红壤侵蚀荒坡地种植留兰香技术及效益分析

留兰香作为一种优良的水土保持经济植物,是我国南方红壤侵蚀荒坡地治理与开发的优良作物品种之一,有如下几方面的优势：①耐旱、耐瘠,适应性强;②辅以科学的栽培管理措施,生长快,覆盖密,覆盖时间长,蓄水效率达５０－３ ％ ,减沙效率达７１－５ ％ ,能有效地控制水土流失;③留兰香油可作调味香料,也可开发成系列清凉保健产品和高效低毒的植物杀虫、驱虫制剂,经济效益佳。总结了红壤侵蚀荒坡地种植留兰香的主要技术措施,并对其生态、经济效益进行了分析评价。     

金银花植物篱在红壤果园水土流失治理中的水土保持效益研究

为进一步研究植物篱在防控果园水土流失方面的效果,以赣南典型脐橙园梯壁裸露小区为对照,分析了种植金银花植物篱小区的水土保持综合效益。结果表明：梯壁种植金银花小区土壤>0.25 mm大团聚体比梯壁裸露小区有所提高;梯壁种植金银花2 a后土壤结构体破坏率比同年限梯壁裸露小区土壤降低了58.82%,WSA提高了19.63%;与梯壁裸露小区相比,梯壁种植金银花小区在中雨条件下减沙效益为20.89%,总氮、总磷流失量分别减少30.49%、35.00%,大雨条件下减沙效益可达73.49%,总氮、总磷流失量分别减少15.97%、59.78%;梯壁种植金银花1 a后土壤有机质、总氮、总磷含量分别比同年限梯壁裸露小区提高8.97%、27.78%和133.33%,种植2 a分别提高16.59%、25.71%和20.00%。因此,脐橙园梯壁种植金银花不仅可以提高土壤团聚体稳定性及土壤抗蚀性,减少土壤及其养分流失,同时还可以培肥土壤,提高其水土保持综合效益。     

红壤缓坡地不同经营模式水土保持效益研究

在江西进贤采用径流小区实验,以自然裸露为对照,研究分析果园、农地、草地、农果复合、草果复合等不同利用方式对水土流失的影响,筛选红壤侵蚀区缓坡地水保效益最佳的经营模式。结果表明：（1）与自然裸露相比,单独的果园、农地、草地模式地表径流降低幅度为24.22%～46.83%,农果和草果模式地表径流量分别减少43.7%和53.22%,差异显著（p〈0.05）;（2）与自然裸露相比,果园、农地、草地等经营模式土壤侵蚀量降低幅度为23.63%～78.30%,而农果和草果复合模式则降低了66.66%和76.06%（p〈0.05）;（3）地表径流和土壤侵蚀量与降雨量具有相关性,且同一雨强降雨量条件下,不同经营模式地表径流和土壤侵蚀量都不同;（4）农果、草果复合模式能有效减轻红壤坡耕地水土流失,是红壤侵蚀区合适的土地经营模式,建议积极推广。     

南方红壤丘陵区小流域水土保持综合效益评价——以江西阳坑小流域为例

随着国家对水土保持工作的不断重视,越来越多的水土保持措施开始实施,为评定水土保持工作开展情况,水土保持综合效益评价工作显得尤为重要。因此,选取南方红壤丘陵区水土流失严重的江西阳坑小流域为例,以2005年为基准年,通过层次分析法选择涉及生态效益、经济效益、社会效益的13个评价指标,从单项效益入手,运用市场价值法、替代市场法、对比分析法等方法直接计算水土保持各单项效益价值,从而得到三大效益及综合效益价值。结果表明:江西阳坑小流域经过水土保持治理之后,2005年水土保持综合效益总价值为12 445.42万元。其中生态效益价值为10 240.65万元,占82.29%;单项效益价值大小排序依次为:保水效益净化大气效益保肥效益保土效益。经济效益价值为894.13万元,占7.18%;单项效益价值排序为:粮食增产效益经果林效益水保林效益。社会效益价值为1 310.64万元,占10.53%;单项效益价值排序依次为:改善群众经济效益提高土地生产率效益增加耕地效益减少泥沙淤积效益。评价结果表明水土保持生态效益在水土保持工作中占有决定性地位,这将为今后水土保持工作提供重要的理论依据,同时也将提升人们对水土保持工作的了解与认识。     

