【目的】探讨微尺度下(2 cm×2 cm)地表糙度在侵蚀过程中的空间异质性规律,为进一步理解和定量化描述地表糙度与土壤侵蚀的相互耦合关系奠定基础,并为黄土高原坡耕地水土流失的治理提供一定的理论依据。【方法】以黄土高原不同耕作措施条件下(4种常见的农业耕作措施:人工锄耕、人工掏挖、等高耕作、直线坡(对照)的坡耕地为研究对象,通过室内人工模拟降雨实验,利用激光扫描仪获取地表糙度数据,运用地统计学和分形维数方法对地表糙度的空间分布特征及变异性进行研究。【结果】基本统计特征分析表明,黄土坡耕地地表糙度在整体上的分布较均匀,具有较弱的空间变异特征。半方差函数分析表明,黄土坡耕地地表糙度均表现出中等以上的...

【目的】研究10°坡耕地上玉米的防蚀作用,为评价农作物的水土保持功能提供参考。【方法】采用人工模拟降雨的方法,以裸地为对照,分析了10°坡耕地上不同生育期(幼苗期、拔节初期、拔节中期、抽雄前期和抽雄后期)玉米完整植株及其根系对坡面产流产沙量和过程的影响。【结果】在幼苗期、拔节初期、拔节中期、抽雄前期和抽雄后期,整株玉米和仅保留根系玉米的径流模数和侵蚀模数均呈逐渐降低的趋势;在玉米的同一生育阶段,径流模数和侵蚀模数均表现为裸地最高,只保留根系玉米次之,整株玉米最小。在产流产沙过程中,与裸地相比,整株玉米和只保留根系玉米均可有效地延迟产流产沙时刻、峰值出现的时刻以及平和产流和产沙过程,但只保留根系...

退耕还林是治理黄土高原水土流失的根本措施。论文以退耕历史较长的黄土丘陵沟壑区安塞县为例,选取不同类型植被恢复和不同恢复年限的退耕样区,探讨了退耕还林还草对土壤理化性质的影响。结果表明,坡耕地退耕后,遭侵蚀破坏的土体构型渐趋恢复,土壤容重、pH值减小,毛管孔隙度、饱和含水量等增大;土壤有机质增加了2.75倍,碳增加了27.29%,氮增加了46.79%;而且,土壤速效养分增加的速度大于土壤全量元素增加的速度。土壤质量恢复效益最大的是刺槐林地,其次是柠条灌木地,最小的是撂荒地。混交林土壤全氮含量最高,柠条最利于铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的积累。不同类型植被,土壤速效养分的差异比土壤全量元素间的差异明显...

【目的】保护性耕作是提高土壤有机碳(SOC)含量、促进土壤团聚体形成的重要措施。论文旨在揭示保护性耕作对土壤表层(0—10 cm)有机碳含量及储量的影响,探讨不同级别团聚体的固碳特征,为阐明土壤固碳机理和筛选黄土坡耕地区农田土壤增碳耕作措施提供理论依据。【方法】长期试验位于黄土高原坡耕地区,开始于1999年,共设4个处理:少耕(RT)、免耕覆盖(NT)、深松覆盖(SM)和传统翻耕(CT)。利用15年长期试验的作物产量和0—10 cm土层土壤有机碳数据分析农田碳投入和土壤固碳量;通过湿筛法筛分>2、1—2、0.25—1、0.053—0.25和

以东北黑土区典型坡耕地（玉米）和坡林地（退耕还落叶松林和樟子松林）表层土壤为研究对象，分别在坡上、坡中上、坡中、坡中下、坡下５个坡位设置取样点采集非原状土，风干后将土壤筛分为２～５ ｍｍ、１～２ ｍｍ、０．５～１ｃｍ、０．２５～０．５ ｍｍ、２．．．

通过野外实地调查结合室内分析,研究了陕北黄土高原坡耕地土壤养分分布特征。结果表明:坡耕地土壤有机碳、速效磷、速效钾含量均值分别为13.33g·kg-1,4.69mg·kg-1和76.01mg·kg-1。在0～40cm范围土层内,土壤有机碳、速效磷、速效钾含量均表现为表层含量最高,随着剖面深度的增加,养分含量越来越小。坡耕地中的有机质与速效钾含量中等,速效磷的含量总体偏低。

