南方崩岗调查内容与方法探讨

崩岗是我国南方水土流失的一种特殊类型,广泛分布于南方红壤区,是该区域严重的生态问题之一。第一次崩岗调查距今已近20年,相关情况已发生巨大变化。崩岗现状不清直接影响了行政管理部门对崩岗防治相关工作的规划和决策,因此急需开展新一轮崩岗调查。新时代水土保持高质量发展为崩岗调查提供了机遇,差别化分类防治和分步实施对崩岗调查提出了更高要求,现代信息技术为崩岗调查提供了新方法,以服务崩岗风险评估和防治规划为导向,在充分利用第一次崩岗调查成果基础上,补充崩岗发育的小山体调查,将典型调查改为全面普查,系统探讨崩岗调查对象与范围、调查内容、调查程序与方法,以期为行政管理部门和技术单位启动新一轮崩岗调查工作提供参考。

南方红壤区典型母质发育土壤硒素特征及影响因素

为探究南方红壤区不同母质土壤硒素特征及理化性质对硒有效性的影响,以广西典型红壤区不同母质土壤为研究对象,通过测定硒形态特征及理化性质,并利用AMOS路径分析模型及土壤培养试验,量化了不同因子对不同母质土壤有效硒的影响。结果表明:南方红壤区不同母质土壤总硒含量均高于0.4 mg/kg,其中以花岗岩母质土壤总硒含量最高,以砂页岩母质土壤有效硒含量最高,且变幅最大。土壤硒形态主要以残渣态和有机结合态为主,不同形态硒含量由高到低均表现为:残渣态硒>有机结合态硒>铁锰氧化物结合态硒>交换态硒>可溶态硒。AMOS路径分析模型结果表明,影响不同母质土壤硒形态分配贡献的主要因素是全磷、有机质和pH,第四纪红色黏土母质土壤中的全氮及砂页岩母质土壤中的速效氮的影响也值得关注。利用贡献较大的理化因子开展土壤培养试验,外源理化因子添加后均在一定的时间及剂量条件下出现土壤有效硒含量最大值,且不同母质土壤获得的最佳因子条件不同。因此,不同土壤母质因土壤理化性质的不同,其硒形态特征存在较大差异,不同理化因子作用于土壤后,土壤硒会因土壤环境的变化而重新分配。

南方典型红壤区不同枯死率芒萁的水土流失阻控效应

[目的]探究芒萁植丛不同枯死率(100%,50%和0%)下坡面的产流产沙规律,揭示不同生长状态下芒萁的水土流失阻控效果。[方法]采用人工模拟降雨试验,对不同芒萁枯死率下坡面产流产沙过程随雨强的变化特性进行了定量分析。[结果](1)不同降雨强度和芒萁枯死率下径流速率随降雨历时呈前期缓慢或快速增长,后期趋于稳定。较小雨强下,侵蚀速率除裸坡外随降雨历时呈前期缓慢增加、后期趋于稳定状态;较大雨强下,侵蚀速率随降雨历时变化呈前期快速增加,中后期逐渐下降趋于稳定。(2)除2 mm/min雨强下的累积产流量外,其余处理条件下累积产流产沙量差异明显,且产沙量随芒萁枯死率的增加而增加。(3)两种雨强不同处理下坡面累积产流量和累积产沙量关系符合幂函数模型(R2>0.99)。[结论]两种雨强芒萁植丛不同枯死率下径流速率和侵蚀速率随降雨历时变化前期迅速增加、后期逐渐波动稳定,各处理下累积径流量与累积产沙量的函数关系拟合回归效果良好,证实了枯死芒萁亦可在中国南方红壤侵蚀区起到良好的水土流失阻控效果。

The quality attribute of watershed ecosystem is more important than the landscape attribute in controlling erosion of red soil in southern China

Landscape and quality attributes are major ecosystem characteristics closely associated with soil conservation service(SCS).However,the intrinsic mechanisms by which these two attributes influence SCS are still unclear.Therefore,this study quantitatively analyzed the landscape pattern,ecological quality,and SCS in the Lianshui River watershed(a typical soil and water loss area of red soil in southern China)and its sub-watersheds in 2019.The boosted regression tree model was used to explore the influence of 15 factors(i.e.,landscape and quality attributes)on SCS at the sub-watershed scale.According to the results,compared with the landscape attribute,the quality attribute of the watershed ecosystem could better explain the spatial heterogeneity of SCS across 66 sub-watersheds.The overall degree of influence of five quality factors on SCS reached 57.81%,with the highest being the normalized differential build-up and bare soil index(NDBSI),at 25.11%.Among 10 landscape factors,aggregation had the greatest influence on SCS,at 28.64%.The relationships between key influencing factors and SCS were nonmonotonic and non-linear,with threshold effects.For example,NDBSI values of 0.18e0.41 had a positive influence on SCS,while NDBSI values of 0.41e0.65 had a negative influence on SCS.The findings broaden our understanding of the response of SCS to changes in landscape and quality attributes at the sub-watershed scale,and could offer comprehensive support for soil erosion management in the watershed ecosystem.

