黄绵土不同形态有机氮径流流失规律

利用不同坡度径流小区,在自然降水条件下,研究侵蚀泥沙不同形态有机氮的流失规律,结果表明：在4次产流泥沙中,除氨基糖氮含量减少外,其它有机形态氮均存在增加趋势,以氨态氮含量增加最为显著。随坡度的下降,水解全氮、氨态氮和氨基酸氮含量呈增加趋势;泥沙中水解全氮、氨基酸氮、氨态氮、非酸水解氮均存在不同程度的富集,其富集率随坡度的下降而增大,以氨基酸氮富集程度高,泥沙中氨基糖态氮反而无富集现象存在;当坡度分别为25°、20°、15°、10°和5°时,水解全氮流失量分别为1135.0、763.7、485.5、313.0 和154.4 kg/km²,而氨基酸氮流失量则为234.8、182.7 、121.1、76.8和33.9 kg/km²,占水解全氮的20.6%～24.9%。氨态氮流失量为742.5、503.3 、322.2、208.9、97.4 kg/km²,占水解全氮的63.1%～66.7%。氨基糖氮占酸水解氮1.1%～2.9%。非鉴别氮占水解全氮的5.8%～12.6%。而酸水解氮与非酸水解氮之比分别为1.5、1.5、1.4、1.8和2.3。     

甘蔗等高种植与新植配置比例对坡面沟蚀引起的氮磷养分流失的影响

[目的] 探讨甘蔗等高种植与新植适宜的配置比例,为甘蔗种植区减少坡面沟蚀和养分流失、提升耕地质量和合理种植甘蔗提供技术支撑。[方法] 通过野外测量与试验分析相结合,确定苗期、分蘖期、伸长期和成熟期4个甘蔗生长时期内低、中、高3种等高种植和新植比例的甘蔗坡面沟蚀量和养分流失量,并明确其影响因素。[结果] ①整个甘蔗生育期,那辣流域甘蔗种植坡面沟蚀及其导致的全氮、全磷流失量分别在31.3～66.3 t/hm²,39.0～82.5 kg/hm²,18.0～38.4 kg/hm²之间; ②苗期是那辣流域沟蚀和养分流失的主要时期,其贡献量占甘蔗全生育期的比例为47.7%～57.7%。③全生育期,高比例等高(H_C)的坡面沟蚀和养分流失比低比例新植坡面(L_C)低33.03%～35.42%(p＜0.05),但中比例等高(M_C)和H_C,L_C的流失量均不显著;低比例新植(L_Rp)坡面沟蚀和养分流失量比高比例新植(H_Rp)低27.41%～32.98%,比中比例新植(M_Rp)低21.02%～25.86%(p＜0.05),凋落物覆盖度和根系密度是影响沟蚀与养分流失的重要因素。④全生育期,坡面全氮和全磷流失量分别占年氮肥和磷肥施用量的24.1%～39.5%和107.0%～156.7%。[结论] 在甘蔗种植时,60%以上的等高种植比例和30%以下新植比例,可以有效减少坡面土肥流失。     

碎石含量对三峡库区坡耕地土壤氮磷流失特征的影响

坡耕地是三峡库区水土流失的主要来源,导致土壤养分的损失,严重影响库区生态环境建设与社会经济可持续发展。库区坡耕地土壤浅薄化和砾质化特征明显,但目前对含碎石坡耕地土壤侵蚀和养分流失特征的研究尚不多见。该研究通过设置3个降雨梯度（60、90、120 mm/h）和4种碎石含量（0、10%、20%、30%）,开展人工模拟降雨试验,分析各试验条件下含碎石土壤产流产沙和氮磷流失特征。结果表明：1）碎石主要通过改变土壤结构以增大产流产沙量来促进氮磷流失,而对相应流失速率与流失浓度的变化规律影响较小,不同碎石含量下泥沙产量的变异系数更高,且泥沙中不同碎石含量下的氮磷流失量显著性差异更强（P<0.05）;2）泥沙中累计磷流失量略微大于氮流失量,有效磷几乎不随泥沙流失,有效氮约占全氮流失量的15%;径流中氮素流失量几乎为磷素的10倍且以有效氮为主,占总氮流失量的75%,有效磷占总磷流失量的25%;3）不同碎石含量下有效氮流失规律大致相同,径流中硝态氮约占有效氮流失量的70%,而泥沙中则以铵态氮为主,约占65%;4）不同碎石含量下土壤中氮磷元素均以随侵蚀产沙流失为主,累计产沙量与氮磷元素随侵蚀产沙流失...     

