TOPSIS法综合评价宁夏中部干旱带五种风蚀环境抗风蚀性能

针对宁夏中部干旱带土壤风蚀严重、沙尘暴频发等生态问题,分别选择典型压砂农田、沙质旱作传统翻耕农田、人工灌木林地、封育草场和流动沙地5种风蚀环境为研究对象,利用TOPSIS法综合评价不同风蚀环境抗风蚀性能。结果表明:灌木林地的抗风蚀性能最强,其Ci值为0.674257,其次为压砂农田、封育草场;抗风蚀性能最弱的是翻耕农田、流动沙地,Ci值分别为0.087007和0.003552。可见翻耕农田和流动沙地是当地主要沙尘来源。     

科尔沁沙地4种作物根茬抗风蚀效果风洞试验研究

摘 要：利用野外风洞设备,以翻耕地为对照,对科尔沁沙地东部农田的4种不同作物茬地抗风蚀效果进行了测试,对风蚀主要影响因子进行了分析。试验结果表明：作物留茬可显著提高地表抗风蚀能力;在相同风速条件下,抗风蚀能力大小依次为燕麦茬地>玉米茬地>向日葵茬地>绿豆茬地>翻耕地;与翻耕地相比,燕麦茬地、玉米茬地、向日葵茬地和绿豆茬地的起动风速分别抬高了53.3% 、17.8% 、11.1%、 8.9%。本试验表明,风蚀量与土壤地表覆盖度、土壤0～5cm表层含水量、地表粗糙度、土壤容重、土壤坚实度呈负相关关系,其中与前三者呈显著高度负相关关系。采用免耕留茬措施可以有效地抑制农田土壤风蚀,有利于防治农田荒漠化。     

黄土丘陵区不同退耕模式对土壤物理性状影响研究—以甘肃定西市为例

甘肃定西全面实施退耕还林近10年来,取得了显著的成效。本文以退耕还林重点地区定西市安定区为例,通过采集、实地调查取样和实验室分析,对比研究了不同退耕植被类型地与对照地（农田和天然草地）的土壤物理性状的变化情况。包括土壤的含水量、容重、土壤孔隙度、土壤水稳性团聚体结构。研究结果表明：天然草地和柽柳的含水量最高,分别为13.44%和13.52%。农田和山杏的含水量最低为8.01%和8.2%。0～60cm不同土层中柠条的容重最小且变化不大,农田的上下变化最大。在20～60cm退耕还林地的孔隙度均高于天然草地和农田,天然草地和农田非毛管孔隙度小且上下变化大,不利于土壤入渗。刺槐、柠条、柽柳的水稳性团聚体的含量最多,分别是农田的3.4、2.8和2.4倍。退耕还林以后,林地的土壤物理性状得到明显的改善,与农田和天然草地相比,刺槐,柠条的改良效果最好。因此对退耕还林地区进行植被恢复过程中,要深入了解当地的土壤环境特征,做到因地制宜,适地适树。     

毛乌素沙地南缘不同植被恢复类型的土壤养分效应

为了探讨植被恢复对土壤养分的影响,研究了毛乌素沙地南缘天然草地、人工封育草地、撂荒地、退耕还林地、固定沙地5种不同植被恢复类型区的土壤养分特征。结果表明：不同植被恢复类型对土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷的影响存在明显差异;灌草结合的人工封育草地、退耕还林地、固定沙地土壤有机质、全氮、有效氮的含量高于以草本为主的天然草地和撂荒地,但土壤速效磷的含量刚好相反;植被对表层0~20 cm土壤养分的影响大于下层20~60 cm土壤,植被作用下土壤养分向表层富集;采用柠条进行退耕还林,能够充分发挥其根系特性,有利于改良深层土壤养分。     

不同类型地表沙尘量的比较研究

为了探测沙尘暴的沙尘源,采用沙尘采样仪在大风条件下野外采集沙尘样品,同时结合土壤颗粒粒径分析,在土壤风蚀比较严重的蒙古高原东南部正蓝旗浑善达克沙地南缘,对传统翻耕农田、保护性耕作农田、草地和沙地4种不同类型地表的土壤进行了研究。主要结果如下:(1)沙地在0~150cm高度范围内,风蚀物含量随高度变化而遵循幂函数规律;农田和草地在0~150cm高度范围内,风蚀物含量随高度的变化均遵循指数函数规律。(2)沙尘暴的沙尘源主要是裸露的农田。(3)保护性耕作是防止沙尘暴的重要措施。     