南方红壤区水土流失与社会经济的耦合关系

水土流失与社会经济系统的相互作用关系复杂且具有明显的时空变异性。以南方红壤区为核心,从区域尺度阐述了经济发展、人口规模、农业投入及农业产出等社会经济因素与水土流失及其治理的相互作用。在此基础上,从微观尺度剖析了水土流失治理工程驱动下农户生计方式的改变,以及农户社会网络对水土流失治理工程实施的影响。最后提出今后研究的重点:明确宏观发展规划及区域产业结构调整等对水土流失的影响机制,优化资源配置以提高水土流失治理成效;解析城镇化、农业集约化等新发展模式下农户生产方式、社会网络与水土流失治理工程的相互影响,推动水土流失治理工程的可持续运维。

南方红壤侵蚀区芒萁对聚乙二醇6000模拟干旱胁迫的响应

利用聚乙二醇(PEG)6000模拟干旱胁迫,探讨了芒萁对干旱胁迫的响应。结果显示,干旱胁迫显著提高了芒萁的超氧化物歧化酶(SOD)、脯氨酸(Pro)、相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)水平。过氧化物酶(POD)活性在10%PEG 6000浓度下显著提高,但在较高浓度时下降。随着PEG 6000浓度的增加,过氧化氢酶(CAT)活性先降低后升高。通过相关分析和主成分分析发现,在30%PEG 6000浓度时芒萁表现出较强的抗旱性。综上,较高的SOD和CAT活性以及较高的Pro浓度共同提高了芒萁的抗旱性,是协助芒萁抵御季节性土壤干旱的主要因子,而极端干旱仍会破坏芒萁的抗旱生理活动。

中国南方红土年代地层学与地层划分问题

南方红土是我国热带、亚热带以各类岩石和第四纪松散沉积物为母质发育的红色风化壳,也是我国分布最广的第四纪土状堆积。本文在探讨第四纪松散沉积物上红色风化壳的形成机制的基础上,根据风化壳发育程度将其划分为砖红土风化壳、红壤土风化壳和红化土风化壳3种类型。南方地区第四纪松散沉积物主要有河流相沉积、滨海相海滩砂和海岸风成砂——"老红砂"以及以下蜀土为主的风尘堆积。近年来在上述沉积物中多处发现旧石器遗址,促进了南方红土的地层年代学研究。根据前人及近期对南方红土的研究成果,讨论了南方红土的年代地层学问题,提出了以风化壳岩性特征为基础的岩石地层单位初步划分框架:老红砂划分为中更新统北海组、晚更新统晋江组;风尘堆积划分为中更新统宣城组、晚更新统下蜀组;河流相沉积只划出中更新统白沙井组,晚更新统留待以后研究再划出。

不同耕作方式对红壤旱地土壤理化性状及玉米产量的影响

通过田间试验,研究了免耕(T1)、翻耕(T2)、免耕+秸秆覆盖(T3)、翻耕+秸秆覆盖(T4)、翻耕+秸秆深埋(T5)5种耕作方式下土壤理化状况及玉米(ZeamaysL)产量。结果表明,使用了秸秆的耕作方式(T3、T4、T5)有利于改良土壤的理化性状、提高玉米产量;翻耕与免耕相比,翻耕能改良土壤物理性状、提高土壤有机质和氮素含量、提高玉米产量,但翻耕土壤中有效磷和速效钾的含量比免耕土壤中低。T5对降低耕层土壤容重、增加土壤孔隙度、提高土壤含水量、改善土壤结构、提高有机质和氮素含量及提高玉米产量有最好的效果;T3对提高耕层土壤有效磷和速效钾含量最明显,对改善土壤结构也表现出较好的效果。因此,丘陵区红壤旱地采用翻耕+秸秆深埋的耕作方式,对改良土壤理化性状,提高经济效益有重要意义。

