紫色丘陵区坡耕地生物埂土壤结构特征及其对入渗的影响

以紫色丘陵区坡耕地生物埂为研究对象,采用土壤理化分析方法对紫色丘陵区坡耕地桑树埂、花椒埂、紫花苜蓿埂和自然生草埂模式下的土壤结构特征及其对入渗性能的影响进行分析。结果表明:(1)生物埂有效增加了土壤有机质含量,提高了土壤孔隙度,均表现为桑树埂花椒埂紫花苜蓿埂自然生草埂,相比自然生草埂,桑树埂、花椒埂、紫花苜蓿埂有机质含量分别增加了48.6%,45.8%,27.9%。生物埂提高了土壤大团聚体含量,改善土壤的团聚状况,增强了土壤结构稳定性;(2)不同生物埂土壤入渗速率随着时间的增加而逐渐减小,最后均趋于一个稳定值。入渗初期(0~2min),不同生物埂入渗率最大,桑树埂的初始入渗率最大(1.91mm/min),分别是花椒埂、紫花苜蓿埂和自然生草埂的1.05,1.28,1.61倍;随着时间的增加,土壤水分含量增加,入渗速率依然呈下降趋势,但下降趋势变缓;30min之后,土壤含水量达到饱和状态,入渗基本保持稳定,即达到了稳定入渗状态。且初始入渗率、稳定入渗率和平均入渗率变化趋势一致,依次为桑树埂花椒埂紫花苜蓿埂自然生草埂;(3)不同生物埂模式下土壤入渗性能与土壤容重呈极显著或显著负相关,与土壤有机质、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和粒径0.25mm水稳性团聚体呈极显著或显著正相关。     

紫色丘陵区坡耕地生物埂的土壤抗蚀性综合评价

本文以紫色丘陵区坡耕地生物埂为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法对紫色丘陵区坡耕地桑树埂、花椒埂、紫花苜蓿埂、自然生草(狗尾草为主)埂模式下的土壤抗蚀性进行综合评价。结果表明:1)生物埂能有效增加土壤含水率和土壤有机质含量,改良土壤结构,且木本埂(桑树埂和花椒埂)改良效果更好。2)在评价生物埂土壤抗蚀性的四大类指标当中,变异程度最大的是水稳性团粒类指标,变异范围为46.84%~22.81%,平均变异达31.10%;其次为微团聚体类指标,变异范围为41.08%~20.55%,平均变异达30.97%;变异程度最小的为有机质,平均变异17.11%。3)通过主成分分析,13个用于表征研究区土壤抗蚀性的指标可优化为0.5 mm水稳性团聚体含量、团聚体分散率、水稳性指数和0.001 mm的黏粒含量4个指标。4)4种坡耕地生物埂模式下土壤抗蚀性综合指数大小依次为花椒埂桑树埂紫花苜蓿埂自然生草埂,抗蚀性强弱表现为花椒埂桑树埂紫花苜蓿埂自然生草埂。研究结果可为完善不同保护性耕作模式下土壤抗蚀性评价指标体系和区域性土壤抗蚀性评价及坡耕地水土保持措施的选择提供依据。     

紫色丘陵区坡耕地生物埂土壤抗冲性研究

本文以紫色丘陵区坡耕地4种典型生物埂为研究对象,采用原状土冲刷水槽法系统分析各种生物埂的土壤抗冲性。结果表明:（1）各种生物埂径流含沙量随着冲刷时间的继续出现“先急剧减小后平稳减小直至稳定”的变化趋势。在冲刷0~3 min,各生物埂土壤的径流含沙量均较大,随后径流含沙量平稳变化并趋于稳定。（2）生物埂抗冲刷过程可划分为快速冲刷阶段（0~3 min）、慢速冲刷阶段（3~20 min）和平稳冲刷阶段（20~28 min）3个阶段。生物埂土壤抗冲性随着冲刷时间的增长而不断增强,两者之间可用幂函数表示,其R²值在0.848 7~0.989 9。（3）各种生物埂土壤抗冲性随着坡度的增大而降低,两者关系达到极显著水平（R²=0.790 7,N=12,p < 0.001）,可用幂函数表示。研究结果可为紫色丘陵区坡耕地生物埂措施合理布置及其稳定性评价提供科学依据。     

