紫色丘陵区蓑草植物篱的减流减沙效应及其机理

四川盆地紫色丘陵区位于长江上游,是我国土壤侵蚀最重要的地区之一,土壤侵蚀速率高达每平方公里每年3200~7900t。该区域是四川省和重庆市的重要粮食生产基地,人口密集,高垦殖、高复种,高强度的土地利用不仅造成严重的水土流失,而且制约了区域农业和农村经济的可持续发展。应用植物篱农作系统改善土壤抗侵蚀环境,减少水土流失是紫色丘陵高垦殖生态脆弱区生态环境建设的重要内容。蓑草根系发达,地上部生物量大,对土壤的覆盖保护好,且其生长盛期与降雨高峰同步,具有显著的水土流失防治效果。在120 cm×90 cm土体内,蓑草根系总长98714.8 cm,相当于缠绕整个土体235圈,正是根系的这种缠绕固结作用显著提高了土壤抗侵蚀的能力。蓑草根系平均直径0.20~0.50 mm,95%的根系平均直径小于0.40 mm,根系总表面积10139.68 cm2,在土壤表层根系表面积高达土体表面积的2~3倍,根系表面对土壤颗粒的巨大吸附作用是蓑草显著提高土壤抗侵蚀能力的另一个重要原因。2003~2004年的监测结果表明,在12度坡度情况下,坡改梯后净作蓑草(PECC)年径流量仅为49.90 m3/hm2,年土壤流失量为155.78 kg/hm2,而未坡改梯且农作(FNC)情况下,年径流量314.29 m3/hm2为前者的6.30倍,年土壤流失量3322.50 kg/hm2为前者的21.33倍;在24度坡度情况下,坡改梯后土埂及边坡种植蓑草、坡面农作(PERBC)年径流量248.04 m3/hm2,年土壤流失量612.00 kg/hm2,坡改梯后净作蓑草(PECC)径流量42.44 m3/hm2,土壤流失量153.75kg/hm2,而未坡改梯且农作(FNC)情况下年径流量高达785.73 m3/hm2,分别为处理1的3.17倍,处理2的18.52倍,年土壤流失量高达37503kg/hm2,分别为处理1的61.33倍,处理2的244.12倍。     

半干旱区柠条植物篱水分再分配格局研究

通过对黄土高原丘陵沟壑区26年生柠条植物篱不同部位(带间、带前、带内、带后)土壤水分的2年监测,对比分析了柠条植物篱不同部位土壤水分的分布特征及其动态,探讨了柠条植物篱对降水的再分配效应。结果表明:带状柠条植物篱内不同部位间土壤水分物理性质有明显的不同,其中,带内部位土壤密度(0.99 g·cm-3)、非毛管孔隙度(8.77%)、毛管持水量(58.89%)等均优于带间、带前、带后,土壤更为疏松,透水保水性能更良,而带前更加黏性化;随着土壤深度的增加,各部位土壤含水量均表现出逐层降低的趋势,依次为0~20 cm(25.51%±2.28%)40~60 cm(12.96%±1.34%)60~80 cm(10.03%±0.59%)80~100 cm(9.16%±0.81%)100~120 cm(8.76%±1.00%),但越接近表层,带前、带内部位土壤水分含量的优势更明显。根据对土壤水分的有序聚类分析,将柠条植物篱土壤层次划分为弱利用层、利用层和调节层3层,其中,带内的土壤水分利用层(20~120 cm)大于带前、带后(20~60 cm)和带间(40~60 cm),与柠条对土壤水分的主要利用层次相一致,带内的土壤水分调节层在120 cm以下,较带间(80 cm以下)和带前、带后(60 cm以下)均深,反映了带状植物篱带前、带内土壤含水率提高而带后表层土壤含水率降低的分异特征。     

干湿两季等高绿篱红壤浅沟坡面土壤水分空间变化

以红壤丘岗区等高绿篱浅沟坡面为研究对象,比较干湿两季有无绿篱浅沟坡面土壤水分的空间分布,并对试验小区的径流量以及土壤侵蚀量进行对比.结果表明:在旱季,小区土壤含水率变化随着土层加深均呈现增长的趋势;在雨季,无绿篱小区土壤含水率随着土层加深呈现增长的趋势,而绿篱小区土壤含水率表现为30 cm土层＞45 cm土层＞15 cm土层;绿篱小区的土壤水分变异系数随着土层加深呈降低趋势,相同土层干湿两季绿篱小区土壤水分变异系数均大于无绿篱小区土壤水分变异系数.在干湿两季,坡中位置绿篱小区土壤含水率始终大于无绿篱小区土壤含水率,坡上和坡下位置上绿篱小区土壤含水率小于无绿篱小区土壤含水率,种植等高绿篱的坡面保水保土效果明显,使植物在干湿两季能充分利用浅沟坡面水分,对缓解季节性干旱、保持水土起到显著作用.     

