不同管理措施对黄壤坡耕地径流氮输出的控制效果

以黔中黄壤坡耕地氮磷流失长期定位监测基地为平台,于2008—2012年连续5 a进行观测,研究玉米-油菜种植模式下,6种管理措施对黄壤坡耕地地表径流、径流氮输出的控制效果。结果表明:黄壤坡耕地产流系数为15.1%~20.1%,平均18.1%;氮肥流失系数为0.81%~1.34%,平均0.99%;径流氮输出以颗粒态氮所占TN比例46.9%最高,可溶性总氮流失以硝态氮为主,占TN流失的31.1%。优化施肥+横坡垄作+秸秆覆盖+等高植物篱的耕作管理措施截流效果、氮输出控制效果最佳,产流量较CK减少25%;氮肥流失系数最小,为0.81%;TN平均输出总量最小,为4.63kg·hm-2。顺坡常规耕作条件下,优化施肥与常规施肥径流量相当,TN输出量减少23.2%;优化施肥条件下,横坡垄作较顺坡常规耕作径流量减少6.7%,TN输出量减少7.3%;优化施肥+横坡垄作条件下,秸秆覆盖较无秸秆覆盖径流量减少4.8%,TN输出量减少3.4%;秸秆覆盖+等高植物篱较秸秆覆盖径流量减少11.6%,TN输出量减少6.8%。横坡垄作、优化施肥、秸秆覆盖、等高植物篱是控制黄壤坡耕地地表径流、径流中氮输出的有效措施。     

云南坡耕地红壤地表径流氮磷流失特征定位监测

选取南方典型坡耕地红壤为试验区,采用田间小区试验方法,在自然降雨条件下,于2008-2010年连续3a对不同农业管理方式下地表径流及氮磷流失特征进行田间实地监测.结果表明,试验区域干湿季极其分明,3a平均降雨量为838.6 mm,主要集中在5月到10月,坡耕地红壤地表径流、养分流失时间、流失量与降雨量之间具有显著的相关性,在常规施肥处理下径流量和氮磷流失量之间呈极其显著的指数相关性,相关系数分别为R=0.8974**和R=0.5297**.坡耕地红壤地表径流量、径流系数及氮磷流失量变化规律一致,不施肥条件下,总氮、总磷流失量最大,优化施肥、揭膜、横坡垄作及秸秆覆盖等农艺措施能降低氮、磷流失量,尤其是横坡垄作种植,相对于顺坡垄作氮、磷流失总量降低了2/3左有.不同处理之间径流中各种形态氮磷含量无显著差异,说明不同农业措施主要通过地表径流流失量而影响坡耕地地表径流氮磷流失量的多少.坡耕地红壤地表径流氮磷流失以颗粒态为主,TDN占TN比例年均为24.58％,TDP占TP的比例年均为7％,TN流失量是TP的3倍左右;优化施肥和揭膜条件下可溶性氮磷所占比例增加,横坡垄作和秸秆覆盖条件下降低.在可溶性氮素中,NO3-N、NH3-N占TN的比例年均分别为8.41％、12.65％,但是2009、2010年NH3-N均小于NO3-N.因此,关于坡耕地地表径流不同流失氮素形态的影响因素较多,目前研究结果不确定,且年际之间差异较大,尚需要进一步研究.     

玉米种植下紫色坡耕地径流中磷素流失特征研究

采用人工模拟降雨装置,通过野外径流小区试验,研究了紫色土坡耕地玉米生长季磷素流失特征.结果表明:(1)地表径流占总径流的比例较大,其中平作地表径流占总径流量的80％～83％,地表径流磷素流失量占总流失量的64％～88％;顺坡垄作分别为84％～87％和79％～87％,横坡垄作分别为71％～87％和52％～88％.(2)各耕作措施下总径流量在拔节期和抽雄期较苗期和成熟期小,且径流中磷素流失以DTP(可溶性磷)流失为主.(3)在3种耕作措施中,平作地表径流量及磷素流失总量最少;横坡垄作壤中流损失最大,是平作和顺坡垄作的1.1倍,其磷素流失总量也最严重,是平作的2倍、顺坡垄作的1.9倍.对于零散坡耕地而言,合理的耕作措施对磷素流失的调控具有一定作用,但有别于其他类型坡耕地.     

