滴灌条件下加气灌溉对云南冬马铃薯根区生境因子和产量的影响

为了研究加气灌溉对云南冬马铃薯根区生境因子（土壤呼吸、土壤水分、土壤温度、土壤氧气摩尔分数）和产量的影响,采用水气分离方法进行加气灌溉,试验设置加气（Y）和不加气(N）2种处理以及高水（100%ET_c,W1）和低水（60%ET_c,W2）2个灌溉水平,共计4个处理。结果表明：加气处理和灌水量均对土壤呼吸速率影响显著（P<0.05）。加气灌溉对土壤含水率的影响较小,除块茎膨大期外,其他生育期加气灌溉对土壤含水率的影响均不显著,影响土壤含水率的主要因素是灌水量。加气处理和灌水量对根区土壤温度均有一定影响,W1Y处理下的土壤平均温度较W1N处理高1.68℃,W2Y处理较W2N处理高0.52℃,且在高水灌溉条件下,加气处理对土壤温度有显著影响（P<0.05）。在马铃薯生育期内土壤氧气摩尔分数的变化呈先增大后降低的特征,4种处理下土壤氧气摩尔分数的大小关系为W1Y>W2Y>W2N>W1N。同一灌溉水平下,加气处理的土壤氧气摩尔分数显著高于不加气处理（P<0.05）。同一加气条件下,高水处理的土壤氧气摩尔分数显著高于低水处理。加气处理和灌水量都对冬马铃薯产量和水分利用效率有显著影响,W1Y处理下冬马铃薯的产量和水分利用效率均最大。综合分析表明,W1Y（高水加气）处理有利于冬马铃薯根区形成良好的水气平衡状态。     

基于RUSLE模型的云南省土壤侵蚀和养分流失特征分析

准确评估区域土壤侵蚀和养分流失空间分布特征,是开展区域水土保持规划和生态治理的基础。基于GIS空间分析技术和RUSLE模型,对云南省土壤侵蚀和养分流失特征进行定量化分析。结果表明：云南省土壤侵蚀面积为1 835.91×10⁴ hm²,占总面积的48.07%,平均侵蚀模数为15.65 t/（hm²·a）,土壤侵蚀以微度侵蚀、轻度侵蚀为主,但极强烈侵蚀、剧烈侵蚀是区域侵蚀产沙的主要来源。滇西南区土壤侵蚀强度较大,而滇西北区土壤侵蚀强度较小。区域土壤侵蚀主要发生在夏季,旱地是区域侵蚀产沙的主要策源地。流失土层厚度集中分布在0~2 mm/a,平均土层流失厚度为1.19 mm/a。土壤有机质（SOM）、全氮（TN）、速效钾（AK）、有效磷（AP）的平均流失模数分别为820.00,55.19,3.32,0.32 kg/（hm²·a）,4种养分流失量空间分布均存在一定的聚集特征,总体表现为滇西区等西部区域大于东部区域。研究结果可为云南省水土保持规划和水土流失生态环境建设提供科学依据。     

基于USLE模型的云南省坡耕地土壤侵蚀和养分流失评价

定量评估区域坡耕地土壤侵蚀分布规律,是科学制定坡耕地水土流失综合治理规划、开展坡耕地质量建设的基础,然而目前针对省域尺度坡耕地土壤侵蚀和养分流失规律的研究较少。该研究基于GIS空间分析技术和通用土壤流失方程（Universal Soil Loss Equation,USLE）,在模型参数率定与计算精度验证基础上,定量评价云南省坡耕地土壤侵蚀和养分流失特征。结果表明：1）云南省坡耕地土壤侵蚀面积为421.38万hm2,侵蚀总量为376.58×106 t/a,占全省侵蚀总量的63.02%,坡耕地是区域侵蚀产沙的主要策源地;坡耕地平均侵蚀模数为7 986.31 t/(km2.a),总体处于强烈侵蚀等级,剧烈侵蚀、极强烈侵蚀和强烈侵蚀是坡耕地侵蚀产沙的主要来源;不同分区坡耕地侵蚀模数和侵蚀量差异显著,滇西南区侵蚀强度最大,滇东南区侵蚀强度最小。2）随着坡度增加,坡耕地侵蚀面积比例、侵蚀强度、侵蚀量均呈较快增加趋势,土壤侵蚀主要来源于15～25°、>25°、>8～15°3个坡度级坡耕地。3）坡耕地流失土层厚度集中分布在0～12 mm/a之间,平均流失土层厚度为7.31 mm/a;耕层更新周期集中分布在20～200 a之间,均值为175.6 a,耕层更新周期-面积分布曲线呈先快速递增,并在某一峰值之后出现快速递减趋势。4）坡耕地养分流失空间分布存在差异性,土壤有机碳、全氮、速效钾、有效磷流失模数分别为223.60、23.94、1.59、0.15 t/（km2·a）,坡耕地养分流失是区域养分流失量的主要来源。研究可为区域坡耕地水土流失治理和坡耕地质量建设提供科学依据。     

基于质量评价的省域尺度坡耕地质量调控体系构建

在质量评价基础上构建坡耕地质量调控体系对区域坡耕地质量保护具有重要指导意义。该研究基于云南坡耕地质量评价结果，建立坡耕地质量因子分析模型，在障碍因子诊断、因子可调控性分析、因子适宜区间确定及调控潜力测算基础上，提出区域坡耕地质量调控集成模式，据此构建省域尺度坡耕地质量调控体系。结果表明：1）云南坡耕地质量障碍类型以侵蚀退化型、干旱缺水型、养分贫乏型为主，不同分区障碍因子组合及表现存在差异。2）坡耕地质量可调控因子由耕层厚度、土壤容重、pH值、有机质、全氮、有效磷、速效钾、灌溉保证率、田面坡度9个指标组成，其中，田面坡度、土壤有机质、灌溉保证率、有效磷、速效钾、pH值为优先调控因子。3）坡耕地质量调控目标是使可调控因子处于适宜范围，包括理想状态和实际状态两种情景模式；理想状态下云南坡耕地质量调控潜力为0.347，其质量等级可从现状的"中等"提升到"高"等级；实际状态下坡耕地质量调控的潜力为0.198，其质量等级可从现状"中等"提升到"较高"等级，实际状态调控潜力可作为坡耕地质量调控的标准。4）依据云南坡耕地质量障碍类型及因子可调控性分析结果，提出"控侵蚀、调水分、培肥力"的区域坡耕地质量调控总体思路，并建立坡耕地质量调控的集成模式。研究可为省域尺度坡耕地质量培育及管理提供科学依据。