不同植被措施下红壤坡面径流变化特征

[目的]研究不同植被措施对坡面径流的影响,为南方红壤水土保持与生态恢复实践提供科学依据。[方法]以福建省长汀县2001—2010年香根草、胡枝子、类芦、百喜草等植被措施下的径流小区逐月径流量和降雨数据为基础进行分析研究。[结果]植被能很好地调控坡面地表径流,但由于植被的结构、根系以及地表枯落物的差异,各种植被的保水效益存在差异,观测期,各小区年均径流量的大小趋势表现为:空白对照区百喜草类芦香根草胡枝子,胡枝子的保水效益最佳。[结论]香根草、胡枝子、类芦、百喜草等植被均能有效地抑制坡面径流,减少水土流失,均可以作为水土保持措施的优良灌草在南方红壤区进行推广应用,尤其是要加大胡枝子的推广力度。     

次生马尾松林下植被恢复措施的水土保持效益

通过采集江西省赣县花岗岩区次生马尾松纯林地不同植被恢复措施坡面径流小区2010—2011年的降雨产流产沙资料,分析不同模式的水土保持功能及其植被恢复的水土保持效益。结果表明:1)次生马尾松稀疏纯林地水土流失严重,年产流系数为0.50～0.60,侵蚀模数在2 700～6 000 t/(km2.a)之间。2)植被恢复可以降低林地土壤侵蚀强度,但植被恢复的水土保持效益与林冠结构和地表覆盖度密切相关,当形成乔草或乔灌复合层时,可以起到50%～60%的年蓄水效益和65%～70%的年固土效益。3)植被恢复的水土保持效益亦受植被和降雨类型的影响,百喜草蓄水效益随降雨量先增后减,暴雨是蓄水效益变化的转折点,而胡枝子蓄水效益变化规律不一;植被恢复措施固土效益随降雨量的增加而降低,特别是在大暴雨情景时急剧下降。     

花岗片麻岩低山丘陵区不同植物径流小区水土流失规律研究

以山东省临朐县辛庄试验站多年的观测资料为依据,分析了径流小区内不同林草植被与径流和侵蚀的关系,研究表明,在相同坡度、坡长条件下,4种草本植物的径流小区的汛期径流量、侵蚀量随降雨量的增大而增加,4种草本种植的径流小区的汛期径流量与侵蚀量呈Y=aX＋b线性关系,花生径流小区侵蚀量的增长率分别是自然草地、沙打旺和草木樨径流小区的1．72倍、2．34倍和3．54倍。4年生灌木林地的径流量和侵蚀量明显小于对照荒坡,土壤物理性状、土壤含水量、土壤饱和贮水量和土壤渗透速度以葛藤林地最好,其次是桑树、胡枝子、花椒、李树林地,花生小区最差;分析降雨量、降雨强度对灌木径流小区径流量和侵蚀量的影响,表明不同灌木林的蓄水保土效益以葛藤最好,其次为桑树、胡枝子、花椒、李树。     

时间尺度对草地水土保持效应定量研究的影响

时间尺度效应的定量分析有利于进一步理解植被的水土保持机理。基于福建省长汀县河田镇草覆和裸土侵蚀试验小区2007—2010年的观测数据,分析了次降雨、月、季和年时间尺度下降雨、植被、保水和保土效应这4类参数的变化特征,并建立保水（土）效应RE（SE）的估算模型以探讨诸因素的联系,其中RE（SE）为草覆小区与裸土对照小区的径流深度（土壤流失量）的比值。结果表明:4类参数在各时间尺度呈现不同的量值及变化特性,RE和SE因消除了同类因子的影响在各时间尺度之间及其内部均相对稳定。在次降雨尺度RE较低（< 0.3）区间及月尺度下,降雨和植被的耦合作用导致了较好的保水效应,而在RE略高（0.3～0.4）和较高（> 0.7）区间以及年尺度,降雨因子主导了研究小区的保水效应（R² > 0.78）。从保土效应来看,在次降雨和年尺度主要受降雨或/和植被的影响,绿草叶面积指数能较好地表征研究小区草地的保土正效应（SE < 1,R² > 0.55）,而最大30 min雨强可精确表征研究小区草地的保土负效应（SE > 1,R² > 0.79）。无论保水或保土效应,其估算模型在月和季两个中等时间尺度均存在较大的不确定性（R² ≈0.4）。可见在不同的时间尺度,影响草地水土保持效应的诸要素呈现不同的变化和耦合特征,显示时间尺度在植被水土保持研究中的重要性。     

