东北黑土水土流失特点

东北黑土区是中国的主要粮食生产基地。黑土水土流失和肥力退化一直是东北农业持续发展必须面对的问题。文章以黑土为对象,分析了水土流失的方式和特点。黑土流失面积虽大,但侵蚀的土壤物质大部分没有进入河道,而是在黑土景观的低洼部位堆积下来,形成侵蚀和堆积共存的土壤物质再分布景观特征。合理的农业管理措施,如等高耕作和保护性耕作可以在很大程度上控制黑土侵蚀,保持和恢复黑土肥力。     

白云岩喀斯特侵蚀坡地的~(137)Cs法研究

在黔南峰丛洼地区林间白云岩坡地应用137Cs法研究土壤侵蚀。4个坡面采样样方的137Cs面积浓度都低于137Cs本底值浓度;表土样137Cs浓度随着坡长增加而增大,全样137Cs面积浓度的顺坡变化呈逐步下降趋势;应用137Cs农耕地侵蚀模型计算获得样点土壤侵蚀量后,加以坡长加权平均计算获得的坡长权重土壤位移量为2.045 t/(km2·a)。同时在坡脚的土壤分层剖面中的137Cs浓度峰值在土壤次表层出现,随着深度增加呈指数递减变化,属于未受耕作扰动的无侵蚀非农耕地,但表层含有相对低浓度137Cs是坡面侵蚀泥沙的搬运堆积结果,估算距1963年以来侵蚀泥沙年平均堆积厚度为0.0682~0.1364 cm/a。坡地土壤侵蚀速率远小于以往贵州喀斯特地区典型喀斯特小流域和坡地的观测结果,但坡脚泥沙堆积速率远大于坡地土壤侵蚀速率。表明季节性暴雨、坡面降雨汇流和耕作侵蚀等侵蚀作用使喀斯特坡地土壤颗粒出现微距离位移,长期则在坡脚出现显著的侵蚀泥沙堆积。     

人类干扰对土壤侵蚀及土壤质量的影响——以苏南宜兴低山丘陵区为例

以苏南低山丘陵区茶园土壤侵蚀与土壤质量改变为研究对象，并取自然状态的杂木林为参照，用^137Cs法估算土壤侵蚀速率；以土壤粗化度、土壤有机质含量及土壤含水量描述土壤质量；在绝对数值的基础上，用变化量探讨研究对象的变化方向与幅度。对比耕作土与非耕作土的土壤侵蚀与土壤质量改变及将它们结合起来研究表明，人类活动有可能加剧土壤侵蚀，加快土壤质地粗化；合理的农业措施虽可减缓土壤质量下降，但防治侵蚀方可治本。     

紫色土陡坡耕地顺坡垄作条件下的土壤及其流失特征

顺坡垄作是在长江上游特别是紫色土坡耕地上农民普遍采用的耕作模式,以往由于主流思想的影响,没有得到应有的重视。以三峡库区紫色土坡耕地为例,采用野外调查与小区实验相结合,分别采集垄沟和垄坡表层土壤,测试顺坡垄作地块沟、垄土壤容重、粒径分布、有机质含量、TN、TP、土壤含水量等指标,小区实验调查顺坡垄作条件下的土壤流失特征,进而探讨顺坡垄作导致的土壤特性差异与顺坡垄作的水土保持机制。结果表明:与垄沟内土壤相比,垄坡土壤平均含水量、容重分别降低29.74%和16.41%,土壤总孔隙度高20.56%,说明垄坡土壤具有更大的吸持水分的潜力,降雨产流阈值相比于垄沟土壤也更大。相比于垄沟内土壤,粘粒在垄沟内发生富集,垄坡土壤中的有机质、总氮(TN)和总磷(TP)指标分别高18.79%、17.30%和9.31%。侵蚀泥沙中沙粒含量出现明显富集,几乎是垄沟土壤沙粒含量的1倍,而粘粒和粉粒含量则远小于径流小区土壤成分,说明顺坡垄作有利于50μm土壤细颗粒的保持。侵蚀泥沙中有机质和TN远小于径流小区土壤成分,而TP则高于径流小区土壤成分,与侵蚀泥沙颗粒分选现象近似,说明顺坡垄作的肥力指标流失差异同样主要由侵蚀分选导致,也说明顺坡垄作有利于紫色土有机质和氮肥的保持。     

