湘南红壤丘陵区稻田土壤氮素供应特征的研究

采用淹水嫌气培养法测定了20，25和30℃下红壤稻田氮的释放规律。结果表明，土壤氮矿化量随温度升高而增加，Q10平均为3．1；土壤供氮量是有效累积积温的函数，可用方程N=k[(T-T0)T]^n来很好的描述（式中N为土壤氮矿化量，kg/hm^2;T0为有效温度＝15℃，TO为有效温度＝15℃，T为土壤温度；t为时间d;n,k为拟合常数）。根据测定的周年水田耕层土壤温度，将这一方程用于估测田间条件下土壤氮供应量，在湘南早稻生长期间（4月20日－7月20日）为120kg/hm^2，在晚稻生长期间（7月20日－10月30日）为140kg/hm^2。     

不同粮草种植模式对四川紫色丘陵区水土流失的影响

把饲草作为主要作物引入耕作制,通过3年3重复随机区组定位试验,研究了紫色土丘陵区坡耕地不同粮草种植模式对水土流失的影响。研究表明:夏季牧草在雨季需刈割多次,造成土壤覆盖度急剧降低,栽种夏季牧草后加大了土壤侵蚀。刈割后再生力较强的墨西哥玉米较再生力较差的高丹草有利于减少土壤侵蚀。在冬季小麦预留空行增种禾本科牧草能在夏季残留大量根系,固定泥沙,显著减少土壤侵蚀。因此,从控制土壤侵蚀的角度考虑,在四川紫色丘陵区发展饲草种植,首先应考虑冬季小麦的空行利用,在栽培夏季牧草时应选择再生能力和分蘖力强的牧草品种。     

黄土丘陵区不同坡度、土地利用类型与降水变化的水土流失分异

 为了确定不同坡度、土地利用类型及降水参数对水土流失的影响,通过黄土丘陵区坡耕地、草地的3个坡度(10°,15°和20°)小区连续14年的径流、侵蚀观测数据,分析不同坡度、土地利用模式和降水变化的水土流失分异。试验结果表明:1)坡耕地水土流失量随坡度的升高而增加,20°小区显著大于10°和15°小区;草坡地小区的年水土流失量也随坡度变化,不同坡度小区之间没有显著性差异。2)坡耕地与草地的水土流失量具有显著性差异,坡耕地年均径流量和侵蚀量分别为草地的1．8倍和13．9倍,与草地比较,坡耕地明显地增加水土流失风险。3)不同土地类型水土流失模数受年降水变化的影响效应不同。坡耕地水土流失量受少数强降水控制,年径流量、侵蚀量与年降水量、产流降水量之间无显著性相关;草地的年径流量、侵蚀量分别与年产流降水量、年降水量显著相关。4)坡耕地的水土流失受降水量(P)、最大30min降水强度(I30)和综合降水指数(PI30)的显著影响,但各因素的决定系数不同,影响系数次序为PI30>I30>P。草地的径流与降水变量关系与坡耕地一致,但次侵蚀量仅与I30变化的显著性影响,而与P、PI30无显著性相关。草地的水土流失量受坡度差异以及降水变化的影响较弱,表明草地能够有效地控制水土流失,对荒坡草地采取保护措施以促进植被、土壤的进展恢复。坡耕地水土流失变化与坡度、降水变量的关系更为直接,通过降低坡度、休耕和免耕等耕作模式,减少土壤扰动和增加地面植被盖度,可有效减少水土流失。     

闽西红壤侵蚀区生态退化及恢复研究进展

闽西红壤侵蚀区是我国丘陵红壤地带典型的强度土壤侵蚀区,几十年来在生态恢复方面取得了明显效果,已成为地区水土流失治理的典范。本文就闽西红壤侵蚀区的生态退化特征和机制,退化生态系统的生态恢复措施及评价、生态恢复的过程及机理进行综述,探讨了闽西红壤区生态恢复当前研究中存在的问题,并对未来的研究提出了展望。     

