黄土区切沟治理水土保持效益的研究

为研究黄土区切沟治理效益 ,在山西吉县进行大量的调查研究 .研究表明 :治理切沟的防洪减沙效益十分明显 ,降雨量为 70 .4mm ,30min最大雨强 0 .92mm min .未治理切沟土壤侵蚀量达 2 389t km2 ,而治理切沟水沙尚未出沟 .同时对治理切沟不同部位的不同林分土壤含水量、土壤理化性质等进行了研究 ,发现切沟内塌积土上林木生长、理化性质均优于其它地形部位     

山西吉县黄土区切沟分类的研究

该文对黄土区土壤侵蚀最为严重的切沟进行研究 .通过实地调查及建立观测设施 ,分析得出黄土区沟道的泥沙主要来自切沟 ,采用聚类分析方法对切沟进行分类 ,切沟内塌积土的数量是分类的主要依据之一 ,也是沟道治理进行造林的关键 .     

合同沟小流域淤地坝建设水土保持效益研究

通过对黄土丘陵沟壑区合同沟小流域水土保持淤地坝观测,分析了小流域淤地坝拦沙量和坝地增产效益。结果表明:5 a间,由于沟道条件差异、降雨时空分布不均造成淤地坝拦沙量差异明显,表现为大幅度减小后小幅度增加的趋势;坝地的平均增产效益为梯田的38.48%,坡耕地的82.24%,研究结果可为小流域淤地坝建设和水土保持规划提供科学依据。     

黄河中游中等流域切沟空间分异规律研究

水土流失综合治理是黄河中游地区在高质量发展中面临的重要挑战,其中切沟侵蚀是产沙量最大的土壤侵蚀类型之一,严重破坏耕地土壤肥力,对农业生产危害极大。本研究针对黄土高原中等流域切沟空间分布问题,以陕北岔巴沟流域为例,基于2020年高分辨率无人机影像,选取32个小流域,结合野外实测,对切沟空间分布规律进行研究。结果表明：岔巴沟流域中游切沟最多,切沟长度密度主要集中在7～11 km·km^-2,切沟长度主要在50 m以内,切沟面积主要在500 m²以内;古代沟谷长度密度与切沟长度密度无显著相关性;切沟密度与坡面坡度、流域坡度、流域坡长等呈显著正相关,与正负地形面积比和流域海拔呈显著负相关,切沟在阴坡的分布密度略大于阳坡。研究结果可明确黄土高原中等流域尺度切沟形态特征及其分布规律,为切沟侵蚀治理及耕地保护提供理论依据。     

亚热带岩质海岸不同类型植被的水土保持效益

通过设立径流小区和多元回归分析等方法, 对亚热带岩质海岸不同植被类型的水土保持效益进行了对比研究。结果表明: 由于林木处于幼龄阶段, 不同植被类型的地表径流量削减率较小, 平均比对照降低9-05 % ; 侵蚀模数比对照平均削减39-29 % 。不同植被类型下的土壤含水率比对照提高17-94 % ; 土壤含水率除了与植被类型有关外, 还与土壤物理特性有较密切的关系; 影响土壤含水率的土壤物理因子主要为土壤容重, 其次为非毛管孔隙度与总孔隙度之比和非毛管孔隙度。影响土壤含水率的主要气象因子为平均气温和降水量。土壤物理特性对地表径流量的影响大于对侵蚀模数的影响。表4 参12     

陕北黄土区不同森林类型水土保持效益的研究

本文对９个森林类型的径流、泥沙、覆盖度、地被物观测分析表明：不同类型森林的水土保持效益以柠条、刺槐成林最好;沙棘、刺槐从幼林到成林次之;柠条、沙棘×油松、沙棘×杨树从幼林到成林减沙的效益较差。森林的水土保持有效覆盖度为６０％以上。林下活地被物对减少泥沙的作用显著,林地枯落物层对涵养水源、改善土壤物理性质有特殊作用。     