紫色土坡耕地生物埂土壤抗剪强度对干湿作用的响应

生物埂土壤水分在次降雨中存在"干-湿-干"变化过程,这对生物埂土壤抗剪强度具有削弱作用。该文以紫色丘陵区花椒埂(HJ)和桑树埂(SS)为研究对象,通过根系现场挖掘法和土壤物理、力学性质测定等综合方法,研究生物埂土壤水分及抗剪强度在天然降雨干湿作用下的衰减-恢复效应。结果表明:1)生物埂土壤含水率随干湿作用表现出"急剧增加-急剧降低-稳定波动"趋势,小雨条件下生物埂0~20 cm土壤含水率变化明显;而在大雨和暴雨条件下,生物埂0~30 cm土壤含水率均变化明显,且分别在3种降雨发生后第5、7、9天土壤含水率趋于稳定;2)生物埂土壤黏聚力和内摩擦角均呈现"急剧衰减—相对稳定—逐渐恢复"趋势,小雨条件下生物埂对土壤黏聚力和内摩擦角具有增强效应且随垂直深度呈降低趋势;3)花椒埂、桑树埂在暴雨条件下能显著削弱干湿作用对土壤抗剪强度的劣化效应,2种生物埂的土壤黏聚力劣化率较对照埂分别降低44.03%、65.05%,而内摩擦角劣化率分别降低42.47%、45.70%。研究结果可为紫色丘陵区坡耕地生物埂措施设计和坡耕地耕层水土资源保护利用提供技术支持。     

长江上游人工林与天然林土壤结构质量及保水抗蚀性研究

对长江上游人工林与天然林下代表性剖面的土壤结构分析看出,人工林较天然林土壤的结构状况要差。选择12项指标对不同林地土壤结构质量进行评价,结果表明人工林土壤结构质量远不如天然林土壤。测定和计算人工林、天然林土壤的持水量和侵蚀率,也看出前者比后者的保水抗蚀性差。其原因主要与林下土壤结构质量有关。长江上游地区人工林分布面积大,现暴露出的很多问题,与其土壤结构质量低下有紧密的关系。建议加强林下土壤结构质量的保护和培育研究。     

基于RUSLE模型的紫色丘陵区坡耕地水土保持研究

坡耕地是紫色丘陵区水土流失最为严重的土地利用类型,本文基于RUSLE模型对四川盆地紫色土坡耕地水土流失影响因素进行分类和评价,提出紫色丘陵区坡耕地水土保持的RUSLE工程,可为坡耕地水土流失防治提供理论框架。研究认为:(1)降雨侵蚀力因子(R)、土壤可蚀性因子(K)存在明显的空间变化、季节变化和年际变化特点,R因子变化主要由当地降雨条件的时空变化引起的;坡耕地耕作土壤的土壤可蚀性K因子空间变化从本质上是由于土壤类型空间分布所决定的,时间变化从本质上是由于各种自然因素或人为因素引起的土壤理化性质变化所造成的;作物覆盖因子(C)存在明显的时间变化特点,不同的坡耕地利用模式其覆盖度的年内变化差异很大,由降雨侵蚀力和作物覆盖因子在时间上的配合组合情况决定了当地坡耕地的实际水土流失量;紫色土丘陵区坡耕地表现为"短坡长、陡坡地"特点,坡耕地水土保持措施应以不同频率水文年条件下当地常规种植模式的持续稳定生产力获得为最终目标。(2)紫色丘陵区坡耕地水土保持RUSLE工程为以自然年降雨条件(分配)与作物年地表覆盖度的配合状况为依据,通过农业种植模式选择以增大地表覆盖度主动避让年内降雨侵蚀力最大的5,6,7月;以降低土壤可蚀性为目标改良土壤理化性质和耕作性质,保持一定厚度的耕作土层以降低土壤侵蚀危险性;以"保土排水"为目标实施可改善坡耕地微观地形的聚土免耕、植物篱技术,减少坡面土壤流失量并降低坡耕地季节性干旱危险性,保持稳定的土地生产力。     

