黄土丘陵沟壑区小流域坡耕地土壤抗冲性试验研究

通过对黄土丘陵沟壑区种植不同作物的坡耕地土壤抗冲性进行动态测定,探讨了坡耕地在作物不同生长时期和种植不同作物条件下的抗冲性特征及影响因素,为该区保持坡耕地水土、防止流失而合理配置农作物提供科学依据。     

黄土高原典型流域土壤抗冲特性研究

以黄土高原吕二沟流域为研究对象,采用原状土冲刷水槽法对研究区梯田耕地、坡耕地、草地、梯田果园、刺槐林共5种土地利用类型的土壤进行了抗冲试验。结果表明:(1)研究区不同土地利用类型的土壤抗冲性大小依次为:刺槐林>草地>梯田>果园>坡耕地;(2)根系对土壤抗冲性具有显著影响,有根系土壤相对无根系土壤的抗冲性有明显提高,平均提高了44.02%;(3)研究区土壤随坡度的增大抗冲能力减弱,其中22°～25°减少幅度最大;(4)对研究区不同土地利用类型土壤抗冲指数在流域尺度进行了空间异质性模拟,总体表现出越靠近流域上游和侵蚀沟坡上位置的土壤抗冲性越大的特性,其中刺槐林地和草地表现更为明显。     

黑龙江省耕地暗棕壤理化特性及抗冲抗蚀性能初探

据对黑龙江省宾县英杰乡吉兴村耕地暗棕壤进行的试验研究，土地开垦种植后，地力明显下降，土壤抗冲抗蚀性能降低，重度侵蚀土壤年侵蚀模数达７９８０ｔ／ｋｍ２，已不利于作物生长。暗棕壤是珍贵的森林土壤，它不适宜开垦为农田，已开垦的１５°以下的坡耕地应采取水土保持措施，大于１５°的坡耕地应退耕还林还草。     

滇中水源区典型林地土壤结构分形特征及其对土壤抗蚀、抗冲性的影响

为探讨土壤结构分形特征与土壤抗蚀、抗冲性的关系,采用分形原理、弹性及边际分析法对滇中重要水源区迤者小流域内3种典型林地(以坡耕地对照)土壤孔隙组成、颗粒组成和微团聚体组成分形维数及其对土壤抗蚀、抗冲性的影响进行分析。结果表明,各林分类型下土壤孔隙组成分形维数分布于2.687 9~2.741 3之间,土壤颗粒组成分形维数为2.759 6~2.856 9,微团聚体组成分形维数为2.701 3~2.731 1之间,林地土壤结构分形特征均优于坡耕地,混交林对改良土壤结构作用优于纯林。林地土壤抗蚀、抗冲性优于坡耕地,且随着坡度的增大,混交林对提升土壤抗蚀、抗冲性效果更佳。不同林地土壤的抗蚀指数以针阔混交林地最大(39.0%),桉树林地次之(37.0%),云南松林地最小(24.0%),均优于坡耕地(20.1%);不同林地同一土层抗蚀指数差异极显著,且随土层深度的增加,土壤抗蚀指数逐渐减小;林地土壤抗蚀、抗冲性优于坡耕地,混交林对提升土壤抗蚀、抗冲性效果更佳。区域土壤的孔隙组成、颗粒组成和微团聚体组成分形维数与表征土壤抗侵蚀性质的抗蚀指数与抗冲系数存在显著的相关关系,关系模型分别为:γ=(4.27×10-21)D7.867tD-56.048jD1.514k和γ=(1.67×10-14)D-50.063tD-0.813jD19.468k,相关系数分别为0.819和0.841。通过弹性和边际效应分析可知,土壤抗蚀、抗冲性受土壤结构分形特征的影响较明显,土壤孔隙组成分形特征对土壤抗蚀、抗冲性的影响大于颗粒组成和微团聚体组成分形特征的影响,且土壤结构分形特征对土壤抗蚀性的影响较抗冲性更显著。     