典型黑土区地形与垄作特征对切沟发育的影响

【目的 】明确黑土区坡耕地切沟分级特征,明晰地形条件与耕作垄向对切沟发育的影响,揭示自然条件与人类耕作扰动下切沟侵蚀发育机理,为切沟侵蚀精准防控与黑土地保护利用提供关键科学支撑。【方法 】文章以典型黑土区坡耕地为研究区,基于2018年高分一号遥感影像数据和地形数据,采用目视解译结合野外详查的方法,获取研究区切沟长度、坡度、垄向角、垄作坡长、垄作坡度等指标,结合地貌学水系分级原理划分切沟等级,并分析人为垄作因素与自然因素对切沟发育的影响。【结果 】（1）研究区发育的234条切沟可分为4个等级,其中1级切沟数量最多,沟长随着切沟等级提升而呈增加趋势;（2）斜垄耕作占比最多、横垄（80～100°）次之,1级沟主要分布在横垄耕作（38%）,0～300 m垄长（81%）和0～2°垄作坡度范围内（48%）;(3)切沟数量随着海拔的增加出现先增加后减小的趋势,在海拔210～220 m切沟最多,随着海拔的增加,垄作坡长和垄向角呈增大趋势,而垄作坡度呈现减小趋势;（4）切沟数量在坡度2～4°最多,随着切沟坡度的增加,垄向坡长和垄向角度减小,垄作坡度增大。【结论 】分析黑土区切沟分级特征、空间分布及其影响...     

草地破土切根刀具的刃口曲线设计与优化

为降低退化草地切根改良机械的作业功耗,根据草地切根作业的要求,按照滑切角的变化规律,设计了基于对数螺线、阿基米德螺线、正弦指数曲线、偏心圆弧线的4类16种刀具刃口曲线。通过土槽试验,测得不同种类刃口曲线刀具与土壤作用的牵引力和扭矩,计算得到比功耗大小;拟合不同种类曲线的参数与比功耗的关系,以比功耗最小为目标,优化得到不同种类曲线的最优参数组合,再比较4类刃口曲线最优参数组合下的最小比功耗大小,得到最优的刀具刃口曲线。优化结果表明,初始静态滑切角为40°,静态滑切角的增量与极角的比例系数为-0.1时对应的正弦指数曲线切根比功耗最小,为3 345kJ/m3,是试验条件下的切根最优刃口曲线。     

探墒沟垄种植对土壤水分与春玉米生长发育及产量的影响

为了探索探墒沟垄种植方式在山西中部旱区的应用效果,以旋耕为对照,研究了免耕、探墒浅沟垄种植和探墒深沟垄种植对土壤含水量动态变化、玉米出苗率、农艺性状以及产量的影响。结果表明,玉米生长不同时期2种探墒沟垄种植土壤含水量均较免耕和旋耕高,旋耕土壤含水量最低;探墒深沟垄种植玉米出苗率最好,比旋耕种植出苗率平均提高15.7百分点,玉米株高、茎粗、叶面积和穗位高均有明显提高,有助于生长中后期干物质积累,提高产量。探墒沟垄种植是山西省中部旱地一种比较适宜的御旱抗逆种植方法。     

延安丘陵沟壑区果园土壤储水量动态研究

果园土壤储水量是果园高产的限制因素之一。为了提高土壤水分利用效率,实现果园高产稳产,从2001~2005年连续4年对延安飞马河流域果园土壤水分进行了监测,采用时间序列小趋势分析法研究了果园土壤储水量的动态变化规律。结果表明,果园土壤储水量趋势项在2002~2005年分别为304.9,301.2,346.3和275.7 mm,受降水量影响呈周期性波动变化,具有一定滞后性;土壤储水量变化季节项变化周期为12个月,年变化表现为1~5月呈现持续降低趋势,6~8月受降水量补给的影响呈现一定的波动,9~12月土壤储水量逐渐升高;根据各层土壤储水量的变化幅度,0~40 cm为速变层,40~100 cm为活跃层,100~200 cm为缓变层,200~300 cm为相对稳定层,300cm以下为稳定层。果园土壤储水量实测值与模拟值吻合较好,说明采用时间序列可较好地对土壤储水量进行模拟,在土壤剖面上表现为,连续干旱导致表层土壤储水量降低较大,深层土壤储水量也呈现降低趋势。     

