黑土坡耕地土壤流失形态分析_以一次降雨为例_申艳
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不同农田植被条件下黑土区坡耕地产流、产沙特征
中期报告
本研究的中期报告探讨了不同农田植被条件下黑土区坡耕地产流、产沙特征的情况。
具体内容如下:
一、研究地区概况
本研究地位于黑龙江省北部,气候条件为寒温带大陆性季风气候。
区域内地形起伏较大,研究区主要是坡耕地。
该地区的主要农业作物为玉米、大豆和小麦。
二、研究方法
本研究采用流域法和野外调查相结合的方法,构建了坡耕地产流产沙观测站点,对不同农田植被条件下的产流、产沙特征进行了监测。
三、研究结果
1. 不同农田植被条件下的产流、产沙量差异较大。
荒地和玉米地的产流、产沙量最高,小麦地次之,大豆地最低。
2. 不同农田植被条件下的土壤侵蚀强度差异较大。
荒地和玉米地的土壤侵蚀强度最高,小麦地次之,大豆地最低。
3. 不同农田植被条件下的径流系数差异较大。
荒地和玉米地的径流系数最高,小麦地次之,大豆地最低。
4. 不同农田植被条件下的入渗能力差异较大。
荒地和玉米地的入渗能力最强,小麦地次之,大豆地最弱。
四、结论
本研究表明,不同农田植被条件下黑土区坡耕地的产流、产沙特征存在较大的差异性。
在植被条件不利的情况下,土壤侵蚀强度、径流系
数和产流、产沙量都会增加。
因此,通过合理规划农田植被,可以减少土壤侵蚀和水土流失,并提高水资源利用率。
侵蚀性降雨对黑土坡耕地土壤侵蚀特征的影响丁贵惠;任忠政;胡伟;陈渊;张兴义【期刊名称】《水土保持学报》【年(卷),期】2024(38)2【摘要】[目的]降雨是黑土坡耕地水力侵蚀的动力来源,研究天然降雨条件下坡耕地土壤侵蚀特征对水土流失防治具有重要意义。
[方法]基于黑龙江省海伦市光荣小流域2021-2022年不同坡度(3°,5°和7°)顺坡垄作径流小区观测的43场次侵蚀性降雨事件,采用K-Mean聚类法对比分析不同雨型和坡度下径流与输沙特征,并探讨影响坡耕地径流与输沙的影响因素。
[结果]研究区以短历时、大雨强、小雨量的降雨(雨型3)为主,其次是中等历时、中等雨强、中等雨量的降雨(雨型2),长历时、小雨强、大雨量的降雨(雨型1)极少发生。
相同雨型下,累积径流深和输沙量均随坡度的增加而增大。
相同坡度下,不同雨型对累积径流深响应不同,累积输沙量整体表现为雨型3贡献最高(50.90%~57.90%),雨型2次之(37.60%~44.10%),雨型1最低。
雨型2事件降雨侵蚀力和坡度对径流深产生直接影响,径流深和坡度对输沙量产生直接影响。
雨型3事件降雨侵蚀力通过直接和间接作用影响径流深,进而影响输沙量。
[结论]对所有雨型事件,降雨侵蚀力和坡度是影响坡耕地径流深的主控因子,径流深和坡度是影响坡耕地输沙量的主控因子。
【总页数】10页(P47-56)【作者】丁贵惠;任忠政;胡伟;陈渊;张兴义【作者单位】东北农业大学资源与环境学院;中国科学院东北地理与农业生态研究所黑土地保护与利用全国重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S157.1【相关文献】1.坡耕地降雨径流与土壤侵蚀特征研究2.坡度对紫色土坡耕地侵蚀性降雨值的影响3.东北黑土区坡耕地土壤侵蚀特征与多营力复合侵蚀的研究重点4.利用^7Be研究侵蚀性降雨前后坡面土壤侵蚀空间分布特征5.降雨强度和坡度对黑土坡耕地团聚体流失特征的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
收稿日期:2011-10-26基金项目:国家基础研究发展计划项目课题(2007CB407201)作者简介:温磊磊(1985-),男,河北邢台人,博士生,主要从事土壤侵蚀环境效应评价研究。
E-mail :wenleilei777@ 通讯作者:郑粉莉(1960-),女,陕西蓝田人,研究员,博士生导师,主要从事土壤侵蚀过程、预报和侵蚀环境效应评价研究。
