黄土丘陵沟壑区梯田田面集流补灌试验研究

根据黄土丘陵沟壑区水土流失严重、水资源短缺和旱灾频繁的特点，布设了不同形式的梯田田面集流补灌小区14个，小区面积25m^2，随机排列，种植玉米。大旱的2001年，通过土壤含水量测定，及时掌握土壤水分变化情况，按照设计进行了2次补灌，补灌后土壤含水量有了明显提高，一定程度上缓解了旱情。试验结果表明，穴灌垄作覆膜小区比常规耕作田平均增产14.9%，穴灌丰产沟覆膜小区平均增产36.8%，穴灌1：8丰产沟覆膜小区增产达57.3%。     

黄土高原水平梯田的蓄水保土效益分析

 在整理、分析黄土高原西峰等水土保持试验站径流、泥沙观测资料的基础上,研究了该地区水平梯田的蓄水保土效益。结果表明:其效益的平均值为867%和877%,但差异悬殊,主要是受暴雨、大暴雨质量的影响。次降雨综合参数PI、汛期降雨量和年产流降雨量分别小于200mm2/min、350mm和125mm时,蓄水保土效益均为100%,大于这些数值时,效益降低,两者呈负相关;同时,梯田的质量也影响蓄水保土效益。     

新时期黄土高原旱作梯田建设思路

新时期对黄土高原旱作梯田建设提出了新的更高的要求。利用2018年水土流失动态监测成果,基于"梯田破碎度指数"评估低标准梯田的方法,摸清了黄土高原不同标准梯田的规模、分布。结合降雨、农业区划等因素,划定了旱作梯田建设适宜区。通过土地利用数据和实地调查,评估了现状梯田利用方式。基于坡耕地、低标准梯田现状,综合考虑自然、社会因素,确定了旱作梯田建设条件,初步提出了黄土高原旱作梯田建设思路,旨在为黄土高原生态文明建设和高质量发展提供科学依据。     

黄土高原水平梯田质量及水土保持效果的分析

通过对水平梯田的分类,不同质量水平梯田的水土保持效益,以及水平梯田的质量对其抗御暴雨能力的影响３个方面的分析,说明黄土高原水平梯田的工程质量在水土保持中起着非常重要的作用。     

梯田、坝地在黄土高原生态恢复中的地位与作用

对黄土高原梯田、淤地坝建设规模、效益分析的基础上,系统总结了梯田、淤地坝在黄土高原粮食安全、生态恢复重建的地位与作用。提出梯田和坝地建设是黄土高原生态恢复的突破口和根本保障。通过基本农田建设,实现粮食增产的同时,带动和促进退耕还林草工程,进而保障国家西部“退耕还林草工程”的生态建设恢复成果,使得黄土高原走上粮食安全与生态安全的可持续发展道路。     

建设降雨集流补灌工程形成主动抗旱技术体系

近年来,我国北方干旱严重,水资源紧缺,雨水资源化受到普遍关注。山西地处黄土高原半干旱气候区,水土流失严重,水资源非常贫乏,生态环境十分脆弱,农业生产受到极大威胁。但年降水集中且强度大,以及广阔的山地又为雨水径流的利用提供了有利条件,建设集流补灌工程已成为主动抗旱技术体系的重要组成部分。在工程建设中应树立雨水资源化的新观念,制定科学的发展规划,建立合理的投资机制,提高科技含量。     

大棚梯田侵蚀规律及其防蚀措施

通过对陕西省安塞县马家沟流域龙泉寺的典型黄土高原丘陵沟壑区大棚梯田定位监测,研究了大棚梯田的侵蚀规律。结果表明,大棚梯田侵蚀与棚面面积、降雨量、产流量及梯田防护措施有关,其中产流量起决定作用;发生侵蚀的临界月累计降雨量为198mm;大棚梯田在无相应防蚀措施情况下,单位面积梯田上大棚面积所占比例应小于0.5(平均土壤侵蚀量小于469.7t/km2)。根据大棚梯田的侵蚀特点,提出了相应的防护对策。     

黄土丘陵沟壑区梯田聚流补灌试验研究

黄土丘陵沟壑区水土流失严重 ,水资源短缺 ,旱灾频繁 ,影响农作物生长和产量。为探索减少水土流失 ,提高水资源利用效率 ,增加农作物产量的方法 ,进行了聚流补灌试验研究。试验结果表明 ,聚流补灌试验区玉米产量比对照区增产 7.2 2 %～ 5 7.3 % ,其中 ,穴灌 1∶8丰产沟覆膜和穴灌周边丰产沟覆膜两种模式增产幅度最大     

