集流梯田工程水土保持效益试验浅析——以黄前流域为例

集流梯田工程是水平梯田和自然坡地沿山坡相间布置的一种水土保持工程措施,较水平梯田更能提高土壤含水率,改善土壤理化性状,针对这一特点,在黄前流域进行集流梯田与水平梯田、坡耕地对比试验,研究与分析结果表明集流梯田具有显著的保持水土和提高作物产量的效果。本试验研究为有效治理水土流失和增加农民收入提供科学依据。     

梯田对赣北第四纪红壤坡地土壤抗蚀性的影响

为研究梯田措施对赣北第四纪红壤坡地土壤抗蚀性的影响,通过江西水土保持生态科技园9年的定位观测资料,对5种梯田措施下的土壤抗蚀性变化进行了分析。结果表明:与对照坡地相比5,种梯田措施均具有提高土壤稳定性和降低土壤分散性的作用;水平梯田配合前埂后沟和梯壁植草技术,更利于改善土壤团聚状况,提高土壤团聚度,降低土壤分散率和侵蚀率。前埂后沟和梯壁植草式水平梯田适宜在红壤坡地推广。     

原州区新修水平梯田水肥变化规律及增产效益研究

对宁夏固原市原州区上滩项目区坡改梯工程实施后新修水平梯田土壤肥力、土壤含水量变化情况及特色作物马铃薯产量进行了监测研究,结果表明:实施坡改梯后,新修水平梯田土壤含水量较坡耕地有所提高,但由于修建过程中土壤理化性质被改变,加之配套的培肥措施跟不上,导致新修水平梯田土壤肥力下降,马铃薯产量较坡耕地有所降低,但经过合理的培肥耕作,3年后土壤肥力有所提高,5年后土壤肥力提高更为显著,马铃薯产量也显著增加。     

沂蒙山区不同水土保持措施下土壤物理性状分析

分析了沂蒙山区九间棚小流域不同水土保持措施对土壤物理性质的影响。测定结果表明,不同措施下,土壤的持水能力和拦蓄地表径流能力均为水土保持林>经济林>封禁状态下草坡>水平梯田,土壤的蓄水能力水土保持林>经济林>水平梯田>封禁状态下草坡。综合来看,水土保持林下土壤拦蓄地表径流能力最强,封禁状态下草坡土壤拦蓄地表径流能力最弱,梯田由于人为耕作翻动土壤提高了土壤拦蓄地表径流的能力,但耕种和长期使用化肥导致土壤板结、毛管孔隙度降低,土壤持水能力较弱。综合比较,水土保持林具有更好的水土保持功能。     

不同水土保持措施对黑土区坡耕地有机质的影响

以无措施坡耕地为对照,研究水保林、水平梯田、地埂植物带3种典型水土保持措施对桓仁浑江流域坡耕地有机质(SOM)变化的影响。共采集土样336个土壤样本进行分析研究。结果表明,采取了3种典型水土保持措施的土壤样品中的有机质含量均显著高于对照。其中,水平梯田和地埂植物带土壤中的有机质较对照分别提高了10.30%和29.50%。3种综合措施(水保林、水平梯田、地埂植物带)协同使用效果更为明显,可使有机质较对照组平均提高31.71%。     

黄土丘陵区水平梯田保水保土效益分析

水平梯田是防止水土流失的一种有效方式。在韭园沟流域的支沟——王茂沟流域分别选取梯田和坡耕地进行土壤采样,测定土壤含水量,结合¹³⁷Cs示踪,对比分析了梯田长期的保水保土效益。结果表明:梯田土壤水分变化分为土壤水分剧变层（0—20 cm）、土壤水分活跃层（20—30 cm）和土壤水分调节层（30 cm以下）;梯田不同深度土壤含水量均表现为内侧（第一级） > 中部 > 外侧（第五级）;坡向对梯田土壤水分的影响并不是十分显著;梯田0—20 cm土壤蓄水量高于坡耕地7.2%;0—40 cm平均土壤蓄水量高出坡耕地1.8 mm;研究流域坡耕地与梯田侵蚀程度分别属于极强度侵蚀和强度侵蚀,梯田平均水土保持效益为53%。建议在该地区修建梯田时,提高梯田的设计标准,对梯田田面、田埂认真维护,实现梯田长期的水土保持效益。     

