元谋干热河谷坡面造林整地截流减沙作用研究

选择元谋干热河谷地区典型区段,采用坡面径流小区观测方法,以自然荒草丛坡面为对照,研究在自然降雨条件下,反坡梯田整地、水平阶整地两种造林整地方式对坡面径流泥沙的截流减沙作用。结果表明,反坡梯田和水平阶造林整地对地表径流的拦蓄都具有很好的作用,但反坡梯田整地方式比水平阶拦蓄径流能力更强,观测期反坡梯田整地和水平阶整地比自然坡面产流量分别减少71．42％和33．68％,产沙量分别减少56．02％和38．57％;实施造林整地措施后,随着时间的推移,产流产沙量越来越少,单场暴雨或特大暴雨对拦蓄径流和拦截泥沙效果起主导作用。     

红壤坡地侵蚀定位土芯Eu中子活化示踪研究

利用野外人工模拟降雨和径流小区观测相结合的方法,研究了Eu定位土芯的布设、取样和分析方法.结果表明,Eu定位土芯中子活化分析技术可以准确测定不同地形、部位土壤侵蚀量.利用Er-Es的经验模型可以描述坡面单位面积流失量的变化趋势,预测坡面土壤流失量,最大误差为7.671 t/hm2.不同土地利用方式下坡面泥沙的输移比(SDR)也不相同.顺坡种植作物后,泥沙输移比(SDR)与休闲裸坡地相比减少了30%左右,从而使植被覆盖下坡面泥沙流失减少.     

甘蔗种植配置模式对坡面沟蚀及土壤有机碳流失的影响研究

坡面沟蚀引起泥沙及有机碳流失入河,导致土壤退化,造成农田耕地质量下降等一系列环境问题。探明甘蔗种植配置模式对坡面沟蚀及土壤有机碳流失的影响,对提升蔗区农田耕地质量具有重要意义。本研究在广西甘蔗种植小流域,基于农民甘蔗种植情况选择了7种甘蔗种植配置模式处理,在不同甘蔗生长时期(苗期、分蘖期、伸长期和成熟期)进行坡面侵蚀沟测量,同时分析有机碳流失及其影响因素。结果表明,7种配置模式中,宿根横坡模式(PC)在不同甘蔗生长时期的沟蚀量与有机碳流失量最低,其沟蚀量与土壤有机碳流失量分别在2.6～15.6 t/hm²和38.3～217.2 kg/hm²之间;新植顺坡模式(RS)在不同甘蔗生长时期的沟蚀量与有机碳流失量均最大,其流失量分别在2.6～25.1 t/hm²和46.9～520.9 kg/hm²之间,比其他模式分别高了5.1%～142.9%和4.1%～144.1%。受不同配置模式的影响,在苗期与分蘖期,地面凋落物覆盖度和甘蔗根系密度是影响沟蚀与土壤有机碳流失的重要因素。合理的甘蔗种植配置模式可以有效减少坡...     

松华坝水源区等高反坡阶对坡耕地土壤氮含量的影响

为了合理利用坡耕地,防止种植过程中产生水土流失、保持土壤肥力,在松华坝水源区迤者小流域设置标准径流小区,布设以控制水土流失为目的等高反坡阶试验,探讨等高反坡阶土壤氮含量年动态变化规律。结果表明:氮素流失量与地表径流量和泥沙产量显著相关,设置等高反坡阶对地表径流量的削减率9.68%~36.84%,平均削减率23.54%,对土壤侵蚀量的削减率40.98%~71.68%,平均削减率56.62%;雨季后对比发现,布设等高反坡阶的土壤全氮含量较对照高53.97%;对照地土壤水解氮含量消减率42%,等高反坡阶地土壤水解氮含量消减率25%,两者差异显著。说明设置等高反坡阶能有效减少氮素流失,保持土壤氮素含量,并减少坡耕地地表径流导致的土壤流失。     

分析研究不同降水强度对树台地区土壤流失的影响

本文主要对不同降水强度对树台地区土壤流失的影响进行简要的分析与总结,基于对海原县树台水土保持试验站的坡面径流观测场以及树台区域自动站、树台水土保持试验站气象观测员,展开在不同降水强度对同一下垫面径流观测小区造成土壤流失量的对比分析,并对同一降雨强度的条件下,不同下垫面径流观测小区造成土壤流失量的对比分析。     

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.     