元阳梯田不同土地利用类型表层土壤的抗冲性

为了研究云南省元阳县梯田核心区土壤的侵蚀特性和保水机制,采用原状土冲刷槽法和实地放水冲刷试验法,结合有林地、灌木林地、荒草地和坡耕地的物理性质等,对元阳梯田核心区上述4种土地利用类型表层土壤抗冲性及其主要影响因素进行研究。结果表明:研究区表层土壤抗冲性由强到弱表现为荒草地>灌木林地>有林地>坡耕地;含沙量随着坡度(15°、30°和45°)和冲刷流量(1.5、2.5和3.0 L/min)的增加而增加,坡耕地具有较弱的抗冲性;土壤中的须根能够增强土壤的抗冲能力,特别是直径<1.0 mm的须根具有较强的固结性;土壤的水稳性团聚体越多土壤的抗冲性也就越好,荒草地和灌木林地表层土壤直径>3 mm的土粒,其结构水稳度为93.33%。     

金沙江流域干旱河谷区坡耕地作物类型对耕作侵蚀的影响

为了研究干旱河谷区坡耕地农作物种植对耕作侵蚀的影响,在不同作物类型坡耕地(玉米地和荞麦地)上进行耕作试验,通过磁性示踪法测量坡耕地顺坡耕作的耕作位移距离,分析了不同作物类型下的耕作侵蚀速率特征。结果表明：(1)试验地类的耕作位移距离表现为玉米地<荞麦地<裸地(对照地)的变化趋势,荞麦地和玉米地的耕作位移距离均显著低于裸地(p<0.05),表明坡耕地种植玉米和荞麦可以显著减小坡耕地土壤耕作位移距离;(2)3种地类的耕作位移距离与坡度均呈显著正相关关系,玉米地和荞麦地的耕作位移距离系数k₂值和传输系数k₄值明显小于裸地,说明作物因素减小了耕作位移距离随坡度的增加幅度;(3)裸地的耕作侵蚀速率显著高于玉米地和荞麦地(p<0.01),分别是玉米地和荞麦地的1.99倍和1.88倍,说明坡地种植农作物可明显减小坡面耕作侵蚀。综上,种植农作物可有效减少坡耕地耕作侵蚀,研究成果丰富了对坡耕地作物根系防蚀特性的认识,也为完善耕作侵蚀模型奠定重要基础。     

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。     

丹江口库区坡耕地不同作物对土壤溅蚀的影响

选取位于丹江口库区的代表性坡耕地,通过野外调查与室内分析,研究种植不同作物(黄姜、红薯、芝麻与玉米)对土壤溅蚀的影响,同时探讨土壤溅蚀与作物株高、覆盖度及其土壤含水量、温度的相关性。结果表明:在作物生长前期,各处理土壤溅蚀差异不显著;在生长盛期,种植作物显著降低土壤溅蚀,其中相对于对照处理,黄姜处理降低幅度最小,芝麻与玉米次之,红薯则最大。相关分析表明,土壤溅蚀与作物覆盖度、土壤含水量及土温呈显著的一元二次曲线相关。因此,种植作物改变了坡耕地局部空间格局,使降雨发生空间再分布。     

自然冻融条件下黄土丘陵区不同土地利用方式原状土的抗冲性

[目的]研究冻融对3种土地利用方式(坡耕地、草地和灌木地)土壤抗冲性的影响,旨在为黄土高原季节性冻融区植被恢复建设提供理论依据.[方法]基于一系列野外自然冻融、野外监测和原状土冲刷试验,以确定冻融对3种土地利用方式土壤抗冲性的影响.[结果]①相较于坡耕地,草地与灌木地的冻结程度更低,其中,灌木地冻结程度最低,抗冻性最好...     

吉林省低山丘陵区土壤抗冲抗剪性研究

土壤抗冲性和抗剪性是土壤抗侵蚀性能的重要方面,研究土壤抗冲性和抗剪强度有助于揭示土壤侵蚀规律。以吉林省东辽县杏木小流域为研究区,在蒙古栎林地、杨树林地、落叶松林地、大豆地、玉米地、竹节梯田果园地设置样地,采集林地与坡耕地土壤样品,进行土壤的抗冲性、抗剪性及其影响因素研究,结果表明:林地的土壤抗冲性与抗剪性均好于坡耕地,土壤抗冲刷系数与土壤非毛管孔隙度呈显著负相关,与0.25 mm水稳性团聚体含量呈极显著正相关;土壤抗剪强度与土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度、0.25 mm水稳性团聚体含量、初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率的相关性均未达显著水平。     

