黄土丘陵区软埂梯田建设与维护监测研究

软埂梯田选择"接近自然"的技术对坡改梯进行了技术改进,在工程方面设计采用接近黄土自然休止角40～45°为梯田埂坡设计坡度,从而从根本上消除了地埂重力侵蚀危害。试验研究表明,软埂梯田每年的维护费用为592.5元/hm²,是硬埂维护费用的55.5%;修筑费用为435元/hm²,是硬埂的24.9%。软埂梯田具有造价低、易维护、修筑和管护简便等特点,是水平梯田建设的重要发展方向。     

云南省元阳梯田遥感辅助识别特征研究

深入分析和研究元阳梯田的空间分布规律及其光谱特征,能够为今后元阳梯田的遥感分类识别提供专家知识,克服传统地面调查方法的弊端,及时准确地掌握元阳梯田的空间分布及动态变化情况,为有效保护、合理利用元阳梯田提供基础依据。在对元阳梯田进行基于SPOT5的目视解译分类的基础上,提取了各梯田斑块中心点上的海拔、坡度、坡向、MODIS-NDVI以及Landsat TM各波段上的像元亮度值,分别从元阳梯田的空间分布特征、植被指数特征和像元亮度特征三个方面,提取和归纳了元阳梯田的遥感辅助识别特征。结果表明,影响元阳梯田空间分布的环境因子按影响程度由大到小依次为海拔 > 坡度 > 坡向,主要分布于海拔1 000~1 400 m、坡度12°~33°、北坡和东北坡;随着梯田斑块面积的逐渐增大,MODIS-NDVI平均值则逐渐减小,总体平均值为0.754,最小值为0.378,最大值为0.849;元阳梯田在可见光波段（B10,B20,B30）的DN值较低,在近红外波段（B40）的DN值较高,各面积的等级元阳梯田在Landsat TM数据各波段上的像元亮度曲线趋近一致。     

鲁东低山丘陵区黑松林适宜造林密度研究

为选出鲁东低山丘陵区黑松林适宜的造林密度,以山东省乳山市海阳所镇杜家岛小流域栽植的9年生4种造林密度的黑松林为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,系统分析了代表不同密度黑松林生态效益的枯落物蓄积量、林下灌草生物量、土壤物理性状、土壤水文效应、土壤侵蚀量、土壤养分状况等指标。结果表明:不同密度黑松林的生态效益各项指标均存在显著差异,其中除枯落物层蓄积量随造林密度的减小而减少,林下灌草植被生物量随造林密度的减小而增加之外,其余各项指标均为密度2 000株/hm²较好,1 660株/hm²的次之,2 500株/hm²和1 110株/hm²的较差。综合生态效益从大到小依次为2 000株/hm² > 1 660株/hm² > 2 500株/hm² > 1 110株/hm²。因此在鲁东低山丘陵营造黑松林时,造林密度1 660～2 000株/hm²为宜。     

元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性

对元阳梯田水源区优势树种枯落物水文特性的研究,有利于进一步揭示森林的水源涵养功能。通过野外调查采样与室内试验分析,对元阳梯田优势树种枯落物储量、持水能力、拦蓄能力以及持水过程进行了研究。结果表明:枯落物总储量为6.06～8.2 t/hm²,半分解层的枯落物储量绝大多数要大于未分解层;枯落物总厚度为6.1～8.8 cm,半分解层厚度大于未分解层;枯落物半分解层自然含水率要明显高于未分解层;枯落物半分解层最大持水量要大于未分解层最大持水量,但是优势不明显,总枯落物层最大持水率为132.1%～247.3%;枯落物总的有效拦蓄量为2.07～8.01 t/hm²,其中未分解层的有效拦蓄量要大于半分解层;枯落物层持水量与吸水速率随时间变化过程中,在0～2 h时间段内变化较大,浸水8 h后,持水量与吸水速率两者的变化曲线均比较平缓,变化幅度较小;枯落物层持水量与浸水时间存在显著的对数关系,枯落物吸水速率与时间存在显著的幂函数关系。     

