土壤结皮对西南横断山区土壤坡面产流产沙及养分流失的影响

采用人工降雨方法,模拟在无结皮和有结皮不同发育程度下,研究结皮对横断山区土壤坡面产流形成、侵蚀过程及养分流失过程的影响.结果表明,结皮促使坡面产流提前发生,但对坡面产流量的影响不甚明显;对坡面产沙量却有明显的作用;5°坡面有结皮处理的坡面产沙量较无结皮减少54％,而10°坡面有结皮处理的坡面产沙量则增加16％,表明土壤结皮对坡面侵蚀的影响与地面坡度有密切关系.坡面土壤磷钾流失过程均呈幂函数衰减趋势,无结皮坡面衰减速率较快,随着结皮不断发育,钾素流失形式以浸提态为主,逐步被溶解态所取代,磷素始终以泥沙浸提态流失占优势;与无结皮相比较,结皮坡面K+流失总量降低62.39％,径流样溶解态磷(DP)、泥沙浸提态磷(SEP)和泥沙浸提态钾(SEK)的流失总量分别降低33.33％ 、37.10％和78.36％.土壤结皮具有减少土壤养分流失和延缓坡面土壤质量退化的作用.     

不同耕作方式和植被覆盖对土壤养分流失的影响研究

为研究天然降雨条件下不同耕作方式及植被覆盖条件下水土流失中养分流失的变化规律,根据当地不同的种植模式,在野外标准径流小区进行试验。结果表明:①在相同降雨条件下,顺垄耕作的坡面侵蚀产沙量大于横垄耕作。30°天然坡面次降雨过程平均侵蚀产沙量远小于三个坡面的径流小区。②次降雨过程中,玉米顺垄耕作土壤养分流失量大于横垄,30°天然坡面土壤养分流失量低于三个坡面的径流小区。     

西南喀斯特地区不同覆被下产沙、产流特征分析——以贵州省关岭县为例

为了揭示西南喀斯特地区不同覆被下产沙、产流特征,选取贵州省关岭县典型喀斯特地区为研究对象,利用不同覆被下野外径流小区径流和泥沙观测数据与降雨特征资料,开展喀斯特地区不同覆被下产沙、产流特征研究。结果表明:研究区年降水总量1 039.7 mm、降雨时间183 d,降雨多以小雨形式产生,并计算得出侵蚀性降雨总量占50%左右;各径流小区坡面产流产沙特征与降雨的年内分布密切相关,相关性以经果林最大,水保林次之,撂荒草地最低;不同植被覆盖下降雨的产流产沙特征差异显著,以灌木为主的水保林减沙减流效果明显,其坡面产流产沙明显低于经果林和撂荒地;3种覆被方式下产流量与产沙量相关性较好。     

聚丙烯酰胺与苔藓对幼龄锥栗园土壤侵蚀的影响

采用聚丙烯酰胺(PAM)和苔藓为材料,利用径流小区试验,观测其对幼林锥栗园土壤侵蚀的影响,分析其在3种雨型下径流量与入渗量、含沙量与产沙量以及侵蚀泥沙机械组成的变化结果表明,3种雨型顺坡和梯田的径流量关系为对照＞ PAM与苔藓混合处理＞PAM处理＞苔藓处理,入渗量为苔藓处理的小区最大;PAM处理的产沙量最少,顺坡长历时降雨条件下苔藓处理降低含沙量的效果更加明显;梅雨产沙主要以粘粒和粉粒为主,雷阵雨和台风雨产沙沙粒比例明显增加,PAM与苔藓混合处理阻止园大颗粒土壤的流失最为有效     

