三峡库区紫色土坡地桑基植物篱水土保持作用研究

以传统种植模式为对照,对桑基植物篱模式拦蓄径流、泥沙及改善土壤抗蚀性的效应进行了较为系统的研究。结果表明:桑基植物篱模式下土壤抗蚀性有较大程度的提高,表层土团聚度和团聚状况分别较传统种植模式提高25 2%和50 6%,而分散率则下降了3 7%,水稳性指数为传统顺坡种植的1 9倍,前10min水稳性团聚体破坏率仅为传统种植模式的57 2%。同时,桑基植物篱的应用能有效地减少紫色土坡地的水土流失,尤以侵蚀量和径流含沙量的减少和降低更为明显,与传统种植模式相比,径流量和径流系数减少或降低了10 34%～20 00%,侵蚀量减少了55 23%～67 84%,径流含沙量减小了48 60%～59 80%;在大雨强时桑基植物篱对减少养分的流失总量和富集比效果也相当显著。该技术的应用可有效地保证紫色土坡地土壤对降雨的充分入渗,减少面源污染,保持坡耕地的土地生产力。     

2种果草模式根系生态学特征研究

以退耕自然生草地为对照,研究了2种果草模式的地下生物量和根系空间分布特征,重点分不同级径对与土壤抗蚀性密切相关的有效根密度、根系总生物量、根系总长度以及根系总表面积进行了较系统的研究,结果表明果草模式下植物根系形成网络状空间分布格局,促进了土壤的抗冲性土体构型形成,紫花苜蓿是值得推广的果园间作牧草.     

紫色土丘陵区坡耕地坡面侵蚀响应特征研究

采用人工模拟降雨法,分析了紫色土丘陵区坡耕地坡面侵蚀过程地表石砾化、土层厚度变化及影响因素,利用建立的流失土层厚度计算方程对重庆地区不同土地利用类型流失土层厚度进行了分析。研究表明:(1)在降雨前、3次降雨后、6次降雨后,小区地表石砾覆盖度分别为1.5%,2.4%和12.2%,地表石砾覆盖度与累积产沙量正相关,在相同产沙量条件下,后期降雨侵蚀产沙造成的石砾化程度更为显著;(2)在模拟降雨前期,随着降雨量增大坡面流失土层厚度增加很快,4场降雨后降雨量增大导致的流失土层厚度增长率减少;不同地形因子组合下,累积雨量与流失土层厚度间存在较好的线性关系;(3)重庆地区无措施裸露坡耕地年均流失土层厚度为4.479 mm,大于年均成土厚度,作物覆盖顺坡耕地、作物覆盖横坡耕地、植物篱坡耕地、作物覆盖水平梯地、林地和荒草地年均流失土层厚度分别为1.931,0.728,0.533,0.041,0.001,0.079 mm,均小于年均成土厚度;重庆地区流失土层厚度大小为:渝东南地区>渝中部区>渝东北区>主城区>渝西地区,研究可为重庆市水土保持分区防治提供理论指导。     

紫色丘陵区堆渣体物理性质变化及边坡稳定性分析

为探求影响生产建设项目建设过程中堆渣体边坡稳定性的因素,以紫色丘陵区堆渣体为研究对象,采集堆渣体不同坡位的弃渣样品,测定堆渣体的含水率、饱和含水率、饱和导水率、容重和机械组成等物理指标,同时对各个坡位的样品进行直剪试验,以此分析堆渣体边坡稳定性特征。结果表明:坡面土体的含水率从上至下均逐渐升高;在含水率极低时,土体的黏聚力与含水率呈正相关;形成时间较长的堆渣体坡中部位的内摩擦角最大,而黏聚力最小;1、2、3号堆渣体安全堆渣的临界坡度分别为29.21°、26.13°、32.45°,3个边坡均不稳定,需要采取拦挡措施。     