松干流域不同种植模式对坡耕地土壤氮磷流失的影响

【目的】研究不同种植模式下松干流域土壤氮磷流失特征,为该流域坡耕地氮磷流失控制提供科学依据。【方法】选择玉米+秸秆无还田+顺垄(CK)、玉米+秸秆立茬还田+横垄(CSSC)、玉米+秸秆粉碎还田+横垄(CSC)、大豆+秸秆粉碎还田+横垄(SSC)与苜蓿+粉碎还田+横垄(ASC)5种模式,通过多年(2014-2016年)大田定位试验,采用坡耕地径流实验装置,开展土壤氮磷流失比较研究。【结果】不同种植模式下坡耕地土壤氮磷流失的差异较大,与玉米(CSC)相比,大豆(SSC)与苜蓿(ASC)水土保持效果更好,土壤流失量减少了19.2%~26.7%,土壤氮流失负荷减少22.9%~31.3%,土壤磷流失负荷减少18.9%~32.4%,径流量减少4.8%~18.4%。玉米立茬还田和粉碎还田与对照相比,土壤流失量减少了37.9%~59.6%,径流量减少了42.4%~57.3%。横垄耕作和顺垄种植相比,水土流失量减少了42.4%~76.8%。坡耕地土壤流失量为190.63~1106.25kg/hm~2,径流量为23.22~106.59t/hm~2;土壤氮流失负荷为0.33~2.46kg/hm~2,土壤磷流失负荷0.13~0.91kg/hm~2;径流氮流失负荷为9.24~41.46g/hm~2,径流磷流失负荷为0.84~7.46g/hm~2。【结论】松干流域坡耕地采用玉米、大豆、苜蓿横垄种植模式均能有效减少土壤氮磷流失;坡耕地氮磷流失主要体现为土壤氮磷流失,径流的氮磷流失量很小,几乎可忽略。     

不同耕作方式和雨强对紫色土养分流失的影响

 【目的】揭示紫色土地区坡耕地常用农耕措施在不同雨强条件下对土壤养分流失途径及流失量的影响规律，为紫色土坡耕地培肥及养分流失治理提供理论依据。【方法】本研究采用两因素、三水平、三重复随机区组试验，利用人工降雨装置模拟3种不同强度的降雨，采用模拟径流小区观测地表径流量、壤中流量、泥沙侵蚀量及取样分析养分流失量。【结果】在耕作方式相同时，雨强越大，地表径流量越大，地下径流量减少，总径流量增加，不利于土壤保蓄雨水和含水量的提高。在相同雨强条件下，平作的地表径流量最大，土壤侵蚀也最剧烈。横坡垄作在中小雨强条件下控制地表径流和侵蚀的效果非常明显，但在大雨强条件下，控制径流和泥沙的效果减弱; 横坡垄作有增加地下径流和氮流失量的趋势。在本试验条件下，约1%的化肥氮（速效氮）被雨水淋洗出土体并排放到环境中；而速效磷的流失量只占化肥磷的万分之三至万分之十，流失量很小。【结论】紫色土坡耕地磷素流失的载体是泥沙，流失量更易受雨强的影响，要控制磷的流失，首先应防止土壤侵蚀；横坡垄作能够有效控制土壤侵蚀，因此，也能较好控制磷流失。紫色土坡耕地氮流失载体在雨强较小时是径流，径流中又以地下径流为主，要控制氮流失，首先必须控制地下径流；传统的横坡垄作会加大地下径流量，也就加大了氮的流失。全面控制紫色土的氮、磷损失，必须采用控蚀耕作、增厚土层、提升土壤有机质等综合措施。     

不同耕作方式对紫色土侵蚀及磷素流失的影响

【目的】研究川中丘陵区紫色土零散坡耕地在玉米成熟期由降雨引发的水土流失及磷素流失特征,为该区坡耕地养分流失预测评价、防治以及协调区域土地管理,改善生态环境提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨和微小区试验相结合的方法,在玉米成熟期,对平作、顺坡垄作及横坡垄作3种耕作方式的地块进行人工降雨,降雨强度为1.7 mm•min-1,历时40 min。研究人工降雨对地表侵蚀、壤中流量及其磷素流失的影响。【结果】顺坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量均最大,其壤中流及磷素流失最小;横坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量最小,而壤中流损失较大。不同耕作方式下壤中流总量虽然较地表径流少,但是其磷素含量却很高,总磷浓度均达到了0.2 mg•L-1,约为地表径流的1.3倍。【结论】紫色土零散坡耕地不易采用顺坡垄作,横坡垄作能很好的控制土壤侵蚀,但在日常耕作管理中需注意对垄的修复保护。在整个侵蚀过程中3种耕作方式的径流损失及磷素流失均以地表损失为主,径流中磷素以可溶性磷流失为主。     