辽宁省坡耕地现状与防治对策

辽宁省是我国水土流失较为严重的省份之一,根据第一次全国水利普查水土保持情况资料,全省水土流失面积4.59万km2,占全省土地总面积的31.2%,年土壤流失量达1.5亿t。坡耕地是水土流失的主要源地,年产生的土壤流失量有5 000万t。深入分析坡耕地成因、危害,阐述坡耕地综合治理的防治对策,全面加强坡耕地综合整治,对于加强全省水土保持生态建设和促进全省经济社会可持续发展具有十分重要的意义。     

清水河上游流域可收集雨水资源量估算与检验

以北京市西部山区典型流域——清水河上游流域为例,采用地理信息系统(GIS)和SCS(Soil Conservation Service)相结合的方法,估算了该流域不同土地利用类型在不同水文年6-8月可收集雨水资源量;并选取2008-2009年6-8月10场降雨的实测径流量数据,与SCS-CN模型计算的径流量进行误差分析,用来检验SCS-CN模型的精确度。结果表明:(1)研究区枯水年(p=75%),平水年(p=50%),丰水年(p=25%)6-8月可收集雨水资源量分别为7.16×10⁷,1.04×10⁸,5.71×10⁷ m³,占全年的平均百分比为82.43%;(2)不同土地利用类型在平水年6-8月可收集雨水资源量占总量百分比分别为:草地和林地占86.13%,耕地和园地占4.87%,工矿仓储用地、住宅等其他土地利用类型占9%;(3)利用SCS-CN模型计算径流值与实测值相比,合格率达到90%。     

基于RUSLE的蔗区小流域土壤侵蚀特征研究

[目的] 探讨广西壮族自治区典型赤红壤集约化蔗区小流域的土壤侵蚀状况,以及土壤侵蚀强度与不同坡度、土地利用类型的关系,为广西集约化蔗区小流域防治土壤侵蚀提供科学参考。[方法] 在GIS空间分析技术支持下,利用修正的通用土壤流失方程（revised universal soil loss equation,RUSLE）对其进行定量估算。[结果] ①那辣小流域坡度在0°~35°之间,坡耕地（甘蔗）、林地（桉树）分别占土地利用总面积的82.85%,10.99%,道路和沟渠共占6.16%。2020年流域平均土壤侵蚀速率为22.97 t/（hm²·a）,属轻度侵蚀水平,是水利部规定的南方红壤丘陵区土壤允许流失量5 t/（hm²·a）的4.6倍;②流域土壤侵蚀主要发生在5°~25°的坡度范围内,是预防和治理水土流失的重点区域;③不同土地利用类型中,平均侵蚀速率最大的是林地（桉树）,为53.59 t/（hm²·a）,分别是坡耕地（甘蔗）、道路、沟渠的2.84,2.12,27.91倍。[结论] 应用RUSLE模型通过借助软件输入相关参数和处理数据,即可估算出蔗区土壤侵蚀及不同坡度、土地利用类型的土壤侵蚀强度分布特征,应合理规划并利用管理好流域的坡耕地（甘蔗）、林地（桉树）、道路等土地利用类型,采取具有针对性的、有效的水土保持措施。     

