元阳梯田红米百年不衰的原因及特性探析——以月亮谷为例

在实地考察的基础上,结合近年来对元阳梯田红米研究的文献,分析了元阳梯田红米的种性和百年不衰的原因,认为元阳梯田红米的适应性强,耐贫瘠、需肥量小,抗病性强和产量稳定的品质特性是其内在的原因;而元阳哈尼梯田红米的独特栽培方式,是保证其种性百年不衰的技术保障.在元阳月亮谷独特的地理和气候环境下,保持物种的多样性的栽培方式和顺应自然的耕作制度,有效地保护和发展了元阳梯田红米群体种性,使之成为今天生态农业和可持续发展农业的典范.     

陇东黄土丘陵区梯田土壤养分评价——以甘肃庄浪县为例

【目的】从县域尺度对陇东黄土丘陵区梯田土壤养分进行评价,为黄土丘陵区梯田土壤培肥、粮食产量增加提供科学依据。【方法】以庄浪县耕地质量评价数据为数据源,共采集3 839个样点,且采样点均匀覆盖全县农田,通过主成分分析和方差成分估计模块分析了陇东黄土区梯田土壤大量养分（有机质、全磷、全氮、缓效钾、速效磷、碱解氮、速效钾）和微量养分（有效铜、有效锌、有效锰、有效铁、有效硼）分布特征及其影响因素。【结果】1）庄浪县梯田土壤全磷和速效磷含量处于高水平,速效钾含量处于较高水平,有机质、全氮和碱解氮含量处于中等水平。土壤大量养分综合指数处于较低、中等和较高级别的样本数分别占有效样本数的14.45%,65.89%和19.66%。2）庄浪县梯田土壤有效铜、有效锰和有效铁含量为中等水平,有效锌和有效硼含量处于中下水平,且有较大面积的土壤缺硼。土壤微量养分综合指数处于较低、中等和较高级别的样本数分别占有效样本数的32.53%,63.35%和4.12%。3）土壤类型对土壤大量养分空间变异的贡献率达51.81%,海拔影响次之,其贡献率为23.60%。随着海拔的升高,土壤大量养分综合指数在较高水平样本所占比例相应增加。4）土壤微量养分空间变异性与土壤类型、土壤质地、海拔有关,土壤类型对微量养分空间变异的贡献率最高,为69.41%,土壤质地、海拔的贡献率分别为17.65%,11.76%。随着海拔的升高,土壤微量养分综合指数在中高水平所占比例总体降低。【结论】陇东黄土丘陵区梯田土壤大量养分和微量养分整体处于中等水平,有较大面积的土壤缺硼。梯田土壤养分的空间变异主要受土壤类型和海拔的影响。     

梯田对黄土区降雨径流过程的影响及SCS-CN模型应用与改进

梯田改变了流域下垫面,对降雨径流过程势必产生影响,径流曲线模型（Soil Conservation Service Curve Number,SCS-CN）在中国黄土区,特别是梯田分布广泛流域的适用性仍存争议。为此,该研究以位于甘肃天水的罗玉沟流域为研究对象,利用梯田修建前后2个时段（1985-1990年、2000-2010年）的降雨径流实测资料,分析梯田修建对降雨-径流过程的影响,验证SCS-CN模型的适用性,进一步考虑梯田修建的影响针对不同降雨类型分别提出了基于降雨量和平均雨强的模型改进方法。结果表明：1）梯田修建对流域径流过程的影响与降雨强度关系密切。当雨强较小时,梯田显著削减流域洪峰和径流总量,削减幅度均在55%以上;而当降雨量和雨强较大时,梯田削减洪峰和径流总量效果并不显著。总体上,梯田修建后流域平均降雨径流系数显著减小至0.06,减小幅度约54%。2）基于最小二乘法优化与考虑前期土壤含水率修正的SCS-CN模型并不适用于梯田分布广泛流域的径流预报。引入降雨量和平均雨强改进后的模型模拟效果显著提高,此时流域暴雨量级以下和以上降雨事件的初损率分别为0.29和0.02。该研究基于降雨因子改进的模型在梯田分布广泛流域具有一定的适用性,可为流域产流计算及水土保持规划提供参考依据。     