紫云英翻压后稻田土壤可溶性有机氮迁移特性与损失风险

可溶性有机氮在氮素转化和生态环境安全方面具有重要的作用。在等氮磷钾条件下以单施化肥(CK)为对照,研究不同数量紫云英(CMV1,15 000 kg·hm^–2;CMV2,30 000 kg·hm^–2和CMV3,45 000 kg·hm^–2)翻压后灰泥田土壤可溶性有机氮(SON)和溶解性有机氮(DON)的动态变化、迁移特征及损失量。结果表明,不同施肥处理20～40 cm和40～60 cm土层SON含量分别较0～20 cm土层降低了58.50%和78.47%;施用紫云英利于SON在灰泥田土壤剖面中累积,水稻生育期0～60 cm土层CMV1、CMV2和CMV3处理SON密度分别较CK处理提高5.57%、10.11%和21.39%;不同施肥处理DON总损失量介于18.33～58.55 kg·hm^–2,占可溶性总氮的46.52%～50.16%,其中3.77～37.85 kg·hm^–2(以N计,下同)随淹水层径流损失,14.5～18.02 kg·hm^–2随渗滤液迁移损失...     

哈尼梯田生态系统森林土壤水源涵养功能分析

位于云南省哀牢山区红河南岸的红河哈尼稻作梯田系统是全球重要农业文化遗产之一,自上而下形成了垂直分布的“森林、村庄、梯田、河谷”四素同构的良性原始农业生态系统,使得该系统成功地抵御了多年的连续干旱。以哈尼梯田的核心区域撒马坝梯田上方的典型森林为对象,对其土壤水源涵养功能进行了系统分析和评价。结果表明,研究区平均土壤容重为1.09 g/cm³,总孔隙度为65.1%,非毛管孔隙度为18.7%,平均土壤蓄水容量达2 589 t/hm²,土壤滞留贮水量达739 t/hm²,表层土壤平均初渗率达13.57 mm/min,稳渗率达7.22 mm/min,充分说明了该区域的土壤水热交换条件和土壤渗透性都十分良好。与我国其他区域森林相比,哈尼梯田森林具有很高的土壤水源涵养能力,是其适应极端干旱气候的重要保障,其模式可为我国适应极端气候变化减少农业经济损失提供重要的经验借鉴。     

长期施肥对强筋专用小麦籽粒营养及磨粉品质性状的影响

【目的】分析不同施肥措施对小麦品质性状的影响,为优质小麦提供指导性建议。【方法】有机无机肥配合施用试验位于青岛农业大学莱阳长期定位试验站,始于1978年,共设9个处理,分别为不施肥对照(CK)、适量化肥氮138 kg/hm² (N1)、适量有机肥30000 kg/hm² (M1)、有机肥30000 kg/hm²+化肥氮138 kg/hm²(M1N1)、过量化肥氮276 kg/hm² (N2)、过量有机肥60000 kg/hm² (M2)、有机肥30000 kg/hm²+化肥氮276 kg/hm²(M1N2)、有机肥60000 kg/hm²+化肥氮138 kg/hm² (M2N1)、有机肥60000 kg/hm²+化肥氮276 kg/hm² (M2N2),其中N1和M1为等氮量处理,N2和M2为等氮量处理。于2021年小麦成熟期...     

陇东黄土高原沟壑区农业资源生产潜力及其开发

以陇东地区1990～2002年的气象资料和 1998～2002年的农业生产资料为依据,应用布达哥夫斯基连乘原理对陇东地区主要农作物的光能生产潜势、光温生产潜势、气候生产潜势进行测算,结果表明各级生产潜力分别是:小麦为 19241 kg/hm²、12000 kg/hm²、7500 kg/hm²,玉米为22500 kg/hm²、13500 kg/hm²、9000 kg/hm²,马铃薯为24093 kg/hm²、16519kg/hm²、10945 kg/hm²,表明该地区农业资源可供利用的潜力较大。在对该地区农业资源利用现状分析的基础上,通过优化种植业结构,建立与水资源状况相适应的抗逆应变型种植制度;采用集、节水技术,增加能量投入,提高水分的有效率等措施以最大限度地发挥农业资源潜力。     