种植苎麻对南方坡耕地土壤抗蚀性的影响

基于时空互换法,采用野外典型区域调查和室内分析相结合的方法,分析了南方4省(江西、湖南、四川、湖北)不同苎麻种植年限坡耕地土壤抗蚀性的变化特征。结果表明:(1)0.25mm水稳性团聚体含量,结构体破坏率,0.5mm水稳性团聚体含量可以作为评价南方种植苎麻坡耕地土壤抗蚀性能的指标;(2)种植苎麻增加了土壤中2mm和0.25mm水稳性团聚体的含量,降低了土壤中2mm和0.25mm团聚体的破坏率,且其效果随着苎麻种植年限的增加而增强。种植苎麻对增加2mm团聚体的含量及降低其破坏率的作用尤为突出;(3)所选择的4个研究区中,以四川省达州地区种植苎麻提高坡耕地土壤抗蚀性的效果最为突出,其次是湖北省咸宁市。     

东北丘陵漫岗区坡耕地土壤抗蚀性研究

采用室内分析与野外试验测定相结合的方法,对研究区坡耕地土壤理化性状和土壤崩解速率进行了分析,并采用EPIC(土壤侵蚀和生产力影响估算)模型计算了土壤可蚀性因子K值,研究了东北丘陵漫岗区坡耕地抗蚀性分布特征。结果表明:(1)该区土壤容重的变化趋势为:0—5cm土层<20—25cm土层<40—45cm土层,坡下部<坡上部,7°<10°。土壤有机质含量变化趋势相反,中值粒径无明显变化规律。(2)土壤崩解速率随土层深度增加而逐渐增大,它与土壤容重和有机质相关性较好。容重越小,有机质含量越高,崩解速率越小。(3)土壤崩解速率随坡度和坡位变化规律一般表现为:坡上部>坡下部,7°<10°。(4)该区坡耕地土壤可蚀性K值处于0.20～0.40之间,土壤抗蚀性能较弱,应加强土壤抗侵蚀研究及水土流失方面的防治工作。     

黄土丘陵区生物结皮对土壤抗蚀性的影响

以黄土丘陵区不同发育年限的生物结皮为研究对象,通过对保留生物结皮、去除生物结皮两种处理下土壤的崩解性、抗剪强度的比较,分析生物结皮对土壤抗蚀性的影响.结果表明:(1)生物结皮可以增强土壤抗崩解性能,随着发育年限的增加,崩解量减少,减少量从21.85％至43.46％递增.(2)生物结皮可以提高土壤抗剪强度,提高率为17.91％～23.45％,并与发育年限成正相关关系.(3)土壤崩解量与抗剪强度呈线性负相关,生物结皮对土粒间相互作用力的增强可以降低水分对土粒的分散作用,崩解量随抗剪强度的变化率较小.     

鄱阳湖生态经济区坡耕地表土抗蚀性评价

坡耕地是鄱阳湖生态经济区的重要耕地资源,也是水土流失的主要源地。开展坡耕地表土抗蚀性评价,对认识坡耕地表土侵蚀规律、促进该区域坡耕地资源可持续利用具有重要意义。选取鄱阳湖生态经济区内坡耕地典型分布区域高安市、进贤县和湖口县为研究区,应用主成分分析法对其进行表土抗蚀性分析,结果表明:与原始荒坡地相比,坡耕地的抗蚀性较弱;进贤县、高安市、湖口县坡耕地表土相对抗蚀性指数较原状荒坡地减弱比例分别为13.46%、28.68%和12.30%,其中高安市荒坡地开发耕作后表土抗蚀性下降最明显,水土流失风险较大。     

紫色丘陵区不同土地利用方式土壤剖面微团聚体组成及分形特征

通过野外采样和室内分析相结合的方法,研究了紫色丘陵区不同土地利用方式下的土壤剖面微团聚体组成及分形特征。结果表明:林地、花椒地、旱地、水田和柑橘园土壤微团聚体组成以0.25~0.05mm粒级为优势粒级,0.05~0.01mm次之,占比18.80%~35.57%,0.001mm粒级含量最少,为0.33%~2.57%;0—20cm土层土壤微团聚体平均重量比表面积(MWSSA)表现为林地(161.04cm2/g)柑橘园(134.49cm2/g)花椒地(117.31cm2/g)水田(100.67cm2/g)旱地(96.94cm2/g),且林地土壤微团聚体MWSSA显著大于其他土地利用方式;0—20cm土层林地土壤团聚状况和团聚度显著高于其他土地利用方式,且其团聚体状况分别比花椒地、旱地、水田和柑橘园提高了16.55%,20.15%,11.23%和7.68%;20—40cm土层各土地利用方式土壤微团聚体分形维数D值表现为柑橘园(2.41)林地(2.40)花椒地(2.32)水田(2.31)旱地(2.12),且旱地土壤微团聚体D值显著低于其他利用方式;5种土地利用方式土壤微团聚体分形维数与各因子的相关性分析有一定的相似性,同时也存在一定的差异性。因此,不同土地利用方式下土壤微团聚体分形维数在一定程度上能表征土壤物理性质的优劣、养分肥力的高低以及抗蚀能力的强弱。     