水土保持措施对径流泥沙及养分流失的影响

以北京市门头沟区龙凤岭水土保持科技示范园为研究对象,对2005—2009年汛期(5—11月)径流小区的径流量、侵蚀产沙量及养分流失量进行了分析。结果是:同为10 m坡长的径流小区,其径流量和养分流失量从大到小依次为裸地、坡耕地和石坎梯田,产沙量最大的是裸地,其次是石坎梯田,最小的是坡耕地;与裸地小区相比,10 m坡长的水土保持措施小区可减少全氮流失量50.5%~91.4%、减少全磷流失量31.8%~75.8%;20 m坡长裸地径流小区的径流量、泥沙量和养分流失量均明显大于鱼鳞坑,鱼鳞坑小区可减少径流量68.4%~83.0%、减少产沙量71.1%~82.7%、减少全氮流失量64.4%~74.9%、减少全磷流失量40.6%~87.3%。说明水土保持措施具有良好的保持水土和减少养分流失的作用。     

云南坡耕地红壤地表径流氮磷流失特征定位监测

选取南方典型坡耕地红壤为试验区,采用田间小区试验方法,在自然降雨条件下,于2008—2010年连续3 a对不同农业管理方式下地表径流及氮磷流失特征进行田间实地监测。结果表明,试验区域干湿季极其分明,3 a平均降雨量为838.6 mm,主要集中在5月到10月,坡耕地红壤地表径流、养分流失时间、流失量与降雨量之间具有显著的相关性,在常规施肥处理下径流量和氮磷流失量之间呈极其显著的指数相关性,相关系数分别为R=0.897 4＊＊和R=0.529 7＊＊。坡耕地红壤地表径流量、径流系数及氮磷流失量变化规律一致,不施肥条件下,总氮、总磷流失量最大,优化施肥、揭膜、横坡垄作及秸秆覆盖等农艺措施能降低氮、磷流失量,尤其是横坡垄作种植,相对于顺坡垄作氮、磷流失总量降低了2/3左右。不同处理之间径流中各种形态氮磷含量无显著差异,说明不同农业措施主要通过地表径流流失量而影响坡耕地地表径流氮磷流失量的多少。坡耕地红壤地表径流氮磷流失以颗粒态为主,TDN占TN比例年均为24.58%,TDP占TP的比例年均为7%,TN流失量是TP的3倍左右;优化施肥和揭膜条件下可溶性氮磷所占比例增加,横坡垄作和秸秆覆盖条件下降低。在可溶性氮素中,NO3-N、NH3-N占TN的比例年均分别为8.41%、12.65%,但是2009、2010年NH3-N均小于NO3-N。因此,关于坡耕地地表径流不同流失氮素形态的影响因素较多,目前研究结果不确定,且年际之间差异较大,尚需要进一步研究。     

玉米成熟期黄壤坡耕地径流及其氮素流失特征研究

以顺坡垄作、平作、横坡垄作坡面为研究对象,研究自然降雨条件下,黄壤坡耕地地表径流、壤中流及其氮素流失特征,以期为研究区氮素流失预测和有效防控提供科学依据。结果表明:自然降雨条件下,玉米成熟期平均地表径流量分别为0—20,20—40cm壤中流量的7.96,8.22倍。不同耕作措施间地表径流量和氮素流失量差异显著,地表径流量和氮素流失量均表现为顺坡垄作平作横坡垄作,顺坡垄作坡面地表径流量分别是平作和横坡垄作的1.20,2.07倍,顺坡垄作坡面氮素流失量分别是平作和横坡垄作的1.35,2.06倍。在0—20,20—40cm壤中流中横坡垄作径流量和氮素流失量则明显高于其他耕作措施坡面,在0—20cm壤中流中横坡垄作氮素流失量分别是顺坡垄作和平作的2.45,1.90倍;在20—40cm壤中流中横坡垄作氮素流失量分别是顺坡垄作和平作的2.34,1.79倍。地表径流为氮素流失的主要途径,可溶态氮为氮素流失的主要形式,占总氮流失量的63.84%～72.61%;硝态氮是坡耕地无机氮流失的主要成分,占总氮流失量的16.47%～59.17%。氮素流失量与径流量和降雨量均呈显著线性正相关关系。研究区自然降雨条件下,横坡垄作能有效减少氮素流失,合理的耕作措施有助于防治研究区水土资源和氮素流失。     