缓坡水平梯田土壤水分空间变异性

以江苏省扬州市区北部某梯田为例,分析了小于2°的缓坡水平梯田土壤含水率的空间变异特征,并针对缓坡水平梯田土壤含水率由较高田块到较低田块逐渐增加、同一级梯田内由内侧到外侧含水率逐渐减小的分布特征,提出了适合研究该种地形土壤含水率空间分布的有效方法,即趋势辅助克立格法(简记为KTAI)。该方法同时考虑了不同级梯田高程和同级田块内不同部位对土壤含水率的影响,用它对梯田土壤含水率进行插值,估计方差比传统的普通克立格法(简记为OK)大幅度降低,大大提高了估值精度,减轻了野外采样工作量,对于研究梯田土壤水分空间变异性具有重要意义,同时拓展了地质统计学理论在土壤水分空间变异性研究中的应用范围。     

豫西南土坎水平梯田田坎稳定性分析

坡改梯对提高耕地的经济效益和环境生态效益具有重要的作用,梯田断面设计是保证梯田功能实现和运行的关键,梯田断面稳定性与土壤的抗剪强度有关,土壤抗剪强度与土壤类型有着直接的联系,针对豫西南坡改梯的重大需求,选取豫西南坡耕地分布区5种主要土壤类型并进行基本的物理性试验和固结不排水三轴剪切试验,得到了5种土壤类型日常工况和暴雨工况下的抗剪强度指标,采用暴雨工况下不同土壤的抗剪强度指标,分别设计4种梯田田坎高度和田坎坡度样式,利用理正软件进行土坎梯田田坎稳定性分析。结果表明:在相同工况下,立黄土梯田在设定的4种田坎高度和边坡样式条件下,都满足稳定性要求,黄刚土在田坎高度为2.5m时,梯田最大边坡不宜超过60°时,当边坡超过60°时,土坎梯田稳定性不满足安全要求。棕壤、褐土和黄棕土壤土土坎梯田设计高度不宜超过2m,边坡不宜超过65°。这说明在相条件下,立黄土土坎梯田边坡稳定性最好,其次是黄刚土,棕壤、褐土和黄棕土壤土坎梯田稳定性相对较差,研究结果可为豫西南土坎水平梯田多样化的设计提供依据。     

双平双膜梯田试验研究

双平双膜梯田是在距离水平梯田田面一定深度土层 (80cm )水平铺设一层塑料薄膜作为不透水层 ,同时在地表进行覆膜种植的水平梯田。经试验 ,在黄土高原年降水量为 3 0 0mm左右的地区 ,双平双膜梯田 0～ 80cm土层土壤含水率平均比普通梯田高 1 4个百分点 ,粮食产量比普通梯田高 5 5 %～ 75 % ,年均净收益比普通梯田高 88%。     

燕沟流域农田基础肥力分析与培肥途径

黄土丘陵区燕沟流域农田基础肥力水平低下,特别是近几年新修的梯田,土壤有机质、全Ｎ、水解Ｎ,速效Ｐ和阳离子量代换量都处于很低和低等水平,速效Ｋ为中低程度,土壤酶活性也很低。坝地土壤养分和酶生相对梯田较高,但大多也只处于中低水平,是影响农作物产量和限制农业发展的主要因素。土壤肥力水平提高的根本途径在于大量有机肥力的投入、农作物秸秆还田和增加养地作物种植面积来增加土壤有机质的含量。     

韩城市花椒经济林冠层特性及土壤养分特征研究

在韩城市花椒林基地选取不同立地条件的花椒树作为研究对象,用Hemi-View植物冠层半球影像系统侧定了其冠层特性,分析了不同立地条件下的花椒树冠层特性及其与光照的关系,以及研究在不同立地条件下花椒地土壤养分状况及其与冠层变化关系,结果表明:南坡水平梯田花椒树的冠型参数(ELADP)、平均叶倾角(MLA) ,直射光立地系数(ISF),散射光立地系数(DSF)和综合光立地系数(GSF)均大于北坡水平梯田和平地,南坡水平梯田花椒截获太阳辐射能力最强,平地次之,北坡水平梯田最弱.3种立地条件下的花椒地土壤有机质、磷素不足,其中平地土壤有机质和磷素亏缺严重;氮素处于中等水平;钾素尤为丰富.因此,应加大有机肥和磷肥的投入,从而提高花椒的产量和品质.     

