第26卷第6期2008年11月干旱地区农业研究
Agricultural Research in the Arid Areas Vol.26No.6Nov.2008
收稿日期:2008-03-06
基金项目:国家自然科学基金资助项目(40471125);国家自然科学基金(40801071);吉林省科技发展计划资助项目(20050206-4);
国家科技支撑项目(2006BAD15B01);东北地理与农业生态研究所学科前沿领域项目(KZCX3-SW -NA3-31)
作者简介:申 艳(1980)),女,山东金乡人,博士生,主要从事土壤有机碳和土壤侵蚀方面的研究。E -mail:czh-5852@https://www.doczj.com/doc/b114644053.html, 。
*通信作者:杨学明,E -mail:xuemi ngy@https://www.doczj.com/doc/b114644053.html, 。
黑土坡耕地土壤流失形态分析
)))以一次降雨为例
申 艳1,2,张晓平1,梁爱珍1,2,李文凤1,2,杨学明3*
(1.中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林长春130012; 2.中国科学院研究生院,北京100049;
3.Green house &Proces sing Crops Research Centre,Agriculture &Agr-i Food Canada,Harrow,Ontario,Canada N0R 1G0)
摘 要:以东北黑土区典型漫岗坡耕地为研究对象,测定次降雨条件下整个集水盆地出口处的径流体积及其含沙量,研究侵蚀泥沙的粒径分布特征、碳氮富集度以及可溶性养分的流失状况。结果表明,研究区只有在强降雨的情况下才会在集水盆地尺度上发生水土流失现象。20.5mm 降雨条件下(2006年8月1日)径流泥沙含量为1.0~2.5g/L,泥沙C 、N 富集系数分别为2.10和3.31。径流液中DO C 的浓度介于2.47~3.93mg /L 之间,T N 浓度介于1.61~3.28mg /L 之间,径流携带养分量在整个养分流失过程中是不可忽视的流失途径。侵蚀泥沙(未加分散剂)的团聚体组成和原土壤有很大差异,径流泥沙的流失主要是粒径为0.053mm 以下的团聚体,尤其是0.002~0.02mm 的粉粒团聚体为主。
关键词:黑土;土壤侵蚀;含沙量;团聚体;富集系数
中图分类号:S153.6 文献标识码:A 文章编号:1000-7601(2008)06-0224-06
我国的黑土分布于东北平原东部的山前台地和低丘上,其主体呈弧形自北向南分布于43b 20c ~49b 40c N 、122b 24c ~128b 21c E 之间,区内多为波状起伏的漫岗,一般为1~5b ,具有坡缓坡长的特点。由于坡面较长,且多为农业用地,在降雨量和降雨强度较大时,易形成径流集中冲刷,再加上对耕地的管理不够科学,耕作制度不够合理等原因,使该地区土壤侵蚀严重。实际上,黑土区独特的自然环境与人类活动方式已经使其成为目前中国土壤侵蚀潜在危险性最大的地区[1],有人甚至预言东北黑土将会在50a 内消失。
作为我国重要的粮食生产基地,黑土土壤侵蚀导致的土壤退化已经引起了有关部门的注意,但是人们多是关注黑土的沟蚀壑蚀,黑土流失治理也是将绝大部分资金用于沟壑治理,而作为东北黑土区水土流失最为普遍的形式)))坡面侵蚀,却没有得到应有的重视。近年来,国外一些科学家的兴趣已集中在坡面侵蚀产沙过程中土壤物理化学特性(土壤质量)演变问题上,即侵蚀过程中土壤颗粒大小特性、团聚体的移动及化学性质方面的变化[2,3]。由于泥沙的这些特征反映着降雨过程中侵蚀力与抗蚀力的作用结果,它对于揭示坡耕地土壤侵蚀机理、侵蚀过程、土壤分散性和坡面动力特征,以及养分流失
与土壤退化过程等均具有重要科学价值。土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)是衡量土壤质量的一个重要指标,它的数量和质量影响土壤团聚体的形成和稳定。反过来,土壤团聚体又能够对SOC 提供物理保护使其不被微生物分解矿化。雨点的溅蚀和径流的剪力可引起土壤团聚体的消散或破坏,释放原来受保护的SOC,加之土壤SOC 密度较小(< 1.8mg/L 且富集于土壤表层,所以易被地表径流迁移而损失[4,5]。黑土区水蚀多发生在每年的6~8月份,此阶段是全年降雨集中时期,且多以暴雨形式出现,极易发生水力侵蚀。本文对次降雨条件下东北黑土坡耕地土壤颗粒及其碳、氮的流失进行了研究,旨在分析黑土坡耕地土壤水土流失特点,为预防和治理黑土区水土流失提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地条件
试验地位于吉林省长春市达家沟镇(44b 43c ,125b 52c ),地形为漫岗台地,在东北黑土区具有典型代表性。试验地属于中温带半湿润气候,年均气温4.4e ,年均降水534mm,主要集中在6~8月,约占全年降水总量的70%以上。研究区北坡坡长为246m,最大相对高程为11.68m;南坡坡长为171m,最
大相对高程为9.3m,坡度在0~5b 之间。土壤属于典型黑土亚类中的中层黑土。该地农作制为一年一熟,长期玉米连作,顺向打垄和耕翻一直是该地区的主要土壤管理方式。试验区面积为9.6hm 2,试验区高点也是此区域的相对高点,试验地南端和北端为分水岭,西侧被一公路所隔,形成一相对独立的集水区,试验区地势西高东低,只有一个出水口,为收集径流物质提供了便利条件。1.2 试验方法
在集水盆地的出口处,设置3级收集桶(图1),
用于收集整个小流域的径流物质。其中在距第一个桶上沿6cm 处钻9个间隔距离相同、直径为10cm 的孔,用于分流。每个孔都接有PVC 管,并使其中一个管的水流入第二个桶;第二个桶上钻有11个间隔距离相同、直径为8cm 的孔,同样接有PVC 管,并使其中一个管的水流入第三个桶。收集到的径流总体积V =V 1+9*V 2+99*V 3,其中,V 1:第一个收集桶中的径流体积;V 2:第二个收集桶中的径流体积;V 3:
第三个收集桶中的径流体积。
图1 研究区地形及径流分级收集装置
Fig.1 T he relief map of the research field and funoff hier archical collecting device
1.3 样品收集及处理
(1)取样
在降雨过程中每隔10min 取1次样,过2mm 筛,并转移到3000ml 塑料瓶中。收集空白雨水样品作为对照。降雨过后,待沉积物沉淀后,测径流体积。然后将收集桶里的混合液摇匀,用500ml 水勺舀出,过2m m 筛,并转移到3000ml 塑料瓶中;向取出的样品中滴加3~5滴1mol/L 的HCL;将样品及时带回实验室,放在冰箱中冷藏。
(2)DOC 、泥沙量及其C 、N 含量的测定将装有泥水样的塑料瓶摇匀,取出500ml 于量桶中,静置,将上层液体过0.45L m 滤膜,滤液中的有机碳即水溶性有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC),用T OC -V CPH 仪测定。全氮(Total Nitro -gen,TN)用紫外分光光度计测定。将量桶中剩余物质转移到小烧杯中,在60e 下烘干至恒重,计算泥沙含量。将烘干的泥沙研磨过100目筛,用元素分析仪(ThermoFinnigan,Italy )测定其C 、N 含量,和对照土壤样品对比,计算侵蚀泥沙C 、N 的富集系数。
(3)侵蚀泥沙的颗粒组成测定
取出一定体积的径流液,置于孔径为1m m 、
0.25mm 、0.053mm 的三层筛上,用水轻轻冲洗,直到沥滤液澄清,将筛上的物质转移到事先称重的小烧杯中。收集沥滤液,如果体积超过1000ml,则记录体积,摇匀后取出1000ml 于1000ml 量筒中;如果体积少于1000m l,则转移到1000m l 量筒中并加蒸馏水定容至1000ml 刻度线。然后将量筒内的悬浊液摇匀,立即记录开始沉降时间,并测量悬液温度,根据司笃克斯定律,计算<0.02mm 和<0.002m m 的颗粒复合体沉降至10cm 处所需要的时间,于规定时间前20s 将吸管插入液面10cm 处,前10s 接通气源。吸管中悬液全部移入50m l 小烧杯中,并用蒸馏水冲洗吸管壁,使附着在吸管壁上的土粒全部冲入小烧杯中。然后把小烧杯放在烘箱中60e 下烘至恒重,计算各粒级所占百分含量。
(4)对照样品的选取及测定