北方土石山区坡面水土流失特征研究

[目的]揭示北方土石山区坡面水土流失规律，为山区土壤侵蚀防治和生态建设提供科学依据。[方法]利用1988—1991年坡面径流小区观测数据，运用统计和相关分析等方法，对不同下垫面条件下坡面水土流失特征进行了分析，并探讨了坡面径流深度、土壤侵蚀模数、土壤入渗率与有效降雨量、平均降雨强度、降雨历时、降雨等级的关系。[结果](1)在5°08′～24°08′坡度范围内，坡面径流深度随坡度增加逐渐减小，土壤侵蚀模数和土壤入渗率随坡度增加逐渐增大；(2)在2.18～33.19 m坡长范围内，坡面径流深度随坡长增加逐渐减小，土壤侵蚀模数和土壤入渗率随坡长增加呈现先增后减的变化趋势，存在临界坡长；(3)随着植被覆盖度增加，坡面径流深度、土壤侵蚀模数迅速减小，土壤入渗率逐渐增加；裸地的坡面径流深度和土壤侵蚀模数显著高于30%植被覆盖度坡面，但植被覆盖度由30%增加到60%,90%时，坡面水土流失过程的影响差异并不明显，说明在水土流失治理中存在临界植被覆盖度；(4)坡面径流深度、土壤侵蚀模数主要受到有效降雨量和平均降雨强度影响，且均呈显著正相关；而土壤入渗率主要受到平均降雨强度和降雨历时影响，与平均降雨强度...     

元谋干热河谷优势乡土草群落水土保持效益研究

通过在金沙江元谋干热河谷不同坡度径流小区内人工构建优势乡土草群落,研究了自然降雨对不同坡度径流小区产流量和泥沙量的影响。结果表明:不同径流小区产流量和土壤侵蚀模数与降雨量呈正相关,与植被盖度呈负相关;种植处理与对照CK差异显著,且小区坡度越大越显著;降雨利用率随坡度增加而减少,而且乡土草植被群落盖度越大小区降雨利用率越高。通过构建乡土草群落能有效地降低水土流失,增加降雨利用率,且随着坡度增大,水土流失治理效果越明显。     

灌木径流小区试验研究

通过设置径流小区,对 5树种灌木林的蓄水保土效益进行了观测。研究结果表明:蓄水保土效益顺序为葛藤 >桑树 >胡枝子 >花椒 >李树 >花生 （对照）。5个树种的抗旱性能顺序为花椒 >胡枝子 >李树 >葛藤 >桑树。     

辽西地区不同水土保持措施条件下土壤侵蚀量与降雨因子关系研究

为了探究辽西地区不同水土保持措施条件下土壤侵蚀量与降雨因子的关系,利用野外径流小区(投影长20m、宽5 m)采集沙样,采用气象站收集降雨因子数据,运用海明贴近度法分析土壤侵蚀量(S)与降雨历时(T)、降雨量(P)、最大30 min降雨强度(I_(30))、最大60 min降雨强度(I_(60))、降雨量与最大30 min降雨强度乘积(PI_(30)),以及降雨量与最大60 min降雨强度乘积(PI_(60))的关系,结果表明:不同水土保持措施土壤侵蚀量与降雨量贴近程度最低,与I_(30)、PI_(30)贴近程度较高;水平槽整地保水能力强于梯田和果树台田;I_(30)较大的雨型易对研究的这三种水土保持措施小区水土流失产生较大影响。     

湘中丘陵区紫色土坡耕地水土保持措施效益的试验研究

以衡南县为试验区,设置同一坡度和同一农业种植方式的径流小区,进行了不同水土保持措施的控制试验,通过对全年无遗漏降雨场次的径流及泥沙观测,研究了坡耕地土壤侵蚀模数和水土保持措施的水土流失控制效益。结果表明:(1)2016年全年产流降雨19场,降雨量1 145mm,属于正常降雨年。(2)没有任何防护措施的裸坡地土壤侵蚀模数4 450.57t/(km~2·a),达到了中度侵蚀;(3)农耕地与裸坡地相比均具有保土保水效果,但是不同水土保持措施对减少地表径流、降低产沙量有显著差异,保水效果(地表径流量年减少比例)从大到小依次为石坎梯田(85.07%)坡式梯田(81.50%)土坎梯田(64.57%)植物篱(57.96%)顺坡耕作(37.49%);保土效果(产沙量年减少比例)依次为石坎梯田(98.74%)坡式梯田(98.66%)土坎梯田(97.39%)植物篱(86.16%)顺坡耕作(61.98%),石坎梯田和坡式梯田始终可以发挥较好的保水保土作用。准确观测了土壤侵蚀背景值,定量评价了坡耕地主要水土保持措施效益。     