Structural dynamic of a hedgerow network landscape in Brittany France

Changes in agricultural systems since the 50's led to considerable changes in rural hedgerow network landscapes. In these landscapes, ecological processes depend on the spatial structure of the network (length of hedgerows, connectedness, grain size). This paper reports on a study of the dynamics of such a landscape at four periods of time (1952, 1961, 1972, 1985) done on 26 contiguous 16 ha quadrats. A correspondence analysis of the data matrix yields a gradient of change from dense highly connected networks to heterogeneous landscapes with few hedgerows. The study of individual trajectories of the quadrats allowed them to be regrouped in various types of changes. It is possible for a quadrat to go through several pathways. Rates of change varied through time, the 1961–1972 period had most changes. The use of supplementary elements in correspondence analysis proves to be a useful way to approach spatial hierarchy and allows a better understanding of the differentiation of landscape units.     

紫色土区植物篱模式对坡耕地土壤抗剪强度与抗冲性的影响

【目的】土壤抗剪强度和抗冲性是反映土壤综合对抗水力侵蚀性能和评价复合农林业模式生态效益的指标。研究植物篱模式对土壤抗剪强度、抗冲性及其坡面分布的影响,为探讨植物篱模式控制水土流失及农业非点源污染机理研究提供参考。【方法】利用植物篱控制水土流失的长期定位试验,采用原位监测法测定土壤抗剪强度,原状土冲刷法测定土壤抗冲性,剖面挖掘法测定根系参数,简易比重计法、湿筛法、吸管法、环刀法等测定土壤颗粒组成、水稳性团聚体组成、微团聚体组成、容重等主要土壤理化性质,数理统计方法研究紫色土区植物篱模式对坡耕地土壤抗剪强度、抗冲性及其坡面分布的影响。【结果】与横坡农作模式相比,0-10 cm和10-20 cm土层土壤在20°坡地紫穗槐模式下的平均抗剪强度（SS）分别增加70.3%和89.3%,平均抗冲指数（ASI）分别增加84.1%和35.2%;香根草模式下,平均SS分别增加49.6%和133%,平均ASI分别增加48.0%和26.1%;13°坡地紫花苜蓿模式下,平均SS分别增加62.2%和51.9%,平均ASI分别增加188%和57.3%;蓑草模式下,平均SS分别增加89.7%和50.6%,平均ASI分别增加175%和26.9%。20°坡地植物篱模式提高土壤SS与ASI的平均效应分别为85.5%和48.4%,13°坡地的分别为63.6%和112%。土壤ASI随冲刷时间增长呈幂函数型增大,植物篱模式土壤抗冲性的增幅远大于横坡农作模式。坡面自下而上,横坡农作模式土壤抗剪强度与抗冲性呈近直线式减小或自下、中坡位急剧减小;植物篱模式的呈波浪式减小,篱带增加,作物带减小。【结论】植物篱模式明显或显著提高了土壤抗剪强度与抗冲性。就表层（0-10 cm土层）土壤而言,20°坡地紫穗槐模式提高土壤抗剪强度与抗冲性的效应大于香根草模式;13°坡地紫花苜蓿模式提高土壤抗剪强度的效应小于蓑草模式,提高土壤抗冲性效应大于蓑草模式。20°坡地植物篱模式提高土壤抗剪强度效应大于13°坡地,提高土壤抗冲性效应则小于13°坡地。植物篱模式改善了坡地土壤抗剪强度与抗冲性的过大坡面异质性。     