【目的】紫色土坡耕地是西南区农业生产重要的耕地资源,其耕层质量集中表现为侵蚀性退化严重且农作物产量低而不稳,在地块尺度上农作物产量变化较土壤质量退化具有较明显的滞后效应。论文在紫色土不同地力等级坡耕地耕层土壤质量分析基础上,定量分析紫色土坡耕地耕层质量对农作物的适宜性程度。【方法】在不同地力等级耕层质量统计分析及聚类分析基础上,对农作物-耕层适宜性的耦合度程度进行诊断分析。【结果】(1)紫色土坡耕地不同地力等级的耕层厚度为19—21 cm,有效土层厚度在21—43 cm变化,耕层厚度比较稳定但有效土层浅薄现象严重,五级坡耕地不存在心土层;五级坡耕地产量限制因素为田面坡度、有效土层厚度、耕层厚度。(2)紫色土坡耕地3种耕层类型特征明显,其中Ⅰ类耕层土壤显弱酸性(pH 6.4),阳离子交换量(21.0 cmol(+)·L~(-1))最大;Ⅱ类耕层田面坡度最小(11°),有效土层厚度(38 cm)和耕层厚度(22 cm)最厚,土壤速效钾含量(136.5 mg·kg~(-1))最多;Ⅲ类耕层有效土层厚度(28 cm)最薄,土壤显酸性(pH 4.8),阳离子交换量(9.2 cmol(+)·L~(-1))最小;田面坡度,有效土层厚度,土壤酸化,阳离子交换量是影响坡耕地作物产量主导因子。(3)紫色土坡耕地不同地力等级的农作物与耕层适宜性存在协调发展类和失调衰退类两种状态和同步型、滞后型、损益型、共损型4种表现,在同样地力条件下,农作物产量较耕层质量更为敏感,衰退表现更加明显;农作物-耕层耦合关系(C_d)为Ⅰ类耕层(0.4820)和Ⅱ类(0.5207)属于基本协调发展类农作物耕层同步型,农作物生长勉强适宜;Ⅲ类(0.3343)濒临失调衰退类耕层损益型,农作物生长中度不适宜。【结论】紫色土坡耕地耕层厚度比较稳定但有效土层浅薄化现象严重,不同地力等级的农作物与耕层适宜性存在协调发展类和失调衰退类两种状态和同步型、滞后型、损益型、共损型4种表现,紫色土坡耕地改良应减小田面坡度,增加有效土层厚度,调节土壤酸碱度。研究结果可为地块尺度上紫色土坡耕地合理耕层调控及构建提供技术参数。

退耕还林(草)是改善黄土高原生态环境的重要措施。粮食安全问题作为实施退耕还林(草)的基础背景,成为黄土高原生态经济增长能否产生正效应的拐点。文章分析了黄土高原退耕还林(草)的生态经济效应,认为该区实施退耕还林(草)过程中存在生态与经济效益的不协调,不仅严重制约着当地的经济发展和社会进步,也给黄河中下游地区造成了一系列隐患。针对如何实施好退耕还林(草)这项工程,提出了从当地经济发展的目标和基本区情出发,实施退耕还林(草)工程中生态与经济效益协调化的运行策略。

【目的】紫色土坡耕地具有高生产力和强侵蚀性的特点,是长江上游重要的耕地资源,分析坡耕地障碍耕层类型及其对农作物产量的影响,对坡耕地合理耕层构建参数确定、耕层质量调控和坡耕地持续利用具有重要应用价值。本文基于不同地力等级紫色土坡耕地耕层样本,定量化分析坡耕地耕层质量障碍特征。【方法】采用障碍度模型及聚类分析研究不同地力等级紫色土坡耕地障碍耕层类型及耕层质量变化特征。【结果】(1)不同地力紫色土坡耕地土壤物理属性差异显著,随地力等级降低,地块田面坡度显著变大、有效土层厚度显著变小,当田面坡度由5.1°变为21.7°,农作物产量可下降45%,五级坡耕地心土层缺失现象严重;而土壤肥力属性未表现明显差异,一至四级坡耕地同一地力等级土壤有机质、土壤全氮、阳离子交换量总体表现为耕作层>心土层>底土层,五级坡耕地耕作层与底土层之间各指标差异不显著。(2)一、二级坡耕地各土层土壤质量指数均在0.434-0.528之间,同一地力等级各土层土壤质量指数表现为耕作层>心土层>底土层;土壤物理属性对低产坡耕地土壤质量影响更为显著,五级坡耕地田面坡度指标障碍度为一级坡耕地的80.73倍。(3)紫色土坡耕地障碍耕层可分为3类,即Ⅲ土壤养分限制型、Ⅳ有效土层厚度限制型、Ⅴ田面坡度限制型,土壤物理属性为主要障碍特征时,耕层构型疏松,心土层缺失现象严重,农作物产量较土壤养分限制型坡耕地低25%。【结论】紫色土坡耕地耕层质量偏低,障碍耕层包含土壤养分限制型、有效土层厚度限制型、田面坡度限制型3种类型,土壤物理属性为主要限制因素,田面坡度偏大,有效土层厚度浅薄化严重。

