秸秆覆盖对黑土区侵蚀沟植被恢复和固土的作用

[目的]评估东北黑土区秸秆覆盖技术对侵蚀沟的防护作用,旨在为该区侵蚀沟植被恢复、水土流失防治提供数据支撑。[方法]通过野外试验,观测了秸秆覆盖和无秸秆覆盖条件下侵蚀沟不同坡向土壤水热状况、苜蓿生长状况和水土流失状况的变化。[结果]①秸秆覆盖能够显著改善侵蚀沟土壤水热状况,即提高土壤水分含量,降低14:00土壤温度,阴坡秸秆覆盖提高土壤含水量1.8%～6.8%,阳坡秸秆覆盖提高土壤含水量1.1%～4.0%,阴坡秸秆覆盖降低14:00土温0.6～3.1℃,阳坡降低14:00土温0.9～3.6℃;②秸秆覆盖显著改善了侵蚀沟不同坡向苜蓿的生长及生物量积累状况,有利于侵蚀沟岸植被恢复;③秸秆覆盖可有效拦蓄径流、减少泥沙侵蚀量,全年平均保水率为57.34%,全年平均保沙率为67.60%。[结论]秸秆覆盖是一种有效的侵蚀沟治理措施,该技术的推广将有助于减缓黑土区水土流失,保障国家粮食全。     

边坡工程中土壤水力侵蚀规律及侵蚀控制卷材的应用探讨

首先总结了边坡水力侵蚀的基本规律,指出裸露的坡面是发生严重土壤侵蚀的重要场所,得出在所有影响坡面土壤侵蚀的因素中,坡面覆盖是最关键的因素。在此基础上,重点探讨工程建设中形成的各种边坡(或斜坡)从开始裸露到植被覆盖或工程覆盖之间的一段时间内的侵蚀控制问题,提出使用人工覆盖材料特别是侵蚀控制卷材是控制坡面土壤侵蚀的必然选择。     

玉米秸秆覆盖缓冲带对细沟侵蚀及其水动力学特征的影响

玉米秸秆覆盖缓冲带是一项有效的坡面水土保持措施,为探究其减少细沟侵蚀的效果及水动力学机理,在室内人工模拟连续降雨条件下,选取黄土高原高强度侵蚀性降雨标准和细沟发育活跃的典型坡度,根据细沟发育的不同阶段,研究了不同布设部位(坡面中部5 m和坡面下部7 m)的秸秆覆盖缓冲带对细沟侵蚀及其水动力学特征的影响。结果表明:与裸露处理相比,玉米秸秆覆盖缓冲带可以减少坡面侵蚀量27.2%~54.8%,减少细沟侵蚀量40.8%~59.2%,减小细沟侵蚀量对坡面总侵蚀量的贡献率。对于细沟形态,缓冲带可减少细沟割裂度23.0%~32.0%,减少细沟平均深度6.7%~10.5%。比较2种布设部位,在坡面细沟发育后期,坡面下部7 m处布设的秸秆缓冲带可以取得更好地减少侵蚀和约束细沟形态变化的效果。对于单条细沟,裸露坡面上的细沟宽度沿坡长方向呈现约1.2 m长的周期性变化规律,而秸秆缓冲带改变了细沟宽度沿坡长方向的周期性变化趋势,此外还通过拦截淤积上方来沙减小了布设位置细沟侵蚀深度,通过拦截径流保护下方有限长度内的细沟。分析其水动力学原因可知,玉米秸秆覆盖缓冲带可使细沟水流向缓层流流态方向延伸,与缓冲带上方相比,秸秆缓冲带下方的细沟水流流速显著减小19.6%~21.9%,雷诺数和佛汝德数分别减少了29.6%~37.9%和8.3%~18.5%,而通过秸秆缓冲带后,细沟水流Darcy-weisbach阻力系数增加了22.4%~43.3%,水流剪切力、单位水流功率和断面单位能量分别减小13.6%~21.5%、20.0~21.0%和9.5%~21.0%,径流能量和侵蚀能力的降低最终导致了坡面总侵蚀量的减小。因此,在坡面上每隔5~7 m布设缓冲带可以有效的削弱坡面径流侵蚀能力,减少坡面细沟侵蚀量和总侵蚀量。该研究结果可为类似地形条件下的坡面水土保持措施合理配置提供理论基础。     