黑麦草对黄土坡面降雨产流产沙过程的影响

为研究草地对土壤侵蚀过程的影响,选用黄绵土人工种植草地,采用室内模拟降雨试验研究黑麦草不同覆盖度（0、25%、50%和75%）对3种降雨强度（60、90和120 mm/h）坡面产流产沙过程的影响。结果表明：黑麦草覆盖可以显著减小侵蚀产沙。在坡面土壤预饱和的条件下,坡面产流、产沙与时间呈线性关系;累计产流量随降雨强度线性增加;同一降雨强度条件下,草地覆盖度对累计产流量影响不显著;草地坡面水流含沙量、输沙率、次降雨产沙量均随覆盖度增大而降低,随降雨强度增大而增加;3种降雨强度条件下,无黑麦草覆盖坡面水流含沙量差异不显著,次降雨产沙量和输沙率随着降雨强度的增加而增大。研究结果可为土壤侵蚀预报模型建立及水土保持措施的制定提供理论参考。     

不同水土保持措施对土石质山区减水减沙效果的影响

为了确定水土保持措施对土石质山区减水减沙效果的影响,针对梯田、横垄耕作、水平槽、鱼鳞坑、自然修复等7种不同水土保持措施和对照坡进行降雨量、径流量和泥沙量的观测,分析不同水土保持措施产沙产流的规律。结果表明:不同降雨量的坡面措施产流产沙效果各不相同,在降雨量达到一定程度时,不同措施的减水效果依次为:水平槽鱼鳞坑大豆梯田密植横垄耕作水平梯田疏植横垄耕作自然修复坡对照坡;不同措施减沙效果依次为:水平槽鱼鳞坑大豆梯田水平梯田密植横垄耕作自然修复坡疏植横垄耕作对照坡。降雨量和不同水土保持措施的产流产沙量呈显著的线性关系。     

川中丘陵区紫色土坡耕地土壤侵蚀特征

通过径流小区定位观测,研究了川中丘陵区坡耕地土壤侵蚀特征。结果表明,坡面径流量和土壤侵蚀量年际间存在差异;随着坡度的增加,坡面径流量和土壤侵蚀量呈增加的趋势。多元回归分析表明,降雨量与坡面径流深、土壤侵蚀量之间存在显著的线性关系;而降雨强度、降雨历时与土壤侵蚀量分别存在着显著的幂函数和二次函数关系。主成分分析表明,降雨量和降雨强度为坡耕地主要的土壤侵蚀因子,降雨历时对土壤侵蚀的贡献率随坡度的增加逐渐加强。     

陕北黄土区生物土壤结皮抗冲性研究

生物土壤结皮对提高黄土区土壤抗冲刷与抗侵蚀能力起着重要作用,充分认识和了解其作用机理对治理该区土壤侵蚀具有重要意义。该文采用原状土冲刷槽的实验方法,于2008年9月对陕北黄土区不同类型生物土壤结皮冲刷过程中的径流含沙量、冲刷总量及抗冲指数进行了研究,结果表明:①苔藓比例是衡量生物土壤结皮抗冲能力的重要指标,土壤冲刷总量与苔藓比例呈负相关,生物土壤结皮崩解时间与其呈正相关。②生物土壤结皮冲刷过程中,径流含沙量随冲刷时间逐渐增加,在生物土壤结皮完全崩解后,径流含沙量开始减少。③土壤抗冲指数（冲走1 g土所需时间）与时间呈显著二次多项式的关系,即随着时间增加,生物土壤结皮逐渐崩解,土壤抗冲指数随之降低。④生物土壤结皮的盖度与土壤冲刷侵蚀量呈负相关,即盖度越高,侵蚀量越低;在坡度与冲刷强度相同条件下,无结皮土壤径流含沙量是全覆盖结皮土壤的35倍。⑤坡度与生物土壤结皮径流含沙量呈正相关,且在陡坡条件下,生物土壤结皮抗冲刷和抗侵蚀能力更为明显,因此,提高生物土壤结皮盖度、增加生物土壤结皮苔藓含量是提高黄土区土壤抗冲刷能力的有效方法之一。      