黄土高原旱地磷肥残效及利用率研究

连续4年的冬小麦定位试验证明,旱地施磷（P₂O₅）量在75～300kg/hm²时,小麦的增产率基本随磷肥用量的增加而提高,但P₂O₅的增产作用和磷肥利用率却随磷肥用量的增加而降低;磷肥不仅当季增产显着,而且后效明显,第1季施磷后在第4季P₂O₅施用量75kg/hm²的增产率为53.9%,施用量150kg/hm²的增产率为64.3%,施用量300kg/hm²的增产率为109.6%,1kgP₂O₅累计增产小麦依次为38.7,25.5,15.1kg,分别为第1次效果的2.26倍、2.38倍和2.85倍。磷肥的利用率随用量增加而降低,当季利用率低,累计利用率高,施P₂O₅75～300kg/hm²时,当季利用率为12.0%～4.3%,累计利用率达25.0%～12.4%。     

线性规划方法在丹江口库区小流域土地规划中的应用研究

把线性规划法运用于丹江口库区小流域土地规划,以便实现资源的合理配置,发挥最大效益。求解此线性模型,可得规划后流域耕地面积为203.26 hm²,林地面积1 700.37 hm²,生态林面积24.93 hm²,经济林面积41.75 hm²,非生产用地51.06 hm²,坡该梯29.2 hm²,生态修复829.03 hm²。     

极端暴雨条件下黄土高原水平梯田损毁情况调查分析——以岔巴沟流域“7·26”特大暴雨为例

2017年7月25日20时至26日8时,陕西榆林市11个县区遭遇特大暴雨侵袭,我们于当年10月对位于暴雨中心的岔巴沟流域的梯田损毁情况进行了专项调查。首先通过室内Google Earth近实时影像结合GIS绘图在流域内确定梯田位置和数量,根据修建时间、利用和植被类型将这些梯田分类。在流域内空间分布均匀地选择不同类型典型梯田并进行野外实地测量,统计各类型梯田的损毁情况、损毁形式并估算各类型梯田的土壤侵蚀模数及其流域平均侵蚀模数。结果表明:岔巴沟流域梯田以≤ 4 hm²规模为主,梯田数量上占91.4%,面积上占了50.7%。暴雨造成梯田的损毁形式以田埂表层结皮脱落、田埂滑塌崩塌、田埂冲毁、田面陷穴穿洞为主,有人为干扰时会产生更加剧烈的后果。暴雨造成的梯田损毁侵蚀坑大部分为深度0~0.5 m的侵蚀。老梯田农地、老梯田乔木和老梯田草地侵蚀坑发生频率远远多于新机修梯田,保持在20~36处/100 m。新机修梯田的侵蚀测坑发生频次少,为5处/100 m,但深度可达4.8 m,后果严重。不同类型梯田损毁产生侵蚀模数差异较大,老梯田农地、老梯田草地和老梯田乔木的侵蚀模数为34 000~37 000 t/km²,新机修梯田为19 404.3 t/km²,老梯田灌木侵蚀模数最低,为5 958.4 t/km²。流域内梯田平均侵蚀模数为30 733.4 t/km²。通过本次调查,掌握不同类型梯田在极端暴雨条件下的损毁情况,为黄土高原梯田保护及修复提供数据支持。     

基于SWAT模型的清水河流域年径流侵蚀功率空间分布

为了从能量学的角度解释流域水力侵蚀的空间分布情况,选取可以更好表示流域下垫面条件、降雨及其产生的径流对水力侵蚀综合作用的径流侵蚀功率,以宁夏回族自治区水土流失严重的清水河流域为研究对象,基于SWAT模型模拟研究了清水河流域年径流侵蚀功率的空间分布特征及其空间尺度效应。结果表明:(1)清水河流域多年平均径流侵蚀功率在流域内呈现“支流大,干流小; 东部大,西部小”的空间分布规律;(2)当子流域出口断面控制面积小于4 000 km²时,子流域多年平均径流侵蚀功率与子流域出口断面集水面积间呈显著的幂函数关系; 当子流域出口断面集水面积大于4 000 km²时,子流域多年平均径流侵蚀功率稳定在1.56×10^-5 m⁴/(s·km²)左右;(3)优先选择处于清水河上中游区域且出口断面集水面积小于84.85 km²的小流域进行生态治理,可取得良好的水土流失治理效果。因此径流侵蚀功率具有一定空间分布规律且与流域集水面积间具有显著相关关系,掌握这一规律和相关关系可为流域生态治理提供理论支持。     