湘北红壤低山丘陵区典型水土流失治理模式径流泥沙效应

探明径流小区尺度下不同水土流失治理模式的径流泥沙效应,对于大尺度水土流失治理具有重要意义。通过野外标准径流小区自然降雨试验探究了湘北红壤低山丘陵地带3种典型水土流失治理模式(S1模式:坡改梯+经果林,S2模式:等高沟垄+农作物,S3模式:平整撂荒坡面+草本)径流泥沙效应。结果表明:3种治理模式在次降雨诱导下平均径流量为S3(1.84m~3)S1(1.03m~3)S2(0.78m~3),平均泥沙流失量为S3(1.191t/hm~2)S1(0.411t/hm~2)S2(0.311t/hm~2);3种治理模式在A、B、C雨型诱导下(K-均值聚类)累积径流量均为S3(33.19,15.25,14.13 m~3)S1(19.40,9.06,6.48 m~3)S2(16.60,5.89,4.15m~3),累积泥沙流失量也表现出了相同规律,即S3(14.474,10.863,15.153t/hm~2S1(7.521,2.695,3.766t/hm~2)S2(6.149,1.685,2.741t/hm~2);不同治理模式泥沙流失对径流响应特征均呈极显著正相关(P0.01,r0),相关系数(r)分别为0.853,0.920,0.677,其中,S1、S2和S3模式泥沙流失量与径流量线性回归斜率(k)分别为0.356,0.420,0.493,表明S3模式泥沙流失对径流的响应最明显,S2模式次之,S1模式泥沙流失对径流响应程度较小。因此,3种典型模式在控制水土流失方面具有明显不同的效果。     

红壤丘陵区不同生态恢复模式的土壤生态效应

通过对研究样地土壤样品的采集和测试,对比分析了不同恢复模式土壤物理性质、土壤有效元素和微生物含量,对红壤丘陵区不同恢复模式的土壤生态效应进行了研究。结果表明,人工恢复地和封禁恢复地的土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤微生物总数量与对照裸地相比均有明显增加,人工恢复地土壤有效营养元素含量高于原始裸地和封禁地。人工恢复地的脐橙模式的土壤饱和持水量、有效水含量和土壤有机质含量最高,土壤微生物总数量次之。综合分析认为,脐橙模式对改良土壤的效果最佳,又具有较好的经济效益,值得推广;而封禁模式对改良土壤的效果较好,但缺乏经济效益。     

湘南红壤地区水土流失及其防治对策

对湘南红壤地区的水土流失情况的调查结果表明,该地区红壤的水土流失面积达７１６５万ｈｍ２,占区内红壤总面积的３５８％,其中流失较严重的面积约占红壤水土流失面积的３７％。在此基础上,对引起红壤水土流失的主要原因及其防治对策等进行了探讨。     

湘南红壤丘陵区土地生态安全动态评价——以衡阳市为例

选择衡阳市为研究区,并选取水土流失率、退化土地治理率、坡耕地＞25°百分比等19个能反映该区域土地利用特点的指标,构建区域土地生态安全评价指标体系;运用熵值法和指数加法模型,研究2006 2010年衡阳市土地生态安全.结果表明:2006 2010年衡阳市土地生态安全综合指数整体呈上升趋势,即土地生态安全状况逐步好转,但评价等级为临界安全与较不安全水平,区域土地资源生态安全仍不乐观.研究认为,加强全民生态安全意识,增大水土流失治理率,切实协调好城市化进程与生态环境建设的关系,建立资源节约型的社会生产和生活消费体系,发展生态农业,综合有效利用现有资源,是生态安全前提下衡阳市实现经济社会可持续发展的保证.     

