土地利用方式对红壤坡地雨水利用和水量平衡的影响研究

通过红壤坡地5种典型土地利用方式的长期定位观测研究,剖析了不同利用方式对雨水利用和水量平衡的影响.(1)荒草区常年水分消耗稳定茶园区和恢复区对土壤深层贮水利用能力强,表明不同的土地利用类型对土壤水分利用特征随季节和深度不同而不同;(2)土壤蒸散是各区100 cm耕作层中水量平衡最主要的支出项(83%以上),农作区蒸散量最小,地表径流量最大,恢复区则相反;(3)从减少水土流失和提高水分利用率两者结合考虑,构建农林复合系统以及间作、套作、撩壕等耕作方式为红壤坡地最优的雨水资源利用模式.     

不同利用方式下红壤坡地土壤水分时空动态变化规律研究

利用连续3年土壤水分定位观测数据，研究了红壤坡地不同利用方式下土壤水分的时空动态变化规律。结果表明：土壤水分时空动态变化主要受降雨和植被类型的影响。土壤水分季节变化分为相对稳定期、消耗期和补给期三个时段；土壤剖面（0～90cm）水分含量从表层到深层表现为增长型，依据2003年土壤水分标准差和变异系数。将土壤剖面划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层3个层次；土壤剖面水分变异系数随降雨量和土层深度的增加而减小，随植被根系的增长而变大。平水年，深根系区与浅根系区土壤水分变化差异表现在30cm深度以下，而丰水年其差异主要表现在土壤表层（0～30cm）；无论平水年还是丰水年，深根系区土壤水分变幅均比浅根系区大。     

不同土地利用方式对红壤坡地水土流失的影响

以红壤坡地长期定位试验(1998-2011年)为研究对象,研究自然林、草地、农作、油茶林和湿地松5种土地利用方式对坡地径流量和泥沙流失量的影响,以及不同坡地径流量和泥沙流失量的变化趋势。结果表明:观测年限内5种土地利用方式的产流量大小顺序为农作区>油茶林区>湿地松区>草地区>自然林区,年均产流量分别为287.4,124.7,85.7,51.2,21.3m3/hm2。泥沙流失量大小顺序为农作区>湿地松区>油茶林区>草地区>自然林区,年均产沙量分别为117.7,16.7,15.3,6.9,5.4kg/hm2。5种红壤坡地利用方式年际径流量都呈现下降趋势,农作区下降幅度最大(年均33.8m3/hm2),自然林、草地利用方式下降幅度平缓。农作区的泥沙流失量与径流量的规律并不一致,年际间波动较大,自然林、草地、油茶林和湿地松4种方式在试验后期(2001-2011年)年泥沙流失量较小,稳定保持在0～50kg/hm2。从水土保持角度出发,红壤坡地采用油茶林和湿地松利用方式,短期内(5年)水土流失就可降低到较稳定阶段;采用自然植被恢复或者草地利用方式,1～2年内水土流失量就降低到较低水平;农作区径流量虽然随着试验年限的延长呈现显著降低趋势,但是泥沙的流失风险较大(年际波动较大),不适宜在坡地耕作。     

红壤坡地不同利用方式土壤侵蚀模型研究

利用土壤侵蚀定位土芯Eu示踪新方法所获得的大量侵蚀及其因子实测数据,建立了红壤坡地不同土地利用方式下土壤侵蚀空间分异和坡面侵蚀预测模型,模型的可操作性强,所需因子数据用常规方法即可获得,因而可用来预测不同土地利用方式下土壤侵蚀的空间分布和坡面侵蚀。     

红壤丘陵坡地不同利用方式的土壤N矿化特征

以坡地不同利用方式定位试验为研究对象,应用间歇淋洗培养方法和计算机模拟模型,求得土壤氮素矿化参数,并探讨了速效氮、氮素矿化势(No)、全氮、有机质组分之间的关系。结果表明,在35℃条件下进行好气培养,一级动力学方程能够很好的拟合试验数据,模拟方程和模拟参数均达到极显著水平。经过8年的不同经营管理,退化利用方式土壤氮的矿化势最低,变动在34.7~39.2mg kg-1之间,旱农利用方式土壤氮矿化势最高,变动在47.8~53.9mg kg-1之间,园地利用方式(落叶果、常绿果、茶园)的土壤氮素矿化势在46.2~49.5 mg kg-1之间;氮素矿化势、土壤全氮、土壤有机质、土壤活性有机质、土壤易氧化有机质之间的相关分析表明,各指标之间均达到显著或极显著正相关,氮素矿化势可以作为红壤丘陵区坡地开发利用过程中土壤供氮强度的指标之一。     