农业耕作对吉林东部金川湿地土壤保水功能影响及机理的初步探讨

保水功能是湿地土壤最主要的功能之一.于2009年5月,对原生状态的泥炭土及开垦1 a、5 a、15 a、30a和45 a水田的表层土壤(0～20 cm)保水功能差异进行分析,研究土壤物理性质变化对保水功能的差异性的影响,探讨农业耕作对湿地土壤保水功能的作用机制.结果表明,农业耕作对土壤保水功能产生一定的影响.原生状态的泥炭表层土壤(0～20 cm)渗透系数和饱和贮水量分别为2.10×10-3 cm/s和1.88×103 t/hm2,明显高于垦后水田.开垦初期(1～15 a),土壤保水功能变化较大,渗透系数及饱和贮水量变化速率分别为0.11×10-3cm/(s·a)、0.05×103t/(hm2·a),而持续耕种45 a后,保水功能变化趋于平缓,渗透系数及饱和贮水量变化速率仅为0.01×10-3 cm/(s·a)和0.02×103 t/(hm2·a),表明开垦初期土壤保水功能对农业耕作更为敏感.泥炭土壤表层(0～20 cm)的有机质和孔隙度大于水田,而容重则相反.有机质与孔隙度呈显著的正相关(P＜0.05),有机质的减少是导致土壤保水功能降低的重要原因.同时,农业耕种对土壤保水功能的影响与土壤最初有机质含量和农业耕作方式密切相关.     

小流域自然土壤与耕作土壤养分比较及影响因素分析

通过对河北省易县观坐岭小流域自然土壤和耕作土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾及微量元素有效含量的测定分析,得出了该小流域自然土壤和耕作土壤的肥力状况.结果表明:自然土壤中有机质和速效氮含量处于较高水平;速效钾含量丰富,速效磷比较缺乏;有效Fe、Mn含量处于高水平,有效Cu、Zn含量中等.自然土壤开垦为耕作土壤后,有机质和速效氮含量下降;由于施肥原因,速效磷含量明显增高;速效钾含量因母质影响有所下降.海拔与土壤养分变化的相关性小明显,不同坡位土壤养分表现出向下汇集的趋势.并从自然环境、人为影响、地形母质等方面分析土壤养分变化的影响因素.     

耕作侵蚀对不同坡度下紫色土侵蚀产沙的影响

川中丘陵紫色土在长期耕作侵蚀与水蚀的交互作用下侵蚀严重,在不同地形条件下紫色土耕作侵蚀坡面在二者相互作用的内在机理,以及水力学特征随坡度的变化规律尚不明晰。本文选取四川盆地典型紫色土坡地土壤为研究对象,以10 m~2 土槽坡面坡顶裸露2 m~2母岩代表受耕作侵蚀严重的坡面(TE),以坡顶未发生母岩裸露作为对照坡面(CG),设计5种不同坡度(5°、10°、15°、20°和25°)坡面,在室内人工降雨大厅进行60 min强度为90 mm·h~(-1)的模拟降雨。试验结果表明:(1)当坡度从5°逐渐增加到25°时,TE坡面较CG坡面累计产沙量分别增加了 17.73%、49.91%、83.95%、57.70%、29.56%,在坡度为15°时增长比例最大。(2)TE和CG坡面平均流速和弗劳德数随着坡度增加而增加,阻力系数和雷诺数随着坡度增加而减小。与CG相比,TE坡面的流速、弗劳德数和雷诺数均显著增加,而阻力系数在10°～20°坡面显著减小。(3)在TE和CG坡面上,产沙速率和流速、弗劳德数均呈显著正相关关系,产沙速率和阻力系数呈显著负相关关系,产沙速率与雷诺数相关性不明显,拟合结果表明平均流速可以很好地预测坡面产沙速率和水力学变化趋势。研究显示不同坡度条件下耕作侵蚀均加剧了坡面水蚀的发生,15°可能是耕作-水复合侵蚀坡面产沙的临界坡度。本研究结果不仅丰富了耕作侵蚀对水蚀影响的理论,也为川中丘陵紫色土区土壤侵蚀防治提供了科学依据。     