南方山地丘陵区森林植被恢复对水土流失调控机制

我国南方山地丘陵区由于人类活动对森林植被的破坏和暴雨频繁导致的水土流失已引起广泛关注.森林植被恢复改变冠层结构、地表覆盖物和土壤性质等作用界面,从而影响降雨侵蚀过程,是调控水土流失的有效措施.因此,对国内外的相关研究成果进行较为系统的回顾,从植被冠层(林冠和林下植被)、地表覆盖物(凋落物和生物结皮)和土壤(根系、微生物...     

赣南红壤丘陵区137Cs示踪土壤侵蚀对土壤养分元素的影响

赣南红壤丘陵区是我国土壤侵蚀与土地退化比较严重的地区,以南丰县为例,应用137 Cs示踪技术探讨不同土地利用方式下土壤侵蚀与养分元素的关系。结果表明:(1)湿地松林、桔园、水田3种土地利用方式作用下土壤中137 Cs与养分元素分布差异显著,在垂直剖面上,湿地松林137 Cs含量呈指数递减分布,水田与桔园137 Cs含量因人为干扰在耕层内均匀分布;有机质与137 Cs有相似的分布特征;全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量均呈现一定表聚性。(2)位于坡地的2种土地利用方式中,湿地松林137 Cs、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量均表现为下坡>上坡>中坡;桔园137 Cs活度表现为中坡>下坡>上坡,全氮、碱解氮、速效磷表现为下坡>中坡>上坡,而速效钾、有机质最大值均出现在上坡。(3)相关性分析表明,土壤137 Cs与有机质、全氮、碱解氮显著正相关,表明小流域有机质、氮元素可能与137 Cs有相同的物理运移方式,pH与137 Cs显著负相关,速效磷、速效钾则与137 Cs不相关。(4)3种土地利用方式中位于小流域谷地的水田137 Cs、有机质、全氮、碱解氮含量最高,坡地上桔园坡面137 Cs与土壤养分元素含量均高于湿地松林地,表明一定程度的坡改梯桔园种植模式能有效缓解土壤侵蚀与养分流失,改善区域生态环境。     

液体地膜防治丘陵红壤地区水土流失的研究

通过田间试验研究了红壤丘陵区液体地膜对防治水土流失的效果和持续时间及对作物生长的影响。结果表明:地表径流量荒地喷液体地膜比对照(喷清水)增加1/5;园地比对照增加1/3。土壤侵蚀量荒地喷液体地膜比对照可减少1/2;园地比对照减少近1/3。旱稻喷液体地膜分别提高了出苗14%,有效穗11%,成穗率8%,由此增产753kg/hm2。液体地膜防治水土流失的持续时期约45d,可有效防治红壤地区夏收夏种农时季节的关键性水土流失。     

南方红壤丘陵区流域植被景观格局变化及水沙响应关系

以南方红壤丘陵区典型流域濂江河流域为研究对象,依托GIS和Fragstats平台与长时间系列水沙数据,运用景观格局指数分析和统计学方法,分析流域景观格局和水沙变化特征及其相关性。结果表明:流域内径流呈减少趋势,泥沙呈增加趋势。流域内以有林地为主,面积增加最显著的是经果林。景观水平上,斑块面积均方差(PSCV)、香浓多样性指数(SHDI)与径流呈现正相关,蔓延度指数(CONTAG)与径流呈现负相关;斑块数(NP)、斑块密度(PD)、景观边缘密度(ED)、面积加权的平均形状指数(AWMSI)、香浓多样性指数与径流呈现负相关。类型水平上,耕地的斑块面积(CA)、ED与径流呈负相关,与泥沙呈现正相关;有林地的形状指数(PSCV、AWMSI)与径流呈正相关,CA与泥沙呈现正相关,NP、PD与泥沙呈现负相关;灌木林的CA、ED与径流呈负相关;经果林的所有的指数与径流均呈现正相关,与泥沙呈现负相关性;同时,草地的NP、PD与径流呈现负相关。     

