紫色土坡耕地不同施肥水平下泥沙中氮、磷流失特征

以紫色土坡耕地"冬小麦—夏玉米"种植模式为研究对象,通过设置对照处理、复合施用农家肥和化肥、单施化肥、单施化肥增加施肥量、单施化肥横坡垄作5种施肥水平,采用径流小区定点监测的方法,研究了紫色土坡耕地不同施肥水平下泥沙中氮、磷流失特征.结果表明:各施肥水平下土壤表层养分质量百分比有一定程度增加,泥沙养分均发生富集现象,横坡垄作养分富集比小于顺坡耕作,复合施用农家肥化肥有效养分富集比大于全量养分,单一施用化肥全量养分富集比明显大于有效养分,且养分富集比随施肥量增加而增大;各施肥水平下,泥沙流失仅占0.34～6.21%;磷素流失中泥沙流失占78.80～84.83%,磷素流失以泥沙为主.从相对流失系数来看:氮的流失系数由高到低依次为单施化肥、横坡垄作、单施化肥增加施肥量、复合施用农家肥和化肥;磷的流失系数从高到低依次为单施化肥增加施肥量、横坡垄作、单施化肥、复合施用农家肥和化肥.     

喀斯特槽谷区的顺/逆层坡面对水动力学参数的影响

喀斯特槽谷区不仅存在地上/地下双层空间结构,还存在典型顺/逆层坡两种特殊的地质构造,因此研究喀斯特槽谷区两翼坡面水流移动规律具有重要意义。根据野外调查结果,在喀斯特槽谷区临界坡度25°条件下进行人工模拟降雨试验,采用顺/逆层坡岩层倾角(30°、60°和90°)和3种雨强(30、60和90 mm·h~(-1))作为变量因子,并以裸坡作为对照因子,研究喀斯特槽谷区顺/逆层坡面水动力参数特征。结果表明:喀斯特槽谷区顺/逆层坡主要以薄层浅流为主,顺层坡的岩层倾角越大则坡面流速越小,逆层坡则以岩层倾角60°为临界点,裸坡的流速均大于顺/逆层坡。对于喀斯特槽谷区顺层坡而言,其雷诺数Re和佛汝德数Fr均大于逆层坡而小于裸坡,阻力系数f均小于逆层坡而大于裸坡。雷诺数Re和阻力系数f两个参数呈显著的幂函数正相关关系。地表累积径流量分配比例大小排序为裸坡顺层坡逆层坡,地下累积径流量分配比例为逆层坡裸坡顺层坡。本研究可为喀斯特槽谷区顺/逆层坡的坡面的土壤侵蚀预报模型提供科学依据。     

紫色土丘陵区生物埂不同植被类型土壤分离水动力学特征

野外采集紫色土区六棱型预制网格式护坡生物埂内不同植被类型原状土样,通过室内模拟细沟水槽(长4 m,宽0.12 m,深0.1 m)冲刷试验,探究不同植被类型影响下土壤分离能力与水动力学参数之间的关系。选择麦冬、韭菜2种生物埂类型,以单一网格式裸坡为对照,在3个坡度(15°,20°,25°)、5个流量(39.86,59.98,79.67,100.45,121.16 L/min)组合条件下进行冲刷试验。结果表明:生物埂内不同植被类型下土壤分离能力差异显著(P0.05),表现为麦冬(均值2.24 kg/(s·m~2))对照(均值1.34 kg/(s·m~2))韭菜(均值1.09 kg/(s·m~2))。幂函数方程可用于描述土壤分离能力与水流剪切力(R~2=0.75)、水流功率(R~2=0.73)、单位水流功率(R~2=0.46)及过水断面单位能量(R~2=0.63)间的数学关系。生物埂各植被类型下土壤发生分离的临界剪切力τ_c表现为τ_c麦冬(8.75 Pa)τ_c韭菜(6.47 Pa)τ_c对照(1.93 Pa),表明植被可增强网格式护坡生物埂土壤抵抗分离的能力。     

天然降雨下川中丘陵区不同年限植物篱水土保持效用

通过对遂宁水土保持试验站内不同坡度(10°和15°)植物篱小区及对应对照小区为期7年的水土流失定位观测,探究了天然降雨条件下香根草植物篱和新银合欢植物篱在其生长年限增长过程中对紫色土坡耕地水土流失的影响。结果表明:(1)当植物篱开始发挥其水土保持作用时,减流率(年均)达10.5%～20.0%,减沙率(年均)达53.5%～54.5%,减流作用随年限增长波动较大,减沙作用逐渐趋稳;(2)10°香根草植物篱水土保持效果最优,其减流和减沙作用均在生长年限为1年时开始发挥,10°新银合欢植物篱次之,其减沙作用较减流作用提前约1年凸显,15°香根草植物篱最弱,其布设小区多数次降雨减流率均明显低于10°植物篱小区;(3)总体上植物篱能够降低坡度对坡耕地水土流失的加剧作用,其中径流流失减少28.9%,泥沙流失减少11.3%,并削弱降雨量与径流泥沙的相关程度;(4)平均径流系数和降雨引发泥沙量随植物篱年限增长逐渐趋稳,其中10°小区香根草植物篱和新银合欢植物篱对特大暴雨(12 h降水总量140.0 mm)和大暴雨(12 h降水总量为70～140 mm)下产生的径流系数消减明显,达15.0%～34.4%,各植物篱对所有降雨等级平均单位降雨所产生泥沙量均有明显消减作用,达34.1%～48.5%。     