黑龙江克拜黑土区50多年来侵蚀沟时空变化

中国东北黑土资源以土壤肥沃、有机质含量高、土质疏松、最适宜耕作而闻名于世。长期以来,由于人类的过度垦殖和不合理耕作, 造成大规模的水土流失,侵蚀沟不断切割地表,蚕食耕地,冲走沃土,降低了大型机械的耕作效率。侵蚀沟研究是土壤侵蚀研究的重要组成部分,在遥感和GIS 技术支持下,选取黑龙江克拜地区作为典型研究案例,以侵蚀沟密度为主要指标,分析了研究区侵蚀沟密度的动态变化、侵蚀沟变化的高程分异特征、坡度分异特征、坡向分异特征以及侵蚀沟变化与地貌类型的关系,揭示了典型黑土区50多年来侵蚀沟的动态变化特点和空间分异规律。     

黑土侵蚀速率及其对土壤质量的影响

利用¹³⁷Cs示踪法,研究了东北黑土耕作土壤的流失厚度和速率,探讨了水土流失对土壤机械组成、有机质、土壤水分、容重及其N、P含量的影响。结果表明:研究区侵蚀坡面¹³⁷Cs的分布深度在0～25cm,¹³⁷Cs的活度在1246.05±85.90～1499.45±101.73Bq/m²,侵蚀厚度可达0.316～0.433mm/a,侵蚀强度3033.6～3940.3t/km²·a,已属于中度侵蚀水平。水土流失造成土壤质地粗化,从坡顶向坡底,耕层土壤有机质增加、容重变化不大,含水量增加,土壤养分的“贫化”现象明显。     

东北漫岗黑土区春季冻融期浅沟侵蚀

浅沟侵蚀是东北漫岗黑土区农耕地上常见的水蚀类型,往往对坡耕地造成严重的破坏。2005年春季,通过对两个小流域浅沟侵蚀的调查测量,发现该区浅沟侵蚀相当严重,两流域分别形成浅沟14条、16条,浅沟总长度分别达3 269 m、2 146 m,浅沟密度分别为908 m/km2、766 m/km2,侵蚀深度分别为0.17 mm、0.16 mm,侵蚀模数分别达181.8 t/km2、173.6 t/km2。2005年春季两流域浅沟侵蚀期的径流深分别是6.8 mm、7.7 mm。分析表明,研究区在春季表层土壤解冻、地表裸露和存在季节性冻土层的条件下,春季融雪及强降水易造成强烈的浅沟侵蚀。在分布上,浅沟一般位于坡面的中下部,而且多发育在瓦背状坡面的集流水路上。另外,耕作措施对浅沟的形成和发展也有重要影响。     

From water to tillage erosion dominated landform evolution

While water and wind erosion are still considered to be the dominant soil erosion processes on agricultural land, there is growing recognition that tillage erosion plays an important role in the redistribution of soil on agricultural land. In this study, we examined soil redistribution rates and patterns for an agricultural field in the Belgian loess belt. ¹³⁷Cs derived soil erosion rates have been confronted with historical patterns of soil erosion based on soil profile truncation. This allowed an assessment of historical and contemporary landform evolution on agricultural land and its interpretation in relation to the dominant geomorphic process. The results clearly show that an important shift in the relative contribution of tillage and water erosion to total soil redistribution on agricultural land has occurred during recent decades. Historical soil redistribution is dominated by high losses on steep midslope positions and concavities as a result of water erosion, leading to landscape incision and steepening of the topography. In contrast, contemporary soil redistribution is dominated by high losses on convex upperslopes and infilling of slope and valley concavities as a result of tillage, resulting in topographic flattening. This shift must be attributed to the increased mechanization of agriculture during recent decades. This study shows that the typical topographical dependency of soil redistribution processes and their spatial interactions must be accounted for when assessing landform and soil profile evolution.     