元谋盆地土地利用/土地覆盖对冲沟侵蚀的影响

金沙江干热河谷元谋盆地冲沟发育，冲沟侵蚀蚕食耕地、最终形成侵蚀劣地，对土地资源危害很大。根据对9条冲沟17个沟头连续3年的观测与调查资料。分析了元谋盆地土地利用／土地覆盖对冲沟侵蚀的影响，包括冲沟集水区不同土地利用方式、植被群落结构对冲沟溯源侵蚀的影响和沟底植被覆盖度对冲沟溯源侵蚀的影响。     

秸秆类覆盖物的覆盖参数的研究

为研究秸杆类覆盖物的效果，为定量地分析秸秆类覆盖物的水热通过阻力以及数值模拟土壤水热盐耦合运移规律，正确地提出覆盖物这个边界条件，文章提出了阴影、阴影模式、秸秤平均直径、秸秆广义间距和覆盖率等用以描述秸秆类覆盖物的类型和状态的覆盖参数的定量概念。推导了覆盖参数的计算公式，给出了秸秆平均直径和秸杆广义间距的测量方法，并进行了实际测量。结果表明，秸杆广义间距随着秸杆覆盖量增加而降低，但并非是线性关系。     

农田秸秆覆盖节水效应研究

利用秸秆覆盖农田,是减少棵间无效蒸发量、提高水资源利用的有效措施。在封丘3年试验结果表明,采用秸秆覆盖麦田可有效地降低耗水系数8.1%～23.2%,覆盖后减少棵间蒸发量26.3%,节约灌溉水量270m³/hm²。其节水机理主要是覆盖麦田可产生调节地温,蓄水保墒,提高了田间水的利用率。     

煤矿废弃堆积物坡面侵蚀研究初报

煤炭开采造成的土壤侵蚀加剧是黄河中游地区普遍存在的问题，它增加了河流泥沙，污染了水质和环境。煤矿废弃堆积物可分为岩土堆积、煤灰（渣）堆积和煤矸石堆积三种类型，其侵蚀形成除击溅、层状面蚀、细沟侵蚀、滑坡、滑塌、泻溜等外，还出现了黄土区少见的砂砾化面蚀及坡面泥石流。当年形成的堆积物，其侵蚀模数在２００００ｔ／ｋｍ２以上，高者可达３７０００ｔ／ｋｍ２．黄河中游地区煤炭开发带来的环境问题应引起有关部门的高度重视并采取积极措施予以治理。     

黄土残塬区人工降雨条件下坡耕地水蚀研究—Ⅲ．坡耕地小麦休闲期秸秆覆盖的防蚀效应

采用室内径流冲刷和野外人工降雨模拟试验相接合的方法,对隰县黄土残塬区坡耕地小麦休闲期秸秆覆盖的阻延流速,增加糙率,以及减少土壤侵蚀量的作用和影响作了探讨与研究,结果表明,秸秆覆盖具有阻延流速（可达６－２５cm/s)和增加糙率（可增加０．０２－０．０３）的功能,能够延缓起流时间,降低洪峰流量和沙峰值,减少泥沙含量和控制土训侵蚀（可减少５０％－８０％）,但其效果随坡度的增加而减弱,随覆盖碍度的增加而增加。     