南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理

南方红壤低山丘陵区水土流失综合治理项目(2017YFC0505400)获得国家重点研发计划典型脆弱生态修复与保护研究专项支持。项目重点阐明区域水土流失演变规律及关键驱动因子,以生态功能提升与生产功能优化为核心,研发集成地表径流调控、土壤肥力提升、植被可持续恢复和景观结构优化为一体的水土流失治理技术体系,形成生态服务功能提升与民生改善的区域水土流失综合治理模式,为红壤低山丘陵区水土流失治理提供科技支撑。     

南方红壤区不同植被措施坡面的水土流失特征

植被是南方红壤区水土流失治理的主要措施,为了研究不同的植被措施对坡面产流产沙的影响,以及对坡面侵蚀的抑制效果,在福建省长汀县选择乔灌草、灌草、草本、农作物、乔灌、封山育林、经济林等各植被措施下的标准径流小区,通过观测各种植被措施坡面的产流产沙情况,分析比较各小区的水土流失特征。结果表明植被能较好地调控坡面地表径流和土壤侵蚀。不同植被措施下坡面产流产沙分异规律明显,相对裸地,盖度高的乔灌草、灌草、草本等措施的水土流失量最小,水土保持效果最为明显。在不同的降雨量条件下,不同植被措施的坡面水土流失情况也表现出显著的差异。因此,在未来南方红壤植被恢复与生态环境建设过程中,通过各种植被治理措施的逐步实施,对改善当地的生态环境和水土流失的防治具有重要的意义。     

红壤丘陵区不同植被覆盖阈值小流域时空分布规律

植被覆盖度是反映土壤侵蚀状况的关键指标,实施植被恢复是防治小流域土壤侵蚀的重要措施,但小流域植被覆盖度到底恢复到多少才能有效控制土壤侵蚀尚不清楚。基于土壤侵蚀治理的小流域植被覆盖度阈值效应,对红壤丘陵区33 157个小流域2000—2015年植被覆盖度的时空变化进行了分析,评估不同植被覆盖阈值小流域时空分布规律与格局,以期精准制定小流域土壤侵蚀治理方式与对策。结果表明：(1) 2000—2015年,84%的小流域植被覆盖呈不断增加趋势,植被覆盖下降的小流域占15%,植被覆盖度基本不变的小流域仅有1%;(2)植被覆盖小于40%(低阈值带)的小流域占比小且相对稳定(3%～7%),说明大规模人工治理小流域土壤侵蚀的局面已扭转,但耕地依然是重点关注的对象;(3)植被覆盖位于40%～80%(过渡带)的小流域占比一直最高(超过83%),应采取以“自然恢复为主,人工修复为辅”的治理方式,重点关注土地利用结构和植被结构的优化配置;(4)植被覆盖大于80%(高阈值带)的小流域占比从2010年前的1%～2%上升到2015年的14%,可见具有自我修复植被覆盖条件的小流域显著增加,实施自然恢复(如封禁)是高阈...     

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤养分及生态化学计量特征

[目的]探究黄土丘陵区土地利用方式变化前后土壤养分及生态化学计量比的变化特征,为该区农业生产以及生态恢复工作提供科学依据。[方法]选取山西省永和县岔口小流域因生态工程的实施而改变土地利用方式的坡改梯地(梯田)、退耕还林地(林地)、地埂核桃园地(园地)3种样地为研究对象,以现有坡耕地为对照,利用时空互代法,比较不同土地利用方式变化前后0—20 cm,20—40 cm土壤C,N,P,K含量以及生态化学计量比的差异。[结果]①流域各种生态恢复措施实施后,土壤C,N元素含量明显增加,梯田、林地、园地0—40 cm土壤有机C含量分别是坡耕地的1.38,2.44和1.09倍,全N含量分别是坡耕地的1.76,2.66,1.68倍。P,K元素增加量不明显,林地相比其他2种土地利用方式对C,N元素的固持更加明显;②通过分析土壤养分化学计量比的关系,发现流域土壤的限制性元素为C,N元素;③流域土壤养分及计量比之间存在着稳定的耦合关系,C-N之间的耦合关系最为显著且在各元素和生态化学计量比稳定方面发挥着重要作用。[结论]流域3种土地利用方式有效地改变了土壤全量养分含量和元素的生态化学计量比,有利于流域的生态保护和植被修复。     

