生态效益和经济效益。     

基于GIS的水土保持措施下坡耕地土壤养分变异特征

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分为研究对象,利用GPS定点采样,传统统计分析和ArcGIS地统计分析相结合,并通过参数及误差值对比,选取最佳空间插值拟合模型（球状模型）,研究水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分的空间变异特征。结果表明:（1）5个指标的空间变异度对比:TP > 有效P > TN > 有机质 > pH,其TN,TP,有效P,pH值的空间变异受水土保持措施影响显著,有机质不仅受非人为因素影响,也受人为因素影响。（2）运用Kriging插值制图显示,5个指标在空间上分布均不均匀。采取水土保持措施后对土壤养分有一定的富集作用,含量显著高于无措施对照区;无措施坡耕地坡上、坡中和坡下部位土壤养分呈规律性降低趋势。而土壤pH值空间变异与有机质,TN,TP和有效P相反。（3）上坡位的水保林地对TN,TP和有机质的拦蓄作用最好,中坡位的水平梯田对有效P的拦蓄作用显著;由于下坡位的无措施对照区作为土壤养分流失的必经区域,土壤养分含量较高,表现出地埂植物带对养分的拦蓄作用不显著。通过土壤pH值的空间对比发现,种植相应植物使水保林地和地埂植物带土壤pH值下降了。     

金沙江干热河谷坡改梯及生物地埂对土壤可蚀性的影响

以金沙江干热河谷试验区不同土壤类型、修建年限及生物地埂类型的梯田为研究对象,系统分析梯田和地埂土壤基本物理性质、团聚体分布特征及其抗冲、抗蚀性指标,研究了坡改梯和生物地埂对土壤可蚀性的影响。结果表明:(1)与坡耕地相比,新修梯田土壤物理性质和抗冲性及抗蚀性无显著变化,甚至有所退化,可能与土壤结构破坏、原表土搬离和坡改梯初期土壤侵蚀加剧等有关,随修建时间延长,老梯田土壤容重和孔隙度分别显著减小和增大,粒径0.25 mm水稳性大团聚体、水稳性团聚体几何平均直径(GMD)和有机质含量较坡耕地分别呈显著或极显著增加;(2)新修红壤和黄红壤梯田生物地埂土壤容重、孔隙度和抗蚀性与裸土地埂基本无显著差异,而红壤老梯田生物埂土壤紧实度和粒径2mm水稳性大团聚体显著增加,抗冲性和抗蚀性整体上较裸土地埂显著改善,说明生物地埂的长期利用可以有效增强土壤抗冲和抗蚀能力,加强地埂稳定性,有利于梯田水土保持效应的持续性;(3)地埂长期生物利用的老梯田水土保持功能最强。     

水土保持措施对坡耕地土壤养分时空变异影响

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无水保措施布置坡耕地为研究对象,结合传统统计分析和ArcGIS地统计分析方法,研究不同深度土壤养分随时间及空间(垂直和水平)变化特征。结果表明,(1)所选研究区内土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随着土层深度的增加而降低,同一坡位高度,有水土保持措施坡耕地土壤养分含量比无措施坡耕地高,且土壤养分在垂直方向上相对均匀分布。(2)从各水土保持措施对不同深度土壤养分含量的影响来看,在水土保持体系内,0~15 cm和15~30 cm土壤有机质含量依次为:水保林地>水平梯田>地埂植物带,全氮、全磷和有效磷含量依次为:地埂植物带>水平梯田>水保林地。在无措施对照区,土壤有机质、全氮和有效磷含量两层次均顺坡逐渐增高,而全磷两层次分布均呈:中坡位无措施区>下坡位无措施区>上坡位无措施区。不同深度土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随月份变化先增加后损失,但其变化程度因水土保持措施不同而不同。(3)经统计分析表明,水土保持措施区0~15 cm土壤有机质和全氮变异系数大于无措施对照区,但土壤全磷和有效磷变异系数正好相反;无措施对照区15~30 cm土壤有机质、全氮、全磷和有效磷变异系数大于水土保持措施区。水土保持措施与不同深度土壤养分之间均呈极显著正相关关系,0~15 cm和15~30 cm土壤全氮和有效磷之间均呈显著正相关,而0~15 cm和15~30 cm其他各指标关系间均呈极显著正相关关系。     

黄土高原丘陵区坡改梯后的土壤质量效应

采用时空互代法,以黄土丘陵区纸坊沟流域不同年限梯田为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了坡耕地改造梯田后,土壤物理、化学和生物学性质的演变过程.结果表明,黄土丘陵区坡耕通过工程措施改造为梯田当年,在土壤扰动和水土流失双重作用下,土壤物理、化学和生物学质量呈现不同程度下降或没有显著变化.随着改造年限的延长,土壤质量显著提高...     