坝缘山地陡坡地不同水保措施土壤流失量对比——以张家口市沽源县红旗滩小流域为例

在沽源县红旗滩小流域陡坡地,选取地貌、土壤、植被等自然条件具有较强代表性的红泥滩村北山坡为研究地,设置未治理坡面径流小区、水平沟治理坡面径流小区、鱼鳞坑治理坡面径流小区3个观测小区。于2007～2009年的雨季连续监测、对比各径流小区的土壤流失量。结果表明：在坡度、坡向、植被盖度和降水特征等要素基本一致的条件下,水土保持措施效果由好到差依次是水平沟治理坡面径流小区、鱼鳞坑治理坡面径流小区、未治理坡面径流小区。坝缘山地陡坡地水土流失治理应提倡使用水平沟治理方式。     

浙江红壤区经济林坡地氮素径流流失特征研究

以浙江省永康市方山柿经济林坡地为试验区,依据不同地形条件及林下管理措施,设置7个径流小区和沉砂池,定期采集沉砂池水样,测定径流中不同形态氮素浓度。通过为期一年的监测分析,得到如下结论:(1)试验区氮素流失与水文年内降水具有明显的同步性,氮素流失多发生在降水集中的梅雨和台风季节。这两个季节的降水量占全年降水的66.2%,TN、NO-3-N和NH+4-N流失量分别占全年总流失量的80.3%、78.2%和83.0%。(2)坡顶、凸坡和凹坡径流小区的氮素流失符合养分流失的"临界坡度"规律,临界坡度在坡顶(10.22°)与凹坡(18.55°)之间。水文年内TN和NO-3-N流失量关系为坡顶凹坡凸坡,NH+4-N流失量关系为凹坡坡顶凸坡。三种地形径流小区的年内氮素累积流失量均呈幂函数型增加。(3)对照林下管理措施不同的6号(林下除草)和7号(林下不除草)径流小区,发现草被覆盖对减少经济林坡地氮素径流流失具有明显效果。保留草被覆盖的7号小区比除草的6号小区的TN、NO-3-N和NH+4-N径流流失分别减少了22.1%、36.2%和44.1%。     

红壤坡面产流产沙与养分流失特征研究

在自然降雨条件下,研究了有、无植被覆盖径流小区红壤坡面周年内产流、产沙及养分流失特征.结果表明径流小区产流、产沙量的高峰期与降雨量的高峰期相一致.降雨侵蚀力与降雨量季节分布的不均匀性是由于不同时期的降雨特征和降雨侵蚀力构成因素决定.坡面流失泥沙悬移质养分浓度均高于推移质中的养分浓度.顺坡种植油菜-花生处理,坡面流失泥沙钾、磷养分浓度高于休闲裸坡处理.红壤坡面养分以泥沙结合态流失为主,但磷、钾以水溶态流失也是一个重要的养分流失途径.流失泥沙悬移质和推移质都有明显的养分富集现象,坡面有、无植被覆盖会使流失泥沙养分富集率发生变化.     

不同造林抚育措施对桉树人工林坡面径流特征的影响

[目的]探讨桉树人工林坡面径流特征及其影响因素,促进桉树人工林科学经营.[方法]建立10个坡面径流小区,以采伐迹地灌草坡作对照(CK),研究萌芽更新、人工割灌割草清理林地和除草、施基肥和追肥,火烧清理林地、植苗更新、化学除草、施基肥和追肥,人工割灌割草清理林地和除草、植苗更新、只施基肥不追肥,桉树萌芽更新1代3年生林地4种不同造林抚育措施干扰下桉树林地的坡面产流量和泥沙流失量,探讨桉树人工林的科学栽培和可持续经营途径.[结果]火烧清理林地、植苗更新、化学除草、施基肥和追肥的林地坡面产流总量和泥沙流失总量分别为117.54 mm和1366.76 kg/ha,比人工割灌割草清理林地和除草、植苗更新、只施基肥不追肥的林地分别高15.61%和84.65%,比萌芽更新、人工割灌割草清理林地和除草、施基肥和追肥的林地高12.46%和68.13%;桉树萌芽更新3年生林分林地的坡面产流总量和泥沙流失总量分别为81.22 mm和263.50 kg/ha,比萌芽更新造林当年的分别低22.30%和67.60%,比对照低23.80%和62.60%;不同造林抚育措施的坡面产流量和泥沙流失量与降水量间均呈极显著线性正相关(R=0.743~0.953).[结论]火烧清理林地、植苗更新、化学除草、施基肥和追肥等耕作活动(造林抚育措施)及大量级降水是桉树人工林产生较高坡面径流量和泥沙流失量的主要原因.     