关于聚丙烯酰胺和秸秆覆盖控制水土流失的研究

为了确定聚丙烯酰胺 (PAM )和秸秆覆盖结合使用控制水土流失的效果 ,美国土壤学家R .D .Lentz等人做了此项对比试验。试验设 5个处理 ,每个处理进行 5次灌溉。与对照相比 ,5个处理在 5次灌溉中减少侵蚀程度均达 6 4 %～ 10 0 %。其结论为 :只需提高入渗率 ,而不考虑控制侵蚀时 ,可采取高秸杆覆盖量或较小的灌溉水入流量。若为了控制侵蚀 ,而不考虑入渗时 ,可采取低秸杆覆盖量。秸秆覆盖量 +PAM处理在增加入渗方面比秸杆覆盖处理作用显著。为减少灌溉费用 ,可在灌溉 1～ 2次后 ,停止施用PAM ,且取得同样控制侵蚀效果。在秸秆覆盖量 +PAM处理中 ,当秸秆覆盖量超过 10 g/m时 ,控制侵蚀的作用不显著。因此 ,秸秆覆盖量 +PAM方案中的秸秆覆盖量取秸秆覆盖处理的 1/ 3时 ,即能达到同样的减蚀目的。     

森林植被防止地表侵蚀机制研究

森林等植被具有涵养水源、防风固沙和防止地表侵蚀等机能。引起地表侵蚀的主要原因是降雨 ,其次是冻融。然而在有植被特别是森林植被的情况下 ,能够减免地表因降雨和冻融作用而发生的侵蚀。植被防止地表侵蚀最明显的机能有 :植被的地上部和枯枝落叶削减雨滴能量的机能 ;茎和枯落物削减地表径流流速及改善土壤渗透性减少径流量的机能 ;根系固结土壤颗粒的机能 ;枯枝落叶层保温的机能     

纳米碳对不同植被覆盖下黄土坡地降雨侵蚀的抑制效果

纳米碳对黄土高原地区土壤水分运动具有显著影响。该文基于野外人工模拟降雨试验,研究了不同植被覆盖(空地、柠条、苜蓿、黄豆和玉米)条件下,在黄土坡面上中下位置条施不同质量分数纳米碳(0、0.1%、0.5%、0.7%和1.0%)对坡地产流产沙过程的影响。该文试验设计1.0 m×1.0 m降雨小区,前期在小区坡面种植植被以及埋入不同质量分数纳米碳,其中未做植被覆盖处理和未施加纳米碳的小区作为对照,共25个试验小区。采用针孔式人工模拟降雨器进行模拟降雨,雨强为60 mm/h,降雨历时40 min。降雨过程中定时收集径流及泥沙,用以研究在不同植被覆盖条件下纳米碳对黄土区坡地径流与泥沙的调控机理影响。研究结果显示,在土壤中施入纳米碳,对坡面初始产流时间的影响显著。随着施入纳米碳质量分数的增加,不同植被覆盖的初始产流时间总体随之增加,在4种植被覆盖中,苜蓿延缓产流时间效果最明显,较之空白对照最大增加了287.1%。纳米碳的施入,使各植被覆盖中坡面径流量明显降低,施入不同质量分数纳米碳,各植被覆盖中减流效果最显著的仍为苜蓿,径流量较之对照减少了66.47%,而空地、柠条、黄豆、玉米这4种处理减流幅度均在31.5%~33.6%之间。同时,纳米碳对于坡面径流减沙效果亦非常显著。施入纳米碳后,各植被减沙效果排序依次是:苜蓿柠条玉米黄豆。通过纳米碳对产流产沙量的影响进行相关性分析,得出纳米碳对试验结果具有显著的影响;在水土流失调控效果评价值影响分析中,纳米碳对水土流失调控效果较合适的质量分数为0.5%。综上,在黄土区土壤中施加纳米碳并提高施入纳米碳的比例,对于该地区水土流失的治理具有积极作用。     

农田秸秆覆盖保墒研究

秸秆覆盖不但能够改变田间辐射、温度、湿度、风速等影响蒸发的外界条件,还改善了土壤的团粒结构,提高了土壤的供水能力,从而起到了改善田间小气候环境、减缓土壤水分波动、蓄水保墒的作用。农田秸秆覆盖后作物苗期棵间土壤蒸发明显减少,使旺盛生长期可利用水分增加,提高了水分的利用率。     