双季机插稻不同产量水平群体的产量构成特征研究

为明确双季机插稻产量构成特征及高产协同规律,促进双季稻机插栽培技术的发展,以4个早稻(株两优30、两优287、中嘉早17和中早35)和4个晚稻(H优518、五丰优T025、五优308和天优华占)品种(组合)为试验材料,研究双季机插稻中产(7 000~8 250 kg·hm^-2)、高产(8 250~9 000 kg·hm^-2)和超高产(>9 000 kg·hm^-2)3个产量水平群体的产量及产量构成特征。结果表明,随着双季机插稻产量水平的提高,有效穗数、每穗粒数和总颖花量均呈显著增加的趋势,结实率和千粒重总体上差异较小;产量与群体总颖花量呈极显著正相关,要实现9 000 kg·hm^-2以上的产量,每平方米颖花量需达到42 000以上;从中产到高产,双季早晚稻总颖花量的增加均主要依靠穗数的增加,从高产至超高产,早稻总颖花量的增加仍可以通过适当增加穗数实现,而晚稻总颖花量的增加应在适当增加穗数的基础上提高每穗粒数。以较多的穗数和较大的穗型协同产出较高的总颖花量,同时保证正常的结实率和千粒重,是双季机插稻超高产基本特征。本研究结果为双季机插稻高产栽培提供了理论依据与实践参考。     

遥感技术在小流域规划治理中的应用研究——以北京市南湾小流域为例

生态清洁小流域在规划治理的过程中,需要现势、宏观、详细、准确的基础信息,遥感技术为基础信息数据的获取提供了快速有效的技术手段。以高分辨率遥感影像和数字高程模型数据为主要数据源,运用遥感技术和数学模型,监测与分析了北京市延庆县南湾小流域的土地利用、坡度、沟道、植被覆盖、土壤侵蚀等基础信息的空间布局。通过对基础信息的叠加、缓冲和路径等空间分析,辅助划定了南湾小流域生态保护区31.41 hm²,生态治理区348.04 hm²,生态修复区1 788.38 hm²,其中重点治理区域面积212.93 hm²,占小流域总面积的9.8%。最后结合现场调查,辅助布设了封禁、经济林、节水灌溉等9项小流域治理措施,研究结果可为小流域规划治理初步设计提供科学依据。     

Spatial distribution of carbon over an eroded landscape in southwest Wisconsin

Spatial distribution of carbon (C) within a soil profile and across a landscape is influenced by many factors including vegetation, soil erosion, water infiltration, and drainage. For this reason, we attempted to determine the soil C distribution of an eroded soil. A three-dimensional (3D) map of a 0.72 ha field with a Dubuque silt loam soil which has three levels of erosion (slight, moderate, and severe) was developed using soil distribution and profile data collected using a profile cone penetrometer (PCP). This map displays the distribution of the total depth of the Ap and Bt1 horizons and the upper part of the 2Bt2 horizon. A map of soil C distribution was created for this landscape using C content information obtained from soil samples. Based on the C distribution in the upper two horizons, a 3D viewing was developed of soil C distribution for this eroded landscape. The 3D assessment of C distribution provides a better means of assessing the impact of soil erosion on C fate. It was estimated that there were 52 Mg ha⁻¹ of total C in the surface (Ap) horizon and 61 Mg ha⁻¹ in the Bt1 horizon for the 0.72 ha area. This increase in C with depth in the soil can be attributed to an increase in clay content and C leaching resulting in stable carbon–clay complexes. The C content was 16.0, 17.5, and 19.0 g kg⁻¹ for the Ap horizon in the slight, moderate, and severe erosion levels, respectively. However, it was estimated that the total C amount in the respective Ap horizons was 28, 14, and 10 Mg ha⁻¹ for the slight, moderate, and severe areas. The Bt1 horizon had 31, 19, and 11 Mg ha⁻¹ of C in the slight, moderate, and severe areas, respectively. For the 0.72 ha area, 25% was severely eroded with 31 and 44% being moderate and slight, respectively. Soil C distribution information, such as that presented here, can be very valuable for soil management and could be used to determine possible C storage credits.     

