紫色土坡耕地土质埂坎分层入渗试验研究

以相邻田面为对照,利用双环入渗法对三峡库区紫色土坡耕地土质埂坎分层(地埂、坎腰和坎趾)的入渗特征进行研究。结果表明:(1)土质埂坎分层入渗与对照田面入渗均呈先陡降后趋于稳定的趋势,但达到稳定入渗的时间存在差异。地埂达到稳定入渗的时间最长(110min),坎腰、坎趾和田面达稳定入渗的时间分别比地埂少9%,82%,18%。从入渗性能看,土质埂坎各层均表现出初始入渗率平均入渗率稳定入渗率。平均入渗率与120min累积入渗量表现为地埂坎腰田面坎趾,初始入渗率为坎腰地埂田面坎趾,稳定入渗率为田面坎腰地埂坎趾。(2)采用4种模型进行拟合,其中通用经验模型是描述坡耕地土质埂坎入渗的较好模型,其后依次是Kostiakov模型、Horton模型和Philip模型。(3)土质埂坎入渗性能与土壤物理性质具有较好的相关性,初始入渗率与初始含水率、容重呈显著负相关(P0.05),平均入渗率、120min累积入渗量与粉粒体积分数、初始含水率呈显著负相关(P0.05),与砂粒体积分数和总孔隙度呈显著正相关(P0.05)。研究结果可为紫色土区坡耕地土壤侵蚀调控的埂坎措施优化提供依据。     

三峡库区降雨特征和林草覆被格局对坡面水沙产出的影响

[目的] 为探析三峡库区降雨特征和林草覆被格局对坡面水沙产出的影响,适应人地矛盾突出和乡村特色产业发展对林下土地资源优化利用提出的新需求。[方法] 以三峡库区典型退耕林地为研究对象,设置林下全坡草本覆盖格局(QF)、上坡裸地+下坡草本覆盖格局(XF)、等高横坡草本条带覆盖格局(TF)、全坡无草本覆盖格局(WF)4种林草覆被的径流小区,开展24场侵蚀性降雨事件的坡面产流产沙野外观测,辨识降雨特征和林草覆被格局对坡面产水产沙的影响。[结果] (1)24场侵蚀性降雨分为A雨型(雨量小、强度较大、历时短)、B雨型(雨量大、强度大、历时短)和C雨型(雨量小、强度小、历时长)3类。A雨型发生频率最高,为45.83%,B雨型累积降雨量最大,占总降雨量的63.44%。(2)4种林草覆被格局的累积径流深和累积侵蚀量总体呈现QF＜XF＜TF＜WF;径流深和侵蚀量峰值均发生于B雨型,其产流量相比于A雨型增加337.74%~410.32%,产沙量增加283.47%~504.58%。(3)WF径流深和侵蚀量占比为75.75%和98.51%,XF、TF分别占12.20%和1.08%,7.28%和0.34%。与WF相比,XF和TF的径流减少84.18%和75.85%,产沙减少96.99%和93.30%。[结论] 对比不同林草覆被格局的坡面水沙产出,上坡耕种+下坡草本覆盖、条带耕种+等高植物篱的林下适度利用可兼顾林地调水保土和林下生态种植的功能,为三峡库区生态修复与林下土地资源优化利用提供理论依据。     

黑龙滩水库消落带植被恢复模式对土壤水稳性团聚体组成及其稳定性的影响

[目的] 为阐明水库消落带不同植被恢复模式对土壤水稳性团聚体组成及其稳定性的影响。[方法] 以川中丘陵区黑龙滩水库消落带人工恢复与自然恢复植被下的土壤为研究对象,利用湿筛法测定分析土壤水稳性团聚体组成特征及其稳定性指标。[结果] 消落带土壤＞0.25 mm水稳性大团聚体含量与未淹水对照相比降低4.21%,其中,自然恢复植被下土壤水稳性大团聚体含量较对照下降12.27%,人工恢复植被下大团聚体含量较对照增加3.84%;不同植被恢复模式下土壤水稳性团聚体组成差异显著(p＜0.05),人工恢复植被下土壤大团聚体含量(69.48%)显著高于自然恢复模式(43.20%);消落带土壤水稳性团聚体稳定性随水位高程增加而升高,团聚体稳定性指标＞0.25 mm水稳性团聚体含量(R_0.25)、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)人工恢复模式下均大于自然恢复模式,团聚体分形维数(D)、土壤可蚀性因子(K)与团聚体破坏率(PAD)人工恢复模式小于自然恢复模式,表明人工恢复模式下土壤水稳性团聚体稳定性、土壤抗蚀性高于自然恢复模式。[结论] 黑龙滩水库消落带在淹水后土壤团聚体稳定性下降,但人工恢复模式能有效改善土壤团粒结构,研究结果可为黑龙滩水库消落带土壤结构稳定性评价及植被恢复提供科学依据。     