坡耕地不同耕作模式下土壤养分流失特征研究

为了确定辽宁省坡耕地在不同耕作模式下土壤养分流失的特征,采用6°坡耕地,选取大豆作为种植作物,在天然降雨条件下,采用顺垄、横垄、免耕、免耕秸秆覆盖等耕作模式进行组合试验,观测分析降雨后氮、磷养分流失的变化特征,并通过回归分析方法说明了降雨对各土壤养分流失浓度的影响.结果表明:传统耕作顺垄+平翻模式下,氮、磷流失浓度最高,总氮为24.2mg·L-1,总磷为2.013mg·L-1;免耕和免耕秸秆覆盖在顺垄布置下与传统平翻耕作相比,分别减少总氮流失30％和32％,减少总磷流失18％和30％;与顺垄耕作组合模式相比,横垄耕作组合有效地减少径流中的各种养分流失浓度,减少总氮流失35％,减少总磷流失35.4％;硝态氮在横垄+平翻模式下流失量最低,为3.0mg·L-1,铵态氮在横垄+免耕秸秆覆盖模式下流失量最低,为6.8mg·L-1;径流中磷素浓度在0.1～0.6mg·L-1,水体富营养化现象严重;回归方程结果表明,天然降雨对径流中各养分的流失浓度影响显著.     

3种不同管理措施黄壤坡耕地的有机碳与氮养分

为探寻不同耕作措施下土壤养分流失的规律,降低黄壤坡耕地有机碳与氮素的流失提供科学管理依据,采用监测定位试验方法,研究3种管理措施对贵州丘陵地区旱作耕地土壤控制和养分流失过程中的土壤有机碳与氮素的变化规律及其相关关系。结果表明:产量以优化施肥+横坡垄作、优化施肥+横坡垄作+覆盖处理的增幅较大,其玉米和油菜的相对产量分别较对照(CK)增加78.87%和80.73%与64.37%和64.98%,且与CK差异均达极显著,变异系数分别为11.09%和24.36%、32.07%和45.69%。土壤有机碳含量变化以优化施肥+横坡垄作+秸秆覆盖、优化施肥+横坡垄作处理的增幅较大,分别较CK增加44.4%和39.5%,变异系数分别为16%和22%。全氮变化以优化施肥+横坡垄作+秸秆覆盖、优化施肥+横坡垄作处理的增幅较大,分别较CK增加41.1%和39.2%,变异系数分别为3%和13%。土壤矿质氮(NH+4-N、NO-3-N)以优化施肥+横坡垄作+秸秆覆盖处理的增幅最高,为CK的11.3倍;从不同矿质氮形态增幅看,NH+4-N高于NO-3-N,NH+4-N的增幅为13.2~39.3倍,平均为31.5倍;NO-3-N的增幅为1.2~7.8倍,平均为3.9倍,NH+4-N增幅较NO-3-N的高7.1倍。结论:优化施用氮肥+横坡垄作+秸秆覆盖、优化施用氮肥+横坡垄作能减少土壤养分流失和提高土壤有机碳及其氮素的含量,对坡耕地的生产力和提高作物的产量具有重要意义,是保护耕地质量和降低环境污染的重要措施。     