降雨前,用直径为2.64cm 的取土钻取出0~5cm 完整的土芯,每个典型部位有3个重复,每个重复均用多点均匀混合样来表征该地形部位土壤。采集的土样放入自封袋内,带回实验室,风干保存。用四分法取出部分风干土样磨碎过100目筛,用元素分析仪测定其C 、N 含量。因本研究供试土壤不含碳酸盐,所以总碳即为总有机碳。土壤机械组成采
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第6期 申 艳等:黑土坡耕地土壤流失形态分析
用虹吸法,土壤水稳性团聚体采用Yang 和Wan -der [6]提供的方法。
2 结果与分析
2.1 研究区降雨状况
根据长春市1950~2000年的日降雨量数据,长春市每年降雨量\20m m 的降雨次数为7.04次,降雨量为15~20mm 的降雨次数为3.78次,而降雨量为10~15mm 的降雨次数为6.18次。土壤侵蚀与降雨的降雨量、历时、强度、次数等降雨参数密切相关。黑土区10~40mm 降雨次数最多,而平均土壤流失量与雨量的大小基本呈正相关。引起土壤流失的降雨主要是短历时阵性暴雨或者长历时锋面雨,比较严重的的土壤流失现象主要是由0.5~4h 的高强度降雨产生的。土壤流失总量主要由5~20mm/h 的降雨所引起,可占总土壤流失的90%[7]。本文中以2006年8月1日降雨(降雨历时1.2h,降雨量为20.5mm)为例,分析水土流失中物质和碳氮的形态特征。本次降雨的降雨过程在黑土区比较常见,在高强度的降雨前后,有一段时间的低强度降雨。
2.2 径流泥沙含量及其随时间的变化
集水盆地出水口径流出现的时间比降雨的时间滞后27min;径流结束的时间比降雨结束的时间滞后20min 。在降雨的前两天,即2006年7月30日已产生一场大降雨,降雨量达31mm ,因此可以认为此次降雨前土壤水分基本处于饱和状态。我们在集水盆地的出口处每隔10min 收集1次水样,监测
泥沙含量随时间的变化。
图2 含沙量及其T OC 、T N 随时间的变化
Fig.2 Change of sediment and its T OC and T N with time
由图2可以看出,径流开始时的泥沙含量最高,
随后降低,在30min 时(降雨57m in)达到次高点,
接着又降低。径流开始时泥沙含量较高,可能是因为边缘效应的缘故,即刚开始收集的径流可能是直接来自收集口周边的径流,由于没有经过水平沟的
阻挡作用,因此泥沙含量较高。而后泥沙含量骤然下降,可能是因为来自整个集水盆地的径流的稀释作用。从图1可以看出,集水区西部地势较高,产生的径流到达出流口需要一定的时间。降雨瞬时雨强增大,雨滴对土粒的打击和分散力增加,地表径流和土壤表面的作用越来越强,剥蚀和运输的土粒越来越多,径流中的含沙量也随之增加。随着时间的推移,降雨强度减少,径流搬运泥沙的能力随之下降,径流中泥沙颗粒发生沉积,泥沙量减少。
收集口径流的平均泥沙含量为1.65g /L,径流体积为29.25m 3
。本次降雨的土壤流失量约为5.03kg/hm 2,假设该地区每年有20次此强度的降雨(2006年只有7次大于或等于本次降雨强度的大雨),则该集水盆地的土壤流失量为0.1t/(hm 2#a)。然而值得注意的是,土壤流失量和土壤侵蚀剥蚀量是不等同的。当降雨强度超过水分下渗速率时,土壤表面产生径流,并逐渐汇集造成地表径流冲刷与沟蚀。剥蚀掉的土壤一部分随径流流出整个小流域,另一部分在流域内发生土壤再分布,在凹形坡段(坡脚和坡趾部位)上发生沉积。方华军等[4,5]利用
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Cs 和飞灰示踪技术研究了本试验地北坡近100年
来土壤的再分布过程,发现坡顶、坡肩和坡背部位均遭受侵蚀,而侵蚀部位剥蚀的大部分土壤在坡脚和坡趾部位发生沉积。由此可见,集水盆地尺度的研究结果往往和小区尺度的研究结果差异很大,而集水盆地尺度的研究结果更真实地反应了小流域的水土流失状况,因此,应加强集水盆地尺度的土壤侵蚀研究以及侵蚀产沙空间转换的研究。
2.3 侵蚀泥沙对土壤有机质碳、氮的富集及其C/N 比
降雨所诱发的侵蚀过程是水土流失的主要原因。坡耕地在雨水的分散、冲刷下,表土极易流失,然而,土壤侵蚀与产沙的过程,不仅是分散、剥离和搬运泥沙的过程,而且随同吸附和携走大量的营养元素。流失土壤的表面吸附的养分物质是流失养分的主体,尤其是细颗粒的吸附作用最为强烈,使部分养分物质,如有机碳、氮等在流失泥沙中的含量高出了表土中的含量,产生了富集现象。这种富集作用,可用富集系数(Enrichment Ratio,ER)表示。降雨
前我们采集0~5cm 土壤作为对照样品,每个典型
部位选取3个点作为重复,共15个样品,土壤有机碳、全氮的平均含量为:13.7g/kg 、1.58g/kg 。2006年8月1日我们分时段收集到的泥沙中有机
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碳含量分别为26.69、32.17、28.13、28.37、28.25、29.26g/kg,富集率ER分别为1.95、2.35、2.05、2.07、2.06、2.14,平均为2.10。泥沙全氮含量分别为4.46、5.53、4.85、4.46、5.50、6.57g/kg,富集系数ER分别为2.82、3.50、3.07、2.82、3.48、4.16,平均为3.31(图2)。张兴昌和邵明安[8]于2001年研究了黄土丘陵区降雨、坡度、耕作、施肥和土壤对侵蚀泥沙、有机质和全氮富集的影响,研究发现,在传统耕作方式下,作物小区土壤有机碳和全氮的富集系数平均为1.76和2.42,并指出水平沟耕作和植被覆盖是减少土壤侵蚀的一个重要因素,通过对径流和泥沙的阻挡,减少了水土流失,但是却增加了泥沙对养分的富集。
C/N比是衡量土壤有机质质量的一个良好指标,它既能够反映输入有机质(植物残体、有机肥或复合肥)的原始C/N比,也能反映输入物质的分解程度和生物的可利用性。侵蚀泥沙与径流中有机质的C/N比平均值分别为7.13和1.41,均比对照土壤样品有机质C/N比(8.67)小,说明随地表径流损失的氮相对较多,尤其是可溶性的氮。这样导致的不利结果至少有两个:一是土壤中剩余有机质的碳氮比逐渐增大,不利于其分解,土壤中微生物甚至还要跟作物竞争利用土壤中的氮;二是大量的氮进入下游河流中去,刺激河流中藻类植物的生长,加剧河流富营养化。
2.4径流溶液中DOC和T N的浓度及随时间的变化
坡耕地土壤营养物质随径流损失表现为两种形式,其一,溶解于水中;其二,吸附和结合于泥沙颗粒表面。径流中DOC的浓度和降雨强度、降雨历时有关。径流在坡面形成、汇集和传递,与表层土壤发生作用,这种作用表现为浸提和冲洗两种方式。在作用过程中,土壤可溶性养分因径流浸提而向径流扩散,土壤颗粒表面吸附的养分离子因径流的冲洗作用而解吸。方华军等[9]在本试验地对DOC沿坡面的空间分布特征进行了研究,发现在侵蚀严重的坡肩部位,DOC浓度显著低于坡顶和坡背,说明土壤侵蚀导致DOC的损失;但是,DOC并没有在长期处于沉积部位的坡脚和坡趾部位富集,他指出侵蚀掉的DOC一部分向下淋溶,另一部分则可能被地表径流携带输移到下游河流中去。在本次降雨分时段采集的样品中,DOC的浓度介于2.47~ 3.93mg/L 之间,平均为2.93mg/L。由图3可以看出,DOC 在产生径流30m in时达到最大。溶液中TN浓度随时间的变化趋势和DOC相似。TN浓度介于1.61~3.28mg/L之间,平均为2.13mg/L,研究结果和郄瑞卿等的研究结果[10]相似。在本次降雨中,径流中溶解的碳、氮素为85.8、62.3g,约占本次降雨导致碳、氮流失总量的5.8%和19.8%。Ro-drig uez等[11]研究发现,径流中POC流失量很大1114.4gSOC/(m2#a)2,而径流中DOC含量可以忽略11.03g DOC/(m2#a)2。结果不同可能是因为降雨强度不同引起的,在其研究区,平均降雨强度为30~85mm/h,甚至高达240m m/h。马琨等[12]对人工降雨条件下红壤坡地养分流失的特征进行了研究,发现在雨强较大时,泥沙流失量很大,径流水溶液中水溶态养分含量极低,其流失总量相对泥沙流失总量可以忽略不计;小雨强时,径流携带泥沙能力较弱,泥沙含量较小,径流携带养分量在整个养分流失过程中成为不可忽视的另一养分流失途径。因此,在坡耕地黑土上,
保水和保土同等重要。
图3DOC和T N随时间的变化
Fig.3Variation of DOC and T N concentration with time