不同水土保持措施对黑土区坡耕地氮、磷流失的影响

采用无任何保护措施的坡耕地为对照组,系统地研究了3种典型水土保持措施:水保林、水平梯田、地埂植物带对桓仁浑江流域坡耕地总氮（Total nitrogen,TN）和总磷（total phosphorus,TP）变化的影响。2013年3—9月,共采集了336个有代表性的土壤样本进行分析研究。结果表明,采取了3种典型水土保持措施的土壤样品中的TN和TP含量均显著高于未采取任何水土保持措施坡耕地土壤中TN和TP含量。其中,水平梯田土壤中的TN和TP较对照组分别提高了24.6%和35.7%。地埂植物带土壤中的TN和TP较对照组分别提高了19.4%和37.4%。3种综合措施（水保林、水平梯田、地埂植物带）协同使用效果更为明显,可使TN和TP较对照组分别提高29.2%和30.6%。研究可为坡耕地面源污染治理提供科学依据和切实可行的方法。     

陇中黄土丘陵区新修梯田土壤水分时空变异性

在天水市清水县采用野外典型抽样调查和室内分析测定的方法,研究了新修水平梯田和休闲坡耕地土壤水分的时空变化特征。结果表明:新修梯田土壤含水量变化与降水量和蒸发量的年内分布有密切关系,随时间变化表现为先下降后升高再下降的趋势;新修梯田不同深度和不同月份土壤含水量均表现为内侧中部外侧;新修梯田和坡耕地土壤含水量在垂直方向上都表现为随土层加深先升高后降低的趋势,但总体上都随着土层深度的增加而减小,且新修梯田各层土壤含水量均大于坡耕地。     

作物种植对梯田土壤肥力要素演变的影响

作物梯田种植是减少丘陵坡地水土流失、提高土壤生产力的有效措施。为探究不同作物种植对梯田土壤肥力变化的影响,以梯田撂荒、花生、黄花菜、油茶、苎麻土壤为研究对象,于2010年末开始小区试验,通过对梯田种植5、10年的土壤样品进行养分指标测定、分析。结果表明：（1）丘陵梯田种植5年土壤pH略有降低,10年后均有了显著提高,其中以油茶种植提升效果最为显著。（2）5、10年数据结果显示,梯田种植土壤pH与土壤全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾多个指标呈现出显著/极显著负相关关系。（3）不同作物种植显著提升了土壤肥力,前5年土壤肥力处于迅速提升阶段,5～10年处于稳定阶段,土壤有机质提升效果从高到低分别为苎麻、黄花菜、撂荒、花生、油茶,最高为14.80 g/kg,最低为10.25 g/kg,均比初始土壤有机质含量7.59 g/kg显著提高。（4）土壤肥力状况主成分分析主要以梯田种植年限为因子进行聚集,其次以不同作物种植进行聚集,梯田措施影响程度大于不同作物种植措施。梯田和作物种植措施共同决定土壤肥力的提升,其中苎麻处理土壤肥力提升效果最好。本研究为南方丘陵区土壤肥力提升与梯田可持续发展提供科学依据...     

黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤养分特征与演变

[目的]了解黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤养分状况,为合理利用土地资源和恢复改善生态环境提供科学依据。[方法]以陕西省延安市碾庄沟流域为研究区,以荒坡地作为对照,研究黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤演变特征。[结果]速效磷、速效钾、有机质、全磷和全钾含量表现为梯田坝地,全氮含量表现为坝地梯田,除土壤钾素处于中等变异水平,其他土壤养分均处于高等变异水平,其中磷素和全氮变异系数较大。在80 cm剖面内,坝地和梯田土壤速效磷、速效钾、有机质和全氮均具有明显的表聚性特征,全钾和全磷剖面分布均匀。在水平位置上,坝尾和上坡梯田养分含量更高,供肥性能更好。随着利用年限的增加,除全钾外,梯田养分表现为明显的先减后增的趋势;坝地速效磷、全氮和全磷表现为先减后增的趋势,速效钾、有机质和全钾表现为先增后减的趋势。坝地土壤养分变化的分水岭年限(45～50 a)比梯田(30 a)滞后至少15 a。[结论]目前该区域除钾素外,土壤磷素、氮素和有机质均处于缺乏状态,亟待补充,应定期关注接近拐点年限的土壤养分状况。通过合理的管理措施,延长土地利用年限,促进农田土壤肥力可持续发展。相较于坝地和梯田,荒坡地土壤养分最高,供肥性能最好,变异系数最小,但其剖面分布不均匀,需翻地改善。     

黄土丘陵区梯田果园土壤水分特征

在干旱半干旱地区,土壤水分是影响作物生长和植被恢复的重要生态因子。采用土钻法对黄土丘陵区纸坊沟流域坡耕地、 梯田和梯田果园20032010年雨季前后的土壤水分状况进行了连续测定,旨在明确梯田种植果树后对土壤水分的长期动态效应,为黄土丘陵区梯田果园的可持续发展提供指导意义。结果表明, 坡改梯措施可明显减小0300 cm土层土壤储水量增量的年际变异,提高土壤含水量,减小土壤储水亏缺度,增大降雨对100300 cm土层土壤储水亏缺补偿度;梯田果园化后0300 cm土层土壤储水量增量的年际变异呈现较大幅度的波动, 200 cm以下土壤含水量明显减小,土壤储水亏缺度增大,土壤储水亏缺补偿度由20% 降为－10%。由此可见,梯田的蓄水保水量不足以供给果树的蒸腾耗水量,梯田果园化后将导致土壤水分的持续减少,可能导致土壤干层的形成。     

PP织物袋梯田效益研究

PP织物袋梯田是陕南秦巴山区一项新的水土保持工程措施。通过定点观测试验,分析和比较了PP织物袋梯田的蓄水保土能力和经济、社会效益,结果表明:PP织物袋梯田与坡耕地比较,能有效提高土壤含水量和养分含量,调水保土、增产增收效益显著;与土坎和石坎梯田相比土壤含水量和养分含量差异不大,但节约投资效益明显。因此,PP织物袋梯田为该区低成本高效益梯田建设和发展提供了一种新的技术途径。     

苏南丘陵区不同土地利用状况的蓄水保土功能研究

通过对试验区水平梯田、杉木林和裸地三种不同处理地段土流 失状况的定位观测，以及地表径流水水质和土壤理化性状的分析，认为水平梯田和茂密的林木覆盖地表，不仅大大减低土壤侵蚀量，而且能降低土壤物质的流失量。     

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。     

梯田作为地形因子和工程措施对土壤侵蚀定量评价影响的对比研究

[目的]根据中国土壤流失方程(CSLE),在降雨、土壤、植被等因子一定的条件下,将梯田作为地形因子计算流域土壤侵蚀量,并与梯田作为工程措施的计算结果进行对比分析,为土壤侵蚀定量评价提供新的思路。[方法]以黄土高原地区的纸坊沟流域和燕沟流域作为试验区,利用5m分辨率的DEM,0.3m分辨率的WorldView 3,30m分辨率的Landsat 8影像、降雨数据、土壤数据、土地利用等数据。[结果](1)在纸坊沟流域和燕沟流域,坡式梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量大于梯田作为工程措施的流域土壤侵蚀量,同时坡式梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量大于水平梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量,而水平梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量与梯田作为工程措施的流域土壤侵蚀量的比较根据流域的不同结果不同。(2)梯田占流域面积比例不同时,随着梯田占比的升高,梯田作为工程措施的流域土壤侵蚀量要明显低于梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量。[结论]梯田作为地形因子和工程措施因子会对土壤侵蚀量计算产生一定影响,梯田占比较大时差异明显。