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%。     

黑土区治理措施对土壤水及作物产量影响

低山丘陵侵蚀区坡耕地水土流失综合治理实践中,除了应用较多水平梯田和地埂植物带以外,采取生物带、复合式地埂植物带、双垄等治理措施也具有抗蚀能力强、防预标准高、增加林草覆盖率等多重功效。通过设立试验观测小区,对不同治理措施对田间土壤水分和作物产量的影响进行了研究。结果表明,在同等立地条件下,相同坡度、肥力水平、田间管理、相同种植品种和种植条件下复合式地埂植物带、生物带和双垄等治理措施均产生了显著的生态效益和经济效益。     

典型黑土区坡耕地水土保持措施适宜性分析

为了探讨东北典型黑土区坡耕地的治理情况,综合现有研究成果分析了不同坡度下顺坡垄作改横坡垄作、水平梯田、等高植物篱等措施的蓄水保土效益。结果表明：它们在黑土区能够发挥较高的水土保持效益坡度适宜范围,从而确定在0～5°、5°-8°、8°～15°坡度级别的坡耕地上分别采用以改垄措施、等高植物篱措施、水平梯田措施为主的措施进行治理,在〉15°的坡耕地上选择退耕还林。     

三岔河小流域水土保持基础效益评价研究

通过对“东北黑土区水土流失综合防治试点工程”中建立的不同措施的径流小区的监测,选择具有典型黑土的黑龙江省宾县三岔河小流域作为研究对象,分别对地埂植物带、荒山灌木埂、横垄、水平坑(坑内植树)、裸地、顺垄6个小区进行了为期2 a的观测。经实测分析计算得出:相对于裸地来说,水平台田、荒山灌木埂、横垄、地埂植物带和顺垄减少侵蚀量分别为99.14%,97.65%,90.66%,87.7%和58.72%,减沙保土效果最好的是水平台田,顺垄保土效果最差。     

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。     

辽西土石质低山区不同土地利用类型土壤侵蚀特征研究

以辽西地区阜新县国华乡二道岭村的二道岭小流域7种土地利用类型为研究对象,通过布设自然坡面径流小区、分析小区径流泥沙观测数据、建立数学模型,探索了辽西土石质低山区坡地产流与侵蚀产沙的特征。研究表明:径流量与侵蚀量有着较好的相关性,二者呈对数函数关系;各种水保措施保土率的排序为水平坑(95.16%)>水平梯田(87.11%)>地埂植物带(83.99%)>横垄耕作(40.23%)>生态修复(29.07%)>顺垄耕作(18.22%)。辽西土石质低山丘陵区5°~15°的坡耕地应以修筑水平坑和水平梯田为主,人少地多、自然条件差的山区应以生态修复为主。     

暗棕壤坡耕地水保耕作保水保土效益分析

结合东北黑土区坡耕地实际利用情况,以不改变原坡面参数为前提,在天然降雨条件下,对5°和8°坡耕地3种不同耕作方式下的径流量和产沙量进行了观测,并分析了暗棕壤坡耕地不同坡度下不同耕作方式的保水保土效益及其产流主导因子。结果表明:(1)不同耕作措施对地表径流量影响差别很大,表现为8°横垄玉米8°横垄玉米+秸秆还田5°横垄玉米5°横垄玉米+秸秆还田8°横垄玉米+秸秆还田+地埂植物带5°横垄玉米+秸秆还田+地埂植物带。(2)不同小区的产沙量与产流量变化趋势较为一致,即产流量越大,产沙量越大,但二者并不呈线性关系。(3)8°横垄玉米小区最易产流,而产流与否可根据I30进行判断,当I30≥6mm/30min时,产流的概率达到了91%,产流时的最小降雨量为6mm。(4)8°和5°横垄玉米+秸秆还田+地埂植物带小区的产流与否受降雨强度的影响远大于受降雨量的影响。     

黑龙江省拜泉县水土保持新进展与效益评价

[目的]对黑龙江省拜泉县近年来的水土保持工程保土效益定量进行评价,为进一步的水土保持规划和生态环境建设提供科学参考。[方法]通过对拜泉县2008—2015年水土保持工程实施情况的调查分析,利用遥感影像解译土地利用,采用土壤侵蚀模型计算工程实施前后的土壤流失量评价拜泉县水土保持工程保土效益。[结果]2011—2015年该县土地利用变化不大,总体由耕地向居民点及工矿交通用地和林地流转,水土流失总面积减少193.8km^2,生态环境有所好转。2008—2015年,新增实施水土保持措施总面积103.49km^2,通过实施梯田、地埂植物带和改垄措施,共计保土507 338.86t,其中2008—2010年占总保土量的3.80%,2011—2015年保土量逐年递增,2015年占总保土量的34.04%。所有年份合计,梯田的保土量最多,占总保土量的40.21%,其次为改垄和地埂,分别为37.23%和22.56%。[结论]拜泉县水土流失综合防治工程效益显著,为进一步提高水土保持效益,应优化水土保持措施的分布,扩大梯田和地埂面积。     

