黑土坡耕地不同水土保持措施的土壤水蚀特征研究

针对北方干旱地区坡耕地严重的水土流失问题,采取垄向区田、深松、横坡种植、免耕播种等水土保持耕作措施,于2010年,以黑龙江省齐齐哈尔市东兴村5°坡耕地径流场为研究对象,研究了不同耕作措施对地表径流、土壤侵蚀和降雨入渗的影响。结果表明,这几种水土保持耕作措施均有不同程度的减流减沙作用,其中横坡种植效果最为明显,地表径流量和土壤流失量较常规耕作分别减少了92%和90%,稳定入渗率较常规耕作提高了41.2%。不同耕作措施的径流系数过程线的变化、径流含沙率变化以及产流量、产沙量的变化均符合横坡免耕>横坡种植>深松+区田>垄向区田>少耕深松>免耕>常规耕作>裸地这一变化规律。     

黑龙江省拜泉县水土保持新进展与效益评价

[目的]对黑龙江省拜泉县近年来的水土保持工程保土效益定量进行评价,为进一步的水土保持规划和生态环境建设提供科学参考。[方法]通过对拜泉县2008—2015年水土保持工程实施情况的调查分析,利用遥感影像解译土地利用,采用土壤侵蚀模型计算工程实施前后的土壤流失量评价拜泉县水土保持工程保土效益。[结果]2011—2015年该县土地利用变化不大,总体由耕地向居民点及工矿交通用地和林地流转,水土流失总面积减少193.8km~2,生态环境有所好转。2008—2015年,新增实施水土保持措施总面积103.49km~2,通过实施梯田、地埂植物带和改垄措施,共计保土507 338.86t,其中2008—2010年占总保土量的3.80%,2011—2015年保土量逐年递增,2015年占总保土量的34.04%。所有年份合计,梯田的保土量最多,占总保土量的40.21%,其次为改垄和地埂,分别为37.23%和22.56%。[结论]拜泉县水土流失综合防治工程效益显著,为进一步提高水土保持效益,应优化水土保持措施的分布,扩大梯田和地埂面积。     

黑土坡耕地几种水土保持措施的蓄水保土效应研究

水土流失是制约我国北方旱区农业发展的主要因素,研究保护性耕作措施的蓄水保土效应,对北方旱区的水土保持工作具有重要的指导意义。通过田间试验对几种不同保护性耕作措施的土壤储水量、水分平衡及水分利用效率进行了研究,综合评价了几种耕作措施的蓄水保土功效。结果表明：横坡免耕、横坡种植、深松区田、垄向区田、深松、免耕储水量分别为常规耕作的112.6%,110.8%,107.0%,104.9%,103.8%,102.5%。横坡耕作和垄向区田能够有效减少坡面径流和土壤侵蚀,起到蓄水保土的作用,并为农作物生长提供有利的土壤水分环境。     

坡耕地保护性耕作措施的水土保持效应

为探索不同保护性耕作技术在黑龙江省西部半干旱区坡耕地的水土保持效应,于2007、2008年在甘南县东兴村坡耕地径流小区进行不同耕作措施的降雨径流、土壤储水量和土壤流失量试验研究。结果表明：土壤储水量的动态变化趋势与天然降雨趋势一致;与常规耕作措施相比,所研究的3种耕作措施均可不同程度地增加土壤储水量、减少地表径流和土壤流失量,其中,垄向区田措施减少径流效果最好,覆膜＋垄向区田技术集成措施增加土壤储水和减少土壤流失效果最好,免耕秸秆覆盖措施在以上3方面的效果均为最差;垄向区田和覆膜＋垄向区田措施具有增加土壤储水深度的作用。研究结果可为黑龙江省西部半干旱区坡耕地水土保持措施的合理选择提供参考。     

不同水土保持技术模式的坡耕地产流、产沙特征

针对松嫩平原北部丘陵漫岗区坡耕地水土流失的严重性,利用2009,2010年2年时间在天然降雨条件下首次采用工程技术与耕作技术相结合的综合技术模式进行研究,径流小区包括鼠洞、鼠洞+暗管、垄向区田、鼠洞+垄向区田、鼠洞+暗管+垄向区田5种不同水土保持技术模式,并与对照小区常规进行对比进而揭示各小区的产流产沙特征.结果表明:(1)综合水土保持技术模式对产流产沙的延缓效果最好;(2)各小区的产流产沙量由大到小依次为:垄向区田、鼠洞、鼠洞+暗管、鼠洞+垄向区田和鼠洞+暗管+垄向区田.(3)与对照区相比,综合技术模式的臧流减沙效益明显优于单一的技术模式,其中鼠洞+暗管+垄向区田和鼠洞+垄向区田的效果最好.     