2.5侵蚀泥沙与原土壤颗粒组成以及水稳性团聚
体的差异
农业土壤侵蚀的泥沙由土壤团聚体和原生土壤颗粒组成(砂粒、粉粒和粘粒)。早在1993年,M ey-er等[13]就开始注意农业土壤侵蚀泥沙的颗粒特性,他认为泥沙的特性和侵蚀泥沙量一样重要,其泥沙颗粒大小分布和比重极大地影响泥沙的搬运和淤积。我们对收集到的径流泥沙进行了颗粒大小分级。侵蚀泥沙(未加分散剂)的粘粒和砂粒含量分别低于原土壤(0~5cm,分散)相应粒级的53.4%和37.4%,而粉粒含量则比原土壤粉粒含量高74.4% (图4左),可见在径流与坡面土壤颗粒相互作用的过程中,大颗粒被分散成细颗粒,而又由于团聚作用,泥沙中的粘粒含量低于原生土壤中的粘粒含量。
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图4径流泥沙和原土壤的颗粒组成对比
F ig.4Comparison of particle size betw een bulk so il and sediment
侵蚀泥沙中>1mm水稳性团聚体含量极少,其组成基本上是未分解的大的植物碎屑。从图4 (右)中可以看出,侵蚀泥沙中>1mm,0.25~1 mm,0.053~0.25mm三个粒级的水稳性团聚体均比原土壤少,表明土壤侵蚀倾向于破坏水稳性大团聚体。泥沙中<0.053mm水稳性团聚体含量远远大于原土壤,表明对于质地粘细的黑土,径流泥沙的流失主要是粒径为0.053mm以下的团聚体,尤其以0.002~0.02mm的团聚体为主。土壤结构具有多级层次性,Lal[14]认为土壤由土壤结构体y大团聚体y微团聚体y粘团(粘粒微团聚体)y粘粒这一消散过程导致土壤有机碳释放进而被微生物过程矿化。郭志民[15]研究发现随着土壤侵蚀程度的加剧, >0.25mm的团聚体有减少趋势,特别是>2mm 的团聚体减少更为明显,而0.02~0.25mm的团聚体却有增加趋势。黄满湘等[16]研究指出,与原土壤的团聚体组成相比,侵蚀泥沙中>1000L m的团聚体含量明显低于原土,<250L m的团聚体含量要高于原土,说明径流泥沙的流失主要以粒径为250L m 以下的团聚体为主。本文中的研究结果与这些结果相似,说明水力侵蚀倾向于破坏黑土土壤大团聚体,优先迁移土壤微团聚体,这也可能是造成侵蚀泥沙对黑土有机碳、氮富集的一个原因。H airsine和Rose[17]认为,在侵蚀区表面存在雨滴剥离分散大团聚体和径流选择搬运细颗粒的同时,还存在较粗的颗粒沉积甚至覆盖在侵蚀表面的过程,较粗颗粒沉积层成为侵蚀表面,引起被选择搬运的侵蚀泥沙变粗。因此,降雨剥离和沉积作用以及径流的选择搬运作用共同决定了侵蚀泥沙的粒级分布特征。3结论
从2006年一年的降雨情况来看,黑土土壤流失量并不大。黑土特殊的景观地形,坡度小坡面长,导致降雨剥蚀的土粒绝大部分在流域内发生再分布。降雨强度对土壤侵蚀影响较大,只有在强降雨的情况下才会在集水盆地尺度上发生水土流失现象。我们以一次降雨结果进行分析,发现径流泥沙含量在1~2.5g/L之间,泥沙C、N富集系数分别为2.10和3.31。径流溶液中DOC的浓度介于2.47~ 3.93 mg/L之间,TN浓度介于1.61~3.28mg/L之间,径流中携带的可溶性物质是营养物质流失过程中不可忽视的一种途径。侵蚀泥沙中>1mm,0.25~1 mm,0.053~0.25m m三个粒级的水稳性团聚体均比原土壤少,<0.053mm的水稳性团聚体含量,特别是0.002~0.02mm的粉粒团聚体远远大于原土壤,表明土壤侵蚀倾向于破坏水稳性大团聚体,优先迁移微团聚体。
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Study on properties of soil loss from sloping farmland of
black soil based on a runoff event
SH EN Yan 1,2,ZH ANG Xiao -ping 1,LIANG A-i zhen 1,2,LI Wen -feng 1,2,YANG Xue -ming 3
(1.N or theas t I nstitute of Geogr ap hy and A gr icultur al Ecology ,Chinese A cademy of Sciences ,Changchun ,Jilin 130012,China;
2.Gr aduate Univer sity of Chinese A cademy of Sciences ,Bej ing 100049,China;
3.Gr eenhouse &Pr ocessing Crop s Resear ch Centr e,A gr icultur e &A gri -Food Canada,H ar r ow ,Ontario ,Canada N 0R 1G 0)
Abstract:A ty pical undulating farmland in black soil region of Northeast China was taken as a case study to analyze the properties of soil loss caused by erosional precipitation events based on m easurement of sediment and its nutrients and particle size in different geomorphic positions and the outlet of the w atershed.The results showed that soil loss only happened in high rainfall intensities.T his study takes the runoff event on August 1st,
2006for example.The sediment concentration in runoff is in rang e of 1.0~2.5g/L.Nutrient enrichment oc -curred in sediment and the enrichm ent ratio of carbon and nitrogen is 2.10and 3.31,respectively.The soluble carbon and nitrogen in runoff is 2.47~3.93mg /L and 1.61~3.28mg/L.T he loss of soluble nutrients is also an important w ay of nutrient loss under water erosion.The agg regate size distribution of the eroded sediment w as drastically different from that of the original soil.Aggreg ates smaller than 0.053mm,especially the size be -tw een 0.002mm and 0.02mm,is the main form of the sediment.
Keywords:black soil;soil erosion;sediment;aggreg ate;enrichment ratio
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第6期 申 艳等:黑土坡耕地土壤流失形态分析