红壤侵蚀退化坡面植被恢复过程中的水土保持效益演变

为探究花岗岩红壤侵蚀退化坡面植草措施实施中植被在不同生长阶段水土保持效益的演变规律，设置条带型（D1）、随机型（D2）、斑块型（D3）3种不同植草格局坡面，并以侵蚀退化裸地坡面（CK）作为对照开展试验，在天然降雨条件下监测整个植被生长过程中的坡面土壤侵蚀变化特征。结果表明：（1）植被的生长可显著提升坡面的水土保持能力，随着植被生长阶段的推进，坡面的产流产沙量明显下降，减流效益达20.74%~79.03%，减沙效益达97.42%~99.40%，但在不同降雨类型下，随着植被生长，坡面减流减沙效益表现出的递增变化规律具有差异。（2）植被生长能逐渐削弱降雨因素对坡面产沙的影响，使得坡面减沙率在不同雨型间的差异逐渐减小，最终稳定在一个较高水平，不同雨型间坡面减流率的差异在植被生长各时期皆较大。减流率、减沙率与植被生长时间二者之间存在对数函数关系，相关系数分别大于0.491和0.792。植被生长指标（分蘖数、盖度、株高）与坡面产流产沙量之间呈显著或极显著负相关关系。（3）从整个植被生长过程来看，3种植草格局的水土保持效益大小表现为D1>D3>D2，在植被生长的前期以及前中期，高植株密度的分布格局强于低植株密度分布格局，后期各格局差异较小。研究结果为南方红壤水土流失区严重侵蚀退化地植被恢复提供科学依据及技术支撑。     

南方红壤侵蚀荒坡地种植Ⅱ系狼尾草栽培技术

Ⅱ系狼尾草为禾本科狼尾草属植物,根系发达,固土能力强,具有抗逆性强、耐旱、耐湿、耐瘠薄、耐酸性、抗倒伏的特点,适宜长江以南地区种植的高产优质牧草品种。以长汀为例,总结了红壤侵蚀荒坡地种植Ⅱ系狼尾草的主要技术措施。实践表明,通过种植Ⅱ系狼尾草结合发展"草牧沼果"水土保持型生态农业,可以取得良好的生态、社会和经济效益,是南方红壤侵蚀荒坡地的一种有效治理开发途径。     

红壤坡地果园水土保持效益的研究

试验研究红壤坡地果园水平梯田梯壁植草等 8种处理水土保持效益结果表明 ,不同处理间有显著差异 ,与全园裸露 (对照 )相比水平梯田梯壁植草水土保持效果最佳 ,其径流系数平均比对照减少 89.7% ,土壤侵蚀量控制基本达 10 0 % ,其他各处理均有不同程度防治水土流失的效果。生草栽培处理的土壤理化性质均有所改善     

施肥与耕作对红壤坡地养分流失的影响

采用田间小区试验方法,通过田间实地监测,在自然降雨条件下,对南方典型红壤坡耕地采取不同施肥量及不同耕作方式对作物养分利用率及地表径流的影响进行了研究。结果表明,萝卜优化施肥（减氮增钾）和花生优化施肥（减氮增磷）,作物对氮磷养分吸收量均不会减少,同时提高了氮素养分利用率,萝卜提高15%,花生提高3.3%,优化施肥对磷素利用率没有影响且利用率较低,萝卜为8.55%～8.73%,花生为2.47%～2.63%。花生垄作氮肥利用率提高12.15%～12.77%,磷肥利用率提高1.24%～1.28%;同时期的径流量与降雨量呈显著正相关,相关系数达0.86;垄作使径流总量降低0.43×105L·hm-2,垄作＋秸秆覆盖比单纯垄作径流总量降低0.14×105L·hm-2;除对照（CK）外,径流水中TN、TP浓度处理间差异不显著,但可溶性养分（NO3--N、NH4＋-N、STP）后期有所不同,不同时期径流水中养分浓度变化较大,主要与施肥、农事活动及降水养分浓度有关;径流水氮磷养分流失总量与施肥量呈正比;旱地土壤氮素主要以泥沙结合态流失,NO3--N是可溶性无机氮流失的主要形态,占TN的10.53%～12.48%,NH4＋-N次之,占TN的6.19%～8.33%,磷素也以泥沙结合态流失为主,STP占TP的29.38%～40.74%。     

