湘中丘陵区紫色土坡耕地水土保持措施效益的试验研究

以衡南县为试验区,设置同一坡度和同一农业种植方式的径流小区,进行了不同水土保持措施的控制试验,通过对全年无遗漏降雨场次的径流及泥沙观测,研究了坡耕地土壤侵蚀模数和水土保持措施的水土流失控制效益。结果表明:(1)2016年全年产流降雨19场,降雨量1 145mm,属于正常降雨年。(2)没有任何防护措施的裸坡地土壤侵蚀模数4 450.57t/(km~2·a),达到了中度侵蚀;(3)农耕地与裸坡地相比均具有保土保水效果,但是不同水土保持措施对减少地表径流、降低产沙量有显著差异,保水效果(地表径流量年减少比例)从大到小依次为石坎梯田(85.07%)坡式梯田(81.50%)土坎梯田(64.57%)植物篱(57.96%)顺坡耕作(37.49%);保土效果(产沙量年减少比例)依次为石坎梯田(98.74%)坡式梯田(98.66%)土坎梯田(97.39%)植物篱(86.16%)顺坡耕作(61.98%),石坎梯田和坡式梯田始终可以发挥较好的保水保土作用。准确观测了土壤侵蚀背景值,定量评价了坡耕地主要水土保持措施效益。     

彭阳县炭洼小流域坡改梯后作物产量变化

2013—2016年连续4年对彭阳县炭洼小流域坡改梯地区重点作物产量的跟踪监测结果表明:坡改梯后主要作物产量总体呈显著增产趋势,与坡耕地相比,1～2年梯田小麦产量显著下降、3～5年梯田基本持平、5年以上梯田显著增产;不同年限梯田玉米产量均较坡耕地显著增加,1～2年、3～5年和5年以上梯田玉米产量比坡耕地分别增加58.68%、26.47%和26.73%,且1～2年梯田玉米增产尤为显著,3～5年和5年以上梯田玉米产量没有显著差异;坡改梯后马铃薯产量总体呈增加趋势,1～2年和3～5年梯田马铃薯产量比坡耕地增加显著,增产幅度分别为66.19%和15.10%,5年以上梯田增产幅度不大,只有1.56%。推荐1～2年梯田先锋种植作物次序为马铃薯、玉米,3～5年梯田为玉米、马铃薯,5年以上梯田为玉米、马铃薯、小麦。     

新修梯田土壤水分状况研究

作者1987年至1989年对新修梯田土壤水分状况进行了研究,结果表明:新修梯田增墒保水,0～200cm的土壤储水量,干旱年份比坡耕地少1.5mm,平水年和丰水年比坡耕地多22.7—39.5mm,无论什么年份阴坡新修梯田储水量均高于阳坡,切土部位高于填土部位。坡耕地修成梯田后,谷子比坡耕地增产31%,马铃薯增产57%,每1mm水分增产粮食0.22kg。     

黑土区坡耕地治理措施的配置

坡耕地是我国耕地资源的重要组成部分。加快坡耕地综合治理是控制水土流失、保障国家粮食安全的必然要求。以黑龙江省依兰县双兴项目区为例对黑土区坡耕地治理的各项措施的配置及治理技术的发展进行了探讨。对坡耕地的治理措施主要采取水平梯田,坡式梯田,在坡耕地的坡上林地交接处采取截水沟来分散坡上来水对坡耕地土壤的侵蚀;对于坡耕地中的侵蚀沟治理措施主要配置跌水、谷坊和削坡等工程,从而达到防止侵蚀沟切割,剥蚀坡耕地土层的效果。有关对坡耕地治理后期的商榷,需加强治理措施的管护,加强水土流失监测和效益监测,并推广秸秆还田、增施有机肥、深松耕法等措施,通过技术支持,增加农民收入。     

