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。

南方红壤区水土流失治理存在的问题与对策

由于南方红壤区水土流失问题已经严重影响区域的生态环境以及群众的日常生活,因此为解决该现象,以红壤区海南省的水土流失治理为例,概述南方红壤区水土流失的特点,分析研究其产生的因素,对症下药,提出针对性的水土流失治理措施,并进行相应的实践,验证保护性开发治理措施的效果。

南方红壤区农户耕地质量保护行为影响因素研究——基于邵阳市不同规模农户的调查

不同规模农户的积极行为响应是农村耕地尤其是脆弱型耕地质量保护长期可持续的重要保障。基于南方红壤区湖南省邵阳市的320份农户调查数据,通过构建二元Logistic模型实证分析不同规模农户耕地质量保护行为差异及影响因素。结果表明:规模农户比小农户实施更多的耕地质量保护行为;政府管制、绿色生产补偿、性别和社会网络是影响规模农户耕地质量保护行为的主要因素;政府管制和性别是影响小农户耕地质量保护行为的主要因素。因此建议大力培育规模农户,充分发挥规模农户的带动作用,同时对不同规模农户实施差异化的激励措施。

南方红壤区水电项目土壤流失量预测方法分析——以浙江省永嘉抽水蓄能电站为例

为比较类比分析法和《生产建设项目土壤流失量测算导则》(SL 773—2018)(以下简称《导则》)测算法土壤流失量预测结果的准确性,以浙江省永嘉抽水蓄能电站为例,分别采用类比分析法和《导则》测算法对工程土壤流失量进行预测,并对预测结果进行对比。结果表明,《导则》测算法得到的土壤流失量远小于类比分析法的;《导则》测算法虽不如类比分析法方便快捷,但可根据下垫面扰动形态、扰动程度及上方有无来水等多重因素区别考虑各计算单元的流失量,计算结果相对更加准确,更接近工程实际情况。同时,基于水电工程可行性研究报告的深度,建议水电工程水土流失分析与预测可在可研阶段根据《导则》开展。

基于EI的南方红壤区土壤侵蚀县域差异与趋势分析

提出了土壤侵蚀综合指数(EI值)的新算法,并利用多项式方程模型法确定剧烈侵蚀强度的侵蚀模数中值为18700tkm-2a-1,还确定了各侵蚀等级的权重分值。利用新方法计算了南方红壤区476个县级行政单位(包括市和区,简称县,下同)在1996年和2002年两个年度的土壤侵蚀综合指数,在GIS支持下,分析了EI值的时空变化。从时间上来看,南方红壤全区的EI值从1986年的3.81降低至2002年的3.02,呈递减趋势,说明该时间段红壤区土壤侵蚀面积和强度都在向好的方向发展。从1996年至2002年5年间,红壤区476个县中,EI值增加的有163个,EI值减少的有285个,EI值保持不变的有28个,分别占红壤区总县数的34.2%、59.9%和5.9%。EI值减少的区域,主要分布在江西、福建和浙江3省,而指数增加的区域,主要分布在广东和湖南,特别是广东省,EI值增加的区域面积较大,说明土壤侵蚀较为轻微的广东省,近年来土壤侵蚀有加重的趋势。

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。

南方红壤区崩岗侵蚀的特点与治理

在野外考察的基础上，对南方红壤区崩岗侵蚀的分布、成因、危害以及治理现状进行了介绍。南方红壤区6省共有崩岗20．13万个，崩岗沟壑区面积为11．14万hm^2，在过去的70～120年时间里，因崩岗侵蚀共产生92．9亿t泥沙，年均产沙量约6723．9万t，平均土壤侵蚀模数高达5．90万t/（km^2·a）。崩岗治理积累的“上截、中削、下堵、内外绿化”的经验，可以根据崩岗发育的不同阶段因地制宜地采用。建议国家把红壤区崩岗治理作为社会主义新农村建设的一项重要内容，启动崩岗治理专项工程，加大资金投入；各地根据自身情况边治理边研究，不断探索更为科学的治理途径；严格落实水土保持“三同时”制度，实施水土保持监督管理；采取多种形式，深入宣传水土保持法律法规，以增强全民的水土保持国策意识和生态环境保护意识。

