红壤坡耕地耕层土壤质量退化特征及障碍因子诊断

坡耕地耕层质量退化是在土壤侵蚀等自然因素和农业耕作等人为因素综合作用下,在坡面尺度上耕层土壤剖面损毁、土壤养分贫瘠化、农作物-环境调控能力衰退或完全丧失的农业生态过程。该文以红壤小流域坡耕地耕层为研究对象,采用耕层质量退化指数法（cultivated-layer degradation index, CLDI）分析了坡耕地耕层质量退化特征,基于主成分分析法明确了耕层退化的主导因素及关键驱动因子,采用障碍因子诊断模型界定了坡耕地耕层质量主要障碍因素及障碍程度。结果表明：红壤小流域坡耕地耕层质量以中、轻度退化程度为主（样点占比70.4%）,重度退化耕层样点占比11.1%,无退化耕层样点占比18.5%;导致坡耕地耕层质量退化的人为驱动因素有单位坡耕地面积农业投入、耕作方式、单位坡耕地面积机械总动力和单位坡耕地面积化肥施用量。随耕层退化程度加剧,耕层土壤pH值呈先大幅减小后趋于平稳的变化趋势,轻度退化耕层土壤pH值降低幅度可达9.8%;与无退化程度相比,不同退化程度下红壤坡耕地耕层厚度呈逐步薄化趋势,重度退化耕层薄化率可达8.9%,这与降雨侵蚀和农户耕作方式不合理因素有关。红壤坡耕地耕层质量主要障碍因素表现为土壤黏粒含量多、pH值小、耕层薄化和土壤抗剪强度小,平均障碍度分别为0.15、0.14、0.13和0.10;土壤黏粒含量、pH值和耕层厚度障碍度随退化程度加剧呈增大趋势,土壤抗剪强度障碍度呈逐渐减小趋势,其他耕层土壤属性参数障碍度无明显变化;适度深松（30～48 cm）与合理施肥是改善耕层质量的有效措施。研究结果可为科学认识红壤坡耕地耕层质量退化特征,明确耕层质量改善途径及合理耕层构建提供参考。     

土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用及其评价趋势展望

土壤侵蚀是导致坡耕地耕层质量退化和土壤生产力不稳定的关键驱动因素。该文从水蚀区坡耕地侵蚀控制和生产功能角度,在解析地块尺度土壤侵蚀、水土保持、农业活动对坡耕地耕层生态过程作用特征的基础上,系统分析了土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用、影响效应及作用途径。认为:1)坡耕地耕层质量变化由降雨侵蚀、耕作活动交互作用的生态过程决定,2种作用的时间、空间尺度不同;耕层土壤参数在坡耕地农业生产中作用分为保水、保土、保肥和增产潜力,由地块尺度农作物-耕层耦合效应决定土壤生产能力、坡耕地水土流失特征及耕层侵蚀性退化方向及程度。2)土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用表现为土壤性质恶化、土壤质量劣化、土地生产力衰退3个方面,耕层土壤物理性质变异程度大于化学性质变异,径流作用导致的土地生产力衰退大于土壤流失作用。3)坡耕地耕层质量评价指标体系应兼顾侵蚀下降、产量提升2个目标,地块尺度诊断指标有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性可作为合理耕层评价最小数据集;坡耕地合理耕层适宜性分为5级,其诊断指标分级标准宜与土壤侵蚀分级和耕地地力分级衔接。4)坡耕地合理耕层评价未来应密切关注耕层质量诊断指标最小数据集、坡耕地合理耕层阈值/适宜值分级标准、坡耕地水土流失阻控标准拟定3个主要方向。研究可为深入认识坡耕地侵蚀性退化机制,辨识坡耕地合理耕层调控途径以及坡耕地合理耕层构建技术参数提供依据。     

本科《水文与水资源学》实践教学体系的构建

以本科生专业培养目标为依据,在深入分析《水文与水资源学》课程性质和实践技能要求的基础上,构建了本课程的实践教学体系结构及实现环节。以西南大学本科教学为例,提出本课程的实践教学体系可由课程作业、课程实习、社会实践活动和基金项目参与四个方面组成,重点分析了课程教学过程中的课程作业组成和课程实习内容,分析了典型案例教学法在本科生知识内化为能力过程中的作用,提出连贯性思考题对提高本科生实践技能和创新能力的重要作用。     

基于建构主义的土力学实践教学改革研究

在对水土保持与荒漠化防治专业的土力学实践教学现状进行详细分析的基础上,以建构主义理论为指导,从新型师生关系、合理实践教学体系（实践学时、实践方式、实验教学、考核体系）和教学方法几方面,进行了土力学实践教学改革研究。改革始终坚持以学生为中心,以能力培养为目标。     