太湖地区水稻土优势反硝化细菌的数量、组成与酶活性

本研究结果表明太湖地区主要水稻土中反硝化细菌常在百万/克干土以上,占细菌总数的50—80%。同一类型土壤中,肥力高者含菌数多于肥力低者。各类土壤中反硝化细菌数与细菌总数呈显著正相关。其优势种中,以巨大芽孢杆菌、荧光假单胞菌和施氏假单胞菌等出现的机率最高,占反硝化细菌的10—50%;地衣芽孢杆菌及坚强芽孢杆菌等出现的机率较少。具有使NO₃^-还原为N₂O的菌株和使N₂O还原为N₂的菌株,分别占供试菌株的67%和56%;使¹⁵NO₃^-异化还原为¹⁵NH₄⁺的菌株占供试菌株的92%,其中以蜡质芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的这种能力特别强。     

中国东北漫川漫岗典型黑土区沟道侵蚀特征

[目的] 通过对450 km²黑土区进行实测调查,旨在评估研究区沟道侵蚀现状。[方法] 选取沟道侵蚀严重的450 km²的漫川漫岗黑土区为调查区域,首先在谷歌卫星影像上进行侵蚀沟识别和定位,再对侵蚀沟立体形态进行实地测量。[结果] ①研究区土地利用以耕地为主,耕地、建设用地、林地、草地分别占研究区总面积的85%,8%,6%,1%。②研究区坡耕地占86%,坡度0.25°~3.0°占64%,大于5°的占12%。③共有侵蚀沟1 049条,其中耕地中侵蚀沟577条,占总侵蚀沟条数的55%;沟壑密度1.2 km/km²,按沟壑密度衡量沟蚀强度为中度;沟壑面积比例为2.89%,以此界定沟蚀强度为剧烈。④研究区侵蚀沟平均长度、宽度、深度和面积分别为996,13.1,2.7 m和2.4 hm²。[结论] 漫川漫岗黑土区沟道侵蚀严重,主要危害坡耕地,但侵蚀沟相对较小,易于治理。     

地表覆盖对紫色土坡耕地壤中流流动和硝态氮运移过程的影响

针对不同坡度下的表土结皮和稻草覆盖两种地表状况下的紫色土坡耕地,构建养分淋失的三维对流—弥散模型,数值模拟坡耕地中水分和硝态氮浓度的时空分布,研究不同地表覆盖对紫色土坡耕地壤中流流动和硝态氮运移过程的影响。结果表明:表土结皮通过减少水分入渗使壤中流流量与稳定强度降低,硝态氮随壤中流流失量减少,而稻草覆盖下的情况正好相反;在降雨强度为30mm/h、降雨历时为3h,坡度分别为5°,10°,15°,20°和25°的情况下,结皮使壤中流流量降低34.8%～43.0%,硝态氮随壤中流流失量减少8.6%～34.4%,而稻草覆盖下壤中流出流量增加8.6%～12.6%,硝态氮随壤中流流失量增加8.6%～15.4%。对于紫色土坡耕地,在采用稻草覆盖增加入渗的情况下,应采取相应的措施保水保肥。     

坡耕地黑土有机碳和全氮的迁移与累积平衡

本文利用137CS示踪技术计算东北黑土坡耕地土壤再分布速率,结合表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量动态,探索典型漫岗坡地SOC和TN流失量的空间分布特征,据此计算研究区近50年来SOC和TN迁移、累积平衡。研究结果表明:研究区土壤再分布速率介于-24.61~33.56 T/HM2/A,绝大部分地区处于中度和轻度侵蚀状态,约占研究区总面积的83.66%,沉积面积占总面积的15.62%。SOC和TN的流失量与土壤再分布速率相一致,坡肩部位SOC和TN流失量最大,侵蚀损失率分别为407.57 KG/HM2/A和39.94 KG/HM2/A;其次为坡背和坡顶,平均流失量分别为244.2 KG/HM2/A和17.93 KG/HM2/A;坡脚和坡趾表现为累积,平均累积量分别为-207.2 KG/HM2/A和-20.56 KG/HM2/A。整个研究区SOC和TN的相对流失量>50%的面积分别占10.45%和11.21%。整个研究区48年来土壤净迁移泥沙量为45.54 T/A,其中,SOC流失量为612.62 KG/A,TN流失量为47.20 KG/A。考虑迁移泥沙对土壤有机质的富集作用,迁移损失的SOC和TN量比原计算值高52%。     

