宁波四明山区域生态脆弱性成因分析

宁波四明山区域以低山、丘陵为主,是宁波重要生态功能区、水源涵养地.区域内高低起伏的地形易形成径流、造成水土流失,是四明山区域生态脆弱性存在的根本原因;土壤母岩风化程度高、母质结构松散、主要土壤易受侵蚀,构成了四明山生态不稳定的源泉;充沛的雨量以及结构简单、地表覆盖度低的植被类型,加剧了四明山区域的生态脆弱性.限制人类经营活动,首要恢复坡顶与25°以上陡坡的森林植被,避免表土裸露,在种植经营区营造水土保持植物缓冲带等是缓解四明山区域生态脆弱性的重要措施.     

典型黑土区陡坡植草水土流失防治效果研究

[目的]研究陡坡生物防治与影响因素的变化关系,为侵蚀沟治理、水土保持植被措施配置等决策提供科学依据。[方法]设置2个坡度,7种草本植被配置模式,于2018年6—9月开展了自然小区水土流失监测。[结果] 1∶1.5和1∶1.2坡比边坡草本建植当年分别较裸地平均减流27%和26%,减沙52%和21%,坡度由34°增加到40°,地表径流虽未增加,但土壤侵蚀量明显增加;影响产流产沙的降雨因子主要有雨量,I_(30),E,EI_(30),坡度变陡,相关性增强;建植草无芒雀麦和紫花苜蓿混播减流减沙效果最好,紫花苜蓿、无芒雀麦、早熟禾3种草种混播减流效果优于单播;1∶1.2坡比边坡随着植被盖度的增加减沙效果逐渐增强,且在植被盖度大于50%时减沙效果接近1∶1.5坡比边坡。[结论]在无芒雀麦和紫花苜蓿混播草本配置下,1∶1.2坡比削坡在侵蚀沟治理时可采用,能减少20%的削坡占地面积。     

基于PhotoScan的径流小区三维重建参数优化

提高径流小区数字地面模型精度是应用三维重建技术研究面蚀细沟间与细沟侵蚀过程的关键。以位于黑龙江省海伦市的中国科学院海伦水土保持监测研究站的裸地小区为研究对象，以验证点与控制点误差比和数字高程模型（Digital elevation model，DEM）误差为指标，优化Agisoft PhotoScan三维重建径流小区的处理参数，降低DEM误差。PhotoScan的精度参数和相机模型设置对DEM误差有较大影响。优化后的验证点与控制点误差比降低35%，改善了径流小区DEM对地面控制点的过度拟合。优化后的相机模型包含焦距、像主点、径向畸变、切向畸变等。基于单点和点云的验证结果表明，优化过程误差降低约40%。相对于默认参数设置下的验证点误差（20.0mm），优化后的验证点误差为11.0mm，与细沟侵蚀深度标准相当（沟深大于等于10mm），因此优化后的径流小区三维重建过程更适宜于细沟侵蚀过程的三维表达。     

不同降雨强度下旱地农田氮磷流失规律

为阐明旱地农田径流氮磷流失规律，以种植空心菜的旱地为研究对象，采用人工模拟降雨方式，设计10、15、25 mm·h^-1三个降雨强度，研究不同雨强下旱地氮磷流失特征和径流拦截效果。结果表明：在相同降雨量条件下，旱地径流量随降雨强度的增大而增加，10、15、25 mm·h^-1雨强下产生的径流总量分别为197.07、381.92、649.45 m³·hm^-2，对应的径流系数分别为0.20、0.38、0.65。总氮（TN）浓度变化随产流时长呈现出先上升后下降的趋势，峰值明显，氮的流失形态以硝酸盐氮（NO₃^--N）为主；TN流失量随着降雨强度的增大而增加，10、15、25 mm·h^-1雨强下分别为0.67、2.48、9.74 kg·hm^-2。总磷（TP）流失浓度随降雨强度的增大而降低，流失过程相对平缓，磷的流失形态以颗粒态磷（PP）为主；10、15、25 mm·h^-1雨强下TP流失量分别为0.061、0.050、0.030 kg·hm^-2。通过田间沟渠水位的管控，可有效减少TN的径流排放，不同雨强下减少比例分别为100.00%、63.56%、33.98%。研究表明，氮的拦截是控制旱地面源污染的重点，在拦截能力有限的情况下，选择污染负荷较高的时段可有效提高面源污染拦截效果。     