渭北黄土高原沟壑区土地整治中新增耕地土壤养分现状分析

【目的】以渭北黄土高原沟壑区为例,研究土地整治中新增耕地的土壤养分特征,为判别新增耕地能否实现可持续利用提供参考。【方法】以位于渭北黄土高原沟壑区的白水、蒲城和富平3县新增耕地为研究对象,每20 ha新增耕地作为一个采样单元,采集0~30 cm耕层土壤,共采集土样30个,测定土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量及土样质地等指标,分析土壤养分状况。【结果】渭北黄土高原沟壑区新增耕地土壤质地均为粉壤土,有机质、全氮、有效磷及速效钾平均含量分别为16.69 g/kg、0.67 g/kg、15.79 mg/kg和173.28 mg/kg;有机质和速效钾含量表现为白水县>富平县>蒲城县;全氮含量表现为蒲城县>白水县=富平县;有效磷含量表现为白水县>蒲城县>富平县。相关性分析结果表明,土壤有机质含量与全氮含量呈显著正相关(P<0.05),与有效磷、速效钾含量呈极显著正相关(P<0.01,下同);有效磷含量与速效钾含量呈极显著正相关。除全氮外,其他土壤养分含量与砂粒含量呈正相关,与黏粒和粉粒含量呈负相关。参照黄土高原养分分级指标对渭北黄土高原沟壑区新增耕地的土壤养分进行分级评价,土壤有机质含量整体处于中等水平,全氮含量较低,有效磷和速效钾含量较高。【结论】渭北黄土高原沟壑区不同采样县新增耕地土壤养分存在地区差异性。土壤有机质含量对土壤养分含量影响较大。     

黄土高原沟壑区林草景观界面土壤养分、水分和微生物的研究

对黄土高原沟壑区林草景观界面(包括林地、草地和林-草界面3种生态系统)土壤的养分(有机质、氮、磷、钾和pH)含量、水分含量和微生物(细菌、真菌和放线菌)数量进行测定,分析比较了其养分、水分和微生物分布特征。结果表明,林草景观界面3种生态系统土壤养分分布不平衡,有机质、全氮、水解氮和速效钾在0～40 cm土层的平均含量为林地>草地>林-草界面;全磷平均含量为林地>林-草界面>草地;速效磷平均含量为草地>林地>林-草界面;全钾平均含量和pH为林-草界面>草地>林地;各种养分含量在各生态系统土壤剖面中有明显的层次性,表层0～20 cm土层的养分含量基本上高于20～40 cm土层;不同土层的土壤水分在水平方向上,随着水平距离梯度的变化表现出上升或下降的趋势,草地和林地内水分变化不显著,而在林-草界面内不同距离梯度上的含水量变化极显著;随着土层深度的增加,土壤平均含水量在草地区逐渐升高,在刺槐林地中呈逐渐降低趋势,而在林-草界面区域则表现为先降低后升高的趋势;林草景观界面下土壤中各种微生物数量存在明显差异,在总体数量上均以细菌为主,占微生物总量的98%以上,微生物总数量为林-草界面>草地>刺槐林地;微生物数量的垂直动态明显,林-草界面和草地0～20 cm土层数量较20～40 cm土层显著增多,而林地0～20 cm土层微生物数量少于20～40 cm土层。     

黑土坡耕地水保措施下土壤水分时空变异分析

利用经典统计学和地统计学对黑土坡耕地水保措施下土壤水分含量的时空变异规律进行研究,结果表明,黑土坡耕地土壤水分呈现中等强度的空间异质性,水土流失对土壤含水量的影响可达2 km,采取水保措施可逐渐减弱其空间异质性,对土壤水分的影响可缩短到100 m以内。不同水保措施对减弱土壤水分空间变异程度表现不同,其中梯田和地埂植物带最为显著。合理使用人工水保措施是黑土坡耕地高效管理的重要措施。     