中国东北平原黑土区水土流失面积不断扩 大 尽管中国不断加大治理力度，作为世界上三大黑土区之一的中国东北平原黑土区的水土流失仍在发展中，面积不断扩大，黑土层变薄，土壤养分下降，影响到东北农业的可持续发展。 据中国科学院东北地理与农业生态研究所的研究表明，目前东北黑土区水蚀面积不断增加，目前大约为20万平方公里，主要分布在黑龙江省，大约有11万多平方公里，其中水土流失面积已由50年代的24292平方公里增加到2000年的45106平方公里，而且近年来还有不断增加的趋势。 与此同时，黑土层厚度明显变薄，坡耕地年流失厚度超过1厘米，土壤养分也随之下降。据1979年的第二次普查统计，黑土层厚度在16－72厘米，平均约为44厘米。可到了2003年以后，黑土层厚度在40厘米以下的约有50％，许多地方的黑土层已经消失，土壤有机质也从开垦前的8％－10％下降到如今的3％左右。 中国科学院东北地理与农业生态研究所有关专家介绍，由于不合理的开发方式和不重视水土保持导致的黑土退化加剧，并带来一系列危害。大量的水土流失还造成江河湖库被泥沙淤积，降低了水利设施的调蓄功能和天然河道的泄洪能力。此外，由于水土流失和土壤养分下降，导致土地生产力下降、粮食减产。据调查统计，黑土区目前因水土流失形成的沟蚀和面蚀已经造成每年粮食减产1900万吨左右。 中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员闫百兴说，如果再不采取有效措施，控制黑土层的流失和黑土肥力的锐减，东北黑土区粮食减产的幅度将会更大，届时将会影响东北甚至全国的粮食安全。 水利部提供的数据显示：中国现有水土保持措施每年可减少土壤侵蚀15亿吨，增产粮食180亿公斤，5年间全国有1200多万人通过水土保持解决了温饱，摆脱了贫困。
东北黑土区水土流失调查 原本平整的黑土地被肆虐的地表径流冲刷、切割出道道沟壑，壁立百尺，岩基裸露；一株根须外现的榆树，行将葬身沟底，却依然固守着植根的沟岸，伸出一条并不粗壮的树枝，挽住一根已与沟壁分离的土柱，宛如一位深情的父亲执意挽留去意已决的游子……这是记者在东北黑土区腹地———吉林省榆树市刘家乡合心村采访时看到的情景。 在东北黑土区的乡村、田野，记者实地踏勘了“流血”的黑土地，耳闻了干部、群众保护黑土地的声声呼唤，也目睹了黑土区父老乡亲为黑土地“止血疗伤”的回春妙手。 黑土地风光不再 北起大小兴安岭南麓，南至辽宁省盘锦市，西到内蒙古自治区东部大兴安岭山地边缘，东达乌苏里江和图们江，总面积101.85万平方公里的松花江、嫩江、辽河流域，即东北平原，是世界上仅有的三大黑土区之一。其中，更有几块弥足珍贵的“典型黑土地”，土壤全部为黑土、黑钙土及草甸黑土，面积约为17万平方公里。与其它平原不同，东北平原多为坡度3度至5度、坡长500至2000米的坡地，即“漫川漫岗”。“棒打狍子瓢舀鱼，野鸡飞到饭锅里”、“榛柴岗，艾蒿塘，不上粪，也打粮”，曾是人们对东北黑土区自然生态的真实描绘。如今，走进这片黑土区，记者陡生风光不再的感慨。 水利部松辽水利委员会负责水土保持工作的沈波处长告诉记者，松花江、嫩江、辽河流域水土流失面积已达41.96万平方公里，绝大部分在黑土区，包括“典型黑土地”。黑土区开发已近百年，初垦时黑土层一般在60至80厘米，有的达1米。随着岁月流逝，黑土层逐年变薄，有机质含量大幅度下降。开垦20年的黑土地土层厚度减少为60至70厘米，有机质下降1/3；开垦40年的黑土层厚度减少为50至60厘米，有机质下降1/2左右；开垦70至80年的黑土层一般只剩下20至30厘米，有机质下降2/3左右。据估算，黑土区每年流失的黑土达1亿至2亿立方米，流失的氮、磷、钾元素折合成标准化肥达四五百万吨。仅黑龙江省每年因水土流失就减产粮食20亿至40亿公斤。 据统计，黑土区内现有侵蚀沟25万多条，侵蚀耕地590多万亩。其中黑龙江省有大型侵蚀沟14万多条，侵蚀耕地140多万亩。辽宁省每年大约有60多万亩耕地因水冲沙压和侵蚀沟发展而消失。吉林省仅榆树市刘家乡松花江沿岸15公里内便有49条深10至40米的大型侵蚀沟，10米以下的支沟306条，沟壑密度达每平方公里4440延长米，侵吞耕地4125亩。这个乡的合心村因侵蚀沟不断扩张，村民被迫搬家，整个村子平移了一个位置———原来的村东头变成了村西头。千余亩耕地被侵蚀沟切割成11个孤岛，村民不得不带着干粮，翻“山”越“岭”下田干活。据测量，这里年土壤侵蚀模数达每平方公里11万立方米，超过了黄土高原侵蚀强度。 当地人告诉记者，现在田里长满庄稼，遮住了黑土地被侵蚀的真面目，如果在秋后，随处可见“破皮黄”、“朽泥岗”、“火烧云”等典型的水土流失地貌。 水土流失带走大量养分，致使土壤物理性能逆向发展，旱时板结僵硬，涝时朽粘，蓄渗水和供肥能力大大下降。 水土流失造成淤塞水库、河流、道路的情况也相当普遍。西辽河上游的红山水库，总库容为25亿立方米，竣工40年淤积泥沙8亿多立方米，防洪能力比原设计降低80%，专家预计七八十年后将报废。截至目前，西辽河流域已报废水利工程89座。松花江哈尔滨段的河床比上个世纪50年代平均抬高30至40厘米，江水由清变混，几乎成为“黄河”。滨州桥下游淤积的沙滩长达3400多米，淤积量达490多万立方米，比50年前增高4米多。这座11孔铁路桥原有8孔可以通航，现在只剩2孔能容船只通过。松花江安全泄洪量由原来的7300立方米/秒，减少到3500立方米/秒；航道由1500多公里缩短到580公里，过去千吨货
班级：14级园艺姓名：郑森 学号：2144120514
问题：东北地区黑土地有机质含量急剧下降 一．理清思路 我们要知道 土壤有机质是什么？到底是什么减少了 有机质的来源是什么？是不是从源头上输入量减少了？分析原因 有机质的去向是什么？是不是输出的量增加了？分析原因 总结后给出建议。 二．具体分析 首先我们要知道土壤有机质指的是什么？ 土壤有机质：是指存在于土壤中的所含碳的有机物质。它包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质。 土壤有机质的来源有哪些？ 1.植物残体 包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系。 2.动物、微生物残体 包括土壤动物和非土壤动物的残体，及各种微生物的残体。.这部分来源相对较少。但对原始土壤来说，微生物是土壤有机质的最早来源。 3.排泄物和分泌物 土壤有机质的这部分来源虽然量很少，但对土壤有机质的转化起着非常重要的作用。 4.废水废渣 人为施入土壤中的各种有机肥料（绿肥、堆肥、沤肥等），工农业和生活废
水，废渣等，还有各种微生物制品，有机农药等。[1] 分析原因 从植物残体来源途径来说 a.人们将秸秆等本应反田的有机质来源进行了焚烧； b.不合理的耕作方法，例如清耕法、免耕法，降低了土壤有机质含量；而有利于“养地”的生草法、休闲轮作却很少见。 从动物残体来源途径来说 c.肥土壤动物的残体一般会被清理 从废水废渣来源途径来说 d.人们投入的有机肥越来越少，而偏爱上了化肥，这种施肥偏好直接从源头上减少了土壤有机质的含量，是主要因素。 土壤有机质的去向有哪些？ 1. 植物吸收利用 2. 微生物分解利用 3. 水土流失及风蚀 分析原因 从植物吸收利用途径来说 e.作物产量的提高势必会从土壤中吸取更多养分，其中就包含了大 量的有机质的营养成分。 从微生物分解途径来说 f．微生物的生命活动需要能量，其中一大部分能量来自于土壤中 的微生物。人们施肥方式和施肥量的不科学会破坏土壤结构，从而降低了土壤保持有机质的能力。向土壤中过量施入氮肥后，微生物的氮素供应增加1份，相应消耗的碳素就增加25 份，所消耗的碳素来源于土壤有机质，有机质含量低，影响微生物的活性，从而影响土壤团粒结构的形成，导致土壤板结。[2]
浅议黑土区水土流失的防治措施 【摘要】典型黑土区是我国主要商品粮基地之一，但由于不合理开发利用，典型黑土区水土流失严重，土地肥力逐年降低，应针对具体部位的水土流失特点，采取科学合理的防治措施。 【关键词】黑土区；水土流失；防治措施 0.前言 目前，地球上共有三大块宝贵的黑土区：（1）在欧洲。主要分布在东欧的乌克兰大平原，面积为1900000平方千米。（2）在北美洲。主要分布在美国的密西西比河流域，面积为1000000平方千米。（3）在亚洲，主要分布在我国东北地区的松花江，辽河流域。号称中国东北黑土区，面积大约100000平方千米。在我国黑土区中，有几块极为珍贵的典型黑土区，面积约330000平方千米，土壤为黑土，黑钙土及草甸黑土，土壤肥力和结构非常好，农民形象地称为种土“手一捧就出油，插一根筷子都长”，是一种高产土壤，根据潜力分析主要作物（玉米、小麦、大豆），平均产量可达到8250kg/hm2，而目前仅达到4000kg/hm2。这除了受气候、品种和栽培等因素影响外，黑土区的水土流失是一主要障碍因素。所以加强黑土区的水土流失防治是势在必行的。 1.黑土区水土流失现状 根据1986年应用遥感技术对土壤进行调查结果，东北黑土区实有水土流失面积629104km2，占该区总面积的37%。形势不容乐观，应马上采取应对措施。 2.黑土区水土流失的危害 2.1丧失宝贵的黑土资源 目前，黑土平均流失厚度0.51cm/a，而形成1cm黑土约300-400a，黑土厚度已由开垦初的80-100cm下降到20-30cm。克山县大面积开垦在1930～2006年，黑土层由100cm降到现在的15-30cm，平均流失0.9cm/a，有的地方已成为破皮黄、火烧云。 2.2降底土地生产力 黑土层下主要是黄土及白浆土土质，黑土流失后，土地板结，土壤肥力下降。克山县土壤有机质已由开垦初期的7%-10%下降到3.5%，蓄渗水能力大大降低，旱时硬涝时朽，供肥能力大大减弱。 2.3减少耕地、毁坏家园