上方汇水对黄土坡面侵蚀方式演变及侵蚀产沙的影响

【目的】定量评价坡面上方汇水对坡下方土壤侵蚀方式演变及侵蚀产沙的影响。【方法】利用由位于坡面上部的供水装置和位于坡面下部的试验土槽组成的试验系统,通过人工模拟降雨试验,分析不同降雨强度和坡度条件下,上方汇水对黄土坡面片蚀-细沟侵蚀-切沟侵蚀方式演变过程及侵蚀产沙量的影响。【结果】当坡面接受上方汇水后,各侵蚀方式演变速度明显加快,侵蚀产沙量迅速增大,且坡面侵蚀产沙增加幅度随上方汇水流量的增加而增大;在坡度和降雨强度相同条件下,坡面侵蚀产沙量和上方汇水引起的坡下方的净侵蚀产沙量,均随坡面上方汇水流量的增加而显著增大;受降雨强度、坡度和坡面侵蚀发育不同阶段的影响,坡面汇水引起的净侵蚀产沙量占总侵蚀产沙量的15.36%~78.15%。不同降雨强度和坡度条件下,坡面侵蚀产沙量与上方汇水流量呈幂函数关系。【结论】坡面上方汇水强度对坡面侵蚀方式演变和产沙过程具有重要影响,若能有效控制坡面上方汇水,将可有效减少坡面侵蚀产沙量,抑制沟蚀的发生和发展。     

模拟降雨条件下覆沙坡面产流产沙过程研究

【目的】分析不同覆沙条件下坡面降雨的产流产沙过程,为揭示黄土高原水蚀风蚀交错区风水复合侵蚀机制奠定基础。【方法】采用3个雨强(0.5,1.0,1.5mm/min)和3种覆沙方式(全坡、半坡、无覆沙)在室内进行模拟降雨试验,分析不同雨强和覆沙条件下坡面的产流产沙特征。【结果】坡面覆沙与无沙坡面(裸坡)相比延长了降雨初始产流时间1~30min;坡面覆沙后使得坡面的产流产沙过程复杂化,出现多峰多谷现象;坡面的累计径流量和累计产沙量均与降雨历时呈显著线性相关,相关系数在0.9以上;累计径流量与累计产沙量之间呈函数相关性,相关系数在0.90以上。【结论】坡面覆沙在一定程度上加剧了侵蚀的发生。     

辽西地区坡耕地垄膜沟种对土壤侵蚀和作物产量的影响

【目的】为了充分有效地利用辽西地区有限的自然降雨,减少坡耕地水土流失,提高水土资源利用率,促进作物稳产高产,在辽西地区坡耕地进行了不同耕种模式研究。【方法】2012—2015年在辽宁省农业科学院阜新旱农试验区进行,试验采用径流小区定位观测的方法,研究天然降雨条件下坡耕地不同耕种模式对土壤侵蚀、土壤水分和作物产量的影响。径流小区长15 m,宽4 m。试验为双因素裂区设计,主区为坡度,设5°和10°两个坡度,副区为种植模式,分设传统种植(CK,等高土沟土垄)、等高垄膜沟秸秆种植(T1)、等高垄膜沟种(T2)3种处理,3次重复。垄膜沟种沟宽60 cm,垄宽40 cm,垄高10—12 cm。供试作物为谷子和玉米,轮作种植。【结果】垄膜沟秸秆和垄膜沟种可有效减少和防止水土流失。4年间,5°坡对照总径流量为512.7m3·hm~(-2),总侵蚀量为4 561.3 kg·hm-2,T1处理和T2处理未发生土壤侵蚀;10°坡T1处理总径流量和总侵蚀量较10°坡对照分别减少81.71%和96.17%,T2处理较对照分别减少56.92%和95.15%,10°坡T1处理总径流量和总侵蚀量较T2处理分别减少57.54%和21.05%。垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照减少侵蚀量的同时可明显减少侵蚀泥沙中的养分流失量。随着坡度的增大,径流量和侵蚀量都随之增加,同时垄膜沟秸秆和垄膜沟种防蚀效果相对减弱。4年平均土壤水分,坡度间由5°坡到10°坡呈降低的趋势,但差异不显著;种植方式间垄膜沟秸秆和垄膜沟种与对照差异极显著,较对照分别高出1.68和1.45个百分点。对谷子而言,无论丰水年(2012年)或干旱年(2014年),垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照都表现出极显著的增墒效果;对玉米而言,平水年(2013年)垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照未表现出显著的增墒效果,干旱年(2015年)增墒效果极显著。4年平均产量,坡度间由5°坡到10°坡呈降低的趋势,但差异不显著。种植方式间垄膜沟秸秆与对照及垄膜沟种差异极显著,分别增产25.59%和10.68%,同时垄膜沟种与对照产量差异极显著,比对照增产13.47%。其中2012年和2014年,谷子垄膜沟种较对照增产不显著,垄膜沟秸秆较对照增产显著,分别增产24.75%和74.58%;2013年和2015年,玉米垄膜沟秸秆和垄膜沟种较对照增产极显著,垄膜沟秸秆较对照分别增产11.29%和54.39%,垄膜沟种较对照分别增产5.05%和51.81%。干旱年份,垄膜沟秸秆(谷子,玉米)和垄膜沟种(玉米)增产效果尤为显著。【结论】通过连续4年的旱坡耕地垄膜沟种试验,明晰了该技术模式在辽西半干旱地区的防蚀、集雨、增墒、增产效果,有效减轻干旱缺水和水土流失对坡耕地作物生长所造成的不利影响,丰富了辽西半干旱地区旱作集水农业的理论基础。通过该项技术的推广应用,可有效提高该区水土资源利用率,保护坡耕地质量,提升坡耕地粮食综合生产能力,使作物高产,促进该区旱作农业健康、可持续发展。从防蚀、集水、增墒、增产等角度考虑,垄膜沟秸秆耕种模式比较适宜于辽西半干旱区坡耕地。     