闽北不同土地利用方式土壤蓄水量的研究

采用定位研究和土钻取样技术方法,观测2001~2003年间不同月份的土壤蓄水量数据,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照1m土层内的土壤蓄水量进行动态研究。研究结果表明:4种不同土地利用方式年、月平均土壤蓄水量大小顺序均为木荷林地>杉木林地>封山育林地>对照,且月平均土壤蓄水量变化趋势基本一致,呈明显的"W"模式,每年的1~6月份土壤蓄水量均较高,6月份以后土壤蓄水量处于下降时期,至9月或10月达到年内最小值,而后土壤水分支出处于下降阶段,土壤蓄水量又开始回升。木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照不同层次月平均土壤蓄水量的变化明显不同,对照0~20cm土壤蓄水量变异比木荷林地、杉木林地和封山育林地明显。木荷林地、杉木林地和对照不同层次土壤蓄水量随深度的增加呈逐渐增大趋势,封山育林地在0~60cm深度内呈增加趋势,而在60~100cm深度内则有减小趋势。其不同层次土壤蓄水量的大小顺序均为木荷林地>杉木林地>封山育林地>对照。     

土地利用方式对红壤坡地地表径流氮素流失的影响

为探明长期(1995年开始)不同土地利用方式对红壤坡地径流氮素流失的影响,通过2011年10月-2012年9月连续12个月23次径流水质动态分析,研究自然林、草地、农作、油茶林和湿地松5种坡地利用类型下径流水中氮素迁移特性及其泥沙和植物残体氮的年流失总量。结果表明:(1)径流水中氮素流失量随土地利用方式的不同表现出明显差异,径流水中氮素流失负荷为85.1~655.5g/hm2,大小顺序为农作油茶林湿地松草地自然林。(2)径流中氮素以无机态氮(DIN)为主,其中硝态氮是DIN的主要形态,占全氮的31.5%~54.8%,是铵态氮(NH+4-N)的1.8~5.8倍,可溶性有机氮(DON)含量较低,仅占径流TN的10.1%~17.1%,远小于颗粒态氮(PN)所占全氮比值(21.4%~37.2%)。(3)泥沙和植物残体氮素年流失量分别为37.0~154.2g/hm2和28.1~249.6g/hm2,占各利用方式下氮流失总量的17.0%~77.1%,其中自然恢复林地所占比例最高(77.1%),而其他利用方式泥沙和植物残体氮素年流失量(17.0%~30.3%)远低于通过径流水流失的氮量(69.7%~83.0%)。总体来看,径流量是导致土地利用方式间氮迁移通量产生差异的主要驱动因素。     

不同利用方式红壤坡地土壤水分分配及水肥流失研究

研究了南方红壤坡地三种典型利用方式（休闲荒地、常规农作和茶园）的土壤水分分布特征及水肥流失情况。结果表明：①不同土地利用方式下的土壤水分含量变化与降雨量变化密切相关,土壤水分含量高低顺序为休闲荒地〉茶园〉常规农作。②常规农作产流不稳定,产流量明显高于休闲荒地和茶园,休闲荒地和茶园的产流无差异。③随径流损失的养分以氮素损失为主,养分损失量高低顺序为：常规农作〉茶园〉休闲荒地。从涵养水源、水土保持及经济效益综合考虑,南方红壤坡地利用以茶园利用为宜。     

南方红壤坡地不同利用模式的水土保持及生态效益研究

通过对15°红壤坡地11个利用模式10年土壤侵蚀研究,认为红壤坡地土地利用模式中林作系统水土保持效果优于农作系统。林作系统中水土保持效果以常绿阔叶林最好,次为混交林,毛竹林和针叶林。农作系统中顺坡植物篱种植、等高梯化种植、顺坡水平沟种植水土保持效果较好。研究认为红壤坡地土地利用模式应以林作为主,尽可能发展高效的经济林。而如发展农业种植,则以顺坡植物篱种植模式最佳,次为等高梯化种植模式。     

红壤丘陵地区土地利用的生态学效应

Plant biomass and biodiversity,element accumulation and return,water loss and soil erosion,and changes in soil properties were studied for up to 10 years after conversiton of sparse tree-shrubby grass land into the following four land use patterns:masson pine(Pinus massoniana Lamb.) land,beautiful sweetgum(Liquidambar formosana Hance)land,vegetation reservation aldn,and artificial mowing land.Thie annual biomass production of the masson pine land was 5060kg ha^-1,being 4.9,2.1,and 6.0 times that of the beautiful sweetgum land,the vegetation reservation land,and the artificial mowing land,respectively,Compared with the background values,the number of plant species for the vegetation reservation and increased by 10 species after 10 years of land utilization,while for the masson pine and the beautiful weetgum decreased by 4,and for the artifiucial mowing land by 9.For masson pine land,total amount of N,P,K,Ca,and Mg needed for producing 1000kg dry matter was only 3.5kg,annual element return through litter was 22 kg ha^-1,both of which were much lower than those of the other patterns.Vegetation reservation was an effective measure to conserve soil and water and improve soil fertility in the red soil hilly region.Artificial mowing aroused serous degradation of vegetation and soil.Some measures and suggestions for management and exploitation of the red soil hilly region such masson pine planting,closing hills for afforestation,and stereo-agriculture on one hill are proposed.     