第18卷第2期2004年4月 水土保持学报 Journal of S oil and Water C onservation V ol.18N o.2 Apr.,2004 中国东北黑土区土壤侵蚀环境Ξ 范昊明1,2,蔡强国1,王红闪3 (1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.沈阳农业大学水利学院,辽宁沈阳110161; 3.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨陵712100) 摘要:分析了黑土腐殖质、黑土母质、黑土区气候、地貌、植被及人类开垦等活动与黑土侵蚀之间的关系,指出了 黑土区农业开垦与耕作是导致黑土流失的主要原因,同时,在人类干预条件下,某些自然因素对黑土加速侵蚀的 影响就会明显地凸现出来。实际上,黑土区独特的自然环境与人类活动方式已经使其成为目前中国土壤侵蚀潜 在危险性最大的地区之一。目前,黑土流失速度相当快,不少地区已经出现了成土母质露于地表的现象,土壤侵 蚀严重。如果我们现在还不能正确认识黑土地治理的紧迫性,黑土区很快就将变为名副其实的“不毛之地”了。 关键词:东北黑土区; 自然地理环境; 人类活动; 土壤侵蚀 中图分类号:S157.1 文献标识码:A 文章编号:100922242(2004)022******* Condition of Soil Erosion in Phaeozem R egion of N ortheast China FAN Hao2ming1,2,C AI Qiang2guo1,W ANG H ong2shan3 (1.Institute o f G eographical Sciences&Natural Resources Research,C AS,Beijing,100101; 2.College o f Water Conservancy,Shenyang Agriculture Univer sity,Shenyang110161; 3.Institute o f soil and water conservation,C AS&Ministry o f Water Resource,Yangling Shaanxi712100) Abstract:The relationships between the s oil erosion of phaeozem in the northeast region of china and humus,s oil parent material,climatic condition,land feature,vegetation and man′s activity in this area have been analyzed.It has been point2 ed out that the reclamation on a large scale in the phaeozem region is the primary reas on causing s oil erosion in this place, and at the same time,several natural factors that are the potential factors to affect s oil erosion have played m ore significance role in accelerated erosion after human broke into the phaeozem region.In fact,the phaeozem region of northeast China has became the m ost hazard region of potential erosion now for it′s unique physical geography environment and man′s activity. At present,the phaeozem region is subjected to severely s oil erosion and at s omewhere the loess m other material is exposing to the air.S o we must action now to explore the law of s oil erosion and to cure the s oil erosion using this law,or else,the phaeozem region of northeast China will became the real barren land. K ey w ords:phaeozem region of northeast China; physical geography environment; manπs activity; s oil erosion 中国东北地区土壤普遍呈暗色,发育有肥力高、性状良好的黑土、黑钙土、草甸土等。实践中,人们对黑土区的概念通常并不仅局限于土壤分类中的黑土,而是一个包括更多东北地区土壤类型的广泛的概念。松辽水利委员会在关于东北黑土区水土流失情况的报告中将黑土区的土壤类型定义为包括黑土、黑钙土、暗棕壤、草甸土、白浆土、棕壤、棕色针叶林土、风沙土和沼泽土等。根据全国农业土壤普查结果确定黑土区总面积为101.85万km2(含大小兴安岭、长白山),其中典型黑土区面积为11.78万km2。东北黑土区分布于黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古四省(区),其中黑龙江省45.25万km2,吉林省18.7万km2,辽宁省12.29万km2,内蒙古自治区25.41万km2。黑土区地处温带大陆性季风气候区,大部分地区的年降水量为500～600mm左右,地貌类型多样,分异规律性强,自南而北跨越了暖温带-中温带-寒温带3个不同的自然地带,从东到西横穿湿润-亚湿润-亚干旱3个不同的自然地区。黑土区是我国的重要工业和商品粮基地,然而,长期以来该区的发展却是以牺牲生态环境为代价的,由于自然因素影响及人为不合理生产活动的破坏,导致土壤侵蚀比较严重。该区土壤侵蚀类型包括水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀和重力侵蚀。据松辽委2002年统计报告,区内现有水土流失面积27.59万km2,占黑土区总土地面积的27%,其中黑龙江省9.55万km2(水力侵蚀8.53万km2,风力侵蚀1.02万km2),吉林省3.11万km2(水力侵蚀1.72万km2,风力侵蚀1.39万km2),辽宁省3.41万km2(水力侵蚀3.08万km2,风力侵蚀0.33万km2),内蒙古自治区11.52万km2(水力侵蚀10.9万km2,风力侵蚀0.62万km2)。黑 Ξ收稿日期:2003205222 基金项目:国家自然科学基金委员会重点基金支持研究项目(编号:40235056) 作者简介:范昊明,男,生于1972年,讲师,在读博士。从事土壤侵蚀模拟与水土保持规划方面的研究。