晋西黄土区不同植被格局坡面产流产沙特征

目的研究不同植被格局对坡面产流产沙特征的影响,为黄土高原水资源匮乏地区坡面水土保持植被格局的优化配置提供依据。方法采用野外模拟降雨试验,测定5种植被格局（2种块状镶嵌格局、横条带状格局、顺坡带状格局和裸地格局）的产流产沙特征及土壤入渗特征,探讨坡面不同植被格局和破碎度对产流、产沙、入渗的影响。结果（1）植被具有良好的蓄...     

起垄方向和保护性耕作对山地烟田土壤肥力及烟叶品质的影响

为探究起垄方向和保护性耕作措施对山地烤烟产质量的影响,于2014年在重庆市石柱县开展大田试验,研究处理T1(沿着坡度起垄,垄间无覆盖,作对照)、T2(沿着坡度起垄,垄间覆盖玉米秸秆)、T3(沿着坡度起垄,垄间覆盖黑麦草)、T4(等高线起垄,垄间无覆盖,作对照)、T5(等高线起垄,垄间覆盖玉米秸秆)、T6(等高线起垄,垄间覆盖黑麦草)6个处理间土壤肥力和烤烟产质量的差异。结果表明:保护性耕作能够提高土壤肥力,等高线起垄优于顺坡起垄,其中等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆效果最佳。各处理除总糖、还原糖含量和糖碱比外,其他常规化学成分大体均在优质烟叶范围内。处理T5中部叶石油醚提取物、中性致香物质含量以及产量、产值均达到最高,分别为9.93%、997.43μg/g、2 246.34 kg/hm2、40 055.55元/hm2。总体上,等高线起垄且垄间覆盖物为玉米秸秆对改善山地烟田土壤肥力和烟叶质量的效果最佳。     

马铃薯垄沟集雨栽培技术研究

[目的]为建立马铃薯(Solanum tuberosum L.)垄沟集雨栽培技术提供参考。[方法]通过马铃薯不同垄膜宽度集雨效率比较试验,在进行土壤水分检测的基础上,观察测定出苗保苗率及增产效果,研究垄膜沟植技术的综合生产效益。[结果]马铃薯垄膜沟植技术下出苗率较平作、平作覆膜技术高,出苗提前,其中,30～60 cm垄膜宽度处理下表现较明显。增产效果最好的处理为40～50 cm垄膜宽度,增产幅度为23.2%～33.0%。[结论]垄膜沟植技术能够有效地提高马铃薯对雨水的利用效率,增加土壤根层含水量,提高马铃薯抗旱性和产量。     