农田汇水河道水生植物原位净化工程处理效果分析

为了研究水生植物原位净化工程处理效果,于2017年5—11月,在江苏省泗洪县四河乡的农田汇水河道,利用水葫芦和绿狐尾藻构建组合生态浮床,沿着水流方向设置4个水质采样点,每月监测水体基本理化指标,主要包括水温(T)、酸碱度(pH)、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))、悬浮物(SS),分析河段水质沿程变化;在试验开始时、每次采收时监测单位面积植物生物量,干物质含量与氮磷含量,计算植物氮磷富集量。结果显示:植物种养后,沿程各采样点数据对比,水体pH值逐渐趋于中性;各采样时间数据对比,水体DO浓度呈升高趋势。在植物旺盛生长期(7—10月),组合生态浮床对河段水体TN、TP、COD和SS的沿程总消减率分别为50.41%～78.00%、44.62%～73.33%、46.15%～57.82%和33.33%～52.38%,其中最高值出现在8月。按照有效试验周期180 d(5—10月)计算,水葫芦的氮、磷去除量分别约为0.76 g·m~(-2)·d~(-1)和0.09 g·m~(-2)·d~(-1);绿狐尾藻的氮、磷去除量分别约为1.17 g·m~(-2)·d~(-1)和0.08 g·m~(-2)·d~(-1)。除了植物自身的吸收作用,根系微生物降解作用在污染物净化过程中也发挥了重要作用。在农田汇水河道原位净化工程中,水葫芦与绿狐尾藻组合生态浮床大幅消减水体氮磷浓度,有效降解有机物及拦截颗粒物,对于缓解下游水域富营养化问题具有积极的意义。     

油茶林不同水保措施径流及产沙特征研究

通过5年的径流小区的野外定位观测,研究了油茶林不同水保措施的产流产沙特征。研究表明:产流降雨峰值和谷值出现的时间与自然降雨出现的时间基本一致,表明降雨的季节动态是产流降雨动态变化的主要驱动力;前埂后沟模式有最小的产流产少量和径流系数,其次为内斜式模式,正常小平台则最大;不同水保措施采用梯壁植草措施均能有效减少产流产沙量。前埂后沟和梯壁植草的水保措施适宜在红壤侵蚀区油植种植过程中推广。     

不同施肥方式对农业径流中污染物的影响

本研究选取一杨梅种植基地进行不同施肥方式对农业径流中污染物影响的研究,通过对径流小区的径流进行监测,分析优化施肥模式和常规施肥模式下,径流水中氮、磷的变化趋势,结果显示,优化施肥通过使用控释肥,有效控制氮素释放速率,优化施肥模式下径流中氨氮和硝态氮浓度远低于原有施肥模式,径流中氨氮浓度降低17.4%-90.2%,硝态氮浓度可以降低17.8%-47.8%。改变施肥模式可以有效控制径流中总氮浓度。优化施肥模式对减少总磷径流流失具有积极的作用,但效果不明显,降雨强度、降雨时间是决定总磷流失的关键因素。     