引言 坡耕地一般是指坡度大于6°的耕地。这类耕地通常是地面平整度差、跑水跑肥跑土突出、作物产量低的旱地。土壤侵蚀是指土壤或及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被剥蚀、破坏、分离、搬运和沉积的过程。按照外营力类型不同，土壤侵蚀主要分为水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀及冻融侵蚀等。（备注：PPT中关于土壤侵蚀的定义是“土壤或其它地面组成物质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被剥蚀、破坏、分离、搬运和沉积的过程”，土壤的枯枝落叶层应该了涵盖了“其他地面组成物质”的意思，百度的定义更为妥当。） 我国的坡耕地土壤侵蚀主要以黄土高原的黄土、长江上游丘陵地带的红壤土[1]、川中丘陵的紫色土[2]和东北平原的黑土地[3]最为突出。其中黄土高原是我国坡耕地土壤侵蚀最严重、最集中的地区[4]。严重的水土流失，造成黄土高原千丘万壑、光山秃岭和灾害频繁发生，严重制约着整个黄土高原社会、经济和文化的发展。 由于精力与能力所限，本文只以黄土高原为例从宏观和微观两个层次来阐述我国坡耕地土壤侵蚀对环境的影响。宏观上“视其所以、察其所由”，从整个环境演变的角度和气候因素来分析黄土高原坡耕地土壤侵蚀的主导因素是自然侵蚀还是人为侵蚀；微观上主要阐述黄土高原坡耕地土壤侵蚀可能对环境造成的危害。 一、宏观层面 人类要预知未来的环境状况，就必须首先了解环境演变的历史，从历史上认识环境演变的规律，是人类适应未来环境变化、以保证人类社会得以可持续发展的主要途径。要想了解黄土高原坡耕地土壤侵蚀对环境的影响，首先需要弄清楚，黄土高原的土壤侵蚀主要是自然侵蚀还是人为侵蚀。自然侵蚀，是指不受人为影响的自然环境中发生的土壤侵蚀，它的发生取决于自然环境因素的变化，如地质构造运动、地震、冰川、生物和气候变化等；而人为侵蚀，是由人类活动引起的土壤侵蚀，如工程建设以及滥垦滥伐、不合理耕作等。 从地质构造看，黄土高原地面破碎，沟谷纵横，谷坡陡峭，对流水侵蚀非常有利，历史上多次地震和地壳的升降运动更是加剧了坡面破碎程度和起伏程度；从气候条件看，黄土高原地处半干旱半湿润气候带，降水季节分配不均，主要集中在夏季、多暴雨；从土壤特性来看，黄土土质疏松，无层理，以粉粒为主，碳酸钙含量高，遇水易崩解。这些都是造成黄土高原土壤侵蚀的自然原因。 我认为造成黄土高原土壤侵蚀问题的主导因素是自然原因。主要基于以下原因：其一、对于黄土的成因，较为流行的有风成说和水成说，这两种观点都认为，黄土不是土生土长的；即黄土也可能是流动的，黄土高原不是一个平衡稳定的状态，黄土区的土壤侵蚀是本身环境的一种趋向于平衡状态的过程。其二、黄土高原的水土流失和黄河泥沙起源于地质时期，没有人类对自然植被的破坏，在原始的自然植被环境中，土壤侵蚀已经在发生发展；黄河的四级或五级支沟早在几千年或几万年前（即在人类开始频繁活动之前）已经形成[5]；其三、人为因素主要是通过工程建设、滥垦滥伐以及不合理耕作等人类活动影响地面植被覆盖变化，
[收稿日期 ] 2007-11-20 [作者简介 ] 赵会明 (1968- , 女 , 黑龙江克山人 , 工程师 东北黑土区水土流失现状、成因及防治措施 赵会明 (克山县水务局 , 黑龙江克山 161600 [摘要 ] 阐述了东北黑土区水土流失现状及危害 , 分析了造成水土流失的原因 , 提出了防治措施。 [关键词 ] 东北黑土区 ; 水土流失 ; 现状 ; 危害 ; 防治措施 [中图分类号 ] S275 [文献标识码 ] B [文章编号 ] 1006-7175(2008 06-0477-02 目前 , 地球上共有三大块宝贵的黑土区 : (1 在欧洲。主要分布在东欧的乌克兰大平原 , 面积为 190 104km 2。 (2 在北美洲。主要分布在美国的密西西比河流域 , 面积为 100 104 km 2 。 (3 在亚洲 , 主要分布在我国东北地区的松花江 , 辽河流域。号称中国东北黑土区 , 面积大约 10 104km 2。在我国黑土区中 , 有几块极为珍贵的典型黑土区 , 面积约 33 104km 2, 土壤为黑土 , 黑钙土及草甸黑土 , 土壤肥力和结构非常好 , 农民形象地称为种土手一捧就出油 , 插一根筷子都长 , 是一种高产土壤 , 根据潜力分析主要作物 (玉米、小麦、大豆 , 平均产量可达到 8250kg/hm 2, 而目前仅
达到 4000kg/hm 2。这除了受气候、品种和栽培等因素影响外 , 黑土区的水土流失是一主要障碍因素。克山县位于典型黑土区腹地 , 土地面积 31 87 104hm 2(其中耕地面积 18 70 104hm 2 。 1 东北黑土区水土流失现状 根据 1986年应用遥感技术对土壤进行调查结果 , 东北黑土区实有水土流失面积 6 29 104km 2, 占该区总面积的 37%, 仅克山县水土流失面积就达 22 07 104hm 2。其中耕地水土流失面积 9 87 104 hm 2 , 占全县耕地面积的 52 8%。全县土壤侵蚀模数 2720t/km 2, 属于中度侵蚀区。 2 黑土区水土流失的危害 2 1 丧失宝贵的黑土资源 目前 , 黑土平均流失厚度 0 5~1cm/a, 而形成 1cm 黑 土约 300~400a, 黑土厚度已由开垦初的 80~100cm 下降到 20~30cm 。克山县大面积开垦在 1930~2006年 , 黑土层由 100cm 降到现在的 15~30cm, 平均流失 0 9cm/a, 有的地方已成为破皮黄、火烧云。 2 2 降底土地生产力 黑土层下主要是黄土及白浆土土质 , 黑土流失后 , 土地板结 , 土壤肥力下降。克山县土壤有机质已由开垦初期的 7%~10%下降到 3 5%, 蓄渗水能力大大降低 , 旱时硬涝时朽 , 供肥能力大大减弱。 2 3 减少耕地、毁坏家园
黑龙江省个市县土壤介绍 佳木斯市 佳木斯市地处三江平原，地形复杂，土壤类型较多。 主要土壤有：草甸土黑土白浆土暗棕壤水稻土沼泽土泥炭土 齐齐哈尔市 齐齐哈尔市大部分土壤具有热量高、透性好、质地轻、地势平的优点。 主要土壤有：暗棕壤黑土黑钙土草甸土沼泽土草甸碱土砂土 大庆市 黑钙土：主要分布于大同区的大同镇，八井子乡，高台子镇，庆阳山平岗地带，以及萨尔图区和杏树岗乡一带的平地和平缓坡地草甸土：在全市各地均有分布，草甸土类是大庆市比较肥沃的土壤，主要分布于北部，地势地平，地下水位较高， 盐碱土：盐碱土占总面积的11.99%大部分为牧业用地 风沙土：主要分布在大同西部的兴隆泉乡，双榆树乡和三环公司的五分场，三分场，在大同区的太阳升镇，高台子镇，让胡路区 和喇嘛甸镇也有少量的分布 沼泽土：大庆市沼泽土面不大，目前多为苇塘。 牡丹江市 牡丹江地区位于黑龙江省东南部。地处张广才岭东侧,大陆性季风气
主要土壤有：暗棕壤白浆土黑土草甸土沼泽土水稻土火山灰土等七类 兰西县 兰西县从全县土壤来看，土壤质量属中等。 兰西县土壤共有黑土、黑钙土、草甸土、沼泽土、河淤土、砂土、碱土 黑土类主要分布在呼兰河以东的临江、长岗、长江、兰河4个乡镇和中部地区的北安、红光、兰郊、康荣、榆林5个乡镇的沿河岗地。黑土是兰西县耕地最好的土壤类型，黑土层厚，腐殖质含量高，土质结构好，养分较为丰富。 黑钙土类是全县分布广、面积大的土壤类型，各乡、镇都有。呼兰河以西较多，呼兰河以东分布较广，这类土壤外形基本与黑土相似，但土壤腐殖质积累少于黑土，内部具有石灰反应，呈微碱性，犁底层更为突出，容量增大，总孔隙度和非毛管孔隙降低，土壤粘重、紧实，通气透水性不佳.耕性不如黑土。 草甸土主要分布在呼兰河两岸的河滩地、低阶地及岗坡下部开阔的低平地上，它是仅次于黑钙土分布广、面积大的又一土类. 沼泽土类主要分布在河滩地和低阶地的局部洼地中,大部分不适合农业生产。 砂土类主要分布在呼兰河两岸，绝大部分不适合农业生产。 碱土类碱土和盐碱化草甸土呈复区存在，约占5—10%，不能利用。
黑土基本特征及合理利用 众所周知，我们美丽富饶的黑龙江，有着一个美丽名字“北大仓”。据统计，中国“粮仓”黑龙江省近年来不断强化耕地保护。据最新的黑龙江省环境状况公报显示，至2008年末，全省耕地面积为1191.72万公顷，比上一年增加1600公顷，折合亩数为2.4万亩。 黑龙江省是中国最大的商品粮生产基地，粮食年生产能力现已达到400亿公斤以上，粮食商品率超过70%。近年来，这个省立足于保护和提高粮食综合生产能力，确立了以耕地保护为核心的“大耕保”理念，全力坚守耕地“红线”。 黑龙江省政府每年都与各市签订基本农田保护责任状，进一步强化地方政府主要领导的耕地保护责任。省国土资源厅还出台了《关于落实占用耕地补充制度的实施意见》，进一步加强了省、市、县三级耕地储备库建设。 黑龙江省国土资源厅地籍处的工作人员说，土地开发整理和复垦是全省新增耕地的主要来源。通过对未利用地、废弃地或对原有耕地进行集约化整理，实现全省耕地面积的增加。 按照黑龙江省国土资源厅的规划，“十一五”期间全省耕地总量将不少于1170万公顷，基本农田保护率继续保持在85%以上。 总而言之，黑龙江的农业发展的速度和提供的产量为全国的农业发展做出了巨大的贡献。说道农业的发展不得不提到的就是我们黑龙江省独有的土壤黑土地。 黑土是具有强烈胀缩和扰动特性的粘质土壤。它相当于美国分类的变性土土纲和联合国分类的变性土单元。本土纲包括中国现行发生分类制的砂姜黑土、潮土、石灰土、赤红壤、水稻土诸土类中具备变性特征者，因为中国以往未设立变性土独立单元，1985年初拟的中国土壤系统分类才将其列为独立土纲。 什么是黑土？黑土，就是指有机物质平均含量在3%至10%之间，特别利于包括水稻、小麦、大豆、玉米等农作物生长的一种特殊土壤，主要分布在温带混交林。有地质专家指出，每形成一公分厚黑土需时200年至400年，而“北大荒”的黑土厚度则达到了1米，以至于可以“捏把黑土冒油花，插双筷子也发芽”。这片被黑龙江、嫩江和松花江包围的土地，在200多年时间里被满族人视作“龙兴之所”而禁止开垦，直至1947年，一群穿着灰绿色军装、脚套乌拉草鞋人的进驻才打破了寂静。而此时，不仅距共和国成立还有两年的时间，距国家专门设置的农垦部成立更早出了九年。 世界上有三块著名的黑土地：一块在美洲———美国的密西西比河流域；一块在欧洲———第聂伯河畔的乌克兰；一块在亚洲———中国的松辽流域和三江平原。 地理分布区，指出中国黑土主要见于淮北平原、河南省西南部的南阳盆地、山东半岛西部和北部平原、海南岛北部和雷州半岛四个地区，以淮北平原分布最为广泛，黑土性土壤则多分布在其他六个地区。全世界黑土总面积约为340万平方公里，占陆地面积的2.46%。中国黑土总面积尚未有过统计。