梯田聚流补灌增产效果研究

采用2种耕作方式和5种聚流形式，设置了11种试验处理（包括对照），根据王家沟流域梯田系统雨水径流资源的量化分析结果，制定出试验小区补灌量及补灌制度，研究了梯田的聚流补灌增产效果，试验结果表明，聚流补灌措施能优化雨水资源配置，大幅度提高梯田作物产量；耕作方式间，补灌形式间及其二者的交互作用，对作物产量影响较大，其中垄作覆膜以1：7聚流形式最好，丰产沟覆以周边补灌形式最好，充分显示出了聚流补灌措施抵御旱灾的能力。     

梯田起垄覆膜微集流耕作措施土壤水分动态研究

在晋西黄土丘陵沟壑区的梯田上,采用地膜覆盖微集流雨水耕作措施,通过对其土壤水分测试结果的分析表明,在极干旱年份,对土壤水分影响较大的层次为０ｃｍ￣１００ｃｍ土层,１００ｃｍ￣２００ｃｍ可吸收利用的有效水分较少。地膜覆盖在极干旱年份可提高土壤水分的利用率。梯田地玉米最佳栽培模式为：起垄覆膜单行以３．０万株／ｈｍ＾２,起垄覆膜双行以４．２万株／ｈｍ＾２￣４．８万株／ｈｍ＾２栽培,其土壤供水能力强,水分     

黄土高原片沙区建筑梯田生物护埂固沙试验研究

利用柠条网络土体筑埂,并在柠条网土带间压上紫穗槐,形成以短养长,科学合理的生物护埂固沙新技术,解决了沙土地段建设基本农田筑埂难的问题,为黄土高原片沙区大力发展基本农田提供了科学合理的生物护埂固沙新技术.     

西北黄土高原水平梯田冬小麦的水分供应状况分析

运用误差分析方法研究了水平梯田与平作耕地冬小麦的水分供应状况的差异，讨论了水平梯田蓄水率和作物需水量的变化对水分状况的影响。认为主要是作物需水量的增大恶化了梯田水分供应状况。计算了西北黄土高原各地不同坡度水平梯田冬小麦的水分供应修正系数。     

双平双膜梯田试验研究

双平双膜梯田是在距离水平梯田田面一定深度土层 (80cm )水平铺设一层塑料薄膜作为不透水层 ,同时在地表进行覆膜种植的水平梯田。经试验 ,在黄土高原年降水量为 3 0 0mm左右的地区 ,双平双膜梯田 0～ 80cm土层土壤含水率平均比普通梯田高 1 4个百分点 ,粮食产量比普通梯田高 5 5 %～ 75 % ,年均净收益比普通梯田高 88%。     

黄土高原近40年梯田建设的土壤固碳效益初步估算

[目的] 为揭示黄土高原梯田土壤有机碳含量的时空规律和梯田土壤固碳时空分布特征。[方法] 基于META分析的方法,研究梯田土壤有机碳含量随土层深度和梯田修建年限的变化特征,分析黄土高原各区域梯田土壤固碳的时空分布特征。[结果] (1)SOC含量和固碳效益随土壤深度的增加而减少,80—100 cm土层的SOC含量为0-20 cm土层的60.74%,0—20 cm土层的固碳效益为23.1%,80—100 cm土层为5.7%。(2)梯田固碳效益随修建年限呈非线性增加,梯田0—20 cm土层固碳效益由修建第1年的-8.29%逐步增加,在第24年时达到最大值34%,此后保持稳定。(3)1979-2023年黄土高原梯田总固碳约为38.29 Mt C,平均固碳38.49 t C/(km²·a)。泾河上中游流域平均固碳速率最高,为50.14 t C/(km²·a),河龙区间平均固碳速率最低,为29.04 t C/(km²·a)。[结论] 在黄土高原兴修梯田可以提高SOC含量,并且梯田的固碳是一个相对漫长的过程,需要科学的设计及管护才能更好地发挥其固碳效益。在黄土高原开展梯田建设加之合理规划、设计、科学的管护是提高区域土壤固碳效益的有效措施。研究结果可为黄土高原地区水土保持固碳效益核算提供理论与方法支持。     