DEM分辨率对地形因子提取精度的影响

为揭示DEM分辨率对地形因子（LS）提取精度的影响,本研究将30 m分辨率DEM数据进行重采样,分别计算30、60、90、120、250、500和1 000 m 7个不同分辨率下我国黑土区、黄土区和红壤区的LS因子值,分析3个土壤类型区LS因子随着DEM分辨率变化的特点,并进一步研究LS因子与坡度和坡长的相关性及其空间分布情况。结果表明：黑土区LS因子值最小、黄土区次之,红壤区LS因子值最大;坡度因子比坡长因子对DEM分辨率的变化更为敏感,随着分辨率的降低,L因子值整体变化不大,有轻微先增大后减小趋势,S因子值和LS因子标准差均呈现降低态势;随着DEM分辨率降低,3个土壤类型区的LS因子值均逐渐减小,当分辨率由30 m下降到1 000 m时,LS因子值可降至原来的1/6~1/3;DEM分辨率为30 m时,LS与坡度的相关系数在0.78~0.86之间（P〈0.05）,与坡长的相关系数在0.34~0.46之间（P〈0.05）,随着DEM分辨率的降低,LS因子与坡长和坡度的相关系数均有明显的降低趋势。在应用土壤流失模型过程中,DEM分辨率对LS因子值的影响不可忽视,研究结果对于大中尺度研究中DEM分辨率选取和参数修正具有一定的参考和借鉴价值。

闽西南崩岗土壤理化性质及可蚀性分异特征

崩岗是南方红壤区侵蚀沟在水力和重力交互作用下沟头遭受坍塌、陷蚀作用而形成的围椅状地貌,是该区域土壤侵蚀及生态系统退化的最高表现形式之一。为揭示崩岗侵蚀对土壤理化特性及可蚀性的影响,以福建省长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内植被盖度分别为2%,20%,95%的3个典型崩岗为研究对象,分别对崩岗系统内的集水坡面、崩壁、崩积体和沟口进行采样和理化特性的测定,并运用EPIC模型测算土壤可蚀性(K)。结果表明:1)从集水坡面到崩壁、崩积体至沟口,3个崩岗的土壤砂粒质量分数、p H值和土壤密度呈升高趋势,粉粒、砂粒的质量分数和含水量呈下降趋势。2)1号和2号崩岗,集水坡面的土壤有机质质量分数最高,在崩壁最低;3号崩岗土壤有机质质量分数在崩壁处急剧下降,在崩积体中又明显上升。3)各崩岗中集水坡面、崩壁和崩积体的土壤颗粒组成、土壤密度和含水量差异较小,各土壤理化特性指标在沟口与集水坡面、崩壁和崩积体之间存在显著差异。4)崩岗系统内的集水坡面、崩壁、崩积体和沟口4个子系统的K值差异显著,1、2号崩岗呈现崩壁>崩积体>沟口>集水坡面的变化规律,而3号崩岗则表现为沟口>崩积体>崩壁>集水坡面的趋势。5)崩岗系统内的黏粒质量分数、p H值和有机质质量分数与土壤可蚀性关系密切,可以作为表征崩岗土壤可蚀性的有效指标。崩岗侵蚀造成土壤理化特性不断恶化,砂化严重,研究崩岗系统的土壤理化特性与可蚀性空间变化规律,对指导崩岗的恢复与重建具有重要意义。

南方红壤区农田道路强降雨侵蚀过程试验

以南方红壤区江西水土保持生态科技园为研究区,通过野外调查选择4种典型农田道路(即裸露土路、碎石道路、泥结石路和植草土路)设置12个原位试验小区,采用人工模拟降雨试验研究了3.0 mm/min强降雨条件下农田道路侵蚀过程及特征。结果表明:被高度压实的农田道路产流时间短(小于2 min),并在2～6 min内径流趋于平稳,径流系数高达65%以上;农田道路产流初期侵蚀率较大,随后下降并在一段时间内趋于稳定。降雨后期,裸露土路路面出现细沟和微型切沟导致侵蚀率有所增大;与裸露土路相比,碎石道路、泥结石路和植草土路均可以改变路面径流的水力学特征,实现土质道路防护和减少侵蚀产沙的作用,减沙效益最低也可达40%左右,并以植草土路的水土保持效果最佳。