西南紫色土坡耕地农作物-耕层质量适宜性的耦合度诊断

【目的】紫色土坡耕地是西南区农业生产重要的耕地资源,其耕层质量集中表现为侵蚀性退化严重且农作物产量低而不稳,在地块尺度上农作物产量变化较土壤质量退化具有较明显的滞后效应。论文在紫色土不同地力等级坡耕地耕层土壤质量分析基础上,定量分析紫色土坡耕地耕层质量对农作物的适宜性程度。【方法】在不同地力等级耕层质量统计分析及聚类分析基础上,对农作物-耕层适宜性的耦合度程度进行诊断分析。【结果】（1）紫色土坡耕地不同地力等级的耕层厚度为19—21 cm,有效土层厚度在21—43 cm变化,耕层厚度比较稳定但有效土层浅薄现象严重,五级坡耕地不存在心土层;五级坡耕地产量限制因素为田面坡度、有效土层厚度、耕层厚度。（2）紫色土坡耕地3种耕层类型特征明显,其中Ⅰ类耕层土壤显弱酸性（pH 6.4）,阳离子交换量（21.0 cmol(+)·L ^-1）最大;Ⅱ类耕层田面坡度最小（11°）,有效土层厚度（38 cm）和耕层厚度（22 cm）最厚,土壤速效钾含量（136.5 mg·kg ^-1）最多;Ⅲ类耕层有效土层厚度（28 cm）最薄,土壤显酸性（pH 4.8）,阳离子交换量（9.2 cmol(+)·L ^-1）最小;田面坡度,有效土层厚度,土壤酸化,阳离子交换量是影响坡耕地作物产量主导因子。（3）紫色土坡耕地不同地力等级的农作物与耕层适宜性存在协调发展类和失调衰退类两种状态和同步型、滞后型、损益型、共损型4种表现,在同样地力条件下,农作物产量较耕层质量更为敏感,衰退表现更加明显;农作物-耕层耦合关系（C_d）为Ⅰ类耕层（0.4820）和Ⅱ类（0.5207）属于基本协调发展类农作物耕层同步型,农作物生长勉强适宜;Ⅲ类（0.3343）濒临失调衰退类耕层损益型,农作物生长中度不适宜。 【结论】紫色土坡耕地耕层厚度比较稳定但有效土层浅薄化现象严重,不同地力等级的农作物与耕层适宜性存在协调发展类和失调衰退类两种状态和同步型、滞后型、损益型、共损型4种表现,紫色土坡耕地改良应减小田面坡度,增加有效土层厚度,调节土壤酸碱度。研究结果可为地块尺度上紫色土坡耕地合理耕层调控及构建提供技术参数。     

三峡库区不同生境下桑树林地土壤结构稳定性与持水性能

为保证桑树在三峡库区困难立地条件下的正常生长,对该区砾石土、粗骨土、砾质土和扰动土4种生境土壤结构稳定性与持水性能进行诊断,并探讨了各种生境障碍因素的改良途径。结果表明:(1)不同生境土壤物理性质差异显著(p0.05),土壤容重表现为粗骨土生境(1.30g/cm3)砾石土生境(1.23g/cm3)砾质土生境(1.12g/cm3)扰动土生境(1.08g/cm3),砂粒含量为粗骨土生境砾石土生境砾质土生境扰动土生境。(2)不同生境土壤抵御季节性干旱能力差异较大,总库容表现为砾石土生境(97.185mm)砾质土生境(81.139mm)扰动土生境(66.958mm)粗骨土生境(47.353mm);而最大有效库容则为砾石土生境(54.140mm)砾质土生境(47.552 mm)粗骨土生境(36.399 mm)扰动土生境(11.705mm),砾石土生境最好,扰动土最差。(3)不同生境土壤稳定性指数(ASI)表现为粗骨土生境(4.57)砾石土生境(2.44)砾质土生境(2.36)扰动土生境(2.31),土壤稳定性与土壤砂粒呈显著或极显著正相关,与粉粒和粘粒呈显著负相关,与土壤孔隙状况相关性不显著。(4)桑树在不同生境的土壤障碍因素差异明显,在粗骨土生境可通过土壤改良剂和菌根接种调整土壤透水性能,在扰动土生境可通过施加保水剂改善土壤有效库容,而在砾石土和砾质土生境可通过种植固氮植物、绿肥改善土壤养分条件。     