渭河源区坡耕地时空变化及其土壤保持效应

[目的] 分析渭河源区不同等级坡耕地的时空变化,揭示不同坡耕地类型的土壤保持效应,探讨退耕还林还草工程对渭河源区坡耕地及土壤保持的影响,为完善不同坡耕地资源合理规划利用提供科学依据。[方法] 利用1990,2000,2010和2020年4期渭河源区土地利用和地形数据,通过叠加分析、耕地动态度、土地利用转移矩阵和中国土壤流失方程等方法进行分析。[结果] ①1990—2020年耕地呈先缓慢增加后急剧减少再缓慢减少的趋势,面积净减少321.03 km²,其中陡坡耕地和缓坡耕地是耕地变化主要类型。②近30 a来,耕地的时空变化主要表现为1990—2000年耕地少量转入,主要分布在漳县和岷县;随着退耕还林还草工程的实施,有279.80 km²的坡耕地转变为林草地,其中耕地转换为草地主要分布在通渭和陇西县,而耕地转换为林地主要分布在陇西和岷县。③1990—2000年渭河源区林草地开垦导致土壤保持量减少5.52×10⁴ t,而2000—2020年退耕还林还草导致土壤保持量增加2.21×10⁶ t,其中大于15°的坡耕地的转变对土壤保持量变化影响更大。[结论] 渭河源区退耕还林还草工程成效显著,其中2000—2010年陡坡耕地的退耕面积最大,陡坡耕地退耕地土壤保持总体效应最大,但峭坡耕地退耕地单位效应最大。峭坡耕地仍有较大退耕空间,依旧是新一轮退耕任务的主要目标。     

花岗岩地区坡耕地径流泥沙观测试验研究

本文总结分析了三年来对花岗岩地区坡耕地径流泥沙的观测试验资料, 得出以下结论: 1.荒坡地的泥沙流失量大于作物地; 2.作物地覆盖度低于30%以下则比荒坡地的泥沙流失量要大; 3.大于25°的坡耕地, 头两年产量虽然较好, 但第3年以后产量大幅度下降, 并造成大量的泥沙流失, 故种多年生植物为佳。 同时通过试验研究表明: 在花岗岩地区, 泥沙流失量多数来源于坡耕地。 因此搞好坡耕地的综合治理, 是防治水土流失提高单位面积产量的关键措施。     

降雨强度和坡度对黑土坡耕地团聚体流失特征的影响

为量化雨强和坡度对团聚体流失特征的影响,以黑土坡耕地表层土壤(0—10 cm)为研究对象,采用室内模拟降雨的研究方法,对比了不同雨强(78,127 mm/h)及坡度(2°,4°,6°)下团聚体流失特征,并计算了雨强和坡度对团聚体流失量的贡献率。结果表明：(1)相同雨强条件下,团聚体流失总量随坡度的增加显著增加0.70～1.42倍;相同坡度条件下团聚体流失总量随雨强的增加在坡度4°和6°时分别显著增加1.94,2.41倍。雨强是团聚体流失总量的主要影响因子,贡献率为52.44%;(2)随坡度增加,流失团聚体MWD显著减少,D值仅在雨强78 mm/h时显著增加;随雨强增加流失团聚体MWD,D无显著差异;(3)随坡度增加,粒径5～1,1～0.25,0.25～0.053 mm团聚体流失量呈先增加后减少的趋势,粒径<0.053 mm团聚体流失量显著增加。随雨强的增加,小粒径团聚体流失量呈增加趋势,大粒径团聚体流失量仅在高坡度条件下明显增加;(4)雨强是粒径1～0.25,0.25～0.053,<0.053 mm团聚体流失量的主要影响因素,贡献率为27.42%～47.09%;坡度是粒径5...     