紫色丘陵区不同土地利用类型径流泥沙及氮磷流失特征

采用径流小区定位观测法研究紫色丘陵区不同土地利用类型在自然降雨条件下的径流泥沙特征及面源污染物流失特征。结果表明,(1)2014年6-7月共观测到6次产生地表径流降雨事件,其降雨量在14.3~34.3mm之间,不同次降雨条件下产流量均以荒草地最大,其数值在25~35L之间;而产沙量均以顺坡耕作最大,其产沙模数在0.130~2.056g/m2,其次为横坡耕作。(2)各种土地利用类型径流总氮浓度均以6月25日和6月30日较高且以横坡耕作最大,而总磷浓度在观测期间均以顺坡耕作最大,其浓度在2.51~5.90 mg/L之间;顺坡耕作平均总氮流失量比横坡耕作和横坡植物篱耕作分别高9.31%和94.49%,而平均总磷流失量分别为二者的2倍和3倍左右。(3)总氮次产污模数随降雨量增加而增大且前期降雨会导致次产污模数迅速增加;降雨量为27.8mm(6月30日)时各种土地利用类型总氮次产污模数达到最大值;总磷次产污模数与总氮相比较小,数值在0.03~0.51kg/km2之间,与降雨量关系不明显。     

青藏高原输电线路工程水土保持措施适宜性研究

青藏高原输电线路工程人为水土流失具有区域独特性。以青海格尔木至西藏拉萨±400kV直流联网工程为例，对青藏高原输电线路工程典型水土保持措施适宜性进行了研究，主要结果如下：人工促进自然修复是冻土区线性工程水土保持措施布设的新理念，各扰动地貌单元水土保持措施布设应坚持近自然生态修复原理以及生态工程优先、最小面积扰动和最短时间扰动原则；输电线路工程水土保持措施体系按主体工程区、牵张场、取土场、弃渣场和生产生活临时区5个扰动地貌单元布设，电力塔基区护坡主要有平地型回字形、缓坡型竹节式水平阶、陡坡型鱼鳞坑配植藤本植物工程，植被混凝土生态护坡挂网可防止扰动区土壤流失和冻土融化，土壤流失控制比为1.04,弃渣场柔性生态挡土墙可保持冻土的稳定性，植物成活率达90%以上；讨论了青藏高原冻土区水土保持措施布设特点及线性工程热融作用的防治措施。研究结果可为青藏高原输电线路工程或高寒区类似工程不同扰动地貌单元水土保持措施布设提供参考。     

几种保护措施对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构及有机碳的影响

探索生物炭、聚丙烯酰胺以及玉米秸秆对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构的影响,以及团聚体有机碳分布特征,为紫色丘陵区坡耕地保护措施提供最优选择。采用土壤理化分析对无保护措施(CK)、单施生物炭(BC)、聚丙烯酰胺表施(PAM)、玉米秸秆覆盖(SM)处理下的土壤团聚体组成及其有机碳含量进行测定。结果表明:(1)研究区土壤团聚体以5mm和5~2mm粒级为主,分别占58.18%~40.12%和30.34%~24.46%。与CK相比,3种保护措施都有效增加了土壤大团聚体含量,其中SM处理效果最好。不同措施下土壤团聚体平均重量直径(MWD)基本表现为SMPAMBCCK,团聚体分形维数规律与MWD相反。(2)不同保护措施下土壤团聚体有机碳随团聚体粒级表现出较大差异,但多在0.5~0.25mm粒级范围达到峰值,在0—30cm土层范围内,土壤各粒级团聚体有机碳平均含量基本表现为SMPAMBCCK,且随土层的增加,同一处理各粒级团聚体有机碳呈减少趋势。(3)土壤团聚体对有机碳的贡献率在5mm和5~2mm粒级范围达到最大,前者贡献率为53.64%~27.92%,平均达40.12%,后者为30.92%~11.80%,平均达25.35%,可将2mm粒级团聚体作为紫色丘陵区土壤有机碳固定的特征团聚体。(4)不同保护措施下土壤有机碳密度基本上表现为SMPAMBCCK,相同处理下土壤有机碳密度随土层增加而减小,且各处理之间的差异也随土层增加而减小。3种保护措施均有效改良了土壤结构,提高了土壤有机碳含量,其中以秸秆覆盖措施效果最好,表明秸秆覆盖为研究区较为理想的一种坡耕地保护措施。     