不同植物带地埂土壤抗侵蚀效果研究

采用野外调查与室内试验相结合的方法,对研究区坡耕地3种不同地埂植物带上的植物生长状况、土壤物理化学性状及土壤崩解速率进行了测定,研究了不同植物带地埂土壤的抗侵蚀效果。结果表明:黄花菜与红小豆混种能够促进地埂植物带上植物地上和地下部分生长,增强植物护埂、固埂作用;不同植物带地埂土壤容重随土层深度的增加而增大,土壤孔隙度、含水量和有机质含量随土层深度的增加而降低;黄花菜、红小豆及黄花菜与红小豆混种植物带地埂土壤孔隙度、含水量及有机质含量均高于对照裸埂,土壤容重低于裸埂,黄花菜地埂土壤孔隙度最好,黄花菜与红小豆混种地埂土壤保水保肥性最好;不同植物带地埂土壤崩解速率随土层深度的增加而增大,黄花菜与红小豆混种地埂土壤抗崩解、抗侵蚀性能最强,是适合东北低山丘陵区坡耕地水土流失防治的良好措施。     

不同保水措施的保水效果研究

主要研究了采取覆草、覆膜及保水剂等措施的保水效果.在对不同措施下土壤物理性状和入渗性能研究的同时,还进行了土壤水分动态变化研究.最后的试验结果表明:覆膜的保水效果明显优于覆草,覆草又明显优于对照;适量的保水剂可有效提高土壤含水量;在新梯田、老梯田与坡耕地的保水效果研究中,保水效果强弱顺序为:老梯田＞坡耕地＞新梯田.     

红壤坡耕地不同抗旱措施对土壤养分的影响

通过在红壤坡耕地上营建不同抗旱措施,以顺坡耕作为对照,研究梯田、柱孔和坑穴3种抗旱措施对土壤养分的影响。结果表明:坑穴措施对土壤有机质、全氮和全磷的改良效果优于柱孔和梯田,而柱孔对土壤全钾的改良效果最好,与顺坡耕作相比,梯田没有提高土壤的全磷质量分数;坑穴改良碱解氮和速效磷的能力高于柱孔,而速效钾则相反,坡耕地改为梯田形式后,提高了有效磷质量分数,碱解氮和有效钾的质量分数却在降低。     

原州区新修水平梯田水肥变化规律及增产效益研究

对宁夏固原市原州区上滩项目区坡改梯工程实施后新修水平梯田土壤肥力、土壤含水量变化情况及特色作物马铃薯产量进行了监测研究,结果表明:实施坡改梯后,新修水平梯田土壤含水量较坡耕地有所提高,但由于修建过程中土壤理化性质被改变,加之配套的培肥措施跟不上,导致新修水平梯田土壤肥力下降,马铃薯产量较坡耕地有所降低,但经过合理的培肥耕作,3年后土壤肥力有所提高,5年后土壤肥力提高更为显著,马铃薯产量也显著增加。     

紫色土坡耕地土质埂坎分层入渗试验研究

以相邻田面为对照,利用双环入渗法对三峡库区紫色土坡耕地土质埂坎分层(地埂、坎腰和坎趾)的入渗特征进行研究。结果表明:(1)土质埂坎分层入渗与对照田面入渗均呈先陡降后趋于稳定的趋势,但达到稳定入渗的时间存在差异。地埂达到稳定入渗的时间最长(110min),坎腰、坎趾和田面达稳定入渗的时间分别比地埂少9%,82%,18%。从入渗性能看,土质埂坎各层均表现出初始入渗率平均入渗率稳定入渗率。平均入渗率与120min累积入渗量表现为地埂坎腰田面坎趾,初始入渗率为坎腰地埂田面坎趾,稳定入渗率为田面坎腰地埂坎趾。(2)采用4种模型进行拟合,其中通用经验模型是描述坡耕地土质埂坎入渗的较好模型,其后依次是Kostiakov模型、Horton模型和Philip模型。(3)土质埂坎入渗性能与土壤物理性质具有较好的相关性,初始入渗率与初始含水率、容重呈显著负相关(P0.05),平均入渗率、120min累积入渗量与粉粒体积分数、初始含水率呈显著负相关(P0.05),与砂粒体积分数和总孔隙度呈显著正相关(P0.05)。研究结果可为紫色土区坡耕地土壤侵蚀调控的埂坎措施优化提供依据。     