小流域淤地坝建设的水土保持效益浅析

通过黄土高原地区坝系示范工程水土保持观测,分析了小流域淤地坝及坡面水土保持措施的动态变化、拦沙蓄水效益和淤地坝的增产效益。结果表明:由于降雨时空分布不均和沟道条件差异,5 a间淤地坝拦沙量差异显著,呈现出先大幅度减小,后小幅度增加的趋势;与梯田和坡耕地比较,淤地坝的平均增产效益分别达到36.4%（梯田）和78.9%（坡耕地）。提出了坝系观测中应注意的几个问题,对促进完善小流域淤地坝建设和效益评价具有重要意义。     

宁夏固原隔坡梯田模式建设内容及效益分析

1985年以来,固原县结合小流域综合治理,开展了隔坡梯田模式研究。截至2001年底,固原县共完成隔坡梯田1 000 hm2,隔坡种草2 000 hm2。据调查,隔坡梯田较同类地区连台梯田粮食产量增加750 kg/hm2,较同类地区坡耕地粮食产量增加1 500 kg/hm2;实施隔坡梯田模式与常规建设梯田、造林、种草相比,单位面积投资减少30％,节省劳力50％,介绍了该模式的适用范围及建设内容。     

水土保持措施对径流泥沙及养分流失的影响

以北京市门头沟区龙凤岭水土保持科技示范园为研究对象,对2005—2009年汛期(5—11月)径流小区的径流量、侵蚀产沙量及养分流失量进行了分析。结果是:同为10 m坡长的径流小区,其径流量和养分流失量从大到小依次为裸地、坡耕地和石坎梯田,产沙量最大的是裸地,其次是石坎梯田,最小的是坡耕地;与裸地小区相比,10 m坡长的水土保持措施小区可减少全氮流失量50.5%~91.4%、减少全磷流失量31.8%~75.8%;20 m坡长裸地径流小区的径流量、泥沙量和养分流失量均明显大于鱼鳞坑,鱼鳞坑小区可减少径流量68.4%~83.0%、减少产沙量71.1%~82.7%、减少全氮流失量64.4%~74.9%、减少全磷流失量40.6%~87.3%。说明水土保持措施具有良好的保持水土和减少养分流失的作用。     

黄土丘陵区坡改梯田土壤碳库组分演变特征

采取时空互代法,以黄土丘陵区不同年限坡耕地改造梯田为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了土壤碳库组分的变化过程。结果表明:坡耕地改造梯田后,土壤碳库组分变化显著,并随改造年限呈线性增加,30年后,土壤有机碳(TOC)、重铬酸钾易氧化态碳(EOC1)、高锰酸钾易氧化态碳(EOC2)、水溶性有机碳(DOC)、热水浸提有机碳(HWOC)、K2SO4浸提有机碳(CK2SO4)、碳水化合物(CHO)以及微生物量碳(MBC)较坡耕地增幅分别达146%、213%、196%、97%、246%、240%、234%和134%。相关性分析表明:TOC、EOC1、EOC2、DOC、HWOC、CHO和MBC与土壤主要肥力因子相关性显著,可以作为坡耕地改造梯田中土壤质量的评价指标。研究表明,侵蚀环境下的坡耕地由于受到人为活动的干扰,土壤碳库含量较低,而坡耕地改造成梯田可以提高土壤碳库各组分含量,改善土壤质量。     

黄土高原丘陵区坡改梯后的土壤质量效应

采用时空互代法,以黄土丘陵区纸坊沟流域不同年限梯田为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了坡耕地改造梯田后,土壤物理、化学和生物学性质的演变过程.结果表明,黄土丘陵区坡耕通过工程措施改造为梯田当年,在土壤扰动和水土流失双重作用下,土壤物理、化学和生物学质量呈现不同程度下降或没有显著变化.随着改造年限的延长,土壤质量显著提高...     

龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀对有机碳迁移的影响

坡耕地土壤再分布对土壤有机碳(SOC,soil organic carbon)迁移的作用机制研究已成为土壤侵蚀学研究的热点,然而目前极少有研究关注地震后生态脆弱的龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀机理及其导致的土壤有机碳再分布规律。该研究选择龙门山地震带内(都江堰市)一块陡坡耕地和一个梯田系列,采用137Cs法和野外调查,对比分析强震导致田埂垮塌和未受损情况下坡耕地土壤侵蚀空间变化特征和有机碳运移变化机理。结果表明,该区黄棕壤有效137Cs背景值为1 473 Bq/m2;坡度较小的坡式梯田内部上坡表现为侵蚀,下坡表现为沉积,同时,上部梯田的侵蚀速率高于下部梯田,但整个梯田系列净侵蚀量非常小,这表明梯田之间由于缺乏田埂的保护,水力也起着侵蚀、搬运上坡梯田土壤的作用,但是整个坡式梯田系列可以起到较好的保土作用,同时,坡式梯田内部主要以耕作侵蚀为主,是造成梯田上部坡位土壤流失严重的主要原因;陡坡耕地的地形为复合坡,由于田埂垮塌导致其土壤侵蚀速率显著高于坡式梯田系列,在整个坡面上,除了坡顶土壤侵蚀速率高之外,下坡坡度变大(曲率较大)的部位土壤侵蚀速率也非常高,同时,土壤沉积也发生在2个坡位(中下坡坡度较缓的部位和坡脚部位);在梯田系列和陡坡耕地上,SOC与土壤137Cs的空间变化规律较为一致。研究结果表明,在龙门山地震带,质量较好的石埂梯田仍然发挥着较好的土壤保持效果,同时,耕作侵蚀是该区坡耕地上一种重要的土壤侵蚀形式,在制定相应的土壤保持措施时,必须充分考虑耕作侵蚀的作用,才能有效地控制土壤侵蚀,此外,该研究结果还表明采用137Cs核素示踪技术可以比较科学地解释该区域的土壤侵蚀速率和SOC的空间变异规律。     

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。     

花岗片麻岩地区坡耕地改造途径及其效益分析

通过对花岗片麻岩山丘区坡改梯方法进行实验研究,结果表明:采取一次性窄面水平梯田治理坡耕地,施工简便,费省效宏。如5°与10°坡改梯较传统方法省工25%左右,省料30%左右;较坡耕地水保效益提高75%以上,土壤养分损失明显减轻,汛期土壤含水量增加15%～20%,粮食增产20%～35%,提高土地利用率40%～50%。     

坡耕地蓄水保土耕作法及其效益分析

通过沟垄耕作法与平作、垄作与堆作、间作与单作对比试验,表明坡耕地实行垄作与间作耕作技术后,具有明显的蓄水保土增产效益。然而目前该县仍有30万亩坡地,因此建议在未进行坡改梯之前,应积极推广沟垄与间作蓄水保土耕作技术措施。     

宁南黄土丘陵区旱作梯田水分利用率分析

依据在宁南黄土丘陵区半干旱气候地带梯田和坡地上进行的作物水分利用比较试验，分析了丰水年与欠水年和高肥与低肥条件下，作物的耗水量和水分利用率。结果表明，梯田丰水年与欠水年作物产量与水分利用率变化小，而坡地大。在高肥条件下，梯田作物耗水量为３２８．０ｍｍ，用水效率为０．２２７ｋｇ／ｍｍ；而坡地分别为２６２．２ｍｍ与０．２０８ｋｇ／ｍｍ。充分挖掘梯田增产潜力的出路在于增加投肥量。     

赣榆县夹谷山坡面侵蚀产沙特征及其影响因素

选取江苏省连云港夹谷山径流小区作为研究区域,以花岗片麻岩砾质砂壤土作为试验土壤,分析了近20a来6种典型土地利用方式的侵蚀产沙特性,研究了坡面侵蚀产沙特征及其影响因素。结果表明:(1)不同土地利用方式的年侵蚀产沙量均随年降雨量的增大而增大,梯田水保效益显著;(2)不同土地利用方式的年产沙量具有显著差异性,对产沙量的影响大小依次为:顺坡耕作区标准小区经济林区牧草区乔木用材林区梯田小区。在不同土地利用方式下,防止土壤流失最有效的是梯田,与之相反,顺坡耕作区水土流失量最大。(3)在不同土地利用方式下,坡面侵蚀产沙量与降雨侵蚀力均表现为幂函数关系,相关性较强,达到了极显著水平。     