基于生态文明和“双一流”建设需求的水土保持与荒漠化防治学科人才培养与教学改革——以贵州大学为例

[目的]深入探讨基于生态文明和"双一流"建设需求的水土保持学科的人才培养与教学改革,旨在为进一步提升水土保持学科教学质量,培养服务地方生态环境建设与社会经济发展的复合型高层次人才提供理论支持。[方法]以贵州大学为例,分析了新时期水土保持学科发展面临的任务,探讨了人才培养目标、人才培养要求及教学改革等方面的问题。[结果]提出了"立足贵州,面向西南,服务生态文明建设,力争世界一流"的人才培养目标。同时,从能力、素质、知识3个方面分析了本—硕—博不同层次人才培养的具体要求。[结论]新时期水土保持学科需要从优化课程体系,改进教学方法,丰富实践环节,注重国际化人才培养等教学改革措施入手,完善水土保持生态文明建设人才培养的知识体系,提升水土保持生态文明建设人才培养的教学质量、能力水平及国际竞争力,培养新时期为水土保持生态文明建设服务的"厚基础,强能力,高素质"复合型一流人才。     

岩溶区煤矿工程堆积体边坡细沟发育及其水沙关系研究

重力作用对坡面径流泥沙和细沟发育具有重要影响。以煤矿工程堆积体为研究对象,采用野外实地放水冲刷法研究不同坡度条件下,重力作用对工程堆积体边坡产流产沙细沟发育形态的影响。结果表明:(1)工程堆积体坡面侵蚀过程分为面蚀(产流3 min内)和细沟侵蚀阶段,其中细沟侵蚀存在扩张(产流3～24 min)、过渡(产流24～30 min)和稳定(产流30 min后)3个发展过程,细沟最快出现为4s、最慢为97s,二者出现时间约相差24倍。(2)重力作用是影响工程堆积体边坡产流产沙及其波动性变化的重要原因,对工程堆积体边坡总产沙量贡献在17.41%以上,最高可达99.60%;初步判定,重力作用对边坡细沟发育影响作用明显的临界径流条件为20 L·min~(-1),临界坡度条件为35°。(3)重力作用造成工程堆积体边坡细沟由短向长、由浅向深、由窄向宽发展,坡面细沟沟宽在7.89～19.73 cm之间,沟深在2.17～6.73 cm之间,宽深比在2.12～4.36之间,细沟密度在1.35～3.00m·m~(-2)之间;径流作用主导细沟深度发育,而重力作用主导细沟宽度发育;边坡细沟密度随放水流量及坡度增加呈先增大后减小的趋势。研究结果对于正确认识煤矿工程堆积体边坡产流产沙特征、影响因素及土壤侵蚀量测算具有重要参考意义。     

不同耕作措施对红壤坡耕地耕层质量的影响

为探明不同耕作措施对云南红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能和生产性能的影响,以常规耕作为对照,设置免耕、翻耕20 cm、翻耕20 cm+压实、翻耕20 cm+深松30 cm四种耕作措施,采用土壤质量指数法对不同耕作措施下耕层质量变化特征进行分析评价。结果表明：（1）不同耕作措施对红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能影响显著。翻耕20 cm+深松30 cm处理下土壤饱和导水率最大（1.19 mm·min^-1）;与常规耕作相比,翻耕20 cm+深松30 cm处理下水稳性团聚体平均质量直径增加28.13%;免耕处理下土壤抗剪强度最高（12.12 kg·cm^-2）,耕层土壤饱和导水率最大（1.27 mm·min^-1）;翻耕20 cm处理下大于0.25 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均质量直径、几何平均直径均显著高于其他措施,分别为69.64 g·kg^-1、1.74 mm、0.77 mm。（2）不同耕作措施对红壤坡耕地耕层生产性能影响具有差异性表现,免耕处理下土壤容重显著增大,土壤有机质、有效磷在表层富集;翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理下,耕层增厚效果显著,土壤有机质、有效磷含量显著增加。（3）红壤坡耕地耕层土壤质量及诊断指标的适宜性对耕作措施响应有差异,翻耕20 cm+深松30 cm处理耕层土壤质量指数最大（0.58）;翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理的耕层厚度、容重及有效磷指标均在适宜性阈值范围。上述研究结论可为红壤坡耕地适宜耕作措施选择以及坡耕地合理耕层的构建与评价提供参考。