黑土利用现状及保护对策 黑土是地球上最珍贵的土壤资源,它具有质地疏松、肥力高、供肥能力强的特点[1～3 ] 。是我国重要的商品粮基地[4～6 ] 。目前东北黑土区面临着土壤质量下降[7 ] ,养分库容降低,水土流失严重,土壤抵御自然灾害能力降低,这将直接威胁到国家粮食安全。因此通过对黑土区土壤利用现状和面临的问题进行研究,对保护黑土资源、提高粮食综合生产能力具有重要的意义 1.黑龙江省黑土耕地利用中存在的问题 在黑龙江省黑土耕地资源利用过程中，存在着水土流失严重、肥力降低、理化性状 恶化、中低产田面积扩大等问题，这些问题直接导致黑土耕地数量减少、质量降低，严重影响黑土生产力的发挥及黑龙江省可持续农业的实现。在振兴东北老工业基地经济政策与发展背景下，这些问题应该得到足够的重视并尽力解决，否则，必将成为影黑龙江省乃至全国经济可持续发展的重要障碍性因素。 1.1水土流失严重，土层变薄 从黑土区水土流失的类型来看，以水力侵蚀、风力侵蚀为主，其中水蚀面积约占80%，风蚀面积约占20%。水蚀主要发生在坡耕地上，风蚀主要发生在平川上。在以水力侵蚀为主的类型区内常伴有重力侵蚀、冻融侵蚀、混合侵蚀，部分区域沟道侵蚀作用显著。一些坡耕地的水土流失现象很严重，黑土层每年可减少4一5毫米。水蚀不但使黑土层变薄影响作物生长，而且造成河流下游的河道和水库淤积，导致防洪抗旱能力减弱。风蚀对黑土区农业环境的破坏也尤为显著。每年4一5月为黑土区干旱大风期，同时也是播种期，由于地表裸露，表面土层被不同程度的刮走。如果表层有机质消失，剩下的就将是黄上状亚粘土，在这种土壤里农作物无法生长。 据第二次全国土壤侵蚀遥感普查，黑龙江省水土流失总面积1.12x107公顷，占全省总面积的25%，平均2一3年流失1厘米，每年流失的土壤总量约2一3亿立方米。由于土 壤侵蚀，造成黑土有机质含量下降，春季风灾肆虐的地区，每年要刮走富含营养的肥沃表层1一2厘米。开垦60一70年的坡耕地，黑土层厚度由原来的60一70厘米减少到20一30厘米左右，个别地块的耕层厚度仅有5厘米，已经出现了“破皮黄”现象，黑土层急剧变薄。经测算，按目前的水土流失速度计算，黑土区现有耕地的黑土层将在40一50年内 全部被剥蚀，黑土将不复存在，北大仓将再度变成北大荒。 严重的水土流失给黑土区的农业生产、生态环境和经济发展带来了极大的危害，地力锐减，粮食减产;土壤结构恶化，粘粒含量增多，生产力降低;生态环境日趋恶化，旱、涝、风、霜冻等自然灾害频繁发生;沟壑侵蚀加剧，蚕食破坏耕地，降低土地利用率，增加耕作成本;土壤退化面积扩大，中低产田增多，耕地减少，粮食产量低而不稳。如果不加以保护和治理的话，再过50年东北的黑土区将不复存在。 1.2土壤肥力下降，耕地质量退化 土壤翻耕后，虽然有利于土壤微生物活动和土壤养分的释放，加速土壤物质的矿化速度，但黑土翻耕后，表土更为疏松，也加速了土壤的风蚀和水蚀，同时，使有机质的分解速度大于合成的速度。黑土垦殖后，为了减少病、虫、草、鼠害，促进农业稳产、高产，大量化肥、农药和除草剂被投入到土壤中，从而加速了土壤矿化速率，土壤微生物区系也发生改变，破坏了土壤团粒结构，恶化了土壤的理化性质，土壤肥力严重下降。加之农民更多地采用广种薄收的掠夺式经营方式，黑土供给作物的养分得不到补偿，从而使土壤养分平衡失调。据估
中国水土流失分布区图 风沙区的范围 1、风沙区主要包括二大区域。一是“三北”戈壁沙漠及沙地风沙区。主要分布于长城沿线以北 地区，该区域气候干旱少雨，风力侵蚀强烈，荒漠化严重，沙漠蚕蚀绿洲，直接危害农、林、牧业。包括新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西等省、自治区的沙漠及沙漠周围地区。面积187.6万km2，约占全国总面积的19.0%。特点：本区气候干旱少雨，大部分地区年降水量在200mm以下，风力强劲，风沙活动频繁而强烈 2、二是沿河、环湖、滨海平原风沙区。该区域主要是江、河、湖、海岸边沉积的泥沙，干燥 遇大风形成并逐步扩大，造成掩埋各类生产用地的危害。 风沙区的建设项目的要求 1、严格控制施工过程中的扰动范围（特别是施工场地和施工道路），保护地表结皮层； 2、宜采取砾（片、碎）石覆盖、沙障、草方格、化学固化等措施； 3、植被恢复应考虑土壤、水资源和灌溉条件；
4、沿河环湖滨海平原风沙区应注意土壤盐碱化。 东北黑土区的范围 南界为吉林省南部，东西北三面为大小兴安岭和长白山所围绕。主要包括三大区。一是低山丘陵区，有大、小安岭地区，系森林地带，坡缓谷宽，岩性为花岗岩及页岩，发育暗棕壤，多为轻度侵蚀；有长白山千山山地丘陵区，系林草灌丛，岩性为花岗岩等，发育暗棕壤，棕壤，多为轻度、中度侵蚀；有三江平原区(黑龙江、乌苏里江及松花江冲击平原)古河床，自然堤形成低岗地，河间低洼地为沼泽草甸，岗洼之间为平原，多为微度侵蚀。二是漫川漫岗区，指松嫩平原，属冲积、洪积台地，地势倾斜，坳谷和岗地相间的地貌特征，多为中度侵蚀，局部强度侵蚀。三是平原区和草原区，主要是湿地、草场和珍贵野生动植物栖息地，多为微度、轻度侵蚀。 特点：坡度比较小（2~4度），但坡面较长，多为1000 ~2000m,汇水面积较大，往往使流量和流速增大，从而增强了径流的冲刷能力，同时，东北地区是我国重要的粮仓，由于受土壤侵蚀的影响，黑土层逐渐变薄，肥力下降，使得生产能力降低，威胁粮食生产。目前东北黑土区有水土流失面积4.47万km2，占黑土区总面积的37.9％，黑土区水土流失主要是坡耕地的流失，占黑土区水土流失总面积的80％以上。据调查，黑土区平均每年流失0.3到1cm厚的黑土表层，由于多年严重水土流失，黑土区原本较厚的黑土层现在只剩下20到30cm厚，有的地方甚至已露出黄土母质，基本丧失了生产能力。据测算，黑土地现有的大部分耕地再经过40到50年的流失，黑土层将全部流失。 东北黑土区的建设项目的要求 1、应重视对现有天然林、人工林及草地的全面保护 2、清基作业时，应剥离表土并集中堆放，用于植被恢复 3、在丘陵沟壑区还应注重坡面径流排导工程 北方土石山区的范围 东北漫岗丘陵以南，黄土高原以东，淮河以北，包括东北南部，河北、山西、内蒙古、河南、山东等部分地区。主要有六个类型区。一是太行山山地区，属暖温带半湿润区，包括大五台山、小五台山、太行山和中条山地，是海河五大水系发源地。主要由片麻岩、碳酸岩类组成，以褐土为主，中度、强度侵蚀，是华北地区侵蚀最严重的地区。二是辽西—冀北山地区，岩性为花岗岩类、片麻岩类和砂页岩类，发育山地褐土和栗钙土，水力侵蚀强烈，为泥石流易发区，风力侵蚀有发展。三是山东丘陵区，地处山东半岛,由片麻岩类、花岗岩类等组成，发育棕壤、褐土、土层薄，属中度侵蚀。四是阿尔泰山地区，地处新疆东北部，阿尔泰山南坡，山地森林草原，微度侵