广东省典型土壤类型和土地利用方式对土壤酶活性的影响

通过野外调查与室内分析,研究了广东省韶关红壤、广州赤红壤、雷州砖红壤3个典型地带性土壤分布区4种不同土地利用方式(包括林地、果园、草地和农田)对表层(0~20 cm)土壤几种主要酶活性(过氧化氢酶、纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性)的影响。结果表明,不同土壤类型和不同土地利用方式对土壤酶活性均有一定影响,其中土地利用方式影响更为明显。土壤酶活性多表现为果园和林地较高,农田和草地较低;而土壤过氧化氢酶对土地利用方式和土壤类型的响应均较其它几种酶弱。典范相关分析结果表明,全磷、速效磷、速效氮含量是土壤养分因子中影响土壤酶活性的最重要因素,5种酶中纤维素酶和蛋白酶活性与土壤养分因子关系最大,而土壤酶活性之间也存在着一定的共性关系。     

不同时间尺度反坡台阶红壤坡耕地土壤水分动态变化规律

为研究反坡台阶对红壤坡耕地土壤水分不同时间尺度变化以及土壤干湿变化的影响,在2016—2017年对布设反坡台阶坡耕地和原状坡耕地0～100 cm深度土壤水分状况进行了持续监测,计算了土壤相对含水率和增墒率。结果表明,反坡台阶对土壤水分的增加作用在枯水年更为显著(P0.05)。坡耕地旱季各土层土壤含水率变化相对不明显,基本上呈现出随着土层深度逐渐增加的规律;7月、9月和11月则呈现出明显的S状的规律;坡耕地布设反坡台阶后,各个时段各个土层土壤含水率均有了明显的提高,尤其是在5月土壤补水期和11月土壤失水期对土壤水分的增加效果更加明显。坡耕地土壤逐日含水率变异程度随着土层深度增加而逐渐减小;反坡台阶处理坡耕地和原状坡耕地5、20和40cm处土壤逐日含水率与降雨量呈现极显著的相关关系(P0.01),60cm处土壤逐日含水率与降雨量达显著相关(P0.05),而80、100 cm深度土壤逐日含水率与降雨量之间相关关系不显著。反坡台阶对坡耕地5、20、40、60、80、100 cm处土壤平均增墒率分别达到15.22%、15.25%、16.91%、15.60%、16.50%和16.17%,而其对不同深度土壤增墒率在年内均呈现出不同的变化规律。坡耕地布设反坡台阶,显著增加了土壤含水率,增加了土壤湿润期的持续时间,并且能显著提高坡耕地降雨利用率,这对于解决坡耕地的生态水文型干旱问题,提高山区坡耕地农业生产力具有重要意义。     

中国东南部丘陵红壤地区的土地可持续利用

In the present work,an integrated analysis of natural and socio-economic conditions in the hilly red soil region of southeastern China is made by means of a Geographic Information System.Particular emphasis lies on soil degradation and other adverse ecological and environmental effects of the prevalent and irrational land-use systems of mono-and valley-agriculture in the region.Moreover,taking into account the simultaneous existence of enormous potentials and serious constraints and the high diversity and complexity of the biophysical and socio-economic environments,a set of strategies and countermeasures are also proposed for appropriate management of environmental resources,in terms of maintaining harmony between utilization and coservation of the natural environment,including 1) adjustment of the agricultural structure and optimization of ecological patterns of stereo-agriculture;2) improvement and integrated exploitation of the low-yield lands and wastelands;3) ehabilitation and conservation of soil and water resources;and 4) establishment of production bases of tropical and subtropical cash crops and fruits.     