不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征

土壤抗侵蚀能力特征是土壤侵蚀预测预报的重要依据之一,为了分析黄土区不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征,采用原状土冲刷槽和静水崩解法,分别在大豆不同生长期测定坡耕地不同土层土壤抗冲性和抗蚀性,并对大豆根系特征与土壤抗侵蚀能力的关系进行分析。结果表明:随着大豆生育期的推进呈现出先增强后减弱的趋势,始粒期土壤抗侵蚀能力最强,苗期最弱;在大豆苗期与分枝期,土壤抗侵蚀能力随土层深度的增加而减弱;大豆开花期以后10~20 cm土层土壤抗侵蚀能力最强,其次为0~5 cm土层;土壤根重密度、根系表面积、根系体积及根系长度对土壤抗侵蚀能力影响均达到极显著水平(p0.01),且根径在0~0.5 mm之间根系的增多会更加有效地提高土壤的抗侵蚀能力。这表明在大豆生长初期加强对坡面的有效防护,避免地表长期裸露,培育根系发达的大豆品种将有助于对坡耕地土壤侵蚀的防控。     

1962—2022年土壤抗冲性研究进展

土壤抗冲性作为评定土壤抗侵蚀能力的重要参数，对于揭示土壤侵蚀规律具有重要的现实意义。为归纳土壤抗冲性自提出以来的发展历程，该研究详细梳理了1962—2022年中国土壤抗冲性研究的相关成果，客观评价了各时期表征指标及测定方法的优缺，系统分析了土壤抗冲性的影响因素及机理；同时基于中国知网(CNKI)和Web of Science数据库，借助CiteSpace网络图谱可视化手段分析了作者之间和机构之间的合作关系以及关键词所体现的热点话题。结果表明：1)土壤抗冲性表征指标和测定方法多样化导致相关研究结果难以比较；2)植物根系、土壤理化性质和坡度等因素对土壤抗冲性的影响机理存在争议，尚需进一步验证；3)土壤抗冲性数学模型主要围绕黄土区植物根系的增强效应而建立，较少涉及其他指标因子。该研究不足很大程度上限制了土壤抗冲性的发展，并阻碍了与其他学科的交叉与融合。今后的土壤抗冲性研究须结合现代技术重点监测坡面和流域尺度径流冲刷与土壤抗冲的相互过程，揭示土壤结构体间抵抗径流破坏和推动下移的能力。以区域水土保持与生态环境的效应评价和预测为导向，落脚于土壤侵蚀防控和水土流失综合治理，为未来水土保持工作的发展提...     

喀斯特高原山地土壤抗冲性与土壤物理性质的关系

为探究喀斯特高原山地不同土地利用类型土壤抗冲性及其与土壤物理性质的关系,以马尾松人工林地(PMP)、桂花人工林地(OFP)、天然乔灌混交林地(ASL)、天然草地(NGL)、撂荒地(AL)、农地(CL)为研究对象,采用原状土水槽冲刷试验法,根据研究区地形及气候特点,设置3个坡度(5°,15°,25°),3个冲刷流量(3.2,4.8,6.4 L/min),冲刷时间均为15 min,结合土壤物理性质(容重、孔隙度、水稳性团聚体、机械组成等),定量分析不同土地利用类型下土壤抗冲性及其与土壤物理性质的关系。结果表明:(1)在原状土冲刷试验过程中,各地类初始径流含沙量较高,但随着冲刷时间的延长,径流含沙量呈先降低后趋于稳定趋势,且随着坡度和冲刷流量的增大,径流含沙量趋于稳定的时间有所提前;(2)土壤抗冲系数随坡度和冲刷流量的增大而减小,且坡度对土壤抗冲性的影响比冲刷流量更明显。在同等条件下,各地类土壤抗冲系数依次为NGL＞PMP＞ASL＞AL＞OFP＞CL,土壤抗冲系数分别为13.44~87.84,[JP]8.14~93.15,2.93~45.36,1.21~10.01,1.25~5.48,0.17~1.27(L·min)/g;(3)土壤抗冲性与土壤容重、砂粒含量、水稳性团聚体含量呈极显著正相关(P＜0.01),与总孔隙度、黏粒含量呈显著负相关(P＜0.05),其关系均可用幂函数表示(R²＞0.78)。研究结果可为喀斯特区土壤侵蚀研究和水土保持防治提供科学依据。     