垄作与垄向区田技术对黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的研究进展

东北黑土区在中国粮食安全与可持续发展中占据重要地位,但过度开发利用导致该区土壤侵蚀问题严峻。耕作方式的差异直接影响黑土区坡耕地土壤侵蚀特征,相关研究的开展对于准确评价水土保持措施的适宜性具有重要意义。该研究通过系统梳理文献资料,总结了垄向、垄规格以及垄向区田技术的内涵及应用条件,分别综述了其对黑土区坡耕地土壤侵蚀的影响;指出了目前研究中还存在垄作与垄向区田技术对坡耕地土壤侵蚀影响的机理研究不深、垄向与垄规格之间的耦合关系分析不细、垄向区田垄沟土埂优化设计不足、土壤侵蚀综合影响因素探索不全等方面主要问题;明确了未来研究中应加强量化垄向、垄规格、垄向区田技术与其他水土保持措施相结合对黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的过程与机理,为筛选适宜的水土保持耕作措施提供科学依据。     

茹河流域水土保持工程隔坡梯田应用研究

坡改梯是茹河流域水土保持工程中的一个重要组成部分，在丘陵区15°～25°的缓坡上，固原市水务局选择了建设隔坡梯田作为坡改梯的主要形式。经过精心的规划、设计和4a的建设，茹河流域的隔坡梯田建设取得了可观的基础效益、经济效益、社会效益和生态效益。介绍了茹河流域隔坡梯田的设计要素，并对其效益进行了分析计算。     

黑土区水保工程建设施工阶段质量监理控制

水土保持工程监理是最近几年国家将水土保持纳入基本建设程序管理后实施的一项工程管理制度。结合国家东北黑土区水土保持试点工程施工监理实践和多年来的工程建设与管理经验,分析了水平梯田、坡式梯田、改垄与地埂植物带和沟道工程施工中经常出现的质量问题,提出了相应的质量监理控制对策。     

不同坡度条件下的全风化花岗岩回填土边坡生态防护措施

生态防护措施是治理全风化花岗岩回填土边坡坡面侵蚀的有效手段,以中缅油气管道龙陵段全风化花岗岩回填土边坡为研究对象,通过室内人工模拟降雨试验,在坡长相同的情况下,选择不同坡度(10°,20°,30°和40°),相同雨强(220 mm/h)的4种水土保持措施(工程措施、植物措施、工程+植物措施和工程+耕作措施)来分析坡面土壤侵蚀的变化规律并计算产流率和产沙率,评价其防治效果。结果表明:(1)不同坡度所设置的防护措施均能起到减流减沙的效果,最佳水土保持措施为工程+植物措施。(2)≤10°边坡在裸坡条件下坡体基本稳定,不需要任何防护措施;10°~20°,20°~30°边坡分别在植草(覆盖率100%)和植草+坡面截排水措施下的护坡措施效果较好,＞30°边坡必须在有固坡措施的基础上,坡面设置生物措施方能有效治理坡面侵蚀问题。(3)坡度的阈值不是固定不变的,坡面防护措施越复杂,阈值越大;且在不同的防护措施条件下,坡度对坡面累积产沙量影响最大。     

复合式地埂对坡耕地土壤含水率影响研究

复合式地埂是集工程措施、生物措施和农业耕作措施于一体的水土保持工程。为了研究复合地埂对坡耕地土壤含水率的影响,科研人员以无措施坡耕地为对照,以水平梯田为参考,通过建立试验小区,实际取样测量田间含水率,将各期数值处理为无量纲数值,应用标准化数据进行了研究。观测结果表明:复合式地埂与水平梯田的土壤含水率相近,远大于对照。说明复合式地埂和水平梯田一样,在保持水土、涵养水源方面均达到了一定的效果。     