秸秆覆盖对三峡库区坡面侵蚀的影响

[目的]分析农作物秸秆不同覆盖处理对坡面产流、产沙影响,为三峡库区坡耕地水土保持措施优化提供技术支持。[方法]利用人工模拟降雨技术,分析了5种不同雨强下不同秸秆覆盖处理的径流、泥沙过程。[结果]坡面覆盖秸秆能推迟坡面初始产流。在小雨强时,秸秆覆盖推迟初始产流显著,但随着雨强的增加,推迟初始产流的作用降低。在坡面下坡段覆盖秸秆推迟初始产流效果优于在坡面上坡段覆盖秸秆。对于产流产沙而言,在坡面上坡段覆盖秸秆与无覆盖差异不显著,但在坡面下坡段覆盖秸秆时径流模数和侵蚀模数为无覆盖的61.57%~69.1%和14.54%~18.31%,且减少地表径流和泥沙流失效果优于在坡面上坡段覆盖。秸秆覆盖后土壤流失比(SLR)介于0.022~0.611之间,且随着覆盖率的增加而降低,在坡面下坡段覆盖秸秆SLR值在上坡段的1/4。[结论]合理选择农作物秸秆在坡面覆盖的坡位及覆盖度,能有效降低坡面产流与侵蚀产沙,产生较好的水土保持效应。     

农田秸秆覆盖节水效应研究

利用秸秆覆盖农田，是减少棵间无效蒸发量、提高水资源利用的有效措施。在封丘３年试验结果表明，采用秸秆覆盖麦田可有效地降低耗水系数８．１％￣２３．２％，覆盖后减少棵间蒸发量２６．３％，节约灌溉水量２７０ｍ＾３／ｈｍ＾２。其节水机理主要是覆盖麦田可产生调节地温，蓄水保墒，提高了田间水的利用率。     

黑土区坡耕地不同秸秆还田方式的水土保持效果分析

为了揭示黑土区坡耕地不同秸秆还田方式的水土保持效果,基于野外原位坡耕地人工模拟降雨试验,以传统顺坡垄作处理为对照,分析50,100 mm/h降雨强度下3种具有代表性的秸秆还田方式（秸秆深还、秸秆碎混和免耕+残茬覆盖）对坡耕地产流产沙过程、径流量、侵蚀量及其减流减沙效益的影响。结果表明：（1）不同秸秆还田方式的产流率皆随降雨量的增加而增大,产流率和产沙率大小均表现为顺坡垄作 > 秸秆深还 > 秸秆碎混 > 免耕+残茬覆盖。（2）与顺坡垄作相比,50,100 mm/h降雨强度下,秸秆还田处理分别延缓产流时间14.0,4.8 min,产流时间的滞后可以体现秸秆还田措施的水土保持效果。（3）秸秆深还、秸秆碎混、免耕+残茬覆盖处理的平均减流效益分别为36.8%,53.9%,65.8%,平均减沙效益分别为84.9%,90.3%,96.8%。可见,免耕+残茬覆盖方式的水土保持效果最好,其次为秸秆碎混和秸秆深还。     

人工降雨条件下秸秆覆盖减少水土流失的效应研究

采用人工降雨模拟试验,研究秸秆不同用量对径流、入渗和土壤侵蚀的影响。结果表明：秸秆覆盖有增加入渗和减少水土流失的作用;覆盖率大于40%条件下能有效的控制水土流失,但当覆盖率低于40%时对控制水土流失的作用不明显。在土壤含水量10%,降雨强度120 mm/h的雨强条件下,秸秆覆盖能推迟起流时间1～15min,增加累积入渗量37%～113%,减少径流总量3%～40%,减少土壤侵蚀10%～80%,效果随着覆盖率的增加而增加。