京郊农田不同植被的土壤风蚀模数比较

为了研究京郊地区农田植被土壤风蚀变化规律,提出京郊防尘的农作制度,笔者采用野外风洞原位测试方法定量评价北京周边不同植被冬春季节的土壤风蚀状况。结果表明：植被覆盖在冬春季可以明显降低农田土壤风蚀量,5种植被均表现为100 cm的土壤风蚀模数略大于20 cm的。在风速20 m/s的条件下,3月中旬冬小麦、小黑麦的农田抗风蚀能力＞紫花苜蓿＞油菜、菠菜;小黑麦和冬小麦分别在20 cm和100 cm处地表抗风蚀能力强。4月中旬菠菜的农田抗风蚀能力＞油菜＞紫花苜蓿＞冬小麦、小黑麦、小黑麦和冬小麦分别在20 cm地和100 cm抗风蚀能力最弱。翻耕地比免耕地风蚀模数高,其中留根茬翻耕地最高,立秆免耕最低;3月份秸秆粉碎免耕风蚀模数大于留根茬免耕,4月份则相反。不同植被下土壤风蚀模数与土壤含水量呈负相关,且随着土层的增加相关系数逐渐降低;不同秸秆残茬处理下土壤风蚀模数与5~10 cm土层含水量和土壤覆盖度相关性较高,且均呈负相关。一年两作区越冬作物能提高土壤抗风蚀力;春玉米区立秆免耕抗风蚀里最强,免耕和秸秆还田等也均能提高土壤抗风蚀力。     

冀西北高原不同植被的土壤水分动态变化研究

冀西北高原为高寒半干旱地区,降水是此地区土壤水分的唯一给源,研究土壤水分的动态变化对高效利用降雨有至关重要的作用。研究采用定点观测的方法,对不同植被土壤含水量的动态变化进行了比较研究。结果表明,3种植被生长期内不同土层土壤水分变化存在差异。生长前期,3种植被0￣30cm土层土壤含水量,农田耕翻地最高,水分条件最好,人工草地与退耕还林地互有高低,30￣60cm土层退耕还林地最高,人工草地最少。生长前期,农田耕翻地表层土壤水分较好,能满足春季作物生长要求。生长中期,0￣30cm土层农田耕翻地最低,人工草地与退耕还林地互有高低。30￣60cm土层农田耕翻地最高,人工草地最低。生长后期,0￣60cm土层农田耕翻地土壤含水量最高;人工草地土壤含水量与退耕还林地相比较,0￣40cm土层差异不大,40￣60cm土层退耕还林地高于人工草地。     

的土壤持水特征研究

 为了恢复黄土高原典型水蚀风蚀交错带六道沟流域的脆弱的生态环境,本文对六道沟流域不同坡位不同土地利用方式的土壤进行采样调查,利用高速离心机测定土样的水分特征曲线,评价了该流域土壤的持水特征和水分有效性。结果表明：A值、S(C(θ)=10^-2)值及A*B值适合用于评价六道沟流域内的风沙土的土壤持水性能;在坡上位,土壤持水性能及水分有效性顺序为：农地＞柠条、沙蒿地＞杨树林地;在坡中位,农地的土壤持水性能与土壤水分有效性最高,杨树林地的最差;在坡下位,柠条地的持水性能及土壤水分有效性高于荒草地、杨树地和柠条、沙蒿地。本区域应选择土壤持水性能和水分有效性高的柠条、沙蒿灌木植物进行生态恢复。     

六道沟流域不同坡位不同土地利用方式下 的土壤持水特征研究

为了恢复黄土高原典型水蚀风蚀交错带六道沟流域的脆弱的生态环境,本文对六道沟流域不同坡位不同土地利用方式的土壤进行采样调查,利用高速离心机测定土样的水分特征曲线,评价了该流域土壤的持水特征和水分有效性。结果表明：A值、S(C(θ)=10^-2)值及A*B值适合用于评价六道沟流域内的风沙土的土壤持水性能;在坡上位,土壤持水性能及水分有效性顺序为：农地＞柠条、沙蒿地＞杨树林地;在坡中位,农地的土壤持水性能与土壤水分有效性最高,杨树林地的最差;在坡下位,柠条地的持水性能及土壤水分有效性高于荒草地、杨树地和柠条、沙蒿地。本区域应选择土壤持水性能和水分有效性高的柠条、沙蒿灌木植物进行生态恢复。     