红壤坡地不同生态模式水土流失规律的研究

在 8～ 15°的红壤坡地上 ,对水土流失作了 14年的定位观察。结果表明 :水土流失与土壤坡度和植被覆盖度密切相关。红壤坡地一经开发利用 ,径流量就成倍地减少 ;而侵蚀量在开始的头 2年成倍增加 ,第 3年后趋于稳定。土壤侵蚀量与坡度呈极显著的对数正相关 ,坡度每增加 1°,土壤侵蚀量递增约 12 0 t/ (km2·a) ;土壤侵蚀量与植被覆盖度呈显著的负指数相关 ,当植被覆盖度 >6 0 %时 ,土壤侵蚀量在 2 0 0 t/ (km2 · a)以下 ;土壤侵蚀量与耕种方式密切相关 ,等高耕种的侵蚀量仅为顺坡耕种的 1/ 6。应用土壤肥力平衡观点 ,提出了 Q2 红色粘土母质发育的红壤侵蚀允许指标为 <30 0 t/ (km2· a) ,为红壤坡地水土流失的防治和农业可持续发展提供了理论依据     

南方红壤丘陵区经果林开发对水土流失的影响——以江西省为例

江西作为南方红壤丘陵区的典型区域,其大规模的经果林开发已成为丘陵区水土流失的主要原因。在江西赣县、进贤县和泰和县分别设立观测场进行定位观测和调查,结合室内试验分析,定量研究经果林开发初期对水土流失的影响,结果表明:赣州清溪水土保持生态科技园径流小区脐橙园建设第二年土壤侵蚀模数为5 043 t/(km^2·a),第三年为4 984 t/(km^2·a),土壤侵蚀模数下降幅度较小;进贤县油茶开发基地随开发年限的延长,平均土壤侵蚀模数急剧下降,下降幅度为42.86%～75.00%;泰和县柑橘园开发后土壤侵蚀模数明显减小,由前三年的2 850 t/(km^2·a)下降到第四年的1 043 t/(km^2·a)。     

红壤丘陵区不同盖度生物结皮对水分入渗的影响

为探究不同盖度生物结皮对入渗特征的影响,在红壤丘陵区咸宁选取第四纪黏土发育土壤(S型)和泥质页岩发育土壤(N型)上的生物结皮,设计6个盖度水平(裸地,1%~20%,20%~40%,40%~60%,60%~80%,80%~100%),使用微型圆盘入渗仪(mini disk)测定土壤入渗过程,探究入渗过程的影响因素,同时采用3种常见的入渗模型对入渗过程进行拟合,并评价模型适用性。结果表明:(1)相对于裸地,生物结皮发育提高土壤有机质和黏粒含量,增加结皮厚度和生物量,降低砂粒含量。(2)第四纪黏土发育土壤水分入渗特征随生物结皮盖度的增加而逐渐降低,初始入渗速率、稳定入渗速率、平均入渗速率、非饱和导水率的变化范围分别为0.25~1.55,0.13~0.91,0.17~1.11,2.04~8.48 mm/min。泥质页岩发育土壤除40%~60%盖度砾石含量较高,土壤水分入渗也随盖度的增加而逐渐减小,80%~100%盖度的初始、平均和稳定入渗率较裸地分别降低91.14%,87.64%和91.30%,生物结皮的存在阻碍土壤水分入渗。冗余分析表明,对于第四纪黏土发育土壤,生物量(54.30%)对其入渗特征的解释度最高,泥质页岩发育土壤则为盖度(39.30%)和砾石含量(34.00%)。(3)Horton模型、Kostiakov模型、Philip模型3种主流入渗模型中Horton模型拟合效果最优。研究结果可为揭示湿润区生物结皮水分运移规律提供科学参考。