紫色土丘陵区不同土地利用类型土壤抗蚀性特征研究

对紫色土丘陵区4种典型土地利用类型的土壤抗蚀性进行了研究,结果表明:(1)通过主成分分析,＞0.25 mm和＞0.5 mm水稳性团聚体含量、结构体破坏率能较好地衡量紫色土不同土地利用类型的土壤抗蚀性能;(2)＞0.25 mm和＞0.5 mm水稳性团聚体含量均为竹林地＞园地＞传统农耕地＞农林混作型耕地,结构体破坏率则表现为竹林地＜园地＜传统农耕地＜农林混作型耕地;(3)不同土地利用类型水稳性指数差别明显,其中竹林地为0.868,其次是园地、农林混作型耕地,分别为0.704,0.627,传统农耕地为0.469.     

几种保护措施对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构及有机碳的影响

探索生物炭、聚丙烯酰胺以及玉米秸秆对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构的影响,以及团聚体有机碳分布特征,为紫色丘陵区坡耕地保护措施提供最优选择。采用土壤理化分析对无保护措施(CK)、单施生物炭(BC)、聚丙烯酰胺表施(PAM)、玉米秸秆覆盖(SM)处理下的土壤团聚体组成及其有机碳含量进行测定。结果表明:(1)研究区土壤团聚体以5mm和5~2mm粒级为主,分别占58.18%~40.12%和30.34%~24.46%。与CK相比,3种保护措施都有效增加了土壤大团聚体含量,其中SM处理效果最好。不同措施下土壤团聚体平均重量直径(MWD)基本表现为SMPAMBCCK,团聚体分形维数规律与MWD相反。(2)不同保护措施下土壤团聚体有机碳随团聚体粒级表现出较大差异,但多在0.5~0.25mm粒级范围达到峰值,在0—30cm土层范围内,土壤各粒级团聚体有机碳平均含量基本表现为SMPAMBCCK,且随土层的增加,同一处理各粒级团聚体有机碳呈减少趋势。(3)土壤团聚体对有机碳的贡献率在5mm和5~2mm粒级范围达到最大,前者贡献率为53.64%~27.92%,平均达40.12%,后者为30.92%~11.80%,平均达25.35%,可将2mm粒级团聚体作为紫色丘陵区土壤有机碳固定的特征团聚体。(4)不同保护措施下土壤有机碳密度基本上表现为SMPAMBCCK,相同处理下土壤有机碳密度随土层增加而减小,且各处理之间的差异也随土层增加而减小。3种保护措施均有效改良了土壤结构,提高了土壤有机碳含量,其中以秸秆覆盖措施效果最好,表明秸秆覆盖为研究区较为理想的一种坡耕地保护措施。     

丘陵区不同土地利用类型紫色土入渗特征研究

对三峡库区4种土地利用类型下紫色土入渗特征进行了研究。结果表明,农林混作型耕地与传统农耕地相比,砂粒含量增加21.37%,粉粒含量和粘粒含量分别减少11.63%和4.14%,其土壤总孔隙度和非毛管孔隙度是4种土地利用类型中最高的,分别为45.80%和8.96%;4种土地利用类型土壤入渗速率随时间变化呈幂函数关系,土壤稳定入渗率差异明显,表现为竹林地(55.89 mm/h)>农林混作型耕地(5.91 mm/h)>园地(2.71 mm/h)>传统农耕地(1.87 mm/h);农林混作型耕地达到稳渗时间比传统农耕地长70 min,稳定入渗率是传统农耕地的3.16倍,能够延缓地表径流产生,增加土壤水分入渗,可以在三峡库区范围内推广;紫色土入渗能力与砂粒含量、总孔隙度及非毛管孔隙度呈正相关关系,与粘粒含量、容重、初始含水量呈负相关关系。     