西南山区等高植物篱和植物固结地埂的水土保持功能的理解

水土流失是个世界范围的严重环境问题,比如由于丰沛的降雨和陡坡耕作,造成的中国西南部偏僻山区的坡耕地水土流失.这些区域采取了多种保持土壤措施减少土壤流失,可当地农民并不接受引进的等高植物篱措施;而植物固结地埂是一项传统的且当地农民乐意接受的水土保持措施.本文比较了等高植物篱和植物固结地埂的结构,设置3种植物固结地埂高度0 (CK)、10cm (H10H)、和15 cm (H15H),分析了等高植物篱(H0H)和上述3种地埂高度的植物固结地埂对径流、侵蚀量的影响及产投比和经济效益,旨在理解当地农民的选择.研究结果显示最明显的区别是植物固结地埂具有一定高度的地埂能够方便农事活动并且有效减少水土流失.植物固结地埂的第2个处理(H15H)比无地埂无植物篱的坡耕地处理(CK)减少径流55.56％±6.25％,减少侵蚀量79.26％±3.50％.不同处理的径流量、土壤侵蚀减少量和土壤抗蚀性变化顺序为:H15H＞H10H＞H0H＞CK.H15H的产投比最高为1.52.与其他试验处理相比,虽然H15H措施需要的劳动力更多,但它具有较高的植物篱收获量和产投比以及较强的抗冲蚀性.因此,西南地区坡耕地上推荐具有15 cm地埂高度的植物固结地埂措施(H15H),甚至该项水土保持措施可适用于与西南地区气候相似的其它区域或是其它国家.     

草篱对坡耕地水土流失的影响

在华北地区采用人工模拟降雨的方法研究了狼尾草和野古草两种人工草篱在不同雨强(22,36,63 mm/h)和不同坡度(5%,10%,15%,20%)条件下对坡耕地水土流失的影响。结果表明:野古草草篱可减少7%~37%的地表径流和49%~63%土壤侵蚀,狼尾草草篱可减少30%~72%的地表径流和69%~89%的土壤侵蚀,数据显示两种草篱均能减少坡耕地地表径流和土壤侵蚀,且狼尾草草篱的水土保持作用明显好于野古草草篱;多元回归分析结果表明,地表径流量和土壤侵蚀量与草篱、坡度和降雨强度均呈显著相关,其中草篱带是影响坡耕地水土流失的主要因子。     

陡坡地饲草玉米生物篱的生态效益研究

坡地水土流失对三峡库区生态环境与可持续性发展构成双重压力.生物篱技术是一条有效防治水土流失、提高土地生产潜力的坡地改良利用途径.本研究以饲草玉米为纽带营建坡地生物篱模式,经4 a定位试验探讨了其生长状况和水土保持效益.结果表明,饲草玉米生物篱能有效改善陡坡地土壤性状、固持土壤、截持径流、减少养分流失,对减少库区水土流失与面源污染,保持和提高坡地生产力具有重要作用.     

不同植物篱类型对农田地面蜘蛛种群的影响

 【目的】研究植物篱对于农田地面蜘蛛种群的影响。【方法】于2005-2007年两个冬小麦和夏玉米生长季节在四川省土壤肥料研究所资阳试验站的1号试验地（坡度20°）和2号试验地（坡度12°）利用陷阱法对香根草（1号地）、紫穗槐（1号地）、蓑草（2号地）和苜蓿（2号地）4种植物篱类型对农田地面蜘蛛活动密度（种群密度和活动性的参数）的影响进行了调查。【结果】植物篱处理植物篱带地面蜘蛛的活动密度在冬小麦生长季节均显著高于对照裸地,植物篱处理植物篱带地面蜘蛛的活动密度在夏玉米生长季节也高于对照裸地,但是只有蓑草和苜蓿植物篱带与对照裸地差异显著。植物篱处理农田地面蜘蛛的活动密度在冬小麦和夏玉米生长季节与对照处理农田均无显著差异。【结论】植物篱带在冬小麦生长季节可以作为地面蜘蛛重要的越冬场所,但是植物篱带的出现并没有显著提高临近农田地面蜘蛛的活动密度。     

固氮植物篱防治坡耕地土壤侵蚀效果研究

土壤侵蚀是坡耕地土壤退化的主要影响因子之一。在金沙江干热河谷区坡耕地的实验表明,沿坡耕地等高线种植高密度高固氮植物篱并合理经营,可有效防治土壤侵蚀。１９９７年植物篱处理的土壤侵蚀量减少到对照的１４．５％～２３．９％,１９９８年侵蚀量权为对照的１％～３％。坡耕地土壤侵蚀集中发生在雨季中期。土壤侵蚀过程也是土壤养分加速流失的过程,分析表明流失土壤中全氮和有机质在侵蚀土壤中含量分别是表土平均含量的２．３