不同覆沙方式下的坡面侵蚀产沙特性研究

文中利用室内模拟降雨技术,通过不同覆沙方式和不同降雨强度的组合试验,对坡面侵蚀产沙特性进行了研究。得到结果：坡面初始产流时间基本随雨强的增大而提前。坡面覆沙后侵蚀量增多,且侵蚀量随雨强的增大而增大,半覆沙坡面的产沙量是全覆沙坡面的1.06～2.48倍。0.5、1.0mm/min雨强时半覆沙坡面产沙高于无覆沙坡面,1.5mm/min雨强时低于无覆沙坡面,而半覆沙坡面产沙则均高于全覆沙坡面。全覆沙破面含沙量受雨强影响较小,减沙效果较稳定。试验结果表明,坡面覆沙可以有效延迟初始产流时间;坡面覆沙后侵蚀程度增强,且随降雨强度的增大而增大,半覆沙坡面侵蚀程度高于全覆沙坡面;无覆沙坡面受降雨强度影响较大。文中为研究风水复合侵蚀提供了数据支撑,以期为揭示黄土坡面侵蚀发生机理和水土流失规律提供一些参考。     

赣中第四纪红壤区马尾松林下水土流失特征及防治成效分析

马尾松林下水土流失是当前南方红壤区急需解决的环境问题。采用野外自然坡面试验小区监测方式,运用类比以及统计分析等方法,对30场次降雨下的第四纪红壤区马尾松林下水土流失特征以及防治成效进行了分析。结果表明:马尾松纯林小区与裸露对照小区相比,产流量差异不显著,产沙量差异极显著,不同雨型下的降雨对产流、产沙的贡献率存在差异,中雨型下马尾松林下水土流失表现最为突出,马尾松林下降雨、产流以及产沙之间的关系模型为一元二次回归模型;乔草、乔灌组合模式与马尾松纯林小区在产流、产沙方面存在显著性差异(P<0.01),其减流、减沙率均在90%左右,其中以乔草组合模式最优,不同雨型的减流、减沙率由大到小依次为小雨型,中雨型,大雨及以上雨型,各防治模式下的降雨、产流以及产沙之间的关系模型为一元二次回归模型。     

黄土坡面侵蚀方式演变过程中汇水坡长的侵蚀产沙作用分析

利用由位于坡面上部的供水装置和坡面下部的试验土槽组成的试验装置系统,通过模拟降雨试验,研究了不同降雨强度(50、75和100 mm/h)和不同坡度(15°、20°和25°)条件下坡面侵蚀方式演变过程中汇水坡长对侵蚀产沙的作用.结果表明,黄土坡面片蚀-细沟侵蚀-切沟侵蚀方式演变过程中汇水坡长对侵蚀产沙具有重要作用,且受降雨强度、坡度和侵蚀方式演变过程的综合影响.汇水坡长增加,使坡面片蚀-细沟侵蚀-切沟侵蚀发育速度明显加快,侵蚀产沙量明显增加.在坡面侵蚀不同发育阶段,汇水坡长对坡面侵蚀的产沙作用也不尽相同.当坡面以切沟侵蚀为主时,汇水坡长对坡面侵蚀产沙的作用最大,其次是以细沟侵蚀为主时.而以坡面片蚀为主时,汇水坡长对坡面侵蚀产沙的作用最小.通过对坡面侵蚀产沙量与汇水坡长的相关分析表明,它们呈正线性关系.     

喀斯特山区冬小麦施肥量与产量的关系

采用三因素饱和D-最优设计方案,研究黔西县大关镇冬小麦施肥量与产量之间的数量关系。结果表明,小麦产量随有机肥的施用量的增加而增加,呈线性相关关系。在一定的范围内,施用氮肥、磷肥有增产作用,当氮、磷施用量过高时产量下降,氮、磷的施用量与小麦产量呈抛物线关系;施用有机肥和磷肥对小麦产量有显著作用,而氮肥的施用量不宜过多。其适宜的有机肥施用量为600~750 kg/667 m2,尿素施用量9~12 kg/667 m2,普钙施用量20~42 kg/667 m2。     

施肥对紫花苜蓿产量的影响

在青海大通县长宁地区采用四因素二次通用旋转组合设计,研究氮、磷、钾、硫肥的施用效果.结果表明:在该地区,随着氮、磷、钾、硫施用量的增加,苜蓿产量先增后减.施用量的最优组合为尿素225 kg/hm2,过磷酸钙675 kg/hm2,加拿大钾肥225 kg/hm2,硫磺粉15 kg/hm2.在低氮时,苜蓿产量随磷肥用量增加而增加,随钾肥用量的增加而先增后减;在高氮情况下,产量随磷肥用量先增后减,随钾肥用量增加而增加.在低磷的情况下.产量随氮肥用量增加而增加;在高磷情况下,随氮肥用量的增加产量变化不大,磷、钾配合,在一个因素固定后,另一因素随着施肥水平的增加苜蓿产量先增后减.在低磷条件下,增加硫肥的施肥量,苜蓿产量先增后减,在高磷条件下,增加硫肥施肥量的苜蓿产量逐渐增加.     