河北坝上农牧交错区不同下垫面土壤风蚀特征研究

针对河北坝上农牧交错区不同下垫面土壤,采用“陷阱捕捉”与埋设风蚀盘的方法进行了风蚀特征的野外监测。监测表明坝上不同下垫面类型的风蚀量存在显著差异。以耕翻地为对照,在滩地上莜麦留茬地的风蚀量减少了9.1%,而玉米留茬地、免耕菜地的风蚀量则比对照分别增加了123.71%和229.07%。在梁地上莜麦留茬地、草地、林地的风蚀量分别比对照减少14.76%、68.67%和82.23%。在滩地与梁地两种地貌上,莜麦留茬地与耕翻地的风蚀量差异都不显著。地表的粗糙度和植被盖度是影响土壤风蚀量的重要因素。     

Effects of reduced tillage on soil surface properties affecting wind erosion in semiarid fallow lands of Central Aragón

In Central Aragón (NE Spain), where strong and dry winds are frequent all year round, fallow lands are susceptible to wind erosion due to insufficient crop residues on the surface and loose, finely divided soils by multiple tillage operations. Effects of conventional tillage (CT — mouldboard ploughing followed by a compacting roller) and reduced tillage (RT — chisel ploughing) on soil surface properties affecting wind erosion were studied during three experimental campaigns in a dryland field of Central Aragón. RT provided higher soil protection than CT through a lower wind erodible fraction of soil surface (on average, 10% less) and a significantly higher percentage of soil cover with crop residues and clods (30% higher). Random roughness was also higher after RT than after CT (15 vs. 4%). These results indicate that RT can be an effective soil management practice for wind erosion prevention during the fallow period in semiarid Aragón. The study shows, likewise, that significant changes in soil aggregate size distribution associated with wind erosion processes may occur in short periods of time. Thus, temporal variability of soil surface properties, including crust and clods stability, needs to be considered in wind erosion research in agricultural soils.     

保护性耕作下农田土壤风蚀量及其影响因子的研究初报

本研究采用移动式风洞仪对北京市保护性耕作下农田土壤风蚀影响进行研究,并得出以下初步结论：（1）六种地块下土壤风蚀量以裸露翻旋地最高,种植越冬覆盖作物能显著降低土壤风蚀量;不同免耕播种机和秸秆处理方式下,风蚀量区别主要在于播种机,以迪尔风蚀量最低,农哈哈机型最高;四种耕作方式下土壤风蚀量以旋耕地最高,翻耕地比旋耕地降低80.81%,重耙和免耕地风蚀量分别比旋耕地降低95.35%和97.71%;冬小麦五种不同播期下土壤风蚀量随着播期的推后逐渐增大。（2）四种作物中小麦田的覆盖率最高,其次为紫花苜蓿和小黑麦,油菜覆盖率最低;四种耕作方式下耙耕小麦田覆盖率最高为84.00%,旋耕最低为55.33%;五个播期下9月27日播种的小麦田覆盖率显著高于其他播期,10月7日和10月12日最低。（3）将土壤风蚀量作为依变量,覆盖率、作物株高和土壤容重作为自变量进行多元回归分析,并建立多元回归方程：Y=173.186-0.449x1-0.485x2-72.699x3。     

华北高寒区多年保护性耕作对农田土壤容重的影响

为了在保护土壤、减抑风蚀的同时,兼顾作物的产量,探索适合华北高寒区的保护性耕作模式,给当地作物生产提供理论依据,在农业部张北野外观测站连续9年不同耕作方式定位研究的基础上,于2007—2009年探讨了免耕、松耕和翻耕对土壤耕层容重的影响。结果表明,3种耕作方式播种期不同耕层土壤容重均以免耕最高,翻耕最低,播前0~10 cm、10~20 cm土壤容重免耕分别为1.65、1.81 g/cm3,翻耕则分别为1.38、1.47 g/cm3,收获期土壤容重差异不明显。华北高寒区不同耕作方式对农田耕层土壤容重具有明显的影响,翻耕和松耕可以显著降低耕层土壤容重。受作物根系生长生物力的影响,收获期与播种期相比,免耕及松耕农田耕层土壤容重呈下降趋势,翻耕则无明显变化。     