Patterns of rock fragment cover generated by tillage erosion

Intensively cultivated areas in the upper part of the Guadalentin catchment (southeast Spain) show a systematic spatial pattern of surface rock fragment cover (R_c). The objective of this paper is to quantify and to explain this spatial rock fragment cover pattern. Therefore, a map of an intensively cultivated area of 5 km² was digitised, and for each pixel total topographic curvature was calculated. Next, rock fragment cover was determined photographically at 35 sites with a range of total slope curvatures. A linear relation between total curvature and rock fragment cover was found, except for narrow concavities. It was hypothesised that this pattern can be explained by a significant net downslope movement of rock fragments and fine earth by tillage. The displacement distances of rock fragments by tillage with a duckfoot chisel were measured by monitoring the displacement of tracers (painted rock fragments and aluminium cubes) on 5 sites having different slopes. The rare of tillage erosion for one tillage pass with a duckfoot chisel, expressed by the diffusion constant (k), equals 282 kg/m for up and downslope tillage and only 139 kg/m for contour tillage. Nomograms indicate that mean denudation rates in almond groves due to tillage erosion (3 to 5 tillage passes per year) can easily amount to 1.5–2.6 mm/year for contour tillage and up to 3.6–5.9 mm/year for up- and downslope tillage for a field, 50 m long and having a slope of 20%. These figures are at least one order of magnitude larger than reported denudation rates caused by water erosion in similar environments. Hence tillage erosion contributes significantly to land degradation. The downslope soil flux induced by tillage not only causes considerable denudation on topographic convexities (hill tops and spurs) and upper field boundaries but also an important sediment accumulation in topographic concavities (hollows and valley bottoms) and at lower field boundaries. Kinetic sieving (i.e. the upward migration of rock fragments) by the tines of the duckfoot chisel also concentrates the largest rock fragments in the topsoil in such a way that a rock fragment mulch develops in narrow valleys and at the foot of the slopes. These results clearly indicate that tillage erosion is the main process responsible for the observed rock fragment cover pattern in the study area. Since the study area is representative for many parts of southern Spain where almond groves have expanded since 1970, the results have a wider application. They show to what extent intensive tillage of steep slopes has contributed to the increase in soil degradation, to changes in hillslope morphology (i.e. strong denudation of convexities, development of lynchets and rapid infilling of narrow valley bottoms) and to the development of rock fragment cover patterns which control the spatial variability of the hydrological and water erosion response within such landscapes.     

农户保护性耕作技术采纳行为及其影响因素研究综述

保护性耕作对于防止水土流失、改善土壤质量、保障国家粮食安全等具有重要意义。农户作为保护性耕作技术采纳的直接决策者,研究其采纳行为及其影响因素有助于促进保护性耕作技术的推广应用。基于此,论文系统梳理了国内外农户保护性耕作技术采纳行为及其影响因素的相关研究,以期为更有效的技术推广提供参考。结果发现：不同类型农户的保护性耕作技术采纳行为存在较大差异;农户保护性耕作技术采纳的研究区域较为集中;影响农户保护性耕作技术采纳行为的因素主要包括基本因素(个体特征和家庭特征)和差别因素(社会网络、风险偏好与风险感知、政府政策、心理认知及区位特征)2类。基于上述分析,论文提出了未来重点的研究方向：技术推广要考虑农户群体内的异质性;应注重各种研究理论间的融合;未来可进一步加强多学科交叉的系统研究。     

坝上高原土壤不可蚀性颗粒与耕作方式对风蚀的影响

对河北省坝上高原农田土壤风蚀及其三个主要影响因素（土壤不可蚀性颗粒、土壤微地形和作物残余物）的野外观测和研究结果表明，在棵露平坦的秋翻地，土壤风蚀量随不可蚀性颗粒含量的增加而减少；春翻地土垄高度（犁沟深度）和留茬地作物残余物盖度的增加使土壤风蚀量大大减少，而且土壤微地形作物残余物和土壤不可蚀性颗粒的综合影响，对降低土壤风蚀量更为有效。据此认为，在防护林体系很不完善的坝上高原，只要实行合理的耕作方式，即秋季留茬、增加作物残余物，春季深翻，增高土垄（或加深犁沟深度）可有效地控制土壤风蚀、减轻风蚀危害。     