E-mail :flzh@ 水利学报SHUILI XUEBAO 2012年9月第43卷第9期文章编号:0559-9350(2012)09-1084-08雨型对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的试验研究温磊磊1,郑粉莉1,2,杨青森1,沈海鸥1(1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;2.中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100)摘要:降雨雨型对土壤侵蚀过程有重要的影响,也是当前土壤侵蚀研究的热点之一。
通过野外原位人工模拟降雨试验,设计了次降雨中平均降雨强度、总降雨量相同的4种不同降雨雨型(均匀型:降雨强度为60mm/h ;峰值型:降雨强度分布为30-90-60mm/h ;延迟型:降雨强度分布为60-30-90mm/h ;减弱型:降雨强度分布为90-60-30mm/h ),研究降雨雨型变化对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀的影响。
结果表明:各雨型条件下休闲坡耕地径流总量的大小顺序为延迟型>减弱性>均匀型>峰值型,而土壤侵蚀总量的大小顺序为减弱型>均匀型>延迟型>峰值型。
延迟型雨型的坡面径流总量是其它雨型的1.02~1.45倍,减弱型降雨的侵蚀总量分别是均匀型、延迟型和峰值型的1.03、1.36和2.68倍。
同一雨强在不同降雨雨型中出现的位置不同,其产生的坡面径流量和侵蚀量对坡面总径流量、总侵蚀量的贡献率也不同,分布在降雨雨型起始位置的雨强对坡面径流量的贡献率最小;除30mm/h 降雨强度外,分布在降雨雨型起始位置的雨强对坡面侵蚀的贡献率最大。
不同农田植被条件下黑土区坡耕地产流、产沙特征开题报告一、研究背景黑土区是我国的重要粮食生产区之一,其中坡耕地是黑土区粮食生产的重要组成部分。
但是由于气候条件和管理措施的影响,不同农田植被条件下黑土区坡耕地的产流和产沙特征有很大差异。
因此,研究黑土区坡耕地在不同农田植被条件下产流和产沙特征的差异,对于制定科学合理的土地利用政策和农田管理措施具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的本研究旨在探究不同农田植被条件下黑土区坡耕地的产流和产沙特征,通过实地调查和实验分析,了解不同植被类型对土壤侵蚀的影响,为科学修复坡耕地并制定相应的农田管理措施提供理论支持。
三、研究内容和方法1.研究内容本研究将在黑土区选择不同植被类型(包括小麦、玉米、大豆、草地等)下的坡耕地进行实地调查和实验分析,探究不同植被类型对产流和产沙的影响,分析不同土地利用方式下坡度、坡面长度、坡面形态、农田排水等土地条件对产流和产沙的影响。
2.研究方法(1)实地调查。
选择不同植被类型下的坡耕地进行实地调查,包括调查土壤类型、土壤理化性质、坡度、坡面长度、坡面形态、人类活动强度和一定雨量下的产流和产沙等指标。
(2)实验分析。
在实验室制定相应的实验方案,通过试验模拟不同气象条件和土地利用方式下的产流和产沙过程,并分析不同因素对产流和产沙的影响。
(3)数据处理。
对实地调查和实验结果进行数据统计和分析,确定不同农田植被条件下产流和产沙的特征,探究影响因素及其相互关系。
四、预期成果本研究将探究不同农田植被条件下黑土区坡耕地产流和产沙的特征,为制定科学合理的土地利用政策和农田管理措施提供理论支持。
预期成果包括:(1)不同农田植被条件下黑土区坡耕地的产流和产沙特征;(2)分析不同土地利用方式对产流和产沙的影响;(3)深入探讨影响产流和产沙的关键因素及其相互作用关系;(4)提出相关的农田管理措施,为黑土区坡耕地修复和土地利用规划提供科学依据。
黑土坡面垄侧少耕措施的土壤侵蚀特征分析刘殿民;沈海鸥;武佳龙;栾凤娇;牟廷森;王岩生【期刊名称】《水土保持学报》【年(卷),期】2022(36)4【摘要】为探究黑土区坡耕地垄侧少耕措施对土壤侵蚀特征的影响,在5°和7°坡面开展人工模拟降雨试验,降雨强度为75,100 mm/h,横垄处理方式包括全松(土壤容重均为1.00 g/cm^(3))、上松下实(土壤容重分别为1.00,1.20 g/cm^(3))、上实下松(土壤容重分别为1.20,1.00 g/cm^(3))及全实(土壤容重均为1.20g/cm^(3))4种。