黑土区垄作方式对坡耕地土壤侵蚀的调控效果

[目的]分析黑土区不同垄作方式对坡耕地土壤侵蚀的调控效果,为该区土壤侵蚀防治提供科学指导。[方法]在5°和10°坡耕地开展人工模拟降雨试验,降雨强度为50,100 mm/h,垄作方式包括：横坡垄作、垄向区田、顺垄+底部横垄和横垄+排水沟,对照处理为传统顺坡垄作。[结果]试验条件下,与顺坡垄作处理相比,横坡垄作、垄向区田、顺垄+底部横垄和横垄+排水沟处理均可有效调节径流、降低土壤侵蚀量,但不同垄作方式对径流和侵蚀的调控效果随着降雨强度和坡度的增加而减小。在5°坡耕地,横坡垄作方式对径流和侵蚀的调控效果最佳,产流率和土壤侵蚀速率分别稳定在15.0 mm/h和0.2 kg/(m~2·h)以下。在50,100 mm/h降雨强度下,与顺坡垄作处理相比,其径流量分别降低92.3%和83.9%,土壤侵蚀量分别降低96.8%和94.6%;而垄向区田方式对径流和侵蚀的调控效果略大于顺垄+底部横垄处理。在10°坡耕地,横坡垄作方式在降雨前期具有较好的蓄水保土作用,但在降雨后期垄体易损坏,造成土壤侵蚀量剧增;横垄+排水沟方式在降雨前期能够蓄水保土,在降雨后期能够较好地进行排水。[结论]在坡度平缓的坡耕地,应...     

吉林省低山丘陵区水土保持措施对土壤性质的影响

研究了吉林省东部低山丘陵区水土保持措施对土壤性质的影响,并对各水土保持措施的蓄水保土效益进行了分析.研究结果表明,顺垄试验小区蓄水保土效果最差;地埂植物带、灌木埂试验小区水土保持效益居中;生态修复、横垄试验小区水土保持效益较高;水平坑试验小区水土保持效益相当高.不同水土保持措施之间对土壤物理性质的影响存在差异,以生态修复对土壤pH、容重和田间持水量的修复最为明显;各水土保持措施对土壤颗粒组成,即土壤质地的修复效果均不明显,可见水土保持措施并不能在较短时间内改善土壤质地.在进行水土保持措施较短时间内,土壤SOC的消耗要大于其累积,使其在短时间内无法取得较好的SOC恢复效果.速效养分含量受水土保持措施影响非常大,土壤速效养分一部分随土壤侵蚀流失,一部分为植物所吸收利用,从而导致各水土保持措施土壤速效养分含量差异较大,其中生态修复措施对土壤速效养分的恢复效果最佳.在目前现有的水土保持措施下,选择生态修复措施,即自然撂荒是短时期内吉林省东部低山丘陵区进行小流域治理、退耕还林(草)工程和恢复土壤肥力质量较好的选择途径.     

水土保持农业技术措施分类初探

为进一步完善我国水土保持农业技术措施的分类体系,并服务于研究与生产,在论述水土保持农业技术措施的概念、分类现状基础上,依据措施实施的方式、作用和目标,并结合农艺环节,将水土保持农业技术划分为以改变微地形为主的蓄水保墒技术、以提高土壤抗蚀力为主的保护性耕作技术和以增加植物覆盖为主的栽培技术3大类,等高耕作、沟垄种植、坑田、半旱式耕作、深耕翻、保墒、覆盖、深松、少耕、培肥土壤、合理配置作物、播种保苗、栽培13个亚类和等高耕作等44个型,以供参考.     