耕作和覆盖方式对紫色土坡耕地N_2O排放的影响

为明确不同耕作和覆盖方式两个因素对紫色土坡耕地玉米农田N_2O排放的影响,分别对不同耕作方式和覆盖方式下玉米产量、玉米生育期的径流和氮素损失量和施肥后的N_2O排放速率进行了测定。结果表明,横坡垄作并覆盖秸秆的处理地表径流为14.4 mm,在所有处理中最小。平作+覆盖处理的壤中流损失氮量最低,仅为16.0 kg·hm~(-2),顺坡+覆盖处理的壤中流氮素流失最大,为33.1 kg·hm~(-2)。顺坡+覆盖处理对应的N_2O排放量最高,为0.8 kg·hm~(-2),平作和平作+覆盖处理对应的N_2O排放量相对较低,分别为0.53和0.56 kg·hm~(-2)。耕作方式和覆盖方式都对N_2O的排放产生影响,其中耕作方式影响程度较低,接近显著水平(P=0.132),而覆盖方式则达到了极显著水平(P=0.004)。平作+秸秆覆盖是最佳的降低N_2O排放的耕作方式,横坡垄作则是最佳的水土保持耕作方式,而顺坡垄作则在N_2O排放和水土保持方面的效果均不理想,是最不应采用的耕作方式。     

秸秆覆盖和绿肥种植对丘陵茶园氮磷流失的影响

采用野外天然降水径流监测试验，研究以千岛湖库区为代表的南方丘陵茶园的氮磷养分流失特征，以及覆盖秸秆和种植绿肥(鼠茅草，Vulpia myuros)对土壤氮磷养分流失的影响。结果表明，试验区茶园的降水径流主要产生在1—9月，其中，3—7月产流量较大，6月氮磷流失量最高。与常规种植处理相比，茶园覆盖秸秆和种植绿肥处理的径流水量分别显著(P<0.05)减少51.4%和62.0%,泥沙流失量分别显著(P<0.05)减少63.6%和75.8%。硝态氮是茶园土壤无机氮流失的主要形态，总氮的流失量高于总磷。茶园覆盖秸秆和种植绿肥的处理下，土壤氮磷径流流失量较常规种植处理大幅减少，铵态氮流失总量分别显著(P<0.05)下降68.6%和79.4%,硝态氮流失总量分别显著(P<0.05)下降66.2%和75.8%,总氮流失总量分别显著(P<0.05)下降63.4%和75.9%,总磷流失总量分别显著(P<0.05)下降60.7%和72.2%。此外，采用覆盖秸秆和种植绿肥的措施还可提高土壤养分含量，增加茶叶产量，是适于南方丘陵茶园的生态环境友好型耕作模式。     

Overpressure and fluid flow in the new jersey continental slope: implications for slope failure and cold seeps

Miocene through Pleistocene sediments on the New Jersey continental slope (Ocean Drilling Program Site 1073) are undercompacted (porosity between 40 and 65%) to 640 meters below the sea floor, and this is interpreted to record fluid pressures that reach 95% of the lithostatic stress. A two-dimensional model, where rapid Pleistocene sedimentation loads permeable sandy silt of Miocene age, successfully predicts the observed pressures. The model describes how lateral pressure equilibration in permeable beds produces fluid pressures that approach the lithostatic stress where overburden is thin. This transfer of pressure may cause slope failure and drive cold seeps on passive margins around the world.     

边坡侵蚀的理论分析

自然边坡侵蚀在世界各地随处可见 ,然而对自然边坡的侵蚀过程缺乏相关的理论研究 ,包括面蚀、渗透破坏和渠道冲刷。冲刷破坏是由于对土体的切割引起的 ,它与季节性融冻深度密切相关 ,因为融冻状态下 ,土壤的抗剪强度较低 ,水跃发生在渠坡下游 ,土体切割会加速边坡侵蚀进程 ,渗流将引起严重的深层破坏。这些主要受土壤性质和作用在坡面上的附加荷载的影响。最大渗流通常发生在融雪季节 ,研究边坡浸蚀破坏的机理将有助于城市、乡村和保护区的水管理     

Recent sedimentation on the new jersey slope and rise

Radiocarbon dating and sedimentological studies of closely spaced cores indicate movement during the Holocene of sediments on the New Jersey continental slope and upper rise between Wilmington and Lindenkohl canyons. The uneven time-stratigraphic thickness of the late Quaternary sediment sections between cores and the nonuniform deposition rate at any given core site and among core sites show that the sediment blanket in canyon and intercanyon areas has been affected by downslope, gravity-driven pocesses during the Holocene to the present. The reduced rate of deposition on the slope and upper rise between the late Pleistocene and the present is largely due to decreased off-shelf transport in response to the eustatic rise in sea level. Very old radiocarbon dates at core tops result from emplacement of older reworked materials from upslope or from truncation of sections by mass wasting processes exposing older material at the sea floor. These processes also account for an irregular sequence of dated sections within cores and stratigraphic irregularities of the surficial cover from core to core. Marked variability in deposition rates on the slope and upper rise is largely a function of topographic configuration, proximity and accessibility to sediment source, and transport processes seaward of the shelf break. Moreover, higher accumulation rates on the upper rise are attributed primarily to slope bypassing. Bypassing, prevalent during the late Pleistocene, has continued periodically to the present.     