复合式地埂对坡耕地土壤含水率影响研究

复合式地埂是集工程措施、生物措施和农业耕作措施于一体的水土保持工程。为了研究复合地埂对坡耕地土壤含水率的影响,科研人员以无措施坡耕地为对照,以水平梯田为参考,通过建立试验小区,实际取样测量田间含水率,将各期数值处理为无量纲数值,应用标准化数据进行了研究。观测结果表明:复合式地埂与水平梯田的土壤含水率相近,远大于对照。说明复合式地埂和水平梯田一样,在保持水土、涵养水源方面均达到了一定的效果。     

东北黑土区几种新种类埂带植物的水保效应

东北黑土区水土流失严重,水力侵蚀主要发生在坡耕地上。梯田和地埂是治理坡耕地水土流失的基本方法。而梯田埂和地埂的有效利用,是确保这一措施能长期保存的最佳手段。通过试验观测,短梗刺五加、长梗刺五加、蓝靛果和芦笋等几种植物护埂效果较好。对几种植物分别做了保水率、保土率及经济效益分析,结果表明:从保水保土率来看,短梗刺五加蓝靛果长梗刺五加芦笋。从经济效益来看,短梗刺五加芦笋蓝靛果长梗刺五加。综合保水保土及产值来看:短梗刺五加蓝靛果芦笋长梗刺五加。     

江西红壤坡地果园水土保持措施效益之研究

采用 8种不同水土保持处理方式 ,观测江西红壤坡地果园水土流失 ,2年间遇特大降雨 ,观测结果显示 :不同处理有显著之差异。与对照 (全园裸露 )比较 ,水平梯田梯壁植草处理水土保持效果最佳 ,其平均径流率比对照区减少 97.14% ,同时土壤流失量的控制几乎达 10 0 % ,其它各处理也有不同程度防止水土流失效果。据此初步结果 ,建议在坡地果园应实施覆盖作物及敷盖 ,建立土壤植被覆盖率 ,抑制水土流失     

基于GIS的水土保持措施下坡耕地土壤养分变异特征

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分为研究对象,利用GPS定点采样,传统统计分析和ArcGIS地统计分析相结合,并通过参数及误差值对比,选取最佳空间插值拟合模型（球状模型）,研究水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分的空间变异特征。结果表明:（1）5个指标的空间变异度对比:TP > 有效P > TN > 有机质 > pH,其TN,TP,有效P,pH值的空间变异受水土保持措施影响显著,有机质不仅受非人为因素影响,也受人为因素影响。（2）运用Kriging插值制图显示,5个指标在空间上分布均不均匀。采取水土保持措施后对土壤养分有一定的富集作用,含量显著高于无措施对照区;无措施坡耕地坡上、坡中和坡下部位土壤养分呈规律性降低趋势。而土壤pH值空间变异与有机质,TN,TP和有效P相反。（3）上坡位的水保林地对TN,TP和有机质的拦蓄作用最好,中坡位的水平梯田对有效P的拦蓄作用显著;由于下坡位的无措施对照区作为土壤养分流失的必经区域,土壤养分含量较高,表现出地埂植物带对养分的拦蓄作用不显著。通过土壤pH值的空间对比发现,种植相应植物使水保林地和地埂植物带土壤pH值下降了。     

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。     

东北水保工程项目区水土保持效益评价

在国家农业综合开发东北黑土区水土流失治理一期工程区内,选取新型大垄、垄向区田(3°和5°)、3°垄沟深松、改垄、梯田、地埂、草地、林地共8个不同的水土保持措施地块作为试验小区,以传统3°和5°顺坡垄作为对照小区,开展全年水土保持监测,并以此进行了田块尺度上的各项水土保持措施的效益分析。研究结果表明,水保工程措施总体优于水保耕作措施,在耕作措施中新型大垄密植水保效果最佳。各项措施水土保持效益排序为:草地>林地>新型大垄>改隆>梯田>地埂>深松>3°区田>5°区田。新型大垄、区田和深松措施水保作用具有时效性。     

基于WEPP模型的水土保持措施因子与侵蚀量关系研究

水土保持措施能够有效减少水土流失,是土壤侵蚀过程中的一个重要影响因子。以北京市延庆县水土保持科技示范园的径流小区观测数据为基础,利用WEPP模型模拟了坡面不同水土保持措施下的侵蚀量,结果表明:(1)植被盖度与侵蚀量呈负相关关系,植被盖度越高侵蚀量越少,当盖度50%时侵蚀量会显著减少,且植被有效盖度的阈值为70%;(2)梯田的土壤侵蚀过程主要发生在田坎处,水平田面几乎没有水土流失,侵蚀量与田坎高成正比,与田面宽成反比。在北方土石山区,水平梯田田坎高度不宜超过2.5 m,田面宽不宜小于5 m;(3)粮—草间作能有效减少土壤侵蚀量,且草带所占比例越大减蚀效益越好。在水土保持为主的坡耕地上适合推广粮:草比为2:4的间作配置模式。研究结果对于北方土石山区的土壤侵蚀研究以及水土保持措施的配置具有一定参考意义。     