汉江水源区自然降雨过程下坡地壤中流对硝态氮流失的影响

壤中流是土石山区降雨径流的重要组成部分,也是养分流失的重要途径。通过对陕西省石泉县后沟小流域2011年汛期3场自然降雨过程条件下玉米和辣椒径流小区壤中流过程对硝态氮(NO3--N)迁移流失影响研究,结果表明,在3场典型自然降雨过程中,2个径流小区内产生的壤中流量占总径流量的比例均大于74.3%;而且大雨强短历时降雨过程下壤中流的流量较小,小雨强长历时的降雨过程容易形成壤中流流量较大;作物的前期和中后期生长阶段的壤中流占总径流量比例是作物收获和土地空置阶段壤中流比例的1.14～1.35倍。在3场自然降雨过程中,由壤中流携带的硝态氮流失量占径流小区硝态氮流失量的87.81%～98.99%,表明壤中流是坡耕地NO3--N的流失的最重要载体。因此,加强壤中流管理对于汉江水源区坡耕地面源污染控制管理和南水北调中线工程引水水质安全有重要的参考意义。     

湖北省三峡库区不同种植模式下农田地表径流氮磷流失特征

为了识别湖北省三峡库区氮磷流失的高风险种植模式和高风险区,以种植模式为单元研究区域农田地表径流氮磷流失特征,采用流失系数法,分析了湖北省三峡库区4个县(区)18种主要种植模式农田地表径流途径土壤本底、肥料氮磷流失情况。结果表明:库区农田氮磷流失量分别为2 035.0 t和213.2 t,其中夷陵区最高,分别占库区总量的53.8%和50.5%,该区氮磷流失强度也最高。当季施肥造成的氮磷流失量分别占农田流失总量29.6%和26.3%。18种模式中,平地-露地蔬菜和平地-园地是氮流失量最大的两种种植模式,占库区农田总流失量53.2%;平地-露地蔬菜是磷流失量最大的种植模式,占库区农田总流失量的43.3%。平地、缓坡地、陡坡地三类坡度农田中,平地农业集约程度高,氮磷流失量最高,分别占库区氮磷流失量56.1%和57.1%,缓坡地次之,陡坡地的种植强度低,氮磷流失量最低。几种土地利用方式中,平原旱地利用方式氮磷流失量分别占库区氮磷流失量的38.5%和48.5%,流失强度为17.1、2.3 kg·hm~(-2),远高于园地、坡耕地、水田。研究表明,夷陵区是氮磷流失高风险区,平地-露地蔬菜和平地-园地是氮磷流失的高风险种植模式。     

广西石灰岩地区水土流失及其治理措施的探讨

广西石灰岩分布较广,喀斯特现象发育,山多石头多,土地零散坡地多,成土缓慢,土层薄。石灰岩地区土壤允许流失量仅为68t/(km²·a),而现在该区土壤流失量一般为100～200t/(k²m·a),大大超过允许流失量。作者针对广西实际情况提出并论述了:1.造林绿化;2.封育恢复植被;3.修筑石坎梯田;4.增施肥料,深翻改土;5.建立生态目标责任制等水土保持措施。     

基于InVEST模型的黄土丘陵沟壑区退耕还林还草工程对生态系统碳储量的影响评估

[目的] 定量评估退耕还林还草工程对黄土丘陵沟壑区生态系统碳储量的影响,为区域生态建设提供理论基础。[方法] 采用GIS空间分析法与InVEST模型相结合,研究2000—2020年黄土丘陵沟壑区土地利用及碳储量变化。[结果] ①研究区2000—2020年耕地转为林、草地面积分别占耕地转出量的20.75%,86.56%,区域林、草地覆盖率增加了1.76%; ②退耕还林工程显著提升了黄土丘陵沟壑区碳汇功能,碳储量由2000年的8.22×10⁸ t增长至2020年的8.26×10⁸ t,2010年碳储量达到峰值,为8.35×10⁸ t; ③研究区净增加碳储量远远抵消了碳流失量,其中还林还草的碳储量贡献率最大,分别是38.82%,22.58%。[结论] 实施退耕还林还草工程对区域生态系统碳储量具有显著的正面作用,林、草地建设均可增强生态系统碳储存服务。未来研究应重点关注生态修复工程的碳汇贡献,科学管理林、草植被,提高区域生态系统服务功能。