有机肥替减化肥种植对玉米产量及经济效益的影响

为了减少环境污染,降低化肥用量,增加土壤有机质含量,促进微生物繁殖,改善土壤理化性状和土壤微生物活性,在咸安区向阳湖镇开展玉米有机肥替减化肥种植田间试验.结果表明,施用一定比例的商品有机肥替减化肥对玉米产量的影响不显著.但是,当施用有机肥替减40％的化肥用量时,相比施用100％化肥能显著增产23.7 kg/667m2.     

土壤凝结剂沙障防沙机理的风洞模拟实验研究

模型按 1 :1 0比例设计 ,在 7m/s、1 5 m/s和 2 0 m/s的实验风速下 ,对不同浓度土壤凝结剂处理的沙障模型进行风洞实验 ,测定其蚀积状况。实验结果表明 :抗风蚀强度以 40 %浓度处理的固沙模型最强 ,2 0 %最弱 ,但 30 %浓度防风蚀效果较为实用。积沙状况与浓度关系不明显 ,水平放置与坡面 ( 30°)放置时均以 1× 1 m规格的沙障积沙最多 ,1 .5× 1 .5 cm次之 ,2×2 cm最差。风速在障前受阻减弱 ,而后沿流速方向在沙障间逐渐增大 ,在第二格上方障埂处出现最大值 ,障后逐渐减速 ,直至障高 1 0倍处趋于稳定。障前、障后风速降低是引起障前、障后积沙的主要原因 ,也是土壤凝结剂沙障的防沙机理。     

PAM保水剂及纳米蒙脱土对果园生草地上部生物量的影响

为了实现果园生草节水效果,采用田间试验方法,研究了半量和常规灌溉条件下,不同用量的PAM保水剂(0,4,8,12 g/m2)和不同用量纳米蒙脱土(0,150,300,450 g/m2)对不同草(紫花苜蓿,黑麦草,白三叶)地上部总生物量的影响.结果表明,半量灌溉条件下,施用PAM保水剂可显著增加3种草的地上部总生物量,适宜剂量为8g/m2,而常规灌溉条件下,不宜施用PAM保水剂.施用纳米蒙脱土可增加3种草的地上部总生物量,半量灌溉条件下,适宜剂量为150 g/m2,常规灌溉条件下,对于紫花苜蓿和黑麦草,适宜剂量为450 g/m2,对于白三叶,适宜剂量为300 g/m2.     

不同氮肥施用水平下25%乙嘧酚悬浮剂 防治小麦白粉病的效果

为明确不同氮肥施用量对杀菌剂防治小麦白粉病效果的影响, 于2016年-2017年?2017年-2018年和2018年-2019年3年度在河北廊坊研究了正常氮肥施用水平和减施氮肥水平下25%乙嘧酚悬浮剂(7个梯度)对田间小麦白粉病的防效?结果表明, 不同的氮肥施用量对药剂防治病害的效果有一定影响, 在相同药剂用量下减施氮肥处理(N2)药剂的防效大多要显著高于正常施氮处理(N1)?对3年度不同氮肥施用水平下药剂用量与病情指数或防效的关系模型以及随机系数回归模型比较分析发现, 其模型的斜率无显著性差异, 截距大部分有显著性差异?通过防效混合效应模型构建的不同分位数模型(10%?30%?50%?70%?90%), 获得了2种氮肥施用水平下不同用量的25%乙嘧酚悬浮剂防治田间小麦白粉病的效果?同时, 利用防效的关系模型计算了2种氮肥施用水平下25%乙嘧酚悬浮剂对小麦白粉病防效和药剂用量对照表, 为氮肥减施情况下药剂用量的合理选用提供了科学依据?     