两种草本植物对红黏土边坡的固土护坡效应

[目的] 探讨两种草本植物对红黏土边坡的固土护坡效应,为该类型边坡、河道、大坝的生态治理提供科学参考。 [方法] 以红黏土边坡为研究对象,选取狗牙根和香根草作为护坡植物,通过种植试验、根系拉伸试验、直剪试验、室内模拟冲刷试验,探讨两种草本植物的护坡效应。 [结果] ①种植150 d内,两种草本植物均稳定生长,根系抗拉强度持续增加;生长30～150 d,狗牙根的最大抗拉力从0.84 N增至8.59 N,香根草的最大抗拉力从4.78 N增至89.89 N。 ②生长120 d时,对比无根土,狗牙根根土复合体的黏聚力提升91.1%,内摩擦角提升12.45%;香根草根土复合体的黏聚力提升107.47%,内摩擦角提升12.74%。 ③生长150 d时,对比裸坡,狗牙根坡的径流速率降低45.02%～54.15%,产沙速率降低58.3%～93.85%,60 min累计产沙量降低81.02%;香根草坡的径流速率降低35.46%～46.48%,产沙速率降低46.8%～89.44%,60 min累计产沙量降低74.61%。 [结论] 两种草本植物对红黏土边坡都具有良好的固土护坡效应,香根草对土体抗剪强度的增益效果更明显,狗牙根的水土保持效果更显著。     

无机改良剂对皖南植烟红壤氮矿化的影响

以皖南植烟旱地红壤为研究对象,通过模拟试验分析了无机改良剂(T20、G20、硅藻土)对土壤氮矿化及硝化作用的影响。试验采用室内恒温间歇淋洗好气培养法(Stanford法),研究无机改良剂添加量处理(1%,2%,5%和10%)对皖南植烟红壤氮矿化的影响。结果表明,3种改良剂均可提高土壤淋洗液pH,pH增加幅度与改良剂添加量显著相关,T20、G20与硅藻土的土壤淋洗液pH增加幅度最大可提高0.30,0.50,0.43个单位;利用一级动力学方程N_t=N_0(1-e~(-kt))拟合土壤氮矿化过程,不同处理的相关系数R~2为0.970 9~0.998 0,相关性均达到极显著水平;39个供试土壤样品的有机氮矿化势N0为14.86~177.1mg/kg,平均50.53mg/kg。不同处理的N0均与改良剂添加量显著正相关,对照N0为14.86mg/kg,添加10%硅藻土、T20与G20处理的N0分别为104.1,177.1,26.01 mg/kg,是对照处理的7,11.9,1.75倍。39个土壤样品的供氮指数N0×k为0.66~6.39mg/(kg·d),平均为2.19mg/(kg·d);添加1%,2%的硅藻土处理及添加1%,5%,10%的G20处理的综合指数N0×k均显著高于对照处理。不同处理的土壤硝化累积量随时间变化符合Logistic的"S"形生长曲线,其决定系数R2为0.953 3~0.996 2,达到极显著水平。硅藻土、G20与T20处理的最大氮矿化促进率分别可达27.46%,94.76%,0.63%,而最大硝化促进率分别可达82.83%,136.4%,40.44%;氮矿化促进作用与无机改良剂添加量呈显著正相关。通过对3种改良剂的氮矿化与硝化作用比较,G20较硅藻土与T20在促进氮矿化与硝化方面具有比较优势。可见,合理增加无机改良剂,可以促进土壤有机氮的矿化以及硝化作用的进行,增强皖南旱地植烟土壤氮素的有效利用。     