结果表明:垄侧少耕措施有助于延缓横垄溢流时间,具有明显的调控土壤侵蚀作用。
土壤侵蚀量大小总体表现为全松>上松下实>全实>上实下松。
除75 mm/h降雨强度下的5°坡面外,与全松处理相比,上实下松和全实处理的径流量分别减少16.1%~19.4%和6.6%~11.4%,土壤侵蚀量分别减少25.0%~52.5%和17.9%~31.6%,且上实下松和全实处理的径流率和土壤侵蚀速率随降雨历时的变化相对比较平稳。
可见,垄侧少耕措施在调控总径流量和土壤侵蚀量的同时,也具有较好地调控径流侵蚀过程的作用。
因此,建议根据黑土区坡耕地具体降雨特征和地形坡度等因素科学选用垄侧少耕措施。
【总页数】6页(P1-6)【作者】刘殿民;沈海鸥;武佳龙;栾凤娇;牟廷森;王岩生【作者单位】吉林农业大学资源与环境学院;吉林省正源环保科技有限公司;公主岭市勾家店水库灌区管理所;吉林省商品粮基地土壤资源可持续利用重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S157.1【相关文献】1.降雨类型对褐土横垄坡面土壤侵蚀过程的影响2.黑土区宽垄和窄垄耕作的顺坡坡面土壤侵蚀对比3.东北典型黑土区土壤侵蚀过程顺坡起垄垄沟水力学特征分析4.东北不同黑土厚度区多营力作用的坡面土壤侵蚀试验研究5.玉米秸秆粉碎还田对黑土坡面土壤侵蚀特征的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
东北黑土区不同侵蚀程度土壤入渗特征与模拟李若凡;谢云;辛艳;杨静怡;刘刚;蔺宏宏【期刊名称】《中国水土保持科学》【年(卷),期】2024(22)2【摘要】土壤入渗与土壤侵蚀密切相关。
研究黑土土壤入渗特征对于黑土土壤侵蚀预测与防护有重要作用。
为探明不同侵蚀程度黑土的水分运移过程,采用室内土柱实验法观测并评价HYDRUS-1D模型在东北黑土区的适用性。
其中,轻度侵蚀土壤表土层A层厚度和淀积层B层厚度分别为30和25 cm,中度侵蚀土壤A层和B层厚度分别为30和10 cm,重度侵蚀土壤A层和B层厚度分别为0和15 cm。
结果表明:轻、中、重3种不同侵蚀程度土壤的稳定入渗率分别为0.16、0.25和0.72 cm/h,湿润锋运移速率为2.52、3.32和9.85 cm/h。
由于黑土黏重特性,HYDRUS-1D模型在黑土区的适用性较低,轻、中度侵蚀土壤的稳定入渗率分别高估2.5倍和1.6倍,而重度侵蚀土壤的稳定入渗率低估0.4倍,其中中度侵蚀的土壤入渗的拟合结果相对较好,可为土壤水蚀过程模拟和水土流失治理提供基础依据。
【总页数】8页(P17-24)【作者】李若凡;谢云;辛艳;杨静怡;刘刚;蔺宏宏【作者单位】北京师范大学地理科学学部;北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室;中国水利水电科学研究院【正文语种】中文【中图分类】S157.1【相关文献】1.东北黑土区土壤侵蚀现状及土壤侵蚀模型2.东北黑土区鹤山农场雨季土壤侵蚀模拟研究3.东北黑土区坡耕地土壤侵蚀特征与多营力复合侵蚀的研究重点4.东北不同黑土厚度区多营力作用的坡面土壤侵蚀试验研究5.东北黑土区坡耕地侵蚀沟浅层土壤酶特征及其影响因素因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
黑土变瘦变薄的原因黑土是一种土壤类型,其颜色通常较为深黑。
而“变瘦变薄”是指黑土在长期过程中发生的质量变化,土壤变得瘦削和贫瘠。
本文将探讨黑土变瘦变薄的原因,并对其潜在的影响进行分析。
一、自然因素1. 侵蚀:侵蚀是导致土壤瘦削和贫瘠的重要因素之一。
水力和风力的侵蚀作用会将土壤颗粒带走,导致土壤层变薄。
此外,大片森林的砍伐可以增加暴雨冲刷导致侵蚀的风险。
2. 气候变化:气候变化也是导致黑土变瘦变薄的因素之一。
气候变暖导致降雨不规律和蒸发增加,从而增加了土壤水分的不稳定性。
此外,气候变化还可能导致土壤中的有机质分解速度加快,进一步削弱土壤的肥力。
3. 生物因素:生物活动对土壤的质量也有重要影响。
过度放牧或过度采伐会破坏植被覆盖,导致土壤暴露在风化和侵蚀的风险下。