水土保持措施对坡耕地土壤养分时空变异影响

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无水保措施布置坡耕地为研究对象,结合传统统计分析和ArcGIS地统计分析方法,研究不同深度土壤养分随时间及空间(垂直和水平)变化特征。结果表明,(1)所选研究区内土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随着土层深度的增加而降低,同一坡位高度,有水土保持措施坡耕地土壤养分含量比无措施坡耕地高,且土壤养分在垂直方向上相对均匀分布。(2)从各水土保持措施对不同深度土壤养分含量的影响来看,在水土保持体系内,0~15 cm和15~30 cm土壤有机质含量依次为:水保林地>水平梯田>地埂植物带,全氮、全磷和有效磷含量依次为:地埂植物带>水平梯田>水保林地。在无措施对照区,土壤有机质、全氮和有效磷含量两层次均顺坡逐渐增高,而全磷两层次分布均呈:中坡位无措施区>下坡位无措施区>上坡位无措施区。不同深度土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均随月份变化先增加后损失,但其变化程度因水土保持措施不同而不同。(3)经统计分析表明,水土保持措施区0~15 cm土壤有机质和全氮变异系数大于无措施对照区,但土壤全磷和有效磷变异系数正好相反;无措施对照区15~30 cm土壤有机质、全氮、全磷和有效磷变异系数大于水土保持措施区。水土保持措施与不同深度土壤养分之间均呈极显著正相关关系,0~15 cm和15~30 cm土壤全氮和有效磷之间均呈显著正相关,而0~15 cm和15~30 cm其他各指标关系间均呈极显著正相关关系。     

红壤区不同水土保持措施对土壤抗蚀性的影响

[目的] 研究南方红壤区不同水土保持措施下土壤抗蚀性的变化特征，为该地区的土壤抗蚀性研究和水土流失治理提供理论依据。 [方法] 以江西水土保持生态科技园内柑橘园试验区的裸地对照、柑橘净耕、柑橘+全园植草、柑橘+水平梯田处理为研究对象，通过野外采样和室内试验相结合的方法，研究不同处理、不同深度下土壤抗蚀性。 [结果] 0-20 cm土层，柑橘+全园植草的土壤抗蚀性最强，柑橘+水平梯田和柑橘净耕次之且二者无显著差异，裸地对照最差；20-40 cm土层，柑橘+全园植草和柑橘+水平梯田的土壤抗蚀性最强且二者无显著差异，柑橘净耕次之，裸地对照最差；相同处理下0-20 cm土层的土壤抗蚀性显著大于20-40 cm土层。 [结论] 水土保持措施能显著提高土壤抗蚀性，柑橘+全园植草的处理下土壤抗蚀性最强。建议在该区域采用林草复合的措施提高植被覆盖度，以加强土壤抗蚀性。     

红壤坡地坡改梯水土保持效应分析

应用江西典型红壤坡地梯田与坡耕地小区的观测资料,对坡改梯的水土保持效应进行了分析研究。结果表明:坡耕地改梯田后蓄水保土效益显著提高,蓄水效益高达67.6%,保土效益达85.0%以上;梯壁植草能大大提高梯田的蓄水保土效益,采取前埂后沟+梯壁植草方式的水平梯田与梯壁不植草的对照水平梯田比较,其蓄水效益达59.7%,保土效益达98.2%,适宜在南方红壤坡地广泛推广。     

东北黑土区不同地形垄向坡度的相对水土保持效益研究

垄作是东北黑土区一种非常普遍而重要的耕作措施,具有一定的水土保持效益,但几乎没有学者对其进行研究。探讨黑土区不同地形垄作方向在空间上的分布规律及其具有的水土保持效益具有重要研究价值。以黑龙江省宾县为研究区,用分层抽样的方法提取168个野外调查单元并进行实地填图调查,根据坡度因子和垄向坡度计算公式,利用ArcMAP、SPSS和Excel等软件进行了室内数据分析统计,结果表明:平原区、丘陵区、山区的平均地面坡度分别为1.92°,6.20°,8.27°;平均垄向坡度分别为1.33°,4.52°,6.45°,分别为平均地面坡度的70%,73%,78%;垄作坡度引起的平均土壤流失相对量分别为地面坡度的55%,69%,67%,垄作的相对水土保持效益明显。在此基础上,对垄作现状的原因进行了分析,并提出一些改进措施。研究成果有助于了解东北黑土区不同地形耕地垄作方向的分布情况及其水土保持效益状况,对当地水土保持措施的布设也具有重要的指导意义。