降雨强度对农业耕作措施水土保持作用的影响

利用人工模拟降雨试验，研究不同降雨强度下，不同农业耕作措施坡地水土流失特征。试验设计的坡地坡度分别为5°和15°，降雨强度分别为60、90、120 mm·h^-1；耕作措施分别为等高耕作、人工掏挖和人工锄耕，以相同坡度的平整坡地作为对照。结果表明：（1）随着降雨强度的增大，各耕作措施坡地产流量显著增大1.51倍以上，最大增加幅度为等高耕作坡地的2.28倍。而坡地产沙量在降雨强度较小时增加不显著，当降雨强度增大到120 mm·h^-1时，坡地产沙量显著增大；（2）与平整坡地相比，等高耕作在3个降雨强度下都具有明显的减流效益，减流量均大于15%，而人工锄耕和人工掏挖却不明显；（3）在5°坡地上，等高耕作和人工掏挖在3个降雨强度的减沙效益均大于25%，而人工锄耕减沙效益不明显；在坡度为15°、降雨强度为60 mm·h^-1和90 mm·h^-1时，人工锄耕和人工掏挖减沙效益与降雨强度关系无明显规律，在降雨强度为120 mm·h^-1时，3个耕作措施都不能有效降低坡地产沙量。可见，水土保持农业耕作措施具有降低坡地产流量的作用，而对于坡地产沙的作用存在明显差异，在大坡度和大降雨强度下，不仅不能降低坡地产沙，反而加剧坡地土壤流失。     

雨强和植被覆盖度对典型坡面产流产沙的影响

应用先进的UGT水蚀测量仪,研究黄土高原祖厉河流域雨强和植被覆盖度对典型坡面产流产沙的影响。结果表明:黄土高原半干旱区间隔为15min的产流量、径流含沙量和产沙量与15min雨强具有相同的增减趋势,呈三次曲线关系y=b0+b1x+b2x2+b3x3。7种雨强条件下,人类扰动撂荒地的产流量、径流含沙量和产沙量均明显大于植被自然恢复的撂荒地,覆盖度20%的撂荒地是覆盖度35%撂荒地的平均径流系数的2.35倍,径流含沙量的4.48倍,产沙量的14.06倍。相对于受到扰动的撂荒地,植被自然恢复的撂荒地水土保持效益显著。     

Impacts of land disturbance and restoration on runoff production and sediment yield in the Chinese Loess Plateau

Land disturbance and land restoration are important factors influencing runoff production and sediment yield in the semi-arid loess regions of China. This study compared the runoff production and sediment yield during the early stage after land disturbance(ESLD) with those during restoring stage after land disturbance(RSLD). Grey relational analysis was used to analyse the importance of each one of the influencing factors(vegetation, rainfall, soil and topography) in affecting the runoff production and sediment yield. Our results showed that during ESLD, topography was the most critical factor controlling the runoff production, while soil was the most important factor controlling the sediment yield. During RSLD, vegetation was more important in affecting runoff production, while rainfall was more important in affecting sediment yield. In additional, this study demonstrated that both the runoff production and the sediment yield can be effectively reduced by restoring vegetation on severely-disturbed lands, thus providing an important theoretical basis for better implementations of the Grain for Green Program. Our results revealed that the vegetation types of Hippophae rhamnoides+Pinus tabulaeformis and H. rhamnoides are better plant selections for land restoration in this area, especially for relatively gentle slopes(i.e., less than 20 degrees).     

植被对小流域汇流及侵蚀产沙影响研究

本文从物理概念出发对小流域产汇流及侵蚀产沙过程进行研究,并结合实例分析了流域内森林植被对产汇流和侵蚀产沙的影响。森林植被的调节径流、防治侵蚀的功能体现在各个层面,林冠及下部枯落层可削减雨滴动能;树干及下部枯落层可削减地表径流流速;林地可改善土壤的渗透性,减少地表径流流量;根系可固持土壤,增加抗蚀力。     

不同栽培因子对地膜洋葱产量的影响

通过栽培时间、密度及肥料施用等栽培技术的试验研究,寻找地膜洋葱在当地取得高产的途径。结果表明,移栽时间、栽植密度、钾肥均为洋葱产量形成的相关因子,在甘肃中部地区,洋葱提早移栽可提高产量,但移栽过早易造成缺苗率和抽苔率的增高,影响产量,过晚移栽则易造成贪青晚熟,地膜洋葱适宜的移栽期为3月10~15日;适宜的栽培密度为2.93万株/667m2;较为合理的氧化钾施用量为13.3~17.5 kg/667m2。几项技术综合采用,能获得8 000 kg/667m2以上的高产。     