晋西黄土区不同植被格局坡面产流产沙特征

  目的   研究不同植被格局对坡面产流产沙特征的影响,为黄土高原水资源匮乏地区坡面水土保持植被格局的优化配置提供依据。   方法   采用野外模拟降雨试验,测定5种植被格局（2种块状镶嵌格局、横条带状格局、顺坡带状格局和裸地格局）的产流产沙特征及土壤入渗特征,探讨坡面不同植被格局和破碎度对产流、产沙、入渗的影响。   结果   （1）植被具有良好的蓄水减沙效益,植被的减沙效益为47.44% ~ 91.67%,蓄水效益为25.67% ~ 62.94%,植被的减沙能力强于蓄水能力。（2）植被格局对坡面的产流产沙量均有显著性影响（P < 0.05）,试验所设置的几种格局的蓄水减沙效益依次为:块状镶嵌格局 > 横条带状格局 > 顺坡带状格局。块状镶嵌格局水土保持效果最佳。（3）不同植被格局的产流过程均呈现“快速上升—相对稳定”的趋势,植被格局有助于延迟坡面径流峰值的出现时间。（4）植被斑块的破碎化指数与侵蚀产沙呈反比,植被斑块破碎化程度越高,侵蚀产沙量越低,蓄水减沙效益越好。（5）不同植被格局的入渗系数为:块状镶嵌格局 > 横条带状格局 > 顺坡带状格局 > 裸地,Horton模型对不同植被格局土壤入渗的拟合效果较好。   结论   通过以上研究发现,块状镶嵌格局的蓄水减沙效益明显优于裸地和顺坡带状格局,因此在水资源有限的黄土区,可以采取植被与裸地交替分布的方式种植植被,以达到蓄水、减沙效益最大化。      

生态措施对亚热带丘陵区紫色土水土保持效应及机理

本研究以砂页岩紫色土为对象,研究不同坡度下生态措施对地表径流和土壤侵蚀的影响及其机理.结果表明,与相应的裸露荒地相比,坡度5°时,坡改梯、横坡种植、杨梅林地和恢复草地的土壤侵蚀模数分别降低10%、18%、37%和94%;10°时,坡改梯、刺槐、枫树和枣树林的地表径流系数和土壤侵蚀模数分别降低7%-60%和15%-86%,而林间除草的藤茶林增加30%和77%;15°时,草地恢复结合谷坊工程的地表径流系数和土壤侵蚀模数降低了30%和40%.坡改梯、横坡种植、经果林和水保林可在较低坡度(≤10°)降低水土流失,但须减少土壤扰动、增加林间或林下植被覆盖;人工或自然植被恢复结合谷坊工程可在较大坡度(15°)有效防治水土流失.砂页岩紫色土的地表径流系数与土壤侵蚀模数呈显著指数相关(R2=0.73-0.98,P<0.01),说明地表径流系数可用于指示和评价易分散岩性土壤的水土流失状况.     

赣北红壤坡地不同类型梯田减流减沙效益研究

为了探讨赣北红壤坡地的开发治理模式,选择5种不同类型梯田,通过5年的野外定位观测试验,研究分析了不同梯田类型的减流减沙效益。结果表明:1试验区雨水资源丰富,年际间降雨量分配不均,有丰水和枯水年之分。2不同梯田类型均能显著减少地表径流,前埂后沟水平梯田减流效益最好,而梯壁裸露水平梯田减流效益最差。3相同的植被覆盖和梯壁植草条件下,内斜式梯田的减流效益明显好于外斜式梯田。4不同梯田类型均能显著减少泥沙流失量,有显著的保土减沙效益。梯壁裸露水平梯田的保土减沙效益最差,前埂后沟且梯壁植草梯田的保土减沙效益最好,值得在赣北丘陵区推广应用。     

草地覆盖对伊犁河谷地表产流产沙的影响因素分析

伊犁河谷作为新疆水土流失较为严重的地区之一,探讨如何在此生态环境脆弱区利用植被进行水土保持工作至关重要。采用野外人工模拟降雨的方法,选择不同植被覆盖度的小区(80%、60%、40%、20%、10%、0%),从覆盖度与地表径流速率,以其与径流含沙量之间的定量关系出发进行试验。结果表明,随着植被覆盖度的增加,径流系数变小,径流速率和径流含沙量明显降低。同时,40%植被覆盖度可以作为该区域一个参考的临界值,即植被覆盖度达到这个点时,就可以有效地对该区域进行水土保持。     