几种灌藤植被根系分布与固持土壤效果评价

为优化水土保持植被配置,对山东土石山区11种灌藤林地的根系分布和土壤侵蚀模数进行了测定,结果表明:11种灌藤植被中,紫穗槐根系水平和垂直分布的根幅最大,在相同降雨条件下葛藤林防止土壤侵蚀效果最佳。通过综合评价和聚类分析,选择出了6种适宜干旱瘠薄区域、生长良好、水土保持功能较强的灌藤植被:葛藤、紫穗槐、胡枝子、多花蔷薇、黄荆、山楂叶悬钩子。     

土壤压实及有机质对其影响的研究进展

压实导致土壤板结的发生、与土壤团聚体的形成和破坏直接相关,而土壤的孔隙状况和水、气、热等条件改变在影响作物生长的同时,也会带来水土流失、碳氮温室气体排放等环境问题。在当今农业现代化进程加快、机械化水平提高的背景下,压实所引发的土壤板结问题愈益引起人们关注。本文在对土壤压实过程及其压缩曲线、表征参数等进行介绍的基础上,对近年来土壤压实过程及其影响因素方面的研究进展进行梳理,从提高土壤肥力、防治土壤板结的角度重点阐述了有机质改良土壤压实性状的效果及其作用机制,并对这一研究领域今后的发展趋势做了展望;研究认为在减少农业机械作业对农田压实次数和压实强度的前提下,提高土壤有机质含量、实行合理耕作仍然是我国今后改良土壤机械物理性质、培肥土壤和防止土壤板结的主要途径。     

Soil Health and Soil Fertility Assessment by the Haney Soil Health Test in an Agricultural Soil in West Tennessee

The Haney Soil Health Test (HSHT) is a recent approach to quantify soil health by focusing mostly on soil biology. It uses a new extractant (H3A) for the extraction of plant available nutrients, a new method of soil respiration measurement (24-hr CO₂ burst) using Solvita® gel system, and a new approach in determining bioavailable carbon (C) and nitrogen (N) namely water extractable organic C (WEOC) and water extractable organic N (WEON). A soil health score is calculated by combining Solvita® respiration, WEOC, and WEON data. The objective of this study was to test the feasibility of HSHT to detect the management-induced changes in soil nutrient levels and soil health in the production systems of west Tennessee. We tested soils collected from a cover crop field trial established in 2013 on a no-till corn (Zea mays L.) – soybean [Glycine max (L.) Merr.] rotation. Compared to Mehlich-1 and Mehlich-3, H3A extracted the lowest amount of soil extractable phosphorus, potassium, calcium and magnesium. Neither the soil health score nor its component parameters showed significant differences between cover crop treatments and the control. In addition, the Solvita® CO₂ data did not provide a reliable estimation of potentially mineralizable N. Overall, the HSHT did not detect differences in soil health due to cover cropping in west Tennessee. We conclude that HSHT, though a promising concept due to its focus on linking soil biology with soil fertility and soil health, may need extensive field evaluation and refinement in contrasting soils and climates across the US.     

红壤地区水土保持技术特点及发展趋势

红壤是我国重要的土壤资源,防治红壤地区的水土流失同样重要。本文在总结红壤地区水土保持技术特点的基础上,又探讨了该区域的水土保持发展趋势,以利落实以人为本的科学发展观,提高红壤地区的水土保持技术水平,促进人与自然和谐相处。     

典型黑土区主要水保树种土壤水文效应研究

对典型黑土区的主要水土保持树种林下枯枝落叶层、土壤水分物理性质进行了分析研究,结果表明:随着土层深度的增加,造林地土壤总孔隙度减小容重增大,未造林地无明显变化,白皮柳林下平均土壤容重最小,总孔隙度最大,改良土壤效果最明显,依次为长白落叶松、小黑杨、樟子松;各树种土壤渗透性能均好于未造林地,其中白皮柳土壤渗透性能最好;营造水土保持林可有效增加土壤蓄水、透水能力,各树种土壤水文效应综合评价结果是白皮柳和长白落叶松优于小黑杨和樟子松。     