黄土丘陵沟壑区坡耕地与草地不同配置方式的侵蚀产沙特征

基于黄土丘陵沟壑区安塞实验站小区实验研究,以4种土地利用组合方式,包括全谷子（a）、2／3谷子-1／3柳枝稷（ab）、2／3谷子-1／3撂荒地（ac）、2／3谷子-1／3苜蓿（ad）,探讨坡耕地与草地不同配置方式的侵蚀产沙特征。结果表明：1）产沙量主要集中在降雨比较集中的7、8月份,高降雨量和高降雨强度是影响产沙量的主要因素;2）组合方式ab、ae、ad与a相比,具有不同程度的减沙效应,其中ac的减沙效应最好;3）随着坡度从100、200变化到25°,各土地利用组合方式的产沙量并不是逐渐增大,而是呈现先增大后减少的趋势,但250坡的产沙量依然大于10°坡的产沙量。研究结果可以为土地利用对水土流失的影响评价提供参考。     

红壤坡耕地不同抗旱措施对土壤养分的影响

通过在红壤坡耕地上营建不同抗旱措施,以顺坡耕作为对照,研究梯田、柱孔和坑穴3种抗旱措施对土壤养分的影响。结果表明:坑穴措施对土壤有机质、全氮和全磷的改良效果优于柱孔和梯田,而柱孔对土壤全钾的改良效果最好,与顺坡耕作相比,梯田没有提高土壤的全磷质量分数;坑穴改良碱解氮和速效磷的能力高于柱孔,而速效钾则相反,坡耕地改为梯田形式后,提高了有效磷质量分数,碱解氮和有效钾的质量分数却在降低。     

红壤缓坡花生地不同水土保持措施效果分析

采用径流小区试验,以花生常规种植为对照,研究红壤荒坡花生地花生+草篱、花生+覆盖+草篱、花生+覆盖3种种植措施的水土保持效果.试验从4月份花生种植后开始测定,8月底花生收获结束.结果表明:1)3种种值措施地表径流量均随日降雨量的增大而增大;2)3种种植措施地表径流量、土壤侵蚀量均与对照差异显著(P＜0.01).表明,花...     

南方红壤区不同利用土地产流产沙特征试验研究

研究不同类型降雨下土地利用/覆被对水土流失过程的影响,对于科学指导植被建设和控制水土流失具有重要意义。采用人工模拟降雨的方法,对南方红壤区典型小流域8种不同利用土地的径流、泥沙在不同降雨条件下的流失特征进行了研究。结果表明,不同利用土地的径流和泥沙流失差异明显,且各利用土地的径流和泥沙流失的变化对雨量雨强变化的响应不同;相同降雨条件下径流调控排序为果园>旱平地>油茶>弃土场>水保林>坡耕地>水田>裸地,泥沙调控排序为果园>油茶>旱平地>水田>裸地>水保林>坡耕地>弃土场。因此,具有水土保持措施的果园保水保土最好,而裸地产流最大,坡耕地和弃土场泥沙流失最多,产流和产沙没有完全的对应关系,该研究结果为南方红壤区的水土保持规划与水土流失综合治理提供了基础数据和科学依据。     

丘红壤坡耕地苎麻与花生水土保持效果对比研究

通过径流小区试验,进行了苎麻与花生水土保持效果的对比试验,重点分析降雨量、作物覆盖度、叶面积指数等农艺性状及冠层截留量与地表径流量的关系。试验从4月份作物种植后开始测定,7月底作物收获结束。结果表明,无论是地表拦蓄径流量,还是泥沙侵蚀量,苎麻处理都优于花生处理;与花生处理相比,苎麻处理的冠层截留量提高了22.9%~908.3%(p<0.01),土壤入渗率增加了16.2%~157.7%;红壤坡耕地径流量与降雨量呈显著正相关,与覆盖度和叶面积指数呈显著对数或指数负相关。     

东北黑土区不同土地利用方式下农田土壤微生物多样性

为探究黑龙江省黑土区不同土地利用方式下土壤微生物多样性,该研究主要采用Biolog Eco微平板法,以荒地为对照,研究了黑龙江省中部和西南部黑土区玉米、水稻、大豆及土豆4种不同土地利用方式下土壤微生物多样性的变化。结果表明：1）可培养细菌的数量从大到小依次为土豆、水稻、大豆、玉米、荒地,但群落Shannon-Wiener多样性指数从高到低依次为：荒地（2.18）、玉米（2.11）、土豆（2.00）、水稻（1.73）、大豆（1.49）;2）不同利用方式下黑土区微生物碳源利用程度大致随培养时间的延长而升高,并且氨基酸、糖类以及聚合物类是黑土微生物代谢的最主要碳源;玉米地土壤微生物的Shannon-Wiener指数（3.18）、McIntosh指数（5.96）、丰富度指数（24.89）、及Simpson指数（0.95）比其他土地利用方式土壤微生物的多样性指数高,而水稻田土壤微生物的多样性指数最低,土豆、大豆与荒地土壤微生物的多样性指数间无显著差别;3）不同土地利用方式显著影响了土壤微生物群落碳源代谢多样性,并且对土壤微生物群落代谢特征起分异作用的主要碳源类型为糖类、氨基酸类和羧酸类,其中糖类尤为突出。该研究将有助于了解黑土区土壤微生物多样性与土地利用方式之间的关系,为黑土区农业的可持续发展提供一定的科学依据。