梯田田坎水分耗散及其对作物产量的影响初探

通过对陕北丘陵沟壑区梯田土壤水分及作物产量监测结果的分析，认为田坎水分蒸发对田面土壤水分的减少作用，在距田坎１ｍ距离内是明显的，它使作物单株产量较坡地减少了１８．２％，理论计算表明：１ｍ高田坎水分损失１０．９％，２ｍ高田坎水分损失１１．２％。     

半干旱区微集水系统土壤水分调控效果研究

分析了定西市安定区以隔坡水平阶为主体的径流调控工程和梯田(对照)的土壤水分与植被生长状况及11a累积土壤水分水量平衡特征。结果表明,隔坡水平阶工程保存完好,产流区(25m²)年均产流0.3m³,产沙3.96kg,被蓄水区全部拦蓄,有效控制了水土流失,增加了水资源量,缓解了林草植被水分供应不足状况。2m土层含水量与植被生长成反比。梯田土壤含水率最高,但农作物受旱减产最大;隔坡水平阶产流区土壤含水率较低,紫花苜蓿减产较大,蓄水区土壤含水率最低,但侧柏林生长旺盛。隔坡水平阶(林草带状混交)年均蒸散量为428.6mm,较梯田高2.2mm。     

植物篱与石坎梯田改良坡耕地效益研究

三峡库区秭归段生态环境脆弱,当地群众广泛采用石坎梯田为主的工程措施和植物篱为主的农林复合技术措施改良利用坡耕地。通过试验,对三峡库区秭归县相同坡度、坡向和土层厚度的坡耕地采取石坎坡改梯和定植等高植物篱的投入和产出进行对比,结果表明:石坎梯田与植物篱均是改良利用坡耕地的有效方法;石坎梯田建设期投入费用高,涵水保土能力强,田坎无经济效益;植物篱建设期投入费用低,生产期运行费用略高于石坎梯田,成坎周期较长,涵水保土能力初期较低后期逐渐增强,生产期产出效益明显。     

不同地形部位土壤水分的年变化分析

 通过测定飞马河流域阴坡、阳坡、半阴半阳坡、川地不同部位0-180cm土壤的储水量,分析土壤水分空间、时间变异性,以及不同植被在不同部位土壤水分亏缺程度。结果表明:梯田宽度不同,土壤水分分布不同,在0-180cm土层,窄式梯田水分分布较均匀,宽式梯田土壤水分由内侧向外侧递减;坡向、坡位不同,土壤水分变异很大,阴坡土壤年平均储水量远比阳坡高111.9mm;在坡地上修建水平阶后,沿坡长土壤水分趋于均匀。土壤水分年变化总体看来,可分3个阶段:11月初至翌年6月底,土壤水分变化很缓慢;7月初至8月底,急剧变化;9-10月缓慢变化,阴坡土壤水分变化比阳坡缓慢。在不同立地条件上生长的作物,水分满足程度差异很大,阴坡生长的次生林,坡中部和坡下部水分基本不亏缺,坡上部水分亏缺较严重,玉米地和果园,自5月开始水分出现亏缺,玉米地4-10月平均水分满足程度为74.4％,果园4-10月平均水分满足程度为83％。     

Effect of indigenous stone bunding (kab) on crop yield at Mesobit‐Gedeba,North Shoa,Ethiopia

Stone bunding ( kab ) is an age‐old local conservation practice at Mesobit‐Gedeba. This study was conducted to assess the effect of this indigenous practice on crop yield. We compared original ground slope, terrace width, and slope position of the terraced area. The effect of slope width and slope position were found significant (p < 0·05) for both grain and biomass yields of the terraced sites. The mean grain and biomass yields decreased as the original ground slope of the terraced site increased. Both grain and biomass yields decreased with the width of the inter‐terrace area. Significant differences (p < 0·05) in mean grain and biomass yields were observed between the three slope positions. They decreased as one moved up the slope within the inter‐terrace area. In general, the study indicated that indigenous stone bunding has a positive effect on sorghum yield. Future studies should address different locations and crops and ways of integrating indigenous stone bunding with the current conservation programmes of the region. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.