紫色土坡耕地水土流失试验分析

实地试验了影响水土流失的主要因子,应用通用土壤流失方程预报本地紫色土坡耕地在耕种情况下的水土流失量,经实测资料检验精度良好,说明确定的Ｒ、Ｋ、ＬＳ、Ｃ、Ｐ算法符合这类区域的具体条件。     

小麦玉米田耕作模式的防风蚀效果

通过风洞实验，在5个风速下对6种耕作方式下农田土壤风蚀速率、0~20 cm风沙流结构进行了模拟研究。结果表明：保护性耕作土壤风蚀速率较传统耕作平均降低20%~40%；保护性耕作和传统耕作条件下土壤风蚀速率均随风速的增大呈幂函数递增，但在传统耕作条件下递增较快；风速14 m·s^-1是荒漠绿洲农田土壤风蚀加剧转折点，当风速>14 m·s^-1时保护性耕作下风蚀速率较传统耕作明显降低；0~20 cm内，传统耕作和保护性耕作下输沙率与高度分别呈线性和指数关系，保护性耕作下0~4 cm输沙量和输沙量百分比（Q_0~4/Q_0~20）均低于传统耕作。     

典型黑土区小流域浅沟侵蚀季节差异分析

通过2005年对黑龙江鹤山农场两个小流域进行定位观测,研究了典型黑土区浅沟侵蚀特征及其季节差异,并对作物类型和耕作措施对浅沟侵蚀的影响进行了分析。结果表明,两流域年浅沟侵蚀量达285.9 m³ km^-2和290.8 m³ km^-2,仅浅沟侵蚀量就超过了黑土区的土壤允许侵蚀量。浅沟侵蚀量呈现出沿坡面波动的变化,沿坡面向下存在浅沟侵蚀的强弱交替带。春夏浅沟侵蚀在侵蚀强度、浅沟形态及主要影响因素3个方面存在差异,春季浅沟侵蚀受融雪、冻融影响显著,侵蚀较夏季严重;与春季相比,夏季浅沟长度变短、宽度变大、深度变浅,浅沟体积与长度的相关性较春季差,这与夏季暴雨历时短、雨强大以及植被盖度大有关。耕作措施和作物类型影响浅沟侵蚀深度和浅沟分布,尤其在夏季比较明显。     

东北黑土区保护性耕作的发展现状与成效研究

东北黑土区承担着国家粮食安全“稳压器”的重要责任。然而,由于长期超负荷开发利用导致黑土日益退化,黑土资源的永续利用受到严重制约。理论与实践证明,保护性耕作是保护黑土地、推动黑土耕地质量和耕作效益绿色增长的发展模式。综述了保护性耕作的基本内涵及其在东北黑土区的发展现状与技术概况,从保护性耕作在土壤保持、保墒效益、结构改善、固碳培肥和土壤生物多样性增加、节本增效等方面系统评估了东北黑土区实施保护性耕作后的生态与经济效益,提出黑土区实施保护性耕作存在的问题与未来发展方向,以促进黑土地保护与利用协调发展、推动保护性耕作高质量跨越式发展。     

川中丘陵区典型耕作制下紫色土坡耕地的土壤侵蚀特征

在中科院盐亭紫色土农业生态试验站的多年观测结果表明 ,聚土免耕耕作制较横坡种植制减少土、水流失率 (年平均 )分别为 4 5 .6 %、38.7% ,较顺坡种植分别减少 6 3.2 %、5 2 .4 % ;在川中丘陵区的其它几个观测站 (仁寿、乐至、内江和简阳 )也表明聚土免耕耕作制能明显减少水土流失。在雨季的初期 (5月 )和中期 (7月 ) ,各耕作制的水土流失较突出 ,而聚土免耕法正好在此期表现出较好的削减水土流失的能力。通过标准值比较 ,聚土免耕、横坡种植、顺坡种植的P值分别为 0 .31、0 .5 1、1。