南方红壤丘陵区马尾松林下水土流失现状、成因及防治

马尾松林下水土流失已经成为南方红壤丘陵区水土流失治理一个亟待解决的问题。在分析南方红壤丘陵区马尾松林下水土流失现状及特点的基础上,从马尾松林下植被状况、人为干扰、地形、降雨侵蚀力、土壤性状等方面综合探讨了马尾松林下水土流失的成因。认为:林下植被匮乏是造成马尾松林下水土流失最主要和最直接的原因;掠夺性人为干扰是造成马尾松林下水土流失的根本原因;破碎的地形、较高的降雨侵蚀力和土壤可蚀性则为林下水土流失的发生提供了有利条件。同时总结了诸如微地形改造、林下补植、封禁保护等马尾松林下水土流失治理的成功经验,以期为今后马尾松林下水土流失治理提供参考。

华南活动崩岗崩壁土体裂隙发育规律试验研究

为了研究崩壁裂隙发育对崩壁稳定性的影响,试验采集了广东德庆崩岗侵蚀区的崩壁不同部位土样,对其进行脱湿作用下的裂隙发育演变规律室内试验研究,试验中采用烘干法模拟脱湿过程,在脱湿过程中,定时定位对土样进行称重、拍照,以记录裂隙发育情况,利用ArcGIS软件对裂隙照片进行矢量化处理,提取裂隙的各种几何要素,进行裂隙度计算来分析裂隙发育情况。结果表明:不同部位土体裂隙发育程度达到相对稳定时的土壤含水量和时间不同,其中崩壁顶部(B1)土体最先产生裂隙和达到稳定状态,其次是中部(B2),最后是下部(B3);不同崩壁土体的裂隙面积密度、长度密度和连通性指数都随着含水率的减少而增大,达到最大值之后保持稳定,变化趋势一致。正是由于崩壁土体裂隙的发育程度不一,在到达稳定的时间和含水量的不同,从而导致崩壁土体各部位受力不均,土体强度产生差异,从而最终导致在雨季崩壁失稳而发生崩岗。

华南红土微量元素表生地球化学特征及环境效应

华南红土从岩石到表土，普遍表现为微量元素B、Mo、Pb、Zn、As和Cr都有不同程度的富集。同族微量元素相比，原子量小的元素含量大于原子量大的元素。偶数微量元素含量均高出奇数的2～10倍。从空间上看，以上表生地球化学特征、红土化学成分、淋溶系数、土壤湿度和土壤温度等环境因素均受母岩和气候纬度效应制约。相关分析表明，华南红土中的水含量和土壤温度均与Cr、As等含量呈正相关。初步研究表明，华南红土微量元素的表生地球化学特征和环境效应特征，是全球变化事件在华南红土地区的具体响应。

我国南方红壤区季节性干旱及对林果业的影响

我国南方季节性干旱的特征是发生的频率高、强度大,干旱与炎热基本同步,蒸散量大;发生的原因是气候因素、土壤因素、生物因素和管理因素综合作用的结果;季节性干旱对树木的生理代谢、生长发育影响较大,对林果业的产量、产品的品质有很大影响。提出要推行地面覆盖技术;改良土壤结构,提高土壤中有机质含量,改善蓄水状况;立体种植,减少径流,促进深层水利用;重视选择小果类灌木作为南方红壤区发展林果业的重要物种等抗旱技术措施。

古红土的发育与演变

分布于江南丘陵地的第四纪红色粘土 ,通常由均质红土层、网纹层和砾石层所构成 ,它是第四纪初期的沉积物 ,但在一定程度上又具有成土作用的特征 ,故称为古红土。深厚的红色风化壳、酸性和高度富铝化是古红土的特点 ,而古红土上发育的红壤既继承、保留了古红土的原有特征 ,又在生物作用和人为活动共同作用下形成生物富集的、表层复硅的、高度风化、发育的特征。因此 ,具有昔日和现在环境双重特征的地表红壤是由古红土发育、演变而成的典型残余土壤。