东北黑土区埂带植物树莓栽培技术及其水土保持效益

[目的]分析树莓对土壤水分的影响及其水土保持和经济效益,为东北黑土区坡耕地水土流失综合治理提供新的水土保持埂带经济植物。[方法]在东北黑土区进行梯田埂和地埂栽植试验。[结果]树莓在埂带上具有良好的适应性,具有较好的保持土壤水分的作用。栽植第3a树莓小区土壤侵蚀量低于东北黑土区容许土壤流失量〔200t/(km2·a)〕,保水率达到86.6%以上。树梅在梯田埂上产值达17 200元/hm2,在地埂上产值达16 800元/hm2。[结论]树莓在埂带上水土保持效益显著,可以在东北黑土区埂带上栽植推广应用。     

滇池湖盆区露地蔬菜种植方式对农田水土流失的影响

研究露地蔬菜覆膜垄沟种植体系中2种不同的种植方式(膜上、膜侧)对滇池面山台梯地农田表层土壤结构稳定性及农田产流的影响.结果表明:与膜上种植方式比较,膜侧种植方式对种植行0-5 cm土层的容重、孔隙分布及>0.25 mm水稳性团聚体含量均无明显影响.在5-10 cm土层,虽然膜侧种植方式下的总孔隙度及>60 μm孔隙度显著低于膜上种植方式的,但是2种种植方式下5-10 cm土层>0.25mm水稳性团聚体含量间的差异不显著.这表明膜侧种植方式不会明显降低表层土壤的结构稳定性.与膜上种植方式比较,膜侧种植方式下农田的径流深度和输沙量减少57%和65%,单位面积农田中随径流输出的TN、TP、COD总量减少49%,64%,72%,表明膜侧种植方式能显著降低台梯地农田的产流量、输沙量和污染物输出量.研究还发现农田污染负荷(TN、TP、COD)输出主要以径流中的泥沙流失为主,约占输出总量的80%以上.相关分析表明,滇池湖盆区台梯地农田产流量与降水量、降水强度问均无显著相关关系,径流中泥沙含量和降水强度、径流量间存在显著的正相关关系.     

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.     

北京市门头沟地区不同水土保持措施的减水减沙效益

[目的]评价北京市门头沟区水土保持措施的减水减沙效益,为区域水土保持措施的环境效益评估和土壤侵蚀预报参数选择提供依据。[方法]根据2005—2009年北京市门头沟区龙凤岭水土保持科技示范园内8个径流小区的产流产沙数据,对不同水保措施的蓄水减沙效益进行分析。[结果]坡长不同的径流小区年径流深和土壤侵蚀模数差异显著;梯田和树盘都具有很好的水土保持效益,其减水效益分别达到77.6%和81.0%,减沙效益分别达到84.3%和77.4%;梯田和树盘的影响因子分别为0.17和0.23,玉米、大豆和京白梨的影响因子分别为0.97,0.35和0.85。[结论]研究区内工程措施较植物措施具有更好的水土保持效益,且两者相结合的水土保持效益最佳。     

东北黑土区不同垄作坡面产流产沙过程

起垄种植是东北黑土区普遍的耕作模式,不同垄作坡面产流产沙规律尚不明晰、亟需研究。为此,基于野外放水冲刷试验,设计3个冲刷流量(30 L/min,60 L/min,90 L/min)和4种处理坡面(横坡垄作、斜坡垄作、无垄作、顺坡垄作),探究东北黑土区不同垄作坡面的土壤侵蚀差异。结果表明:(1)3种冲刷流量产流率和含沙量均随垄作措施改变呈持续波动趋势,但受冲刷流量影响二者变化规律不同。(2)4种垄作措施状况下,产流时间与冲刷流量均不相关,含沙量与产流时间均呈负相关; 其他试验条件下,因冲刷流量和垄作措施的差异出现不同相关性。(3)30 L/min,60 L/min两种冲刷流量下,侵蚀强弱表现为:顺坡垄作>无垄作>斜坡垄作>横坡垄作。冲刷流量90 L/min时,侵蚀规律变为:横坡垄作>顺坡垄作>斜坡垄作>无垄作,且横坡垄作与斜坡垄作的累积产沙量较30 L/min冲刷流量比分别增加了12.78倍和10.11倍。综上,小流量冲刷条件下横垄和斜垄可有效控制径流和水土流失,当冲刷强度增大后二者发生断垄恰是径流和泥沙发生变异的最主要因素。