模拟降雨试验在云南坡耕地治理中的应用

引进了具有经济性、便捷性、可操作性、重现性等优点的模拟降雨试验系统,在云南省坡耕地水土流失综合治理水土保持监测中进行实践和运用,研究坡耕地土壤产汇流规律和侵蚀规律。根据人工模拟降雨试验产汇流情况,统计张毕山、吉科等5个小流域坡地试验小区和坡改梯后梯地试验小区共59场次模拟降雨试验数据,分析坡改梯水土流失综合治理效果。结果表明,坡改梯后梯地土埂发挥了拦蓄雨量作用,强化了降雨入渗,提高了土壤含水量,降低了暴雨地表径流形成,土壤流失量和侵蚀强度得到了明显的缓减,蓄水保土效果较为显著。     

施肥与植被覆盖对坡地铵态氮流失的影响

[目的]明确黄土高原地区施用氮肥及不同植被覆盖对坡地土壤NH4+-N流失的影响.[方法]在人工模拟降雨条件下,利用室内可调节坡度的铁皮冲刷槽,研究降雨径流过程中坡面NH4+-N流失特征,以及坡度、植被覆盖、施用氮素肥料对坡面表层土壤NH4+-N流失的影响.[结果]施用到土壤中的NH4+-N会随径流流失,且主要随着泥沙流失而流失,极少部分NH4+-N入渗到土壤深层;施用NH4NO3会增加土壤自身的NH4+-N流失;植被覆盖减少了坡面土壤自身NH4+-N随泥沙流失的数量,但是加剧了添加氮肥中随径流流失的NH4+-N的数量.[结论]在坡地施用氮肥和种植植被,都会加剧坡地土壤自身中的NH4+-N流失,从而对生态环境产生危害.     

干旱半干旱区坡面覆被格局的水土流失效应研究进展

植被恢复与建设是控制水土流失的重要措施.在干旱半干旱地区,植被在空间上的分布呈现离散特征,在坡面上形成的裸地-植被镶嵌和植被条带分布等覆被格局对水土流失过程具有重要影响.覆被格局与水土流失关系研究是景观生态学格局与过程研究的重要内容.从植被斑块、坡面覆被格局对水土流失的影响与耦合覆被格局与水土流失的手段和方法三个方面对国内外相关研究进行总结分析.从中发现,植被类型、层次结构和形态特征是植被斑块尺度上影响径流泥沙的关键因素;不同覆被类型的产流产沙特征与覆被格局的准确描述是研究覆被格局水土流失效应的重要基础;坡面覆被格局对水土流失的影响关键在于其改变了径流泥沙运移和汇集的连续性,应重点关注径流泥沙源汇区的连通性和空间分布在水土流失中的作用;以坡面的精确覆被制图为基础,建立基于水土流失过程的覆被格局指数和耦合格局信息的径流与侵蚀模型是定量研究覆被格局影响的有效手段.今后应加强以下研究:以动态系统的观点研究覆被格局的变化对水土流失的影响,系统理解覆被格局与水土流失之间的相互联系与反馈机制,探讨两者间动态关系随尺度变化的规律性并发展尺度上推方法;构建过程意义明确且简单实用的格局指数,将覆被格局与水土流失过程有机联系起来;发展覆被格局的动态信息与产流产沙过程相结合的水文模型,加强对格局与径流泥沙反馈系统的耦合,建立真正意义上的覆被格局-水土流失过程耦合模型.     