近地表土壤水分条件对农田化学物质输出过程和地表水质有很大影响。以黄土区缓坡耕地为研究对象,利用地下供水和前期降雨措施改变坡面近地表土壤水分条件,通过室内模拟降雨试验研究坡面水土流失和土壤溶质(NO3-、PO43-、K+和B r-)的迁移特征。结果表明地下供水对土壤溶质迁移影响最大,水土流失量和溶质地表流失量显著高于其它处理。前期降雨处理地表径流量和泥沙量大于对照处理,而径流和泥沙溶质平均浓度相对较低。NO3-和B r-坡面迁移的主要载体是地表径流,PO43-主要随侵蚀泥沙迁移,K+两者兼有。地下供水坡地出现明显的土壤侵蚀后,地表径流中PO43-和K+的浓度急剧增加。土壤初始含水量较高的地下供水...

为明确不同耕作和覆盖方式两个因素对紫色土坡耕地玉米农田Ｎ＿２Ｏ排放的影响，分别对不同耕作方式和覆盖方式下玉米产量、玉米生育期的径流和氮素损失量和施肥后的Ｎ＿２Ｏ排放速率进行了测定。结果表明，横坡垄作并覆盖秸秆的处理地表径流为１４．４ ｍｍ，在所有处理中最小。平作＋覆盖处理的壤中流损失氮量最低，仅为１６．０ ｋｇ·ｈｍ～（－２），顺坡＋覆盖处理的壤中流氮素流失最大，为３３．１ ｋｇ·ｈｍ～（－２）。顺坡＋覆盖处理对应的Ｎ＿２Ｏ排放量最高，为０．８ ｋｇ·ｈｍ～（－２），平作和平作＋覆盖处理对应的Ｎ＿２Ｏ排放量相对较低，分别为０．５３和０．５６ ｋｇ·ｈｍ～（－２）。耕作方式和覆盖方式都对Ｎ＿２Ｏ．．．

【目的】研究重庆紫色土坡耕地"冬小麦-夏玉米"种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度(顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量)和2种耕作模式(顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥),采用野外径流小区长期(2008—2012年)定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。...

为研究黄土高原土质边坡林木根系表观黏聚力的空间异质性,以刺槐坡和侧柏坡为研究对象,通过表征参数根截面积比,描述了刺槐和侧柏根系分布在坡面尺度上的各向异性;并通过单根拉伸试验测定根的抗拉强度,进而分析了根系表观黏聚力的空间分布异质性。结果表明:刺槐根的生物力学特性显著优于侧柏根。根截面积比与根系表观黏聚力类似,均随树种差异,随坡位、深度的变化呈显著差异。刺槐和侧柏2树种根系表观黏聚力的空间异质性研究揭示了黄土高原地区植物根系固坡效果的不均匀性。该研究成果可为我国黄土高原地区造林模式的空间配置提供理论依据。

黄土高原丘陵沟壑区坡地经济林营造中 ,采用大鱼鳞坑坑内打孔覆膜、膜下滴灌技术 ,解决了本区干旱坡地经济林造林成活率低、生长慢、发育迟的难题。可使坡地杏树造林成活率提高到 96% ,枣树造林成活率提高到 92 % ;成林后 ,鱼鳞坑汇集径流可使降水利用率提高到 42 5 % ,加上旱季节水包膜下补灌 ,避免了土壤板结 ,降低了土壤水分蒸发 ,可使杏、枣产量比穴灌分别提高 1 0 3 2 %和 1 9 61 %。

坡耕地土壤侵蚀对土地生产力的影响表现在多方面 .该文运用模拟侵蚀方法 ,对宁夏西吉县黄土丘陵区坡耕地表层土壤发生不同程度侵蚀后 ,表土养分流失、作物产量和生物量下降的状况进行了定量测试分析 .结果显示 :①耕作层 (0～ 2 0cm)土壤肥力指标有机质、全N、碱解N、全P分别比下层土壤 (2 0～ 6 0cm)高 14 2 % ,12 0 % ,37 3%和 9 2 % ,且流失土壤的养分富集现象明显 .②种植春小麦和豌豆的坡耕地 ,每流失 1cm表土 ,产量分别下降 1 9%～ 3 1%和 2 0 %～ 2 6 % ,而马铃薯和胡麻产量分别降低 0 9%～ 1 0 %和 0 9%～...