黄河中游小流域侵蚀产沙机理研究

本文研究的典型流域指基本上具有单一的下垫面物质组成的流域。本文选取黄河中游河段上的支流；皇甫川、窟野河、无定河上一些小流域作为典型流域进行分析研究。根据下垫面差异，将产沙区分为黄土区、基岩区、风沙区；通过各产沙因子对侵蚀产沙影响作用的分析，对三种产沙区进行定性到定量分析，全面研究了黄河中游产沙机理，并进一步提出了治理对策。     

Effects of structural and depositional crusts on soil erosion on the Loess Plateau of China

Conventional tillage practices used on the Loess Plateau lead to different soil surface micro-topography which results in forming two types of soil crusts. The objective of this study was to explore the formation position, properties and erosion characteristics of structural crusts and depositional crusts under the influences of the microtopography in the rainfall experiments. Two simulated rainstorms were applied in the experiments. The first rainfall event was used for soil crust formation, then the following simulated rainfall storms at 40 mm h^?1, 60 mm h^?1, and 80 mm h^?1 rates were applied to the soil boxes set to a 17.6% (10°) slope under three tillage types (contour tillage, artificial digging, and straight slope conditions) to investigate the resulting runoff discharge rate and sediment yield on crusted soil surface. Results show that: (1) structural crusts formed on the mounds, and depositional crusts formed in the depressions after the first rainfall events; structural crusts exhibit a lower thickness, bulk density, higher porosity and shear strength than depositional crusts; (2) structural crusts increased the runoff yield less and decreased the sediment yield more than depositional crusts; and (3) the runoff yield was significantly greater, and the sediment yield was lower on the crusted soil surface than that on the uncrusted soil surface, regardless of the effect of the tillage treatments.     

薄土坡耕地石坎反坡水平阶水沙调控效果

为研究石坎反坡水平阶对于薄土坡耕地的水沙调控效果,设置了两个标准天然降雨径流小区（措施小区和对照小区）分别对次降雨径流和泥沙进行了观测,结果表明：石坎反坡水平阶措施能够有效地调控坡耕地地表径流,年均径流削减率为22.5%,且在短历时、大雨强降雨条件下的调控效果好于长历时、小雨强降雨;该措施对于坡耕地泥沙调控效果显著且稳定,年均泥沙削减率95.5%,措施小区的坡面产沙量随降雨特征值变化的波动幅度远远小于对照小区;石坎反坡水平阶措施通过减少坡面侵蚀,间接提高了坡耕地作物产量,春玉米年均增产6.2%。     

PAM与SAP交并施用对旱区坡耕地氮素淋溶的影响

通过在旱区坡耕地上模拟降雨试验，研究在降雨强度40 mm·h^-1和历时为3 h的条件下，7种线性水溶性高分子聚合物（PAM）和新型节水保水材料（SAP）交并施用方式对径流和氮素淋溶的影响。结果表明：与对照处理（不施用PAM和SAP）相比较，施加PAM和SAP有效减少了径流量和氮素淋溶量，减少的地表径流量达93.29%，相应地降低水中总氮淋溶量达25.58%，保水作用SAP强于PAM；同时，减少的土壤侵蚀量达91.85%，相应地降低泥沙中总氮淋溶量达37.96%；由降雨后土壤剖面养分分布可知，0~15 cm深度土壤的含氮量比对照组高50.24%。说明施加PAM和SAP增加了根系层的持水和保肥能力，降低了土壤养分随水的深层渗漏，且保土作用PAM强于SAP。在坡耕地施加PAM和SAP不但可以减少水土流失，而且能降低土壤氮素的流失，防止肥料对地下水的污染。     

Comparative Analysis of Runo and Sediment Yield with a Rainfall Simulator After Experimental Fire

Changes produced in runoff and sediment levels before and after fire and during the revegetation process were examined using a rainfall simulator. The area was burned in an experimental fire, reaching temperatures from 35° to 563° C. Then it was revegetated using different species combinations. Fifteen permanent plots were established in the burnt area (4 treatments and a control replicated three times). Simulated rainfall of 15 mm per 5 min was applied in each treatment. No significant differences were found in sediment yield and runoff between treatments, but greatest runoff was observed to occur immediately after the fire. A significant relationship was found between runoff and woody cover, and a decrease in runoff can be observed as cover increases. The relationship between sediment yields and runoff rates was also positive. The low rates observed during rainfall simulation are due to the effect of natural vegetation rather than revegetation treatments. The high organic matter content also had an influence on the low rates of runoff and sediment.