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。

南方红壤区油茶林土壤肥力质量指标及评价

以南方红壤区板页岩、砂页岩、第四纪红土母质发育的油茶林土壤为对象,测定其28个土壤指标,通过主成分分析筛选油茶林土壤肥力质量评价指标,并进行土壤肥力质量评价,为油茶林养分管理和高效栽培提供依据。结果表明:1)研究区土壤有机质和中微量元素含量丰富,有效磷缺乏,平均为7.41mg·kg^(-1)。不同母岩发育的油茶林土壤性质差异显著,板页岩发育的油茶林土壤酶活性强,而第四纪红土发育的油茶林土壤养分缺乏,特别是全氮含量不足,平均仅为0.44g·kg^(-1)。2)土壤肥力质量评价的指标体系为黏粒、有机质、有效磷、速效钾、有效铁、有效硼、微生物生物量氮、磷酸酶和真菌。3)研究区土壤综合肥力指数(IFI)介于0.26~0.90之间,土壤肥力质量中等的占32.35%,中等以上占38.24%。不同母岩发育的油茶林土壤肥力质量表现为:板页岩(0.727)>砂页岩(0.587)>第四纪红土(0.418),因此在油茶栽培中应优先选择板页岩发育的土壤,而对第四纪红土发育的油茶林土壤应注重提高氮含量,3种母岩发育的油茶林土壤都应及时补充磷肥。

南方红壤区草被的水土保持功能研究进展

种草是水土保持植物措施的重要组成部分,在南方水土流失区生态恢复与重建中具不可替代的作用。根据前人的研究,阐述草被发生水土保持作用的主要部位,介绍现阶段草地、牧草套种(间作)、草篱的水土保持应用情况与成效,提出南方红壤区草的水土保持应用研究的若干思考:(1)广泛收集水土保持草本植物资源;(2)加强水土保持草种选育与评价体系构建;(3)开展严重侵蚀劣地草被建植关键技术攻关研究;(4)加快侵蚀果茶园水土流失治理与示范;(5)开展水土流失区草业发展关键技术研究。

南方红壤区潋水流域降雨侵蚀力时空特征

降雨侵蚀力(R)反映降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,是进行土壤侵蚀预测预报及科学布置水土保持措施的重要依据。本文以南方红壤区典型流域——赣江上游潋水流域2000—2016年4个雨量站的降雨资料为基础,采用月雨量模型计算降雨侵蚀力,并采用统计学方法及Arc GIS空间分析技术对其时空特征进行分析。结果表明:1)流域的多年平均R值为5 899.0 MJ·mm/(hm2·h·a),最大值为10 306.9 MJ·mm/(hm2·h·a)(2015年),最小值为2 387.1 MJ·mm/(hm2·h·a)(2003年),各站R值年际间变化无显著差异。2)研究期内流域各雨量站R值的统计值M均为正数,流域面临着不同程度的水土流失潜在危机。3)R值和降雨量年内变化趋势一致,均表现为单峰型,集中分布在3—8月,约占R值全年的80.92%;最大值出现在6月,约占全年R值的23.8%。4)各站点年均R值分布范围为1 904.12~10 841.48 MJ·mm/(hm2·h·a),空间上表现为从流域的东北部向西南部呈逐渐增加的趋势。潋水流域降雨侵蚀力的年内分布、年际变化特征与降雨量时空分布基本一致,时空特征除与降雨量分布密切相关外,还与降雨格局等因素有关。

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。

南方红壤区水土保持雨水集蓄模式研究

根据当前农业节水灌溉的需求和发展趋势,针对江西省的地形和土地利用特征,结合红壤水土流失区坡面整治的需要,设计并实施了高山集雨异地灌溉模式、低山丘陵集雨自灌+提灌模式和山塘清淤扩容、塘坝及岸坡整治的水土保持雨水集蓄工程。在该项目实施过程中,始终坚持从实际出发,做到了水土保持与雨水集蓄相结合,使两者合理配置、相互促进,为南方红壤区的水土流失治理和农业节水灌溉提供了新的思路,起到了一定的示范作用。