黄土高原集流槽的发育与控制

本文从细沟交汇与分叉和人为耕作作用两方面论叙了集流槽的发生发展机制,在搞清其发生发展规律的基础上,讨论了它在现代侵蚀沟和微地貌分类中的归属问题,指出它应作为细沟、浅沟、切沟系列以外一种特殊的侵蚀微地形。将发生在集流槽底部,宽度30～50cm,其深度与耕作层等深的小侵蚀沟称为浅沟。嗣后讨论了用细沟、浅沟分布的不均匀性拟定的集流槽发育系数d,来鉴别集流槽发育程度的方法,分析了集流槽与细沟侵蚀、浅沟侵蚀的关系。最后提出控制集流槽发展,防止浅沟、切沟侵蚀的两项措施。     

黄土高原南部梯田土壤水分环境效应研究

水平梯田是控制坡耕地水土流失和实现旱作区农业高产与稳产的根本措施之一。通过研究发现,在黄土残塬沟壑区的泥河沟流域,梯田具有比较明显的蓄水、保水作用。距田埂愈近,越靠近外部,越接近土壤表层,土壤湿度越小,土壤愈干旱,越近里面,且越向下,土壤湿度越大。     

机修梯田优化设计方法研究

通过在甘肃省庆阳市西峰区吴庄塬坡地机修试验点和正宁县宋畔沟壑坡面机修试验点的定位试验和验证分析,探索出了推土机修筑连台梯田规划优化设计方法中,满足人工筑埂坎少用工、埂坎少占地、便利机械耕种作业和梯田稳固4个目标的多变量、非线性的简化数学模型;构建了机修工程量、工作量综合计量的物理量,即“土方加权运输量———土工量”,并且得出了相应的计算模型。上述的研究成果在黄土高原世行贷款甘肃马莲河水土保持项目一期工程区———甘肃庆阳市6县(区)进行了推广应用,皆取得了良好的效果。     

黄土区梯田不同覆膜条件下土壤的呼吸特征

[目的]研究黄土区梯田不同覆膜条件下的土壤呼吸特征,为探寻土壤碳循环的合理农业覆膜措施提供科学依据.[方法]设置裸地、白膜地和黑膜地3个处理进行试验.[结果]①不同覆膜方式玉米地的土壤呼吸速率日变化都呈单峰曲线变化趋势,日均值表现为:黑膜地＞白膜地＞裸地,且不同覆膜条件的土壤呼吸速率差异显著.②白膜地和黑膜地不同月份土...     

基于梯田信息的地形湿度指数表达研究

[目的]研究基于梯田DEM的地形湿度指数,为深化黄土高原地区土壤水分的研究提供依据。[方法]以黄土高原地区梯田为研究对象,选择5mDEM、基于真实田坎方法构建的1m梯田DEM和基于激光点云数据构建的高精度1 m DEM数据分别对研究样区的地形湿度指数进行表达并作对比分析。[结果]3种不同梯田DEM数据对地形湿度指数的表达有显著差异。(1)5m DEM数据仅能表现出地形湿度指数的宏观分布特征,不具备梯田地形特征信息;(2)基于真实田坎方法构建的1m梯田DEM能较准确细致地实现对梯田样区地形湿度指数的表达,梯田田面和田坎特征分布明显。但与高精度1 m DEM相比,在单个田面和田坎内部地形湿度指数定量表达有所偏差。[结论]基于真实田坎方法构建出的梯田DEM可以更加准确地表达出梯田区域的地形湿度指数分布特征,但与真实地形相比,在田面和田坎内部的表达上仍然有所偏差,其构建方法需要进一步改进。     

梯田微集流聚肥改土耕作法高产高效技术研究

梯田田面采用微集流聚肥改土耕作法,经济效益明显高于常规耕作法。大旱之年作物基本不减产,一般年份可使作物增产１５９％～２２０％,集流效率达到７０％;对于不同的粮食作物,土壤水分利用率提高１７０％～２２４％,肥料利用率提高２７．９％。同时,在梯田上采用微集流聚肥改土耕作法枣、经、菜立体间作套种模式,使得种植蔬菜的纯收益比种植粮食作物增加 ２．２６万元／ｈｍ２,其经济效益比种植一般作物提高 ３３５％,每元投资产值相应提高 １５７％。