放牧强度对黄土丘陵沟壑区生物土壤结皮分布格局的影响

【目的】明确放牧强度对生物土壤结皮（生物结皮）分布格局的影响。【方法】以黄土丘陵沟壑区4个典型的退耕还林（草）县（市）的退耕草地为对象,以单位面积羊粪球数(羊粪球密度)表征放牧强度,将放牧强度划分为轻度（羊粪球数0~10个/m²）、中度（羊粪球数＞10~20个/m²）、重度（羊粪球数＞20个/m²）3个强度,分别记作G1、G2、G3,以退耕封禁草地为对照(G0),基于景观生态学方法,通过拍照和GIS图像处理,采用景观格局指数定量分析了生物结皮分布格局的变化。【结果】放牧影响退耕草地生物结皮的盖度及组成,其中G2和G3处理藓结皮盖度显著低于G0和G1处理;藻结皮盖度随放牧强度的增加呈增大趋势,地衣结皮盖度无显著变化。放牧降低了生物结皮厚度,其中G3处理生物结皮厚度显著低于G0和G1处理。随着放牧强度的增加,藻生物量呈增大趋势,但各处理间差异不显著;而藓生物量呈降低趋势。与G0处理相比,放牧显著降低了生物结皮斑块的连结度,而增加了分离度,其中G3处理斑块连结度显著降低,而分离度显著增加。随着放牧强度的增加,生物结皮斑块密度变化不显著,斑块盖度、斑块连结度降低,而景观形状指数、分离度增加。放牧强度与生物结皮斑块盖度、斑块连结度、斑块分离度之间显著相关,拟合结果显示均呈二次函数关系。【结论】中度和重度放牧强度（羊粪球数>10个/m²）导致生物结皮斑块破碎化及退化。     

黄土丘陵区柳枝稷生物量与土壤水分的动力学研究

通过在黄土高原半干旱地区种植柳枝稷,构建生物量与土壤水分的动力学关系模型。结果表明：在年降水量大于328mm的安塞地区,柳枝稷生长稳定;当年降水量少于328mm,柳枝稷收获（降水量580mm）每年超过1．4次,柳枝稷会衰败。当植被与土壤水分的相互作用较强时,植被会衰败,因此引种时必须选择与土壤水分作用相对较弱的植物。模型两个稳定状态共存表明,气候改变（干旱）或人类活动（放牧）对植被将产生不可逆的影响。     

黄土高原沟壑区不同植被恢复模式对土壤生物学特性的影响

【目的】了解不同植被恢复模式对土壤生物学特性的影响,为科学评价退耕还林的生态效应提供依据。【方法】以黄土高原沟壑区陕西千阳县冉家沟流域为研究对象,选择农地(小麦地)为对照,分析侧柏天然次生林、不同林龄(5,20,30年)刺槐人工林、桃树林、荆条灌丛和苜蓿草地等不同植被恢复模式下,土壤理化性质、微生物量及酶活性的特征。【结果】在不同的植被恢复模式下,土壤理化性质均较农地得到改善;微生物量碳、氮、磷基本较农地显著增加,增幅分别为254.78%~35.72%,112.67%~6.8%和115.03~5.3%;过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性均比农地增强,增幅分别为95.84%~18.94%,119.51%~20.36%,229%~20%和250%~73%。土壤生物学特性的改变进一步促进了土壤性状的改善。相关分析结果显示,微生物量碳及氮、土壤酶活性与土壤有机质、全氮多呈极显著正相关。【结论】不同植被恢复模式对土壤微生物量和酶活性的影响不同,但均较农地有很大改善和提高,其中尤以刺槐林的生态效应最为明显。     

黑龙江省低山丘陵区水保措施减蚀效应研究

黑龙江省低山丘陵区土壤贫瘠,农业生产活动剧烈,加之降雨多以夏季暴雨为主,造成了该地区严重的土壤侵蚀现象。文章通过对宾县三岔河小流域7个试验小区径流和产沙观测资料的分析,总结得出不同水保措施下的水土保持效益,为合理安排耕作方式提供参考。