此外,昆虫、细菌和真菌等生物也可能对土壤中的有机物质进行分解,进一步破坏土壤的肥力。
二、人类活动1. 种植模式:不合理的种植模式可能导致土壤瘦削和贫瘠。
单一种植农作物会导致土壤养分过度消耗,而缺乏充足的补给。
此外,大规模使用化肥和农药也可能破坏土壤生态平衡。
2. 土地开垦:大规模的土地开垦会破坏土壤结构,使其变得瘦削和贫瘠。
土地开垦时需要清除植被,这会增加土壤暴露在风化和侵蚀的风险下。
同时,开垦也会破坏土壤的结构,影响土壤的水分和养分保持能力。
3. 过度灌溉:虽然灌溉可以提高农作物的产量,但过度灌溉会导致土壤盐碱化、养分流失和土壤结构破坏。
这些问题会导致土壤变得瘦削和贫瘠。
三、潜在影响1. 农业生产受限:黑土变瘦变薄会导致农作物的产量下降,限制了农业生产力的发展。
农民可能面临着缺乏土壤肥力和水分的困境,从而无法获得足够的农产品。
2. 土壤侵蚀加剧:黑土变薄后,土壤层变薄,容易被暴雨冲刷。
植被覆盖不足加上土壤质地变得疏松,使土壤更加容易受到水力和风力的侵蚀,从而加剧土壤侵蚀问题。
3. 水资源缺乏:黑土层变薄后无法承载足够的水分,这可能导致水资源的缺乏。
农田水土流失的原因与治理对策《农田水土流失的原因与治理对策》一、农田水土流失的原因(一)自然因素1.降水降水是导致农田水土流失的一个重要自然因素。
在一些地区,降雨强度大且集中。
例如在季风气候区,雨季时大量的雨水在短时间内倾泻而下。
当雨水降落到农田时,其冲击力会破坏土壤结构,使得土壤颗粒被打散。
如果农田的坡度较大,雨水就会裹挟着这些松散的土壤颗粒向下游流动,造成水土流失。
而且在一些山区农田,坡面径流会迅速汇集,形成强大的冲刷力,带走大量肥沃的土壤。
2.风力在干旱和半干旱地区,风力是造成农田水土流失的主要自然因素。
强劲的风力能够吹走农田表面的干燥土壤颗粒。
特别是在春季,地表植被覆盖较少的时候,风力的侵蚀作用更加明显。
长时间的风吹,不仅会使农田的土壤肥力下降,还会改变土壤的物理性质,导致土壤沙化等更严重的问题。
比如在我国的西北地区,部分农田常常受到风沙的侵袭,土地逐渐变得贫瘠。
3.地形地形对农田水土流失有着不可忽视的影响。
一般来说,坡度较大的农田更容易发生水土流失。
在山区,由于地势起伏较大,土壤的稳定性较差。
重力作用使得土壤在受到外界干扰时,如降雨或人类活动,更容易发生位移。
而平坦的农田相对来说水土流失的可能性较小,但如果排水系统不完善,也可能会出现局部的积水和土壤侵蚀现象。
(二)人为因素1.不合理的耕作方式传统的翻耕方式如果不加以改进,会对农田土壤造成较大破坏。
例如深耕过深、过于频繁,会破坏土壤的层次结构,使得土壤变得松散,容易被侵蚀。
而且一些地区在坡地上进行顺坡耕作,这种耕作方式使得雨水在坡面流动时没有任何阻碍,会加速土壤的流失。
长期使用单一的耕作模式,不进行轮作休耕,也会导致土壤肥力下降,土壤结构变劣,从而增加水土流失的风险。
2.过度开垦随着人口的增长和对粮食需求的增加,很多地方出现了过度开垦的现象。
一些不适合耕种的土地,如陡坡地、湿地边缘等被开垦为农田。
这些土地本身的生态环境较为脆弱,开垦后植被遭到破坏,土壤失去了植被的保护,在自然因素的作用下,水土流失就不可避免地发生了。
第18卷第6期2020年12月中国水土保持科学Science of Soil and Water ConservationVol.18No.6Dec.2020东北黑土区坡耕地土壤团聚体稳定性与结构特征梁春林,王彬覮,张文龙(北京林业大学水土保持学院重庆三峡库区森林生态系统野外科学观测研究站,100083,北京)摘要:表层土壤团聚体稳定性对坡面土壤侵蚀过程具有重要影响。
应用Le Bissonnais(LB)法和电镜扫描(SEM)对我国东北典型黑土区雨季前坡耕地表层(0~1cm)与亚表层(1-10cm)土壤团聚体稳定性和结构特征进行分析,以期为坡面水蚀防治提供理论支持。
结果表明:在快速湿润(FW)、慢速湿润(SW)和机械振荡(ST)3种处理下表层土壤团聚体平均质量直径(MWD)均显著低于亚表层,且整体呈MWD fw<MWD SW<MWD st的趋势。