南方红壤区马尾松林冠对降雨雨滴特性的影响

降雨是土壤侵蚀的主要影响因素,降雨动能是土壤侵蚀最重要的动力来源。降雨经过林冠层后,由于受到林冠的再分配作用,雨滴特性（雨滴大小、雨滴终点速度和雨滴动能）发生改变,进而改变林下土壤侵蚀特征。为探讨南方红壤区典型树种马尾松林冠对林下土壤侵蚀的影响机制,于2014年5—6月期间在福建长汀县观测了5场有代表性的天然降雨,采用滤纸色斑法对马尾松林内外的降雨雨滴同时进行观测,并汇总分析不同降雨条件下林内外的降雨雨谱,研究结果表明：1）与林外雨滴相比,林内雨滴数量增多,分布范围变大。林外雨滴数量为1 346个,林内雨滴数量为1 608个,比林外多19.5%;林外雨滴直径的大小分布范围是0.6~5.7 mm,林内雨滴直径的大小分布范围是0.4~6.1 mm。2）马尾松林下不同大小雨滴的分布呈双峰曲线,2个峰值对应的直径分别是1.5、3.6 mm,林外不同大小雨滴的分布呈单峰曲线,峰值对应的直径为1.8 mm,林内雨滴中数直径（3.2 mm）比林外（2.0 mm）高60.0%。3）雨滴直径（d）〈2.0 mm时,林内外雨滴终点速度相似,d≥2.0 mm后,林内雨滴的终点速度开始低于林外,且二者间的差异随雨滴直径的增加由0.6%逐渐增加到2.0%。4）人工马尾松林是南方红壤区植被恢复与重建的一种可行途径,降雨经林冠层后,受林冠截留和林冠高度的影响,降雨动能减少了21.8%。该研究可为南方红壤区马尾松林下土壤侵蚀机理的研究提供科学依据。

中国南方红壤丘陵马尾松林下侵蚀坡面的土壤特性

[目的]探清土壤侵蚀对土壤分布与特性的影响机制,为防治该地区的林下水土流失和土地退化提供科学依据。[方法]基于调查取样和分析测试获取的数据,采用统计和灰色关联度等方法分析红壤丘陵区马尾松林地侵蚀坡面的土壤特性。[结果]红壤丘陵区马尾松林地侵蚀坡面土壤养分相对较低,理化指标基本处于4级以下水平;红壤丘陵区马尾松林地侵蚀沟的土壤指标与坡面土壤的相应指标存在显著性差异,18个土壤指标中,侵蚀沟的土壤有10个指标显著优于坡面土壤的相应指标,侵蚀沟与土壤特性关联度更高,侵蚀沟土壤指标间的显著相关数量更少。[结论]红壤丘陵区马尾松林地的土壤侵蚀对林下土壤特性和分布产生了显著的影响,但侵蚀沟对土壤特性的影响机制尚需进一步研究。

华南活动型崩岗崩壁土体的崩解特性及其影响因素

崩岗的侵蚀过程主要是通过崩壁的坍塌作用来完成,崩壁土体的坍塌必然有水的参与,土体遇水将发生崩解现象,因此,研究崩壁土体坍塌需先研究其崩解特性。通过分层采集崩壁土体4个层次的土样,进行不同层次崩壁土体的理化性质和崩解特性测试分析。结果表明:(1)崩壁土体的4个层次(红土层、砂土层、碎屑层、碎石角砾残积层)的理化性质与风化壳的风化程度有密切联系,随风化程度的高低而有规律的变化。(2)在崩壁土体垂直剖面上,碎石角砾残积层的崩解速度最快,红土层最慢,崩解速度快慢表现为红土层<砂土层<碎屑层<碎石角砾残积层;初始含水量对红土层、砂土层的崩解速度影响较大,对碎屑层、碎石角砾残积层的影响较少。(3)影响崩壁土体崩解特性的理化因子众多。其中对崩解速度有显著正相关影响的理化因子按相关系数大小排序为砂粒含量、MgO、自然含水量、K_2O、CaO、交换性钠、pH、Na_2O、孔隙度、阳离子交换量;有显著负相关影响的理化因子按相关系数大小排序为粘粒、Fe_2O_3、Al_2O_3、TiO_2、SiO_2、粉粒、有机质、游离氧化铁、游离氧化铝;只有交换性钙、饱和含水量、土粒比重、土粒干密度这4个因子与崩解速度的相关性不显著。崩壁不同层次土体的理化性质的分异性是崩解产生显著差异的基础,而崩壁土体崩解速度的层次分异性是崩壁坍塌的重要因素之一。

晋牧1号在南方红壤区的产草量·营养价值及饲养效果研究

[目的]探索南方红壤区高丹草用做青饲料的可能性。[方法]研究了晋牧1号高丹草在南方红壤区的产草量、营养成分及各营养成分的表观消化率,并进行了山羊的饲养试验,研究晋牧1号的饲喂效果。[结果]晋牧1号高丹草的干草产量为21.02 t/hm^2,植株粗蛋白含量为12.2%,干物质消化率为84.5%。利用高丹草饲喂山羊,添加一定量的精料能显著提高其增重效果和经济效益,适宜的精料添加量占总干物质采食量的30%左右。[结论]晋牧1号高丹草作为青饲料饲喂山羊,其饲料品质及饲喂效果优于象草,应在南方红壤区大力推广种植。