原垄卡种与传统耕作种植玉米的比较研究

对原垄卡种与传统耕作种植玉米进行了比较研究。结果表明:在玉米整个生育期,原垄卡种的株高、干物质和叶面积指标整体略高于传统耕作;生育前期原垄卡种的土壤含水量均高于传统耕作,在灌浆期0~10 cm土层传统耕作的土壤含水量略高;而原垄卡种不同生育时期的土壤容重整体低于传统耕作;原垄卡种较传统耕作表现为增产,增产幅度为6.3%。     

红水河流域地区马尾松和红椎混交林水土流失特征研究

研究了红水河流域地区不同混交比例、不同造林时间的马尾松和红椎混交林的水土流失特征。结果表明:2005年营造的马尾松纯林的水土保持效益高于2012年营造的马尾松纯林,2005年营造的马尾松纯林的总产流量、总产沙量分别为2012年营造的马尾松纯林的84.54%、68.20%;混交比例为9∶1的马尾松红椎混交林具有较好的水土保持效益,总产流量为马尾松纯林的86.12%,总产沙量为马尾松纯林的86.79%;混交比例为6∶1的马尾松红椎混交林水土保持效益越来越好,产流量排序从2下降到5,产沙量排序从2下降到4。     

前期含水量对坡耕地产流产沙及氮磷流失的影响

土壤前期含水量是影响土壤入渗、产流以及溶质迁移、淋失的重要因素之一。通过人工模拟降雨实验,对5%、9%、13%、17%和20%这5个不同前期含水量水平下的黄土高塬沟壑区黑垆土坡耕地土壤侵蚀及氮磷流失情况进行了研究。结果显示:在同一雨强和坡度条件下,随着土壤含水量的增加,坡面达到稳定入渗率的时间缩短,开始均匀产流时间也减小;在5%~17%前期含水量的范围内,径流量、泥沙量随前期含水量增加而增加,17%~20%时径流量和产沙量为递减的变化趋势;产沙量与径流量呈显著的线性关系,相关系数为0.889。前期含水量为17%时,径流中水溶性磷、硝态氮、铵态氮浓度最大,总流失量最大,3种养分在湿润层内发生积累的深度随含水量增加而减小,前期含水量17%是影响径流中养分浓度变化的一个临界值;在前期含水量范围为5%~9%时,养分流失量变化不大,且流失量较小;硝态氮平均流失总量最大,分别是铵态氮和水溶性磷的1.32和2.46倍。该项研究结果可为当地农业生产、减少水分损失、提高水分和养分利用率提供有效的指导。     

黄土坡耕地玉米作物的防蚀作用研究

【目的】研究10°坡耕地上玉米的防蚀作用,为评价农作物的水土保持功能提供参考。【方法】采用人工模拟降雨的方法,以裸地为对照,分析了10°坡耕地上不同生育期（幼苗期、拔节初期、拔节中期、抽雄前期和抽雄后期）玉米完整植株及其根系对坡面产流产沙量和过程的影响。【结果】在幼苗期、拔节初期、拔节中期、抽雄前期和抽雄后期,整株玉米和仅保留根系玉米的径流模数和侵蚀模数均呈逐渐降低的趋势;在玉米的同一生育阶段,径流模数和侵蚀模数均表现为裸地最高,只保留根系玉米次之,整株玉米最小。在产流产沙过程中,与裸地相比,整株玉米和只保留根系玉米均可有效地延迟产流产沙时刻、峰值出现的时刻以及平和产流和产沙过程,但只保留根系玉米平和产流产沙过程的作用较弱。【结论】只保留根系玉米与整株玉米的防蚀作用相似,都可有效地减少土壤侵蚀,但其对产流产沙过程的调控作用相对较弱。