黑土团聚体的主要破碎机制为“气爆”作用引发的消散作用,其次为黏粒膨胀作用;MWD e可作为黑土团聚体稳定性的主要评价指标。
FW处理下土壤团聚体主要向<0.2mm粒级转化,表层土壤团聚体的转化比例大于亚表层土壤团聚体;SW和ST处理下土壤团聚体主要向>0.2mm粒级转化,表层土壤团聚体的转化比例小于亚表层土壤团聚体。
土壤团聚体MWD与SEM孔隙率呈显著负相关,而与土壤有机质量分数(SOM)呈显著正相关(P<0.05)。
SOM对典型黑土团聚体稳定性有促进作用,黏粒质量分数和团聚体孔隙度在一定程度上降低了土壤团聚体稳定性。
关键词:Le Bissonnais法;团聚体稳定性;SEM;典型黑土区中图分类号:S157文献标志码:A文章编号:2096-2673(2020)06-0043-10DOI:10.16843/j.sswc.2020.06.006Stability and structural characteristics of soil aggregates on sloping farmlandin black soil region,Northeast ChinaLIANG Chunlin,WANG Bin,ZHANG Wenlong(Three-gorges Reservoir Area(Chongqing)Forest Ecosystem Research Station,School of Soil and Water Conservation,Beijing Forestry University,100083,Beijing,China)Abstract:[Background]As an important grain production base in China,the black soil area of Northeast(NE)China suffers from serious soil erosion.Soil aggregate stability has profound impact on soil erosion processes.To compare the susceptibility of soil aggregates for surface/subsoil,different aggregate breakdown mechanisms should be considered.The objectives of this study were to assess the variations between surface soil and subsoil aggregate stability under different breakdown mechanisms,and to quantify changes of the micro-structural characteristics,provide theoretical basis for soil erosion control of slope farmland during rainy season.[Methods]Based on line-transect sampling,six typical slopes were selected as the research areas in the black soil region of NE China.Seventy-two top-surface(0-1 cm)and subsoil(1-10cm)of undisturbed soil samples were collected from ridges and ditches on the typical slopes randomly.Soil aggregate stability was determined by Le Bissonnais(LB)method,including fast wetting(FW),slow wetting(SW)and stirring(ST)treatments,and structural characteristics were observed by scanning electron microscope(SEM).In addition,soil organic matter收稿日期:20191118修回日期:20201011项目名称:国家重点研发计划“坡面复合侵蚀的水土保持措施防蚀机理”(2016YFE0202900);国家自然科学基金“黑土坡耕地冻融一水力复合侵蚀动力过程与量化表征”(41977060)第一作者简介:梁春林(1995—),男,硕士研究生。