南方红壤区不同植被措施坡面的水土流失特征

植被是南方红壤区水土流失治理的主要措施,为了研究不同的植被措施对坡面产流产沙的影响,以及对坡面侵蚀的抑制效果,在福建省长汀县选择乔灌草、灌草、草本、农作物、乔灌、封山育林、经济林等各植被措施下的标准径流小区,通过观测各种植被措施坡面的产流产沙情况,分析比较各小区的水土流失特征。结果表明植被能较好地调控坡面地表径流和土壤侵蚀。不同植被措施下坡面产流产沙分异规律明显,相对裸地,盖度高的乔灌草、灌草、草本等措施的水土流失量最小,水土保持效果最为明显。在不同的降雨量条件下,不同植被措施的坡面水土流失情况也表现出显著的差异。因此,在未来南方红壤植被恢复与生态环境建设过程中,通过各种植被治理措施的逐步实施,对改善当地的生态环境和水土流失的防治具有重要的意义。

南方红壤区不同崩岗侵蚀治理模式及评价指标体系研究

崩岗侵蚀是我国南方一种危害严重的水土流失现象,具有数量多、分布广、发展迅速、侵蚀模数大等特点,对当地生态环境和耕地资源危害严重。截至目前,在崩岗治理的效益评价研究方面,由于崩岗所处地域及采用的治理技术和治理方式等方面存在差异,使得选取的指标体系具有一定的差异,因此对不同治理模式的崩岗也缺乏针对性的效益评价指标体系。针对生态防护型、产业经济型和修复完善型三种不同治理模式的崩岗,根据其治理模式的特点和评价的目的,分别从生态、经济和社会效益三个方面构建了三种不同侵蚀治理模式的效益评价指标体系,以期为南方红壤区崩岗侵蚀治理和当地生态环境改善及社会经济发展提供理论依据。

南方红壤区强降雨下不同农路水蚀过程及其防蚀效应

为防治农路水土流失,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种典型农路(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3.0mm/min强降雨条件下不同农路水蚀过程及其防蚀效应。结果表明:农路的路面被高强度压实,容重较大,比重也较大。农路路面水分入渗率经历了急剧减小后再稳定的过程,以泥结石路、裸露土路和植草土路表现尤为明显。农路产流后泥沙含量在较短时间内即达到峰值,随即迅速下降。与裸露土质路面相比,泥结石路、碎石道路和植草土路的减水效果并不明显,最大只有14.1%;但减沙效益明显,最低也可达40%左右。该研究结果为南方红壤区坡耕地农路基础设施配套建设和水土保持规划提供了科学参考。

南方红壤区皇竹草栽培管理技术

结合南方红壤区的土壤条件和气候特点,总结皇竹草在栽植及田间管理等方面的栽培技术。

南方红壤区植被结构类型与降雨模式对林下水土流失的影响

植被和降雨是水土流失的关键因素,探究二者对水土流失的影响对开展水土保持具有重要意义。该研究基于鹰潭红壤生态试验站5种植被结构类型的径流小区2016-2018年93次降雨、径流、泥沙观测资料以及各小区植被结构参数,利用自组织映射(self-organizing maps,SOM)方法,根据雨量、历时、60 min最大雨强、平均雨强、降雨集中性等特征指标划分降雨模式,研究了不同降雨模式和植被结构类型的水土流失特征,并采用冗余分析(RDA)定量研究降雨与植被对林下水土流失的影响。结果表明,SOM方法能客观识别红壤区4种典型侵蚀降雨模式,R_Ⅲ模式(短历时、大雨强、雨量集中)是造成水土流失的主要降雨模式,R_Ⅳ模式(多雨量、大雨强、长历时)最具侵蚀性破坏力;植被结构类型显著影响水土流失,水土保持功能从大到小依次为:灌草混交林、草地、低灌林、乔木林、高灌林。RDA分析表明,降雨模式与植被结构类型能够改变降雨、植被对水土流失的影响,随着降雨模式由弱到强转变,植被的水土保持功能逐渐减小,降雨影响增强,水土流失由植被主控演变为平衡控制、降雨主控;随着植被结构类型由近地表植被向灌木、乔木的变化,植被的调节能力减小,降雨影响增强。