第26卷第6期2008年11月干旱地区农业研究 Agricultural Research in the Arid Areas Vol.26No.6Nov.2008 收稿日期:2008-03-06 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40471125);国家自然科学基金(40801071);吉林省科技发展计划资助项目(20050206-4); 国家科技支撑项目(2006BAD15B01);东北地理与农业生态研究所学科前沿领域项目(KZCX3-SW -NA3-31) 作者简介:申 艳(1980)),女,山东金乡人,博士生,主要从事土壤有机碳和土壤侵蚀方面的研究。E -mail:czh-5852@https://www.doczj.com/doc/b114644053.html, 。 *通信作者:杨学明,E -mail:xuemi ngy@https://www.doczj.com/doc/b114644053.html, 。 黑土坡耕地土壤流失形态分析 )))以一次降雨为例 申 艳1,2,张晓平1,梁爱珍1,2,李文凤1,2,杨学明3* (1.中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林长春130012; 2.中国科学院研究生院,北京100049; 3.Green house &Proces sing Crops Research Centre,Agriculture &Agr-i Food Canada,Harrow,Ontario,Canada N0R 1G0) 摘 要:以东北黑土区典型漫岗坡耕地为研究对象,测定次降雨条件下整个集水盆地出口处的径流体积及其含沙量,研究侵蚀泥沙的粒径分布特征、碳氮富集度以及可溶性养分的流失状况。结果表明,研究区只有在强降雨的情况下才会在集水盆地尺度上发生水土流失现象。20.5mm 降雨条件下(2006年8月1日)径流泥沙含量为1.0~2.5g/L,泥沙C 、N 富集系数分别为2.10和3.31。径流液中DO C 的浓度介于2.47~3.93mg /L 之间,T N 浓度介于1.61~3.28mg /L 之间,径流携带养分量在整个养分流失过程中是不可忽视的流失途径。侵蚀泥沙(未加分散剂)的团聚体组成和原土壤有很大差异,径流泥沙的流失主要是粒径为0.053mm 以下的团聚体,尤其是0.002~0.02mm 的粉粒团聚体为主。 关键词:黑土;土壤侵蚀;含沙量;团聚体;富集系数 中图分类号:S153.6 文献标识码:A 文章编号:1000-7601(2008)06-0224-06 我国的黑土分布于东北平原东部的山前台地和低丘上,其主体呈弧形自北向南分布于43b 20c ~49b 40c N 、122b 24c ~128b 21c E 之间,区内多为波状起伏的漫岗,一般为1~5b ,具有坡缓坡长的特点。由于坡面较长,且多为农业用地,在降雨量和降雨强度较大时,易形成径流集中冲刷,再加上对耕地的管理不够科学,耕作制度不够合理等原因,使该地区土壤侵蚀严重。实际上,黑土区独特的自然环境与人类活动方式已经使其成为目前中国土壤侵蚀潜在危险性最大的地区[1],有人甚至预言东北黑土将会在50a 内消失。 作为我国重要的粮食生产基地,黑土土壤侵蚀导致的土壤退化已经引起了有关部门的注意,但是人们多是关注黑土的沟蚀壑蚀,黑土流失治理也是将绝大部分资金用于沟壑治理,而作为东北黑土区水土流失最为普遍的形式)))坡面侵蚀,却没有得到应有的重视。近年来,国外一些科学家的兴趣已集中在坡面侵蚀产沙过程中土壤物理化学特性(土壤质量)演变问题上,即侵蚀过程中土壤颗粒大小特性、团聚体的移动及化学性质方面的变化[2,3]。由于泥沙的这些特征反映着降雨过程中侵蚀力与抗蚀力的作用结果,它对于揭示坡耕地土壤侵蚀机理、侵蚀过程、土壤分散性和坡面动力特征,以及养分流失 与土壤退化过程等均具有重要科学价值。土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)是衡量土壤质量的一个重要指标,它的数量和质量影响土壤团聚体的形成和稳定。反过来,土壤团聚体又能够对SOC 提供物理保护使其不被微生物分解矿化。雨点的溅蚀和径流的剪力可引起土壤团聚体的消散或破坏,释放原来受保护的SOC,加之土壤SOC 密度较小(< 1.8mg/L 且富集于土壤表层,所以易被地表径流迁移而损失[4,5]。黑土区水蚀多发生在每年的6~8月份,此阶段是全年降雨集中时期,且多以暴雨形式出现,极易发生水力侵蚀。本文对次降雨条件下东北黑土坡耕地土壤颗粒及其碳、氮的流失进行了研究,旨在分析黑土坡耕地土壤水土流失特点,为预防和治理黑土区水土流失提供依据。 1 材料与方法 1.1 试验地条件 试验地位于吉林省长春市达家沟镇(44b 43c ,125b 52c ),地形为漫岗台地,在东北黑土区具有典型代表性。试验地属于中温带半湿润气候,年均气温4.4e ,年均降水534mm,主要集中在6~8月,约占全年降水总量的70%以上。研究区北坡坡长为246m,最大相对高程为11.68m;南坡坡长为171m,最
2019年高考地理黑土知识点：黑土和黑钙土2019年高考地理黑土知识点：黑土和黑钙土 【】查字典地理网为大家带来2019年高考地理黑土知识点：黑土和黑钙土，希望大家喜欢下文! 黑土 温带半湿润气候、草原化草甸植被下发育的土壤，是温带森林土壤向草原土壤过渡的一种草原土壤类型，目前我国土壤分类系统，将黑土列入半水成土纲中。我国黑土分布在吉林省和黑龙江省中东部广大平原上。美国黑土分布在中部偏北的湿草原带，故称湿草原土。 我国黑土地处温带半湿润地区。四季分明，雨热同季为其气候特征。土壤母质粘重，并有季节冻土层。夏秋多雨，土壤常形成上层滞水，草甸草本植物繁茂，地上和地下均有大量有机残体进入土壤。漫长的冬季，微生物活动受到抑制，有机质分解缓慢，并转化成大量腐殖质累积于土体上部，形成深厚的黑色腐殖质层。土体内盐基遭到淋溶，碳酸盐也移出土体，土壤呈中性至微酸性。季节性上层滞水引起土壤中铁锰还原，并在旱季氧化，形成铁锰结核，特别是亚表层表现更明显。所以，黑土是由强烈的腐殖质累积和滞水潴积过程形成，是一种特殊的草甸化过程。自然状态下，黑土腐殖质层可厚达1米，养分含量丰富，肥力水平高。黑土开垦后，腐殖质含量下降，因母质粘重，土壤侵蚀明显，这是黑土利
用中需引起注意的问题。黑土是我国最肥沃的土壤之一，黑土分布区是重要的粮食基地。适种性广，尤适大豆、玉米、谷子、小麦等生长。 黑土地在世界上仅有三大块，除了东北黑土地外，还有两块分布在乌克兰大平原和美国密西西比河流域，它们在开发过程中也曾经受到过水土流失的严峻考验。 乌克兰大平原的面积约为190万平方公里，美国密西西比河流域的面积约为120万平方公里，它们和东北黑土地一样，都分布在四季分明的寒温带，由于植被茂盛，冬季寒冷，大量枯枝落叶难以腐化、分解，历经千百年形成了厚厚的腐殖质，也就是肥沃的黑土层。黑土有机质含量大约是黄土的十倍，是肥力最高、最适宜农耕的土地，因此世界三大黑土区先后被开发成重要的粮食基地。 与东北黑土地有所不同，乌克兰大平原和美国密西西比河流域的地势平坦，坡地较少，土壤主要受到风的侵蚀，在20世纪二、三十年代，由于过度毁草开荒、破坏地表植被，水土流失严重，这两个地区相继发生破坏性极强的黑风暴。1928年，黑风暴几乎席卷了乌克兰整个地区，一些地方的土层被毁坏了5至12厘米，最严重的达20多厘米。在美国，1934年的一场黑风暴就卷走三亿立方米黑土，当年小麦减产51亿公斤，举国震惊。为保护黑土地免受侵害，国外两大黑土区都投入了大量人力、物力和财力，围绕合理规划土地和
土壤类型 中国主要土壤分类表 砖红壤赤红壤燥红土红壤黄壤黄棕壤棕壤褐土暗棕壤灰化土灰色森林土灰褐土黑土 白浆土黑钙土栗钙土棕钙土灰钙土灰漠土棕漠土水稻土潮土砂姜黑土灌淤土塿土 黄绵土黑垆土紫色土石灰土沼泽土滨海盐土盐土漠境盐土碱土白碱土风沙土 高山草甸土高山草原土 酸性硫酸盐土火山灰土磷质石灰土新积土粗骨土寒钙土冷漠土草毡土 冷钙土 黑毡土寒冻土棕冷钙土红粘土寒原盐土黄褐土林灌草甸土寒漠土灰棕漠土 灌漠土栗褐土石质土龟裂土泥炭土棕色针叶林土漂灰土草甸土 暗棕壤 土壤有机质积累较丰富，所以土色深暗，呈暗棕色，微酸性，肥力高，是我国重要的林业基地。 暗棕壤是温带湿润地区具明显腐殖质累积和弱酸性淋溶的森林土壤。Ao-A-B-C构型。A层厚15-2Ocm，有机质含量最高可达29%左右。铁铝轻度下移，B层弱粘化，结构面有铁锰胶膜。全剖面弱酸性。暗棕壤土类划分6个亚类。暗棕壤亚类具土类典型特征；灰化暗棕壤亚类在A1层下出现弱发育的灰化层和铁铝淀积层；白浆化暗棕壤亚类在A1层下出现白浆土化土层和铁锰明显淀积的B层；潜育暗棕壤亚类分布于排水不良的低平地，表层显泥炭化特征，以下土层常有潜育斑块，全剖面酸性反应；草甸暗棕壤亚类分布于疏林草甸植被下，Ao 层不显，A1层厚，盐基饱和度高，底土有锈色斑纹；暗棕壤性土亚类为A-(B)-C 型土壤，多含石砾。 棕壤 这类土壤集中分布于山东半岛和辽东半岛沿海一带暖温带湿润地区，剖面呈鲜艳的棕色，心土粘粒聚集明显，棱块结构面上多铁锰胶膜，呈中性，肥力较高，是我国重要的旱作农业基地，山区多生长果木。 棕壤发育于暖温带湿满气候区的草叶阔叶林下，以山东半岛和辽东半岛面积