不同土壤管理措施下坡耕地产流产沙和氮磷流失特征

采用野外径流小区定位观测法,研究次降雨条件下腐殖酸(HA)、聚丙烯酰胺(PAM)、绿肥(GM)3种土壤管理措施对紫色丘陵区坡耕地产流产沙及氮磷养分流失的影响。结果表明:A型(小雨量、短历时、低雨强)降雨发生频率最高,占降雨样本数的71%,B型(大雨量、长历时、中雨强)和C型(中雨量、中历时、高雨强)降雨是引发土壤侵蚀的主要降雨类型。不同土壤管理措施下侵蚀性降雨的临界降雨量差异不显著,降雨量10.0mm时坡面开始产流产沙。A型降雨下产流量:CK(123.49L)HA(60.67L)GM(53.67L)PAM(32.15L),差异显著(P0.05);产沙量:CK(30.91g)HA(10.49g)GM(5.50g)PAM(5.12g),CK组与GM组和PAM组差异显著(P0.05)。B型降雨下不同土壤管理措施间产流量与产沙量差异不显著(P0.05)。C型降雨下产流量:CK(375.45L)HA(26L)GM(239.00L)PAM(182.10L),CK组与PAM组间差异显著,措施间产沙量差异不显著(P0.05)。次降雨条件下各土壤管理措施径流中氮素流失量差异显著,对照组全氮流失量是绿肥和聚丙烯酰胺2.1~2.6倍,水解氮流失量约为绿肥和聚丙烯酰胺2.7倍。不同土壤管理措施径流中磷素流失量总体趋势为:对照腐殖酸聚丙烯酰胺绿肥,差异不显著(P0.05)。不同土壤管理措施径流中磷的流失形态主要以水溶态为主。研究结果表明,A型降雨下聚丙烯酰胺、腐殖酸、绿肥减流减沙和减少氮磷流失效益显著,其中聚丙烯酰胺效益最优。     

紫色土丘陵区不同种植模式下团聚体分形特征

选择紫色土丘陵区5种种植模式,分层(0～20,20～40 cm)采集土壤样品,对土壤团聚体分布、团聚体水稳性和分形特征进行研究.结果表明:不同种植模式下团聚体分布和水稳性差异明显,＞0.25 mm水稳性团聚体含量和团聚体稳定性指数(ASI)表明团聚体水稳性从高到低依次为自然生草地,横坡玉米,南方早熟梨+苜蓿,桑基+农作物,柑橘+鸭茅草;0～20 cm土层团聚体水稳性较20～40 cm团聚体高.湿筛后团聚体的分形维数(y2)与＞5 mm(x3),＞0.25 mm(x4)水稳性团聚体含量回归方程为y2=-1.186x3+0.636x4,相关系数达极显著水平.风干土团聚体分形维数与粉粒和粘粒含量呈正相关,而水稳性团聚体分形维数则与之呈负相关;有机质含量高的土壤结构较好,分形维数较小.因此,可以通过横坡耕作和农林复合经营提高土壤团聚体稳定性,减轻和防治水土流失.

Abstract：

Soil samples from different profiles (0～20 and 20～40 cm) were collected from 5 cropping patterns, and the distribution and water stability of soil aggregates and their fractal features were studied.The results indicated that aggregate distribution and water stability were distinctly different with cropping patterns. The content of ＞0. 25 mm water stable aggregates and aggregate stability index (ASI) were in the order of natural grassland, southern precocity pear + alfalfa, mulberry hedgerow intercropping, orange + Dactylis glomerata L.; aggregates from the 0～20 cm profile were more stable than those from 20 ～40 cm. The regression equation of the fractal dimension of aggregates after wet sieve (y2) and the content of ＞5 mm (x3) and ＞0.25 mm (x4) water stable aggregates was y2 =- 1. 186x3+0. 636x4, with a highly significant correlation. The fractal dimension of air-dry aggregates was positively correlated with the contents of silt and clay, but the fractal dimension of water stable aggregates was negatively correlated with them. Soils with higher organic matter content had better structure and lower fractal dimension. Therefore, soil and water conservation could be done through horizontal cropping and agriculture-forest management for such practices can enhance water stability of aggregates.     

紫色丘陵坡地不同用地类型土壤理化特征分析

对紫色土丘陵区不同用地类型土壤理化特征进行分析, 结果表明: 传统农耕地由于受耕作活动的影响, 表层土壤松散, 容重(1.46 g/cm3)最小, 总孔隙度(46.3%)最大, 土壤紧实程度较低, 不利于抵抗径流的冲刷; 竹林地土壤机械组成分形维数D(2.58)＜农林混作型耕地(2.62)＜传统农耕地(2.64)＜园地(2.67), 团聚体破坏率(PAD)竹林地(32.6%)＜园地(38.5%)＜传统农耕地(43.1%)＜农林混作型耕地(51.9%), 说明竹林地土壤结构性和团聚体水稳性相对较好, 土壤抵抗侵蚀的能力更强; 园地有机质、全氮、全磷、全钾含量整体优于其他3种土地利用类型; 农林混作型耕地具有部分园地土壤的特点. 比较上述特点, 园地和农林混作型耕地两种土地利用是改善土壤结构、提高土壤肥力、减轻土壤侵蚀的有效途径.     

重庆奉云段高速公路水土流失预测

根据高速公路水土流失特点采用时空二维法分施工期、运营初期两个时段对重庆奉云段高速公路水土流失防治责任范围内的扰动地表区、弃渣场、表土临时堆置区、桥涵基础弃渣水土流失量进行预测.预测结果表明:高速公路水土流失总量为46.28万t,新增水土流失量42.07万t,水土流失新增指数为9.99,其中弃渣场、扰动地表区新增水土流失量分别占水土流失总量的54.58%、42.07%,弃渣场和扰动地表区是严重水土流失区;施工期水土流失强度为运营初期的59.2倍,是严重水土流失时段.对USLE在高速公路水土流失预测中参数取值方法也进行了较为系统的分析.