小麦根系形态数量性状的时空分布及其与土壤养分的关系研究

为明确小麦根系时空分布及其与土壤有效养分含量之间的相互关系,于2020—2021年进行大田试验,采用裂区设计,主处理为品种,分别选用大穗品种周麦30和多穗品种周麦32,副处理为种植密度,设置1.2×10⁶、2.4×10⁶、3.6×10⁶苗·hm^-2 3个密度。使用长方体铁盒(20 cm×5 cm×20 cm)在麦行上、行距1/4处、行距1/2处分别取0～20 cm和20～40 cm土层的样品。分析冬前期、返青期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期不同位点小麦根系形态数量性状(根长密度、平均根直径、根体积、根总表面积)及土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量。结果表明,随着生育时期的推进,根总表面积、根长密度、根体积表现为先升高后降低的单峰曲线变化趋势;0～20 cm土层平均根直径呈“W”形曲线变化趋势,20～40 cm土层平均根直径呈“V”形曲线变化趋势。小麦根系垂直分布状况表现为：0～20 cm土层中根总表面积、根长密度、根体积均显著高于20～40 cm土层;20～40 cm土层平均根直径高于0～20 cm土...     

黄土丘陵沟壑区梯田暴雨侵蚀状况及规律分析

针对2013年延安百年不遇暴雨造成的黄土丘陵沟壑区梯田侵蚀灾害严重、水土资源利用率低等问题。选取安塞县马家沟流域曹新庄梯田作为典型研究对象,在进行野外监测的基础上,分析了梯田在百年不遇暴雨条件下的梯级侵蚀灾害发生规律。结果表明:按高程最上级梯田侵蚀轻微,依次往下梯田侵蚀面积所占百分比逐渐增大并且增加明显,上部梯田主要以面蚀为主,仅发生轻微沟蚀,下部梯田面蚀、沟蚀都比较严重。梯田侵蚀量与梯田汇水面积、地表径流量等条件有关,影响梯田侵蚀灾害发生的主要因素是地表径流量。该区2013年6—9月延安百年不遇暴雨梯田平均侵蚀模数为20 659.7 t/hm²,超过该区平均年侵蚀模数的47.6%,6—9月月降雨量侵蚀的临界值为118.8 mm。布置水沙调控措施层层拦蓄径流是保证梯田安全的重要措施。     

石泉县中部地区土壤硒分布特征及影响因素

石泉县是我国富硒(Se)的重点地区,研究其土壤Se元素的分布特征及影响因素,对特色农业资源的开发利用具有重要意义。为开发富硒土地,以1个·km^-2的采样密度对石泉县研究区土壤的Se分布特征及其影响因素进行分析。结果表明：石泉县研究区表层土壤中Se含量为0.06～12.8 mg·kg^-1,平均值为0.678 mg·kg^-1,以足Se(0.175～0.40 mg·kg^-1)或富Se(0.40～3 mg·kg^-1)为主,其分布面积达到80.28%,Se中毒(>3mg·kg^-1)区域仅为3.83%,缺Se(<0.175 mg·kg^-1)面积仅为15.88%。成土母质是影响石泉县Se含量的主要因素,高Se土壤主要分布在以页岩、板岩为母质的古生代地层区;Se含量与主要重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Zn、Pb等元素存在着较强的伴生关系;海拔、坡度等地形地貌因素对Se的含量无明显影响;另外,Se含量与p H存在一定正相关关系,...