植物苗期根系抗侵蚀特性试验研究——以构树和顶坛花椒为例

植物的固土抗蚀作用大小与其根系密切相关,而根系特征决定了根的固土抗蚀作用的发挥,本文以相同基质下构树和顶坛花椒不同特征的根系为研究对象.通过研究根系特征与土壤抗冲性、抗蚀性、抗拉性、紧实度的关系,结果表明,苗期根系能强化土壤抗冲性,构树苗、顶坛花椒苗根系强化值大小分别为78.01>77.71;根系可提高土壤抗蚀性,其抗蚀性强弱为.构树苗>顶坛花椒苗>对照,构树、顶坛花椒、对照试验的土壤水稳性指数分别为4.36,3.16,1.67;不同树种根系对土壤的固结能力不同,构树苗生长下的土壤抗拉能力为214.92 N,明显大于顶坛花椒苗生长下的土壤154.87 N;土壤紧实度大小为构树苗>顶坛花椒苗.并采用加权综合指数法综合评价了苗期不同特征植物根系的固土能力强弱,得出构树苗综合指数为1.058.而顶坛花椒苗为0.902.即构树苗的固土能力强于顶坛花椒,以期为今后的水土保持工作提供一定的理论依据.     

北川河流域退耕还林不同配置模式对土壤抗冲性的影响

在青海大通县北川河流域分浅山区和脑山区各选择了5种退耕还林配置模式,研究了不同配置模式对土壤抗冲性的影响,结果表明:在浅山区,土壤抗冲性指数与枯落物现存量呈显著正相关,以模式D(中国沙棘)的抗冲性指数最大,为1.136 s/g,以模式E(柠条)的最小,为0.385 s/g;在脑山区,土壤抗冲性指数与团聚度、总孔隙度呈显著正相关,模式F(青海云杉)的土壤抗性指数最大,为1.652 s/g,模式J(青杨 中国沙棘)的土壤抗冲性指数最小。     

赣南地区不同植被覆盖下红壤抗冲性动态研究

选取赣南地区不同植被覆盖下的花岗岩、红砂岩、第四纪红黏土发育形成的红壤为研究对象,利用原状土冲刷水槽法研究红壤的抗冲性。试验结果表明:（1）赣南地区不同植被覆盖下土壤在抗冲过程初期抗冲系数缓慢增大,然后随冲刷时间延长呈波浪式变化。从总体趋势分析,在整个冲刷过程中抗冲系数随时间呈逐渐增强的趋势;（2）以裸地来比较不同母质发育的红壤的抗冲系数,从小到大的顺序是花岗岩土壤 < 红砂岩土壤 < 第四纪红色黏土;（3）植被通过根系增强了土壤的抗冲性能,不同植被覆盖的土壤抗冲性一般表现为以下规律:裸地 < 灌草地 < 林草地。探讨赣南红壤抗冲性的动态规律以及母质和植被对土壤抗冲性的影响,为完善土壤抗侵蚀的理论研究提供了基础数据,对于更有效地控制水土流失、保护和改善生态环境具有理论和实践意义。     

黔中喀斯特地区岩性对表土理化性状及抗冲性影响

研究喀斯特地区岩性对土壤理化性状及抗冲性的影响,对探明石漠化机理具有重要意义。选取黔中喀斯特地区5种不同岩性上发育的表层土壤,分别测定其理化性状和抗冲性。结果表明：岩性对土壤机械组成、容重、孔隙度和有机质含量均有显著影响。碳酸盐岩（石灰岩和白云岩）发育的土壤理化性状最好,砂岩类（长石砂岩和紫色长石石英砂岩）次之,煤系地层土壤结构最差。煤系地层的抗冲性能也显著低于其他岩性组。因此进行喀斯特地区水土流失防治时,应针对不同岩性土壤状况分别治理,尤其加强煤系地层土壤流失防治工作。