植被和梯田措施对坡沟系统细沟侵蚀调控作用

坡沟系统作为黄土丘陵沟壑区基本的地貌单元,也是黄土高原侵蚀泥沙的主要来源区。植被和梯田作为坡面水土流失治理的主要措施,对于土壤侵蚀控制和生态恢复发挥着重要的作用,定量评估林草、梯田对坡面细沟侵蚀的调控作用以及多措施协同配置问题对于黄土高原水土流失治理和生态保护具有重要意义。为了揭示植被和梯田的格局和配置对坡沟系统细沟侵蚀的协同调控作用,该研究采用人工模拟降雨,结合三维激光扫描技术,分析了坡面4种措施：上坡位植被（措施A）、下坡位植被（措施B）、梯田（措施C）、梯田+植被（措施D）对细沟侵蚀发生和演变过程的影响。结果表明：1）相同植被覆盖度下,下坡位的植被布设细沟最大长度较上坡位的植被布设细沟最大长度减小量更大;2） 第1次降雨中,侵蚀率最大值达到3 500 g/min以上,第2次降雨过程中侵蚀率最大值仅为1 100 g/min以上,在各产流时间内第2次降雨侵蚀率均为第1次降雨侵蚀率的1/3～1/2;3）对于各措施下细沟沟长发育率由大到小表现为措施A（6.55 cm/min）、措施C（5.71 cm/min）、措施B（3.60 cm/min）、措施D（2.69 cm/min）;4）梯田与植被同时布设（措施D）对于细沟侵蚀的调控作用优于单一措施（措施B和C）,梯田和植被对细沟侵蚀指数细沟侵蚀量、细沟面积、细沟密度产生了协同作用（分别为7.71%、13.76%、7.52%）。研究可为黄土高原坡沟治理措施配置和细沟侵蚀调控提供一定的科学参考依据。     

半干旱区微集水系统土壤水分调控效果研究

分析了定西市安定区以隔坡水平阶为主体的径流调控工程和梯田(对照)的土壤水分与植被生长状况及11a累积土壤水分水量平衡特征。结果表明,隔坡水平阶工程保存完好,产流区(25m²)年均产流0.3m³,产沙3.96kg,被蓄水区全部拦蓄,有效控制了水土流失,增加了水资源量,缓解了林草植被水分供应不足状况。2m土层含水量与植被生长成反比。梯田土壤含水率最高,但农作物受旱减产最大;隔坡水平阶产流区土壤含水率较低,紫花苜蓿减产较大,蓄水区土壤含水率最低,但侧柏林生长旺盛。隔坡水平阶(林草带状混交)年均蒸散量为428.6mm,较梯田高2.2mm。     

阶地土壤的地质因素研究

阶地土壤的分布规律、利用和改良受地质因素的制约。     

黄土高原梯田质量评价系统设计研究

针对黄土高原的自然环境条件，提出了梯田质量评价的指标体系、评价系统的设计原则及方法。探讨了梯田质量评价系统的主要模块，研究了梯田数据库的结构及主要内容，利用VisualBasic6．0与MapX5．0相结合，开发了黄土高原梯田质量评价信患系统，实现了属性信息与空间信患的相互查询、统计分析以及对梯田质量进行评价。本系统的建立能够对梯田建设与管理提供科学依据，为黄土高原水土保持工作提供基础资料，具有一定的社会和经济效益。     

滇池流域台地土壤侵蚀控制技术及效能监测

运用生态学、生态经济学、系统工程的原理,对水土保持型速生高效乔灌草配置模式及其土壤侵蚀控制效能作了初步研究。遵循"因地制宜,适地适树"的原则,结合水土保持、速生、高效等功能,选择乔灌草品种,设计了5种植被配置模式,在每种模式中,用标准径流小区、米级小区和钉子法测定土壤侵蚀量;用溅蚀杯法测定土壤溅蚀量;用In-situ技术监测土壤养分的动态变化。通过研究,结合生态、经济和社会效益,对各个模式的土壤侵蚀控制效能进行定量化综合评价,选出最佳模式,利于推广应用。     

渭河阶地全新世土壤粒度成分高分辨率研究

通过对渭河阶地全新世土壤的野外考察和粒度成分的高分辨率分析研究，揭示了该区域褐色土的成壤作用过程与季风气候变化的关系。研究表明渭河第二级阶地褐色土形成在全新世气候最适宜期（8500－3100a B.P.），从8500a B.P.开始该土壤开始发育，老官台文化兴起。从3100a B.P.开始的气候干旱化和沙尘暴堆积形成了黄土L。层。西周时期对应于该干旱期的初期。     

哈尼梯田生态系统地表水不同形态氮含量时空分布特征

为探讨哈尼梯田生态系统天人合一的水分和营养元素的利用模式,揭示哈尼梯田生态系统氮素时空变化规律,明确土地利用对氮浓度的影响,为哈尼梯田的水环境保护和可持续发展提供科学依据。以元阳县全福庄小流域为研究对象,应用Kriging空间插值法分析了该系统地表水氮素的时空分布特征。结果表明:(1)除NO_3~--N浓度在夏季和冬季呈强变异外,其他N浓度在不同季节的变异系数均小于100%,表现为中等程度变异。(2)梯田中下部TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度变幅都较大,分别为0.103~0.849,0.010~0.143,0.052~0.446mg/L,森林地表水中TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度的变幅都相对较小,分别为0.108~0.471,0.003~0.102,0.058~0.164mg/L。(3)TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的块金系数均小于50%,各季节均有较强的空间自相关性。TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的变程均在1 000m以内,表明各指标各个季节分别在不同尺度范围内分布连续,存在空间自相关性。(4)通过Kriging插值法得知,不同季节TN、NO_3~--N,NH_4~+-N地表水浓度从整体上为村庄梯田河流森林的分布规律。