粗质地土壤坡度和前期含水量对土壤侵蚀的影响

利用野外模拟降雨试验,研究了粗质地土壤裸地和苜蓿地在不同坡度(5°,15°,25°)、不同前期含水量(低、中、高)条件下坡面降雨产流、产沙的过程及其特征,以此探究该区退耕还草效益。结果表明:3种坡度条件下裸地和苜蓿地的产流过程在不同前期含水量下均为先增大后趋于稳定,不同坡度之间的径流量差异不显著,但泥沙流失量随着坡度的增大而显著增加,在降雨过程中先增大达到峰值趋于稳定波动,裸地的波动幅度大于苜蓿地。2种处理的前期含水量对径流量以及平均入渗率的影响均达显著水平,裸地在相同的坡度下,前期含水量由低水平增加到中水平、低水平增加到高水平,径流量分别增加38.2%~52.8%,39.7%~42.8%,苜蓿地径流量分别增加27.3%~77.8%,45.5%~91.1%。坡度对泥沙流失量及含沙率影响显著,在相同的前期含水量下,裸地由5°增加到15°,15°增加到25°的泥沙流失量分别增加96.3%~268.7%,6.9%~40.3%,苜蓿地的泥沙流失量分别增加81.1%~384.2%,61.7%~169.9%。在相同坡度和前期含水量下,苜蓿地的径流量和泥沙流失量均显著低于裸地。研究结果表明粗质地土壤前期含水量和坡度显著影响坡地土壤侵蚀过程和总量,植被不但因为冠层拦截而减少径流,而且因为耗水量增加,降低了土壤前期含水量而减水减沙。     

黑土侵蚀区水土保持措施对土壤质量的影响

针对东北典型黑土流失区水土流失综合防治工程中的不同水土保持措施对土壤质量的影响进行了研究,结果表明生态修复林地(辽东栎)对于土壤有机质、养分含量等土壤质量因子的提高或恢复具有明显的积极作用,该措施是目前榆树大沟恢复或保育土壤质量的最佳水土保持措施.     

侵蚀对苏南丘陵区非耕作土土壤质量的影响

只要具备适宜的条件，土壤侵蚀就会发生，苏南丘陵区也不例外。以^137Cs示踪法进行的研究表明，尽管植被覆盖良好，自然状态下的苏南坡地非耕作土上仍有土壤侵蚀发生。虽因地貌、气候等条件使这里的土壤净流失量不大，可是侵蚀还是引起土壤颗粒粗化，且主要丢失的是粉粒；并使土壤中有机质、全氮、全磷含量减少，即造成土壤质量退化。此外，当地土壤肥沃，侵蚀及伴随的养分流失产生的异地生态损害亦不容忽视。     

黑土区水稻土有机氮组分及其对可矿化氮的贡献

采用Bremner法和长期淹水密闭培养法,研究了黑土区不同有机碳水平水稻土有机氮组分及其与可矿化氮的关系。结果表明,土壤酸解氮含量大于非酸解氮。土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比例大小的顺序相同,即均为未知态氮氨基酸态氮氨态氮氨基糖态氮。土壤氮素矿化潜力(N0)为38~175.3 mg kg-1,矿化速率常数(k0)为0.022~0.041 d-1。土壤有机碳、全氮含量与氮矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01或p0.05);土壤C/N、p H与氮素矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01),而与矿化速率常数(k0)之间则均呈显著负相关(p0.05或p0.01),因此,土壤有机碳(氮)、C/N和p H是影响土壤有机氮素矿化的重要因素。相关分析表明,在各组分有机氮中,酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮和非酸解氮均与氮矿化势(N0)关系密切(p0.01),但进一步通过多元回归分析和通径分析表明,酸解氨态氮是对可矿化氮具有直接重要贡献的组分,是土壤可矿化氮的主要来源。     

Lead Bioavailability in Soil and Soil Components

Water, Air, & Soil Pollution - The use of enhanced-flushing technologies has emerged as a promising technique for the remediation of sites contaminated with immiscible liquids. An important...     

重庆四面山不同林地土壤颗粒特征及其与土壤侵蚀的关系

通过对重庆四面山的槲栎林、川柯林、柳杉林和毛竹林4种林地土壤颗粒状况的分析,探讨不同林地土壤颗粒特征及其与土壤侵蚀之间的关系。结果表明：除柳杉林以外,其他林地土壤均属于级配良好土壤,毛竹林表层土壤颗粒的分散度较低、偏度较大,土壤颗粒分布不均衡,土壤流失程度较高。不同林地土壤的微团聚体分形维数表现为川柯林40-60cm层最小,柳杉林0-20cm层最大,微团聚体分形维数与〈0.001mm粒级微团聚体含量成正比,与0.25～0.05mm粒级微团聚体含量成反比。川柯林土壤团聚状况最高（19.38%）,分散率最低（32.13%）;柳杉林土壤团聚状况最低（10.88%）,分散率最高（74.41%）。