裂隙岩体渗流补给特性及边坡稳定对策研究

“岩土二元结构体”边坡失稳现象由于其物质组成、形成年代、地质结构等方面的特点,与其他岩土边坡失稳有不同的表现.为探讨降雨诱发“岩土二元结构体”边坡失稳的机理及保证边坡稳定的对策,采用自记雨量计、时域反射仪（TDR）、翻斗式自记流量测定仪对“岩土二元结构”小流域的降雨特性、坡地岩土水分的动态变化以及裂隙岩体渗流的动态过程进行了测定分析.结果表明,降雨特性、坡地岩土前期水分含量以及坡地的地质结构特性是影响降雨入渗补给渗流及降雨诱发边坡失稳的重要因素;在强降雨条件下,距坡地表层50cm深度的土壤层与岩体层结合部位存在暂时饱和区,该饱和区通过对滑动面的浸泡软化,可以促使滑坡体的滑动;降雨入渗补给裂隙岩体渗流在坡面尺度上存在“优先流”现象,这主要是由于太行山区坡面尺度介质的非均匀性与空间变异性所造成的,同时,暂时饱和区的形成也起了重要的促进作用,这有利于区域地下水资源的形成,但也为诱发边坡失稳提供了条件;可以通过渗流集蓄技术降低暂时饱和区内的水分含量及裂隙网络中的侧向水压力,从而保证边坡的稳定.      

小流域坡面产流汇流模拟研究

根据山区流域雨水坡面产流、汇流及侵蚀特点,采用单元子流域的概化方法,把小流域概化为若干子流域,考虑流域降雨及下垫面条件的空间变化,建立了流域坡面产流、汇流模型,并得到了不同降雨历时的坡面流运动波模型的近似解。通过对坡面产流方式的分析,得到了坡面水力侵蚀区以“蓄满产流”为主,而重力侵蚀区以“超渗产流”为主的重要结论,对扩展山区小流域雨水集流利用具有重要意义。     

基于DEM和坡面特征的坡位生成方法

坡位是描述地貌的重要因子,基于DEM自动生成坡位对于自然生境分析与地理生态过程模拟具有重要意义。本文以DEM数字地形分析技术为基础,提出一种以坡面汇水小区为单元综合考虑坡面特征的坡位划分方法,并设计算法实现了该方法。结合林业调查对坡位的划分要求,以北京1∶25万DEM数据为基础对西部山区进行坡位划分,取得合理一致的结果。结果表明,本文提出的方法可以实现相对位置计算与坡面剖面分割的本地化,使坡位划分更加客观一致。      

标准坡面人工草地减流减沙效应及其坡面流水力学机理研究

通过放水冲刷实验,研究草地与裸地坡面土壤水分入渗及产流产沙过程,分析草地减流减沙效益,并从水力学特性剖析草地调控水沙的机理.结果表明:①裸地与草地坡面土壤水分入渗过程均符合Horton入渗公式i=ic＋(i0－ic)e－kt;与裸地相比,草地入渗率增加40％,产流时间推迟2.5 min,径流系数减少28.3％,输沙率减少78.4％.②裸地坡面输沙过程呈高—低—高变化趋势,而草地呈现先增后减趋势.③草地坡面流属于层流中的缓流流态,裸地则属于过渡流的急流流态,说明草地坡面抵抗侵蚀力和泥沙搬运的能力明显强于裸地;草地可明显降低径流流速,增加阻力系数和曼宁糙率系数,但对径流深度影响不明显.      

Continental margin of Western europe: slope progradation and erosion

Reflection profiling of the continental margin off western Europe shows seaward-dipping continental-slope deposits that have been dissected by submarine canyons west of the English Channel. These records refute previous interpretation of structural benches of older, nearly horizontal strata outcropping on the slope face.