喀斯特山区土地利用方式对土壤质量演变的影响

通过调查喀斯特山区典型土地利用方式对土壤养分和土壤容重的影响 ,结果表明 ,森林的破坏以及随后的耕种显著增加了土壤容重 ,并降低了大部分土壤养分。和林地相比 ,灌木林、灌丛、草地和退耕 3年的蒿草地容重分别增加了 32 % ,2 0 .3% ,4 6 .9% ,5 2 .3%。除全钾外 ,草地和退耕蒿草地土壤养分显著下降 ,和林地相比 ,草地有机质减少了 2 9.3% ,全氮减少了 4 8.2 % ,全磷减少了 6 6 .3% ,碱解氮减少了 4 5 .8% ,有效磷减少了 5 6 .3% ,有效钾减少了 6 0 % ;退耕 3年的蒿草地土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和有效钾分别减少了 85 .6 % ,84 .7% ,81.4 % ,74 .9% ,87.5 %和 90 .6 %。土壤退化指数的计算结果表明 ,草地和退耕蒿草地发生了非常严重的退化     

生物埂护坡下不同土地利用方式对土壤渗透性的影响

为探讨不同土地利用方式及生物埂对土壤渗透性的影响,以无生物埂+坡耕地为对照,对四川丘陵山区生物埂护坡下6种不同土地利用类型(经济林、水保林、耕地)的土壤渗透性及其影响因素进行研究。结果表明:生物埂护坡下的6种土地利用类型均好于无生物埂的坡耕地,渗透性大小依次为生物埂+枇杷×牧草>生物埂+黄柏林>生物埂+柏木林>生物埂+枇杷林>生物埂+柑桔林>生物埂+坡耕地>无生物埂+坡耕地;通用模型对各土地利用类型的渗透过程拟合效果最好,Horton模型和Kostiakov模型次之,Philip模型最差;相关分析表明,土壤有机质、砂粒含量、>0.25mm水稳性团聚体的含量及非毛管孔隙与土壤入渗性能各指标均呈显著相关关系,并在此基础上建立了主导因子方程。     

建立湘中丘陵紫色岩水土保持监测系统的探讨

监测是水土保持工作的基础,探讨了湘中丘陵紫色岩大、中、小三种尺度的监测内容,并从监测设施系统、监测指标体系、监测配套设施系统、监测数据传输及分析处理系统等方面,对建立其监测系统进行了分析。     

紫色土丘陵区土地整理与可持续发展研究—以重庆市铜梁县为例

利用GIS软件综合处理研究区大量与土地利用相关的基础数据,分析土地开发整理的背景与条件,调查测算土地整理、复垦和开发潜力,针对紫色土丘陵区土地资源利用的现状及特点,从多方面探讨了土地整理的迫切性。依据经济、社会、生态相统一的目标,划定土地开发整理区,确定土地开发整理的方向及重点。提出了紫色土丘陵区土地可持续利用的对策。     

紫色丘陵区不同弃土弃渣下垫面产流产沙试验研究

采用野外放水冲刷试验法研究紫色丘陵区不同弃土弃渣下垫面产流产沙规律。结果表明:(1)不同下垫面条件的产流量、产沙量均随放水流量增大而增大;放水流量为5,10,15,20,25L/min时,产流量随时间推移均呈先增加后趋于平稳的变化,产沙量呈先增加后减小的变化,二者均存在波动现象,而产沙过程波动更为剧烈,呈现出多峰多谷特点。(2)土石比对产流量、产沙量的影响随放水流量增大而增强;相同条件下坡度越大,则产流量越大,产沙量亦越大;放水流量从5L/min增加到25L/min时,土质下垫面平均径流率、平均产沙率增加量均达到最大,而土石混合质下垫面增加量最小。(3)在产流量、产沙量与放水流量的经验方程中,25°土质下垫面产流量、产沙量增长率最大,分别为51.883,18.770,而35°土石混合质的增长率最小,分别为7.270,2.325。     

川中丘陵区桤木、柏木对紫色土风化与养分特征的影响

[目的]研究川中丘陵区桤木、柏木树种对紫色土风化与养分特征的影响,为该区水土流失防治与农业生产提供科学依据.[方法]选择川中丘陵区万安小流域为研究区,以桤木、柏木为研究对象,运用野外调查、剖面挖掘采样等方法,研究桤木、柏木对紫色土剖面风化与养分的影响.[结果]①桤木、柏木下土壤剖面分形维数分别为2.07和2.13,较对...