不同坡形坡面侵蚀规律试验研究

采用室内人工模拟降雨方法,研究不同坡形坡面侵蚀规律.结果表明产流量和含沙量、总径流量和侵蚀量大体上是凹形坡大于凸形坡,其次是内聚直坡,直线形坡最小,并且随着雨强和坡度的增大而增大.坡面上部和坡脚侵蚀较弱,坡面侵蚀的剧烈段在坡面中下部,并随雨强和坡度增大而逐渐上移.细沟的宽度和深度随雨强的增大而增大,产生细沟后侵蚀量将迅速增大,最大占总侵蚀量的91%.     

不同坡形坡面侵蚀产沙过程的影响研究

通过室内模拟降雨试验分析出不同坡形坡面侵蚀产沙过程,研究结果表明:同坡度、同雨强条件下,水流含沙量随坡形的变化具有明显的规律性,整个降雨过程中,凹形坡的水流含沙量最大,凸形坡的其次,直线形坡的最小.随着降雨历时的延长和雨强、坡度的增大,坡形对侵蚀产沙的影响还会越来越大;并且在同坡形条件下,水流含沙量随雨强、坡度的增加明显增大.     

不同植被下降雨类型对红壤坡地土壤侵蚀特征的影响

根据武汉市蔡甸区西湖流域径流小区记录的146场次降雨资料,研究了植被类型和降雨类型对红壤坡面产流量与土壤侵蚀量的影响。基于K均值分类,将当地降雨划分为A型降雨（中雨量、弱雨强、长历时和高频次）、B型降雨（极大雨量、极强雨强、短历时和低频次）、C型降雨（大雨量,强雨强、中等历时和低频次）和D型降雨（小雨量,弱雨强、短历时和高频次）四种雨型。发现裸地与果林地的产流输沙量大,水沙关系稳定,水土保持能力在各类侵蚀性降雨下均较弱,A雨型和C雨型是导致此类坡面土壤侵蚀的主要雨型。阔叶林、针叶林、牧草地和草坪地坡面的产流输沙量小,水沙关系不稳定,植被的水土保持能力总体较强,但是在B雨型下偏弱,B雨型和C雨型是导致此类坡面土壤侵蚀的主要雨型。     

Liquid and Chemical Fluxes in Precipitation, Throughfall and Stemflow: Observations from a Deciduous Forest and a Red Pine Plantation in the Midwestern U.S.A.

Wet deposition (WD), throughfall (TF) and stemflow (SF) measurements undertaken in a deciduous forest show 85% of the WD liquid flux is observed as TF and approximately 2% as SF. TF and SF were observed to be enriched in base cations and accordingly had an average pH of 6.1 and 5.9, respectively relative to a WD pH of 5.1. The seasonal variability of TF pH below the deciduous canopies was more pronounced than that of WD though both exhibited a growing season maximum, and there is evidence that the seasonal variability of TF pH below the pines is inverted relative to the deciduous canopies likely due to enhanced dust capture and buffering by calcium carbonate. TF ion concentrations differed significantly between deciduous and pine canopies during the growing season, and there is some evidence that variation in sky view factor of 0.18–0.22 is sufficient to manifest statistically differing TF composition below sugar maples. The total atmospheric flux of inorganic nitrogen to the forest is approximately 14–18 kg-N ha^?1 yr^?1 with approximately half taken up by the canopy. Associated experiments designed to quantify uncertainties in the nutrient fluxes included laboratory tests of the Aerochem automated wet-dry sampler. These experiments indicate the delay in initiating sample collection is less than half a minute for rainfall rates above 1 cm h^?1, but may increase substantially for lower precipitation rates.     