南方红壤区生态系统服务权衡与协同关系演变对退耕还林的响应

我国南方红壤区具有丰富的水热资源和优越的社会区位条件,是重要的农业生产基地。由于长期高强度的农业开发,同时山地丘陵的坡度较大,降水集中且强度大,导致该区生态功能退化、环境问题突出,威胁粮食安全和生态安全。以南方红壤区为研究对象,利用估算区域植被净生产力(Carnegie Ames-Stanford Approach,CASA)模型、InVEST模型及修正通用土壤流失方程(RUSLE)定量评估了该区退耕还林前后植被净初级生产力(Net Primary Production,NPP)、农作物生产(Crop Production,CP)、土壤保持(Soil Conservation,SC)和产水(Water Yield,WY)四种生态系统服务;采用偏相关分析和空间自相关分析探讨了各项生态系统服务间权衡与协同关系的时空变化特征和集聚特征,揭示了退耕还林对南方红壤区的多种生态系统服务间相互关系的影响。结果表明:(1)退耕还林后,南方红壤区的NPP、CP、SC和WY总体增强,但部分区域呈现减弱趋势。其中,NPP在南部呈现减弱趋势,SC在东北部减弱,CP与WY均在东南沿海减弱;(2)退耕还林后,NPP与WY间由极显著协同关系(r=0.315,P=0.025)转变为显著权衡关系(r=-0.279,P=0.059):而SC与WY间由无显著相关转变为极显著权衡关系(r=-0.427,P=0.024);(3)退耕还林前后,南方红壤区的NPP、CP和SC的空间分布格局均未发生显著变化,而WY的空间分布发生较大变化;(4)四种生态系统服务间的权衡与协同关系空间异质性显著,CP-SC关系的Moran′s I指数最小(0.012),NPP-SC和NPP-WY关系的Moran′s I指数均大于0.7。研究结果有利于深入理解退耕还林对南方红壤区生态系统服务时空变化的影响,并为确定生态脆弱区的生态农林牧业的发展方向与面向可持续发展目标的生态系统服务优化调控提供科学依据。

南方红壤区水土流失治理成效的多尺度趋势分析

借助我国土壤侵蚀普查数据,利用土壤侵蚀综合指数(EI)进行各级侵蚀强度的综合量化,同时结合典型流域的实测数据和重点工程所在县的监测资料,从红壤全区、重点工程县和典型流域3个尺度进行水土流失治理成效评估。结果表明:1)近10年来南方红壤区土壤侵蚀面积呈减少趋势,共减少0. 5万km2,不同等级的侵蚀面积变化趋势各不相同,中度侵蚀面积明显减少,而轻度侵蚀面积显著增加。从省级变化趋势来看,江西、湖北等6省土壤侵蚀程度有所减轻,而广西、广东等4省区的土壤侵蚀状况有加重趋势。2)从177个重点工程县的EI来看,有112个县土壤侵蚀程度减轻,占63. 3%。其中,生态文明工程县EI平均值减幅最大,水土流失治理成效最显著,其次是国家重点治理区、科技示范园和清洁小流域所在县。从分布片区来看,赣南、湘中、皖西及浙闽沿海各县土壤侵蚀状况有不同程度的好转,而湘南、皖南山区和粤东沿海各县有局部加重趋势。3)从典型流域尺度来看,近几十年来江河流域径流量随时间的推移有轻微上升趋势,但输沙量显著下降,且随着小流域内植被覆盖率和农民人均纯收入的不断增加,其平均土壤侵蚀模数也呈下降趋势。本研究结果从不同尺度揭示了南方红壤区的水土流失治理成效,明确了区内不同类型工程的水土流失成效状况,对今后的水土保持布局有借鉴意义。