蚯蚓与植物协同对沙壤土中铬移除的影响特征

采用控制试验探究蚯蚓(赤子爱胜蚓、威廉环毛蚓)与植物(黑麦草、玉米)协同对铬污染(15、50 mg·kg^-1)土壤中铬的移除特征。结果表明：(1)蚯蚓吞食过腹后土壤中稳定态铬(残渣态、可氧化态)含量显著降低,活性态铬(酸可提取态、可还原态)含量显著增加。(2)吞食铬污染土壤后蚯蚓肠道细菌主要为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteriota),蚯蚓体的丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著增加,谷胱甘肽S-转移酶(GST)和线粒体活性氧酶(ROS)活性显著降低;高铬浓度(50 mg·kg^-1)土壤使蚯蚓体MDA含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性增加量更大。(3)黑麦草移除土壤铬能力显著优于玉米,赤子爱胜蚓与黑麦草协同后低铬浓度(15 mg·kg^-1)和高铬浓度土壤中铬的移除率分别达到88.4%和79.5%。综上,蚯蚓能有效提升土壤中铬生物有效性,赤子爱胜蚓与黑麦草协同最有利于移除土壤中的铬。     

蚯蚓对不同pH值土壤中铬赋存及细菌群落的影响特征

为明确蚯蚓活动对不同酸碱性土壤中铬(Cr)赋存和细菌群落的影响,采用控制试验探究了赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对不同酸碱性(酸性pH 5.88、中性pH 7.55、碱性pH 8.97)、不同Cr含量(15 mg kg^-1和50 mgkg^-1)土壤中Cr赋存形态和细菌群落的影响。结果表明:接种蚯蚓后,土壤pH值向中性转变,低Cr含量土壤的pH值变化量大于高Cr含量土壤;相比于酸性和碱性土壤,接种蚯蚓后中性土壤中的Cr去除率最高,低Cr含量中性土壤的Cr去除率达62.74%,高Cr含量中性土壤的Cr去除率达37.51%;接种蚯蚓后,土壤中酸可提取态Cr的含量显著增加,残渣态Cr的含量显著降低;接种蚯蚓提高了酸性土壤中变形菌门的丰度、降低了放线菌门的丰度,提高了中性和碱性土壤中放线菌门的丰度,降低了变形菌门和拟杆菌门的丰度,显著提高了土壤细菌群落的丰度(Chao指数和ACE指数),但显著降低了其多样性(Shannon指数)。综上,蚯蚓通过摄食和被动扩散作用对中性土壤中Cr的富集、移除效果优于对酸性和碱性土壤,接种蚯蚓能够有效提升土壤中Cr的生物有效性,改变土壤的细菌群落结构。     

不同基质配比对沃柑大苗生长、生理及光合特性的影响

以1年生沃柑大苗（香橙砧木）为试验材料，对其进行假植育苗，以蚯蚓粪、椰糠、蛭石为材料配制成不同的基质组合，并以泥炭∶蛭石=4∶2为对照，研究不同基质配比对沃柑大苗生长、生理及光合特性的影响。结果表明：不同基质配比的沃柑大苗在生长、生理和光合特性等方面均存在显著性差异，其中T2处理（蚯蚓粪∶椰糠∶蛭石=2∶3∶1）综合表现最好，其苗高、地径、高径比、苗木总干重、苗木质量指数、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均最高，分别为120.2 cm、15.98 mm、75.2、477.20 g、50.41、13.79%、17.83 mg/g，叶片叶绿素相对含量较高，光合性能也较好；其次为T1处理（蚯蚓粪∶椰糠∶蛭石=1∶4∶1）；表现最差的为T6处理（蚯蚓粪∶蛭石=4∶2）。综合沃柑大苗各项指标，蚯蚓粪∶椰糠∶蛭石=2∶3∶1的基质配比最适合沃柑大苗的生长，蚯蚓粪、椰糠可以替代泥炭作为沃柑大苗假植育苗基质。     

紫色土坡耕地埂坎土壤裂隙发育及其对抗剪强度的影响

【目的】探究失水过程中埂坎的裂隙发育规律及其对抗剪强度的影响，为揭示埂坎失稳机制提供科学依据。【方法】以典型紫色土坡耕地埂坎为研究对象，模拟试验埂坎土壤水分耗散和裂隙发育过程，测试土壤抗剪强度，分析土壤抗剪强度与裂隙发育的关系。【结果】埂坎裂隙发育具有明显的阶段性特征，裂隙面积率、面积-周长比、形状指数和分形维数总体表现为先快后慢再趋于稳定。裂隙发育的阶段性对土壤抗剪强度及其参数的影响存在差异，快速发育阶段（31%≥w> 22%），裂隙发育和无裂隙发育试样的土壤抗剪强度、黏聚力和内摩擦角无明显差异；缓慢扩展和基本稳定阶段（22%≥w> 10%），裂隙发育通过影响土壤黏聚力对抗剪强度影响较大。试验条件下，裂隙发育试样的土壤抗剪强度总体小于无裂隙发育试样，土壤抗剪强度随含水率衰减而逐渐增大。裂隙发育和无裂隙发育试样抗剪强度的差异主要取决于土壤黏聚力，试验范围内的最小黏聚力（10.97 kPa）出现在质量含水率20%左右。裂隙发育试样的黏聚力随水分耗散的变化幅度不大，而内摩擦角则随水分耗散呈近似线性增大，裂隙发育试样的土壤抗剪强度主要受内摩擦角影响。【结论】紫色土坡耕地埂坎土壤裂...