东北黑土区水土保持措施防治多营力侵蚀的作用与优化配置

东北黑土区土壤侵蚀威胁国家粮食安全,现有水土保持措施多针对单一营力侵蚀配置,但黑土区具有多营力复合侵蚀的特点。当前针对单一侵蚀营力布设的措施能否起到防治多营力复合侵蚀的作用,是亟需回答的问题。笔者通过整理文献资料,分析黑土坡耕地主要水保措施防治多营力复合侵蚀的作用,并以漫川漫岗区<5°坡耕地为例,根据不同营力侵蚀贡献率进行措施优化配置。结果表明:黑土坡耕地水保措施防治水蚀效果良好,林草植被及保护性耕作措施能起到防治风蚀的作用,等高垄作、保护性耕作、梯田、地埂植物带、植物缓冲带等兼具减弱冻融破坏、调控融雪径流,减小融雪侵蚀的作用。基于当前配置,建议1°~3°坡耕地在等高垄作基础上增加保护性耕作及植物缓冲带措施,3°~5°坡耕地在等高垄作、地埂植物带基础上增加保护性耕作措施。黑土坡耕地水土保持措施虽具备防治多营力复合侵蚀的能力,但在措施配置时应考虑多营力侵蚀贡献率。

耕作侵蚀研究述评

耕作位移和耕作侵蚀主要是在重力作用下,由耕作工具触发的土壤侵蚀;是造成坡耕地土壤重新分布和坡耕地土壤侵蚀的重要过程之一;对坡面地形演化、土壤性质改变、土壤养分流失与重新分布、土地生产力降低、土壤碳储存变化等都有重要影响。在以往研究的基础上,总结耕作侵蚀的基本过程和机制、研究方法、影响因素和侵蚀速率的研究进展,讨论目前研究中的不足与未来可能的研究方向。不同于风蚀和水蚀,耕作侵蚀发生的动力条件是人为影响,而非自然发生的降水或风力;因而,其侵蚀过程和机制、研究方法、影响因素、侵蚀速率分布等均不同于风蚀和水蚀。耕作侵蚀主要受人为和自然因素的影响,人为因素驱动耕作侵蚀发生,坡面是耕作侵蚀的地形基础。人为因素主要有耕作工具特性、耕作方向、速度和深度等;自然因素主要包括坡面的形状和尺寸、地形、坡度和土壤性质等。强烈的耕作侵蚀主要发生在坡面上部和坡面曲率剧烈变化的部位。耕作侵蚀研究主要通过基于示踪技术的实测方法,结合模型预测开展。由于耕作侵蚀、风蚀和水蚀的研究方法各成体系,通用方法较少,因而,多营力侵蚀研究难度巨大。以137Cs为代表的核素在研究水蚀、风蚀和耕作侵蚀中均表现出独特的优势,为区分多营力侵蚀中各种侵蚀的速率和贡献提供了新的可能。