主成分分析法和模糊综合评价法判断喀斯特土壤的肥力水平

【目的】本研究揭示了喀斯特地区土壤的肥力水平。【方法】在贵州印江典型喀斯特区域采集了26个土壤样品,并采用主成分分析法和模糊综合评价法对供试土壤进行了土壤肥力综合评价。【结果】受pH的影响,喀斯特地区土壤的有效N和有效Fe含量较低;根据模糊综合评价法,喀斯特地区土壤肥力水平均在中等偏上;主成分分析和模糊综合评价2种方法的评价结果间具有极显著的正相关性,互相佐证了评价结果的准确性;受施肥等因素影响,不同土地利用方式和不同地形部位土壤的肥力水平大小关系为:耕地果园林地和槽谷山坡,但各差异间均未达到显著性水平。【结论】研究结果为全面评价喀斯特地区土壤肥力提供了科学依据。     

三峡库区坡耕地土壤养分流失的实验研究

采用室内模拟降雨装置研究了三峡库区坡耕地土壤养分流失规律。无论是紫色土还是黄色石灰土,坡耕地表层土壤养分含量在人工降雨后发生衰减,并表现出随雨强增大,雨后表土各养分含量衰减幅度加大的趋势,但径流和流失泥沙的养分含量与雨强无关;径流中养分含量虽低于泥沙养分含量,但养分含量的差异主要体现在全量养分含量上,而速效养分含量的差异则相对较小。对三峡库区坡耕地土壤养分流失而言,紫色土坡耕地土壤养分流失主要以流失泥沙为载体,而黄色石灰土坡耕地土壤养分流失则由流失泥沙和径流共同携带。     

坡面不同截-排水沟布置方式下土壤微团聚体流失特征

传统坡面水系工程主要在节约工程量的考量下,把截水沟布置成平行于等高线的形式,但为了符合坡面自然排水状况,该研究中考虑用汇流和分流的方式来探究从理论上改变坡面沟道的基本形状是否具有可行性。该研究设计按比例缩小的坡-沟模型,以无措施坡面为对照,用人工模拟降雨的方法探究在不同坡度、地类坡面上布置汇流型和分流型截排水沟道后,坡面土壤微团聚体的流失变化规律。结果表明:在各个地类和坡度中,布置汇流和分流截排水措施后均出现较小颗粒微团聚体(5μm)在侵蚀泥沙中富集的现象;在坡耕地中,布设截排水措施能显著稳定土壤小粒径微团聚体(5μm)比例的稳定性,但分流截排水措施的效果更加明显,但在5°和10°时,汇流截排水措施能更好减缓坡面土壤粗化(250~1 000μm)趋势;汇流措施能减少林地侵蚀泥沙中微团聚体富集的波动性并控制林地坡面较小粒径微团聚体流失(5μm)的程度,但在荒草地中,总体来看,汇流措施对控制坡面微团聚体流失具有更强的作用。汇流型和分流型截排水措施对不同地类坡面微团聚体的控制保护各有侧重,在布设坡面沟道时,根据坡面、土壤实际情况和土壤保护要求来选择坡面截排水措施是极有必要的。该研究为进一步研究坡面自然排水方式在现实中运用可能性和可行性提供部分基础资料。     

汶川草坡乡地震次生灾害迹地植物群落的恢复研究

在野外样方调查的基础上,对汶川县草坡乡崩塌、滑坡、泥石流3种次生灾害迹地和2个对照群落人工恢复群落和未受地震破坏的原始群落上的植物群落种类组成、结构特征、优势度及物种多样性进行了研究,结果表明:①次生灾害迹地恢复群落上共有高等植物11科17属19种,群落结构简单,以菊科等先锋草本植物为主;②3种次生灾害迹地上物种多样性较低,Margalef丰富度指数、Simpson指数、Shannon wiener多样性指数均显著低于对照,但Pielou均匀度指数与对照差异不显著.研究表明3种次生灾害迹地均处于演替阶段的早期,生存条件的缺失是地震后群落恢复较慢的主要原因.     

不同复合种植模式对土壤可蚀性K值与侵蚀量的影响研究

采用野外调查与室内分析相结合的方法,把4种农作物引入复合种植模式中,以土壤可蚀性K值、径流量、侵蚀量为指标,对紫色土区不同复合种植模式与水土流失特征的关系进行分析和研究.研究结果表明:(1)与单一的种植模式相比,不同复合种植模式使水土流失敏感性增强,K值增大,土壤容易被侵蚀.(2)土壤可蚀性K值与土壤砂粒含量呈极显著负相关,相关系数为-0.957;与土壤黏粒含量、有机C含量呈负相关,相关系数分别为-0.191,-0.637;与粉粒含量呈显著的正相关,相关系数为0.986.黏粒及有机质含量的高低是反映紫色土区土壤抗侵蚀能力强弱的有效指标.(3)与柚子纯林种植模式相比,复合种植模式的径流截留效益显著.综合各项指标发现,柚子—粉葛复合模式抗侵蚀效果最好,最适宜推广种植.     

长江中上游不同坡改梯方式生态效益研究

在重庆开县芋子沟小流域和渝北区木耳镇后河小流域设置试验小区,根据观测资料,分析不同坡改梯方式梯地的生态效益。结果表明,在产流产沙方面,均表现为休闲地小区>坡耕地小区>20°坡式梯地小区>15°坡式梯地小区>水平梯地小区,这说明坡改梯梯地与坡耕地、休闲地相比,具有明显的水土保持效果。在不同坡改梯方式中水平梯地的保土效果最优,产沙量比15°坡式梯地、20°坡式梯地分别少78.95%、81.25%,而后两者则相差不大。在改善土壤养分方面,水平梯地和坡式梯地相比,总体表现为水平梯地略优于15°坡式梯地,15°坡式梯地优于20°坡式梯地。