坡耕地水土流失现状与防治措施[摘要] 当今时代经济迅猛发展,农业水平也在稳固提高,但是在某些山区,遭遇水土严重流失而带来的耕地无法正常使用的问题也应受到广大人们群众的重视,因为水土大量流失的问题已经给农业经济的持续发展带来了严重的影响。
一般说来,角度超过20度的山坡或耕地应该避免耕种,适当种植树木或草地,避免水土流失现象的发生。
因此,经济的飞速发展同自然发展就产生了矛盾。
这篇文章就是针对如何避免坡耕地产生水土流失,影响经济发展并且对其应该怎样防治水土流失的方法进行了简短的讨论。
[关键字]水土流失山坡耕地防治方法水土流失,顾名思义就是说在一些水作用力,或自然重力及风力等外界影响力作用下而产生水资源浪费及土地的破坏和损失,其中可以包括土壤表面的腐蚀及水土的流失。
人们对于土地的使用,尤其是针对水资源的不适当利用及开发,使得土地表面的植被遭到破坏,因此,在没有植被覆盖的土地上,一旦遭遇水流的冲蚀,必然会造成土壤的大量缺失,最终使得土壤表面沙化,岩石裸漏在外,使得土壤无法再次进行耕种。
1 水土流失的特征在一般地势较缓的平原地区盆地坝区,不易发生水土流失的现象。
总结这几年发生水土流失的地方,多数为城市建设发展速度较快或山坡地势不平缓的地区。
在这个结论的基础上,我们总结水土流失的特征有以下几点:高发地区为山区或地势坡度较大的地点;土壤遭到侵蚀的形式也是多种多样的,一般多以水流侵蚀为主;水土流失产生后治理难度很大,所造成的经济损失也相当巨大。
2 造成水土流失的原因2.1 自然原因产生水土流失的地区普遍都有一个共同点,即每年降水不平均,一般集中在春夏季节,大约为全年降水的80%左右。
因为降水季节集中,并且水量也很大,因此容易汇聚成小型的径流,造成对土壤的侵蚀。
山坡坡度的平缓程度也是产生水土流失的一个很重要的原因,并且也是造成小型径流对土壤冲刷、侵蚀能力的决定性因素。
一些产生水土流失现象严重的原因是其地区地势陡峭,坡耕地的坡面长,加大了降水径流的速度。
东北典型黑土坡耕地不同坡位土壤团聚体特征分析冯晓彤;翟车宇;刘昌杰;张娟;孟庆峰【期刊名称】《东北农业大学学报》【年(卷),期】2024(55)1【摘要】“漫川漫岗”是东北黑土区典型地貌,其典型黑土土壤结构受径流、冻融等作用影响。
为探明东北黑土坡耕地土壤团聚体分布特征,选取坡耕地的坡下、坡中、坡上位置采集土壤样品,测定不同坡位下水稳性团聚体粒径分布、稳定性指标及土壤性质,分析水稳性大团聚体与土壤pH、有机质、钙镁比关系及稳定性指标与团聚体粒径关系。
结果表明,不同坡位下水稳性团聚体粒径分布均表现为<0.25 mm团聚体含量占比最高,>2 mm团聚体含量占比最少。
<0.25 mm团聚体表现为坡下位显著高于坡中位及坡上位(P<0.05),0.25~0.5 mm、0.5~1 mm、1~2 mm、>2 mm团聚体均表现为坡上位显著高于坡下位(P<0.05)。
平均重量直径和几何平均直径均表现为坡上>坡中>坡下,其中坡下位与坡上位、坡中位存在显著差异(P<0.05),团聚体水稳性表现为坡上>坡中>坡下。
平均重量直径、几何平均直径均表现为与>0.25 mm团聚体呈正相关,与<0.25 mm团聚体呈负相关,其中受>2 mm团聚体影响最大(P<0.01)。
有机质、pH、钙镁比均与>0.25 mm团聚体呈正相关关系(P<0.05)。
因此,典型黑土坡耕地较高的有机质含量、pH、钙镁比有利于土壤团聚,促进>0.25 mm团聚体形成,提高团聚体水稳性。