免耕的固碳效应研究进展

免耕是一种保护性耕作,可显著地增强土壤的固碳能力。土壤有机碳的获得或者损失取决于生物或有机质剩余的碳增加量与作物收割、微生物化或者分解过程中的碳丢失量这二者的比率。农田耕地的废除恰好可以使作物残茬分解速率降低、土壤有机碳增加。而与土壤耕地有关的几个因素加速了残茬的分解。秸秆还田的手段通过微生物分解的方式提高了对损失碳的利用。免耕提高了农业可持续性能力和抵消人为因素的温室气体排放。总CO2释放量的50%发生在夏季。研究中CO2平均年释放数据表明NT释放量低于常规耕种系统,表层碳积累量明显高于常规耕种系统。除了提高土壤的固碳能力以外,免耕对土壤质量参数产生好的影响,改善了土壤结构,提高了土壤渗透率,减少了流失和侵蚀,这些提高很大程度上是土壤表层有机质积累的结果。文中指出,中国应加土壤固碳能力的研究,并适度的推广免耕政策。     

保护性耕作对土壤综合特性的影响

保护性耕作是一种有利于保护土壤、水等自然资源的生产潜力,提高土地生产力并防止土壤和水资源退化的一种土地利用方式。在中国耕地面积逐年减少,土壤肥力持续下降,水土流失严重的情况下发展保护性耕作具有重要意义。从土壤物理性状、土壤肥力状况、土壤生物学特性、土壤水分和温度几个方面分析了保护性耕作对土壤综合特性的影响,阐述了保护性耕作对减轻土壤水蚀、风蚀的作用,总结了目前中国保护性耕作研究与应用现状及发展前景。     

保护性耕作对绿洲灌区冬小麦产量形成的影响

2004—2007年采用田间定位试验比较了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TIS)、免耕不覆盖(NT)、免耕秸秆覆盖(NTS)和免耕立茬(NTSS)5种耕作模式在甘肃河西绿洲灌区对冬小麦干物质积累、灌浆特性、产量构成因素及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明,NTS和NTSS延缓了冬小麦的生育进程,延长了其灌浆持续期;NTS及NTSS在冬小麦整个生长期都有最高的干物质积累量及相对生长率(RGR),较高的主茎穗平均灌浆速率和小麦籽粒充实指数,穗粒数和千粒重也较高,最终表现为产量和WUE显著提高。与T相比较,2004—2007年NTS和NTSS平均产量分别提高18.6%和23.8%,2005—2007年NTS、NTSS平均WUE分别提高26.8%和16.1%。因此,在沙尘暴发生频繁、水资源日益匮乏的甘肃河西灌区,以免耕秸秆覆盖或免耕立茬的方式种植冬小麦是有利于小麦节水增产及农业可持续发展的种植方式。     

侵蚀及土地利用管理方式改变对土壤有机碳的影响

土壤侵蚀是重要的环境公害,侵蚀造成土壤有机碳的大量迁移、转化和流失,产生严重的环境问题,相关机理研究尚不清楚。本文阐述了水蚀和风蚀两种主要方式对土壤有机碳库的影响,侵蚀和二氧化碳温室气体排放的关系。介绍了林地转为农田、草地以及草地转为农田等土地利用方式的改变对土壤有机碳库的影响,免耕提高土壤固碳能力。提出了控制侵蚀,减少土壤碳流失的措施。     

江淮丘陵区土壤可蚀性K值研究──以肥东县为例

水土流失是当前较为严重的环境问题之一。江淮丘陵区是水土流失较为严重的区域。本研究以肥东县为例研究土壤侵蚀问题,依据第二次土壤普查资料,采用分段3次Hermite插值法对土壤质地粒径进行转换及几何平均粒径修正模型进行计算,运用数理统计方法及SPSS相关性分析和ArcGIS软件地统计分析对研究区土壤质地类因子和可蚀性K值特征进行了研究。结果表明：（1）水稻土、黄褐土土壤质地组分含量变异系数差异较显著,黄棕壤变异系数差异较低;（2）水稻土、黄褐土质地类各因子主要通过CLA和Dg对土壤可蚀性进行作用,且均为负向作用;（3）肥东县土壤可蚀性K均值为0.02797,水稻土0.0279,黄褐土0.0281,黄棕壤0.0263;（4）不同土壤质地K值平均值中粉壤土最大,砂壤土最小,且土壤质地K值均呈弱变异性;（5）肥东县土壤可蚀性以中等可蚀性、高可蚀性为主。肥东县土壤可蚀性K值空间分布呈现由北向南先降低、后增高、再降低的趋势,由东向西逐渐增高的趋势,存在极大的土壤侵蚀风险。