几种保护措施对红壤坡地水文过程及干旱的影响

【目的】中国亚热带红壤坡地的农业生产受水蚀与季节性干旱双重影响,水蚀与季节性干旱之间的水文联系仍然不明确。本研究探索农田常用保护措施如何影响红壤坡地的雨旱季水文过程和土壤-作物水分胁迫,为更有针对性地选择农田管理措施提供依据。【方法】 2008-2010年在湖北咸宁第四纪红色粘土母质发育的红壤8°坡地上开展大田试验,设置无保护措施或对照（CK）、牧草带（GS）、地表施用聚丙烯酰胺（PAM）、地表覆盖稻草（SM）4种处理,第一年和后两年分别以花生（白沙1018）和玉米（登海3632）为供试作物,研究不同处理的地表产流和产沙、土壤储水、土壤-作物干旱、作物产量。【结果】当降雨量相近时,降雨强度越大产流、产沙量一般也越大;总体上,产流、产沙量均为CK＞PAM＞GS＞SM,4种处理的水蚀程度依次降低;与CK比较,3种保护措施平均减少产流量36.6%,减少产沙量52.7%,减少产沙量的作用更明显。0-45 cm土壤储水量动态变化在雨旱季的特征明显不同。总体上,土壤储水量在雨季呈升高趋势,在旱季呈下降趋势;处理间差异随降雨持续而减小,随无雨期延长而增大。雨旱季土壤储水量最高的和波动变化最小的均为SM处理,其次是PAM处理,GS和CK处理的土壤储水量最接近。旱季持续干旱阶段,0-15 cm土壤干旱程度D值随土壤干旱的持续逐渐增大;两年D值均为CK＞GS＞PAM＞SM,4种处理的土壤干旱程度依次减小。受气候、作物生长期及保护措施的共同影响,作物胁迫积温SDD值的增加过程及处理间差异的变化都表现出明显的阶段性,整个旱季的SDD值均为CK＞GS＞SM和PAM,4种处理的作物水分胁迫依次减小。作物产量是SM和PAM＞GS和CK。与CK比较,GS、PAM、SM 3种处理分别使2008年的花生增产19.3%、33.0%、27.3%;对于2009年的玉米产量,GS处理减产0.5%,PAM、SM处理分别增产17.1%和36.3%。不同保护措施对干旱的影响不同,GS因自身耗水而不能明显缓解土壤-作物干旱;PAM主要通过减少蒸散发来减轻土壤-作物干旱;SM明显增加土壤雨季储水和减少旱季土壤水分耗失,因此有效缓解土壤-作物干旱。【结论】GS、PAM、SM 3种农田保护措施在红壤坡地上都能够阻控水蚀和缓解季节性干旱,但作用途径、特点、程度不同,雨季减少产流量和增加土壤储水量的作用有限,增加雨季土壤储水的作用小于其减轻旱季土壤-作物水分胁迫的作用。     

基于图斑精细化管理的国家水土保持重点工程治理效果评估

  目的  探讨国家水土保持重点工程实施后治理效果。  方法  以山东省蒙阴县张家村小流域为例,以水土保持基础图斑和效果图斑为单元,基于高分辨率遥感、无人机、移动终端等技术,通过调查测定和野外复核,对比分析了国家水土保持重点工程治理实施前后土地利用、林草植被覆盖、水土保持措施和水土流失状况变化。  结果  ①国家水土保持重点工程实施后图斑变化数量共339个,变化面积870.60 hm2,变化方向主要为坡耕地/旱梯田转变为果园,其次为坡耕地变转为旱梯田;②基础年林草覆盖率31.13%,评估年林草覆盖率为45.69%,覆盖度均以中高覆盖(60%~75%)为主,林草覆盖提高率为14.56%;③水土保持措施保存率中,蓄水池保存率最高,为100.00%;谷坊最低,仅为55.56%,其余水土保持措施保存率均在80.00%以上;④评估年较基础年水土流失面积减少了400.39 hm2,水土流失面积消减率23.21%,水土流失治理度为76.78%。  结论  国家水土保持重点工程的实施,明显改善了蒙阴县张家村小流域的生态环境,重点体现为水土流失减少,林草植被覆盖率提高。图5表5参11     

北方土石山区水蚀及水保措施对土壤有机碳的影响

土壤侵蚀是土壤有机碳退化的主要因素。为探究水蚀对土壤有机碳的影响及寻求有效的水土保持措施对土壤有机碳进行保护,在北京周边选取4处典型样地,进行土壤有机碳调查及野外人工模拟降雨实验,分析了水蚀及水土保持措施对土壤有机碳的影响。结果表明:①不同样地土壤有机碳质量分数大小顺序为:土壤堆积区、轻微溅蚀区、细沟侵蚀区、强烈冲刷侵蚀区。水蚀对浅层土壤有机碳质量分数影响较大,程度剧烈的侵蚀,会造成深层土壤有机碳流失;②土壤平均有机碳质量分数随降雨历时的增加（土壤侵蚀量增长）呈减少趋势,并且减少趋势随降雨历时增加（土壤侵蚀量增长）逐渐变缓而趋于稳定;③不同鱼鳞坑配置对土壤有机碳的累积规律为:乔木枯枝落叶覆盖（32.7 g·kg-1）>乔木低矮植被覆盖（27.9 g·kg-1）>乔木种植（23.5 g·kg-1）>无措施（21.9 g·kg-1）>灌木（21.5 g·kg-1）。其中地表覆盖（枯枝落叶及低矮植被）能有效增加土壤有机碳;④不同植被措施对土壤有机碳恢复作用从大到小依次为人工林、苗圃、果园和农田,因此要选取适合的水土保持措施进行土壤有机碳的保护。