【总页数】8页(P43-49)【作者】冯晓彤;翟车宇;刘昌杰;张娟;孟庆峰【作者单位】东北农业大学资源与环境学院【正文语种】中文【中图分类】S155.27【相关文献】1.不同开垦年限黑土区坡耕地土壤团聚体稳定性与有机质关系2.东北黑土区坡耕地表层土壤颗粒有机碳和团聚体结合碳的空间分布3.东北黑土区坡耕地土壤团聚体稳定性与结构特征4.不同地表条件下黑土区坡耕地侵蚀过程中土壤团聚体迁移5.东北松嫩典型黑土区长缓坡耕地土壤侵蚀沿坡长变化规律及其对土壤质量的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第30卷第1期2010年2月水土保持通报Bulletin of Soil and Water Conservation Vol.30,No.1Feb.,2010 收稿日期:2009207209 修回日期:2009211208 资助项目:黄河水利委员会治黄专项“黄土高原水土流失数学模型(第一期)研发”〔黄水保(2006)51〕;西北农林科技大学创新团队建设计划项目“土壤侵蚀及其治理环境效应评价”(01140202) 作者简介:刘远利(1983—),男(汉族),四川省成都市人,在读硕士,研究方向为GIS 与土壤侵蚀。
E 2mail :emyuanli @ 。
通信作者:郑粉莉(1960—),女(汉族),陕西省蓝田县人,博士生导师,主要从事土壤侵蚀过程及预报和土壤侵蚀环境效应评价。
E 2mail :zhengfenli @ 。
WEPP 模型在东北黑土区的适用性评价———以坡度和水保措施为例刘远利1,郑粉莉1,2,王彬1,王玉玺3,解运杰3,樊华3(1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;2.中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100;3.黑龙江省水土保持研究所,黑龙江宾县150400)摘 要:基于黑龙江省宾县试验站2008年气象观测数据和野外径流小区监测资料,利用WEPP 模型估算东北黑土区次降雨径流量和土壤流失量,并通过与实测资料对比,评价WEPP 模型的适用性。
结果表明,在3°,5°,8°这3个坡度条件下,WEPP 模型对次降雨径流量模拟的Nash —Sutcliffe 有效性系数M E 分别为0.47,0.03和-5.9,对次降雨土壤侵蚀量模拟的Nash —Sutcliffe 有效性系数M E 分别为0.58,0.72和0.60,说明WEPP 模型对次降雨坡面径流量的模拟效果较差,而对次降雨坡面土壤侵蚀量模拟效果较好。
黑土坡耕地水保措施下土壤水分时空变异分析张兴义;王禹宸;李浩;陈强;陈帅【期刊名称】《东北农业大学学报》【年(卷),期】2014(000)011【摘要】利用经典统计学和地统计学对黑土坡耕地水保措施下土壤水分含量的时空变异规律进行研究,结果表明,黑土坡耕地土壤水分呈现中等强度的空间异质性,水土流失对土壤含水量的影响可达2 km,采取水保措施可逐渐减弱其空间异质性,对土壤水分的影响可缩短到100 m以内。
不同水保措施对减弱土壤水分空间变异程度表现不同,其中梯田和地埂植物带最为显著。
合理使用人工水保措施是黑土坡耕地高效管理的重要措施。
【总页数】6页(P59-64)【作者】张兴义;王禹宸;李浩;陈强;陈帅【作者单位】东北农业大学资源与环境学院,哈尔滨 150030; 中国科学院东北地理与农业生态研究所,哈尔滨 150081;东北农业大学资源与环境学院,哈尔滨150030;中国科学院东北地理与农业生态研究所,哈尔滨 150081;中国科学院东北地理与农业生态研究所,哈尔滨150081;中国科学院东北地理与农业生态研究所,哈尔滨 150081【正文语种】中文【中图分类】S153.6【相关文献】1.保护性耕作对黑土区坡耕地土壤水分的影响 [J], 武海霞;耿宝江2.不同水保措施下红壤坡耕地浅层土壤水分含量对降雨的响应 [J], 郑太辉;汤崇军;徐铭泽;蔡袁海;陈晓安3.限制入渗域下滴灌土壤水分时空变异特征研究 [J], 宁莎莎;徐利岗;张林;王怀博4.基于GM(1,1)-AR模型和AR模型的黑土区坡耕地土壤水分预测 [J], 王翠翠;魏永霞5.东北黑土区坡耕地地形因子对土壤水分和容重的影响 [J], 葛翠萍;赵军;王秀峰;李勇;张兴义因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第26卷第6期2008年11月干旱地区农业研究AgriculturalResearchintheAridAreasVol.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@163.com。 *通信作者:杨学明,E-mail:xuemingy@hotmail.com。
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.Greenhouse&ProcessingCropsResearchCentre,Agriculture&Agr-iFoodCanada,Harrow,Ontario,CanadaN0R1G0)
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DOC的浓度介于2.47~3.93mg/L之间,TN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43b20c~49b40cN、122b24c~128b21cE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(soilorganiccarbon,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(44b43c,125b52c),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9.6hm2,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=V1+9*V2+99*V3,其中,V1:第一个收集桶中的径流体积;V2:第二个收集桶中的径流体积;V3: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 Thereliefmapoftheresearchfieldandfunoffhierarchicalcollectingdevice
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2mm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0.45Lm滤膜,滤液中的有机碳即水溶性有机碳(DissolvedOrganicCarbon,DOC),用TOC-VCPH仪测定。全氮(TotalNitro-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1mm、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1000ml,则转移到1000ml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<0.002mm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50ml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
225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\20mm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TOC、TN随时间的变化Fig.2 ChangeofsedimentanditsTOCandTNwithtime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57min)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29.25m3。本次降雨的土壤流失量约为5.03kg/hm2,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/(hm2#a)。