广东典型稻田系统磷素径流流失特征

选择位于广东省增城、清远和高州地区的3个稻田试验点，于2008-2012年对稻田磷径流损失进行动态监测。结果表明，稻田径流事件主要发生在早稻季。常规施肥模式下稻田总磷径流浓度为0.02~1.56 mg·L^-1，11%~18%的径流样品总磷浓度超过地表水Ⅴ类水标准（0.4 mg·L^-1），施磷后14 d内降雨易导致稻田不同形态磷浓度出现峰值，具有一定环境污染风险。施磷不同程度增加稻田可溶性总磷径流负荷，对颗粒磷和总磷流失负荷无规律性影响。稻田磷径流负荷时空变化较大，常规施肥条件下可溶性总磷、颗粒磷、总磷年径流负荷分别为0.63~4.05、0.33~2.91、1.10~6.68 kg·hm^-2。本地区稻田磷流失系数为0.06%~6.81%，可溶性总磷是稻田磷径流流失主要形态。施肥量和降雨、径流量是影响本地区稻田磷径流损失的主要因子。     

不同保土截留措施对巢湖地区坡耕地的水土保持效应

[目的]研究不同保土截留措施对巢湖地区坡耕地的水土保持效应。[方法]利用长期定位小区试验,研究植物篱+秸秆覆盖(HM)、植物篱(PH)和浅垄(CT)对坡耕地土壤肥力的影响,进一步研究植物篱与秸秆覆盖结合对提高土壤肥力的作用和效果,从而不断完善植物篱与秸秆覆盖技术。[结果]与常规耕作对照(CK)相比,植物篱+秸秆覆盖、植物篱和等高垄作处理的径流量与产沙量分别降低43.00%和48.52%、36.52%和40.52%、33.11%和38.42%。常规耕作处理径流水中总氮和总磷浓度分别为5.19和1.12 mg/L,均高于其他处理,分别比植物篱、植物篱+秸秆覆盖和等高垄作处理总氮和总磷平均浓度高14.62%和30.49%、12.96%和25.42%、10.77%和27.34%。不同处理耕层土壤有机质含量由高到低依次为HM、PH、CT、CK,且0~10 cm土层有机质含量高于10~20 cm土层。植物篱+秸秆覆盖、植物篱和等高垄作处理耕层土壤速效养分与对照相比均有所提高,且HM处理显著高于对照(CK)。[结论]植物篱与秸秆覆盖可以作为源头控制农田养分流失的较好措施加以推广。     

基于稻田控水减排的氮肥运筹试验研究

为改善江汉平原地区稻田水肥管理措施,采用田间小区试验,研究了常规淹灌(CF)和浅灌深蓄(SIDS)条件下,农民习惯施肥(FFP)、30%尿素+70%控释参混肥(30%N+70%CRF)和优化减氮施肥(OPT-N)对水稻各生育阶段稻田氮磷流失特征、养分吸收和土壤养分积累的影响。结果表明:与CF处理相比,SIDS处理田间灌溉水量、总用水量、径流量和渗漏量分别降低41.7%,18.5%,45.8%和21.9%,降雨利用率增加16.2%,TN和TP径流流失量分别降低32.6%~35.9%和36.4%~53.1%,渗漏流失量分别降低22.8%~32.0%和16.2%~33.3%,水稻返青期—拔节孕穗期分别占稻田氮磷径流和渗漏流失总量的70%以上。30%N+70%CRF处理、OPT-N处理较FFP处理,TN径流流失量分别降低19.7%~29.2%,15.1%~25.2%,渗漏流失量分别降低25.4%~51.7%,20.9%~26.4%,TP渗漏流失量分别降低18.4%~24.5%,20.4%~31.6%,但TP径流流失量差别很小。从水稻养分吸收和土壤养分积累来看,SIDS处理实际产量相对CF处理可增产4.4%,但对0—40cm土层氮磷养分累积影响不大,30%N+70%CRF处理和OPT-N处理相对FFP处理可增产5.6%和0.4%,且0—20cm土层速效态氮磷养分能维持在一个较高且相对稳定的水平。综上,浅灌深蓄结合30%N+70%CRF施用有利于稻田节水、减少氮磷流失、水稻增产以及土壤肥力改善。