弃土弃渣坡面产流产沙模拟研究

弃土弃渣水土流失量预测是生产建设项目水土流失监测的重要内容。通过室内人工模拟降雨试验,模拟建设项目侵蚀强度与弃土弃渣在不同降雨条件下石块出露面积和土壤粗化的关系,探讨弃土弃渣坡面产流产沙量预测方法。在不同雨强(0.7、1.0、1.5 mm/min)和坡度(5°、15°、25°)组合的9种情况下,研究了降雨侵蚀过程,以及降雨前后单位面积石块出露变化量、表层土石混合物中石块所占比例、侵蚀强度与降雨前后表层土石混合物中石块所占比例差值之间的关系。结果表明:不同坡度、雨强条件下产流率随降雨时间推移均呈先增大后逐渐趋于平稳的趋势,两者之间的关系可用幂函数方程描述;不同坡度、雨强条件下含沙量均在产流后4 min和10 min左右出现峰值,16 min后基本平稳;降雨侵蚀导致土壤中细小颗粒被剥蚀,石块逐渐出露,侵蚀强度与单位面积石块出露变化量之间呈线性正相关关系;侵蚀强度与降雨前表层土石混合物中石块所占比例之间呈指数负相关关系;侵蚀导致分选作用,使得表层土壤粗化,不同雨强、坡度下侵蚀强度与降雨前后表层土石混合物中石块所占比例差值之间呈线性正相关关系。     

地形因子对紫色土坡耕地土壤侵蚀作用的试验研究

地形因子在坡耕地土壤侵蚀过程中起着重要作用,重庆市紫色土坡耕地的地形具有坡度陡、坡长短的特点。该文采用野外人工模拟降雨方法研究了不同地形因子条件下紫色土坡耕地的产流产沙特征,结果表明:(1)径流输沙率过程与雨强变化表现为具有一定相关性和一致性的动态响应过程,随着坡长增加,产流量增加很快,4m坡长的产流量约为2m坡长的2.7倍;在20.6°坡度以下,随着小区坡度增大,产流量以接近直线的关系增长,在20.6°时产流量增加到最大。(2)相同坡长小区不同降雨条件下的产沙量存在一定波动性,相同坡度和降雨下4m坡长小区的产沙量约为2m小区的1.3倍,经推导,4m坡长坡耕地径流输沙率大致为2m坡长的0.48倍。(3)在相同坡长条件下,坡度与土壤流失量可拟合为二次多项式关系,紫色土坡耕地土壤侵蚀的临界坡度约为22°。研究成果可为重庆市三峡库区坡耕地水土流失量预测和坡耕地综合整治提供参数和依据。     

Characteristics of Nitrogen Loss through Surface-Subsurface Flow on Red Soil Slopes of Southeast China

Soil nitrogen (N) loss related to surface flow and subsurface flow (including interflow and groundwater flow) from slope lands is a global issue. A lysimetric experiment with three types of land cover (grass cover, GC; litter cover, LC; and bare land, BL) were carried out on a red soil slope land in southeast China. Total Nitrogen (TN) loss through surface flow, interflow and groundwater flow was observed under 28 natural precipitation events from 2015 to 2016. TN concentrations from subsurface flow on BL and LC plots were, on average, 2.7–8.2 and 1.5–4.4 times greater than TN concentrations from surface flow, respectively; the average concentration of TN from subsurface flow on GC was about 36–56% of that recorded from surface flow. Surface flow, interflow and groundwater flow contributed 0–15, 2–9 and 76–96%, respectively, of loss load of TN. Compared with BL, GC and LC intercepted 83–86% of TN loss through surface runoff; GC intercepted 95% of TN loss through subsurface flow while TN loss through subsurface flow on LC is 2.3 times larger than that on BL. In conclusion, subsurface flow especially groundwater flow is the dominant hydrological rout for N loss that is usually underestimated. Grass cover has the high retention of N runoff loss while litter mulch will increase N leaching loss. These findings provide scientific support to control N runoff loss from the red soil slope lands by using suitable vegetation cover and mulching techniques.