缓坡水平梯田土壤水分空间变异性

以江苏省扬州市区北部某梯田为例,分析了小于2°的缓坡水平梯田土壤含水率的空间变异特征,并针对缓坡水平梯田土壤含水率由较高田块到较低田块逐渐增加、同一级梯田内由内侧到外侧含水率逐渐减小的分布特征,提出了适合研究该种地形土壤含水率空间分布的有效方法,即趋势辅助克立格法(简记为KTAI)。该方法同时考虑了不同级梯田高程和同级田块内不同部位对土壤含水率的影响,用它对梯田土壤含水率进行插值,估计方差比传统的普通克立格法(简记为OK)大幅度降低,大大提高了估值精度,减轻了野外采样工作量,对于研究梯田土壤水分空间变异性具有重要意义,同时拓展了地质统计学理论在土壤水分空间变异性研究中的应用范围。     

黑土区坡耕地治理措施的配置

坡耕地是我国耕地资源的重要组成部分。加快坡耕地综合治理是控制水土流失、保障国家粮食安全的必然要求。以黑龙江省依兰县双兴项目区为例对黑土区坡耕地治理的各项措施的配置及治理技术的发展进行了探讨。对坡耕地的治理措施主要采取水平梯田,坡式梯田,在坡耕地的坡上林地交接处采取截水沟来分散坡上来水对坡耕地土壤的侵蚀;对于坡耕地中的侵蚀沟治理措施主要配置跌水、谷坊和削坡等工程,从而达到防止侵蚀沟切割,剥蚀坡耕地土层的效果。有关对坡耕地治理后期的商榷,需加强治理措施的管护,加强水土流失监测和效益监测,并推广秸秆还田、增施有机肥、深松耕法等措施,通过技术支持,增加农民收入。     

半干旱区微集水系统土壤水分调控效果研究

分析了定西市安定区以隔坡水平阶为主体的径流调控工程和梯田(对照)的土壤水分与植被生长状况及11a累积土壤水分水量平衡特征。结果表明,隔坡水平阶工程保存完好,产流区(25m²)年均产流0.3m³,产沙3.96kg,被蓄水区全部拦蓄,有效控制了水土流失,增加了水资源量,缓解了林草植被水分供应不足状况。2m土层含水量与植被生长成反比。梯田土壤含水率最高,但农作物受旱减产最大;隔坡水平阶产流区土壤含水率较低,紫花苜蓿减产较大,蓄水区土壤含水率最低,但侧柏林生长旺盛。隔坡水平阶(林草带状混交)年均蒸散量为428.6mm,较梯田高2.2mm。     

紫色土坡耕地不同坡位不同高度地埂土壤颗粒组成及分形特征

对比分析西南紫色土区植物固结地埂和等高植物篱的结构差异,并运用分形理论研究了西南紫色土坡耕地不同坡位不同高度地埂土壤的分形特征。结果表明:有地埂存在的坡耕地地埂土壤的颗粒组成主要分布在0.002~0.02 mm粒径范围内,较无地埂的对照坡耕地该粒径范围的含量高2.41%。说明地埂的存在增强了其对坡面上方侵蚀泥沙的拦截作用。而不同坡位地埂土壤的分形维数变化如下:坡面上部 > 坡面中部 > 坡面下部,且同一坡位有地埂土壤的分形维数小于无地埂土壤的分形维数。不同地埂高度土壤的分形特征变化规律为:CK > LS-H10G > LS-H15G。地埂土壤颗粒分形维数D值与黏粒和砂粒体积百分含量相关性较好,地埂土壤的分形维数可作为西南紫色土坡耕地地埂土壤质量评价的定量指标之一。     

黄土丘陵区坡改梯田土壤碳库组分演变特征

采取时空互代法,以黄土丘陵区不同年限坡耕地改造梯田为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了土壤碳库组分的变化过程。结果表明:坡耕地改造梯田后,土壤碳库组分变化显著,并随改造年限呈线性增加,30年后,土壤有机碳(TOC)、重铬酸钾易氧化态碳(EOC1)、高锰酸钾易氧化态碳(EOC2)、水溶性有机碳(DOC)、热水浸提有机碳(HWOC)、K2SO4浸提有机碳(CK2SO4)、碳水化合物(CHO)以及微生物量碳(MBC)较坡耕地增幅分别达146%、213%、196%、97%、246%、240%、234%和134%。相关性分析表明:TOC、EOC1、EOC2、DOC、HWOC、CHO和MBC与土壤主要肥力因子相关性显著,可以作为坡耕地改造梯田中土壤质量的评价指标。研究表明,侵蚀环境下的坡耕地由于受到人为活动的干扰,土壤碳库含量较低,而坡耕地改造成梯田可以提高土壤碳库各组分含量,改善土壤质量。