干湿两季等高绿篱红壤浅沟坡面土壤水分空间变化

以红壤丘岗区等高绿篱浅沟坡面为研究对象,比较干湿两季有无绿篱浅沟坡面土壤水分的空间分布,并对试验小区的径流量以及土壤侵蚀量进行对比。结果表明:在旱季,小区土壤含水率变化随着土层加深均呈现增长的趋势;在雨季,无绿篱小区土壤含水率随着土层加深呈现增长的趋势,而绿篱小区土壤含水率表现为30cm土层>45cm土层>15cm土层;绿篱小区的土壤水分变异系数随着土层加深呈降低趋势,相同土层干湿两季绿篱小区土壤水分变异系数均大于无绿篱小区土壤水分变异系数。在干湿两季,坡中位置绿篱小区土壤含水率始终大于无绿篱小区土壤含水率,坡上和坡下位置上绿篱小区土壤含水率小于无绿篱小区土壤含水率,种植等高绿篱的坡面保水保土效果明显,使植物在干湿两季能充分利用浅沟坡面水分,对缓解季节性干旱、保持水土起到显著作用。

等高绿篱模式下红壤丘岗区浅沟坡面土壤水分时空分布

等高绿篱技术被认为是防治浅沟侵蚀的一种有效措施,然而,绿篱拦挡下浅沟坡面土壤水分的变化特征还不是很清楚。利用定位观测数据,探讨了绿篱拦挡下浅沟坡面土壤水分的时空变化。结果表明:在浅沟存在的坡面上,等高种植香根草显著影响了土壤水分时空分布特征。0-45cm土层土壤含水量垂直变化,香根草小区和裸地小区在雨季均呈逐渐减小趋势,在旱季呈逐渐增大趋势,且香根草小区各层土壤水分变异程度大于裸地;浅沟坡面土壤水分从坡顶向下,香根草小区变化总趋势是先减小后增大或持平,裸地小区呈先增大后减小再增大趋势;香根草种植增大了土壤水分沿坡面横向的变异度,但纵向坡位的影响仍较横向明显。

等高绿篱技术保水抗旱效益研究

季节性干旱与水土流失并存是目前三峡库区面临的重要生态问题之一，严重影响了库区社会经济的可持续发展。等高绿篱技术是目前国内外广泛采用的一种十分有效的坡耕地植被恢复和水土保育技术，被认为是三峡库区农业生态系统持续发展的有效途径之一。选择新银合欢、黄荆和马桑3种绿篱，探讨其水土保育功效及抗旱效益。结果显示，等高绿篱具有显著的拦沙淤土效益，10年左右的时间，土坎高度增至近80cm，减缓坡度20。左右。与对照相比，栽种绿篱后，土壤有机质增加52％～65％，土壤容重减小14％～17％，尤其是非毛管孔隙增幅达135％～216％，等高绿篱模式下土壤保肥增肥效益显著，土壤结构改善明显。在旱季绿篱处理下地表土壤含水量高于对照达12．3％，蓄水保墒能力大大增强。按等高绿篱模式增加有效土层60cm计算，新银合欢、黄荆和马桑3个处理增加土壤水总库容分别为271、257和247mm，有力增强了土壤的抗旱性能。在绿篱—桔园系统下柑桔座果率比对照增加1．2％，其平均单产比对照高15％。

三峡库区等高绿篱技术对土壤物理性质的影响

等高绿篱是目前国内外广泛采用的一种十分有效的坡耕地植被恢复和水土保育技术,被认为是三峡库区农业生态系统持续发展的有效途径之一。以等高绿篱(新银合欢和黄荆)篱前淤积土为研究对象,评估等高绿篱—坡地农业复合种植模式下不同土层深度、不同距篱(坎)距的土壤水分及物理性质变化特征。结果显示:绿篱处理的土壤非毛管孔隙度、饱和入渗率、饱和含水量和自然含水量均高于石坎梯田处理,而土壤密度和田间持水量均小于石坎梯田处理,尤其在表层和第2层,其差异更明显,等高绿篱保育土壤效益显著;同一土层,随距篱(坎)距延长,绿篱处理的土壤密度、自然含水量逐渐增大,土壤非毛管孔隙度、饱和入渗率和饱和含水量逐渐减小,而石坎梯田处理的变化不明显;随土层加深,各处理的土壤密度、自然含水量均相应逐渐增大,土壤非毛管孔隙度、饱和入渗率和饱和含水量均相应逐渐减小,且处理之间差异也逐渐缩小;距篱(坎)远近间接反映了绿篱处理对土壤水分及物理性质的影响程度,距篱越近,影响越大;新银合欢处理与黄荆处理之间相比,效应相当。

等高绿篱系统土壤水分入渗特性研究

以等高绿篱(新银合欢和黄荆)前淤积土与石坎梯田为研究对象,探讨等高绿篱系统与石坎梯田不同土层深度、不同距篱/坎的土壤水分入渗特性及其影响因素,并对其土壤水分入渗过程进行模型拟合。结果显示,同一土层,随距篱坎变长,各处理土壤入渗性能坎依次减弱,不同距篱绿篱处理土壤入渗性能存在较大差异,而不同距坎石坎梯田处理土壤入渗性能差异相对不明显,随土层加深,绿篱处理土壤入渗性能相应依次减弱,而石坎梯田处理土壤入渗性能急剧减弱;表层(0-0.15 m)土壤平均入渗性能,石坎梯田处理优于绿篱处理,对于二层(0.15-0.30 m)土壤平均入渗性能,绿篱处理转而优于石坎梯田处理,三层(0.30-0.45 m)土壤,各处理土壤入渗性能基本相当;黄荆处理土壤入渗性能存在明显的空间变化规律,主要通过水平和垂直两个方向来体现,其中水平方向,距篱远近间接反映了黄荆对土壤入渗性能的影响程度,距篱越近,影响越大;土壤容重、砂粘比与有机质对土壤入渗性能均有显著影响,而初始含水量仅对初始入渗率有显著影响,其中砂粘比对初始入渗率、前30 min入渗量影响最大,容重对稳定入渗率影响最大;Green-Ampt模型和Philip模型更适合本研究土壤水分入渗过程描述与模拟,且具有较高的准确性。

等高绿篱——坡地农业复合系统土壤性质空间变异

土壤性质空间变异是一种普遍现象,但等高绿篱——坡地农业复合系统中土壤性质空间变异的研究较少。本文以设置在三峡库区王家桥小流域的香根草(Vetiveria zizanioides)绿篱试验小区为研究对象,从径流小区尺度探讨了不同措施对土壤性质空间变异的影响。结果表明,绿篱种植可降低0.2～0.002 mm粒级团聚体的空间变异,绿篱+有机肥与绿篱+无机肥措施可降低<0.002 mm粒级团聚体的空间变异,绿篱+覆盖措施能降低0.2～0.002 mm粒级团聚体的空间变异。绿篱种植可降低土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷养分空间变异。施肥措施对系统内土壤养分空间变异影响不同,绿篱+有机肥措施增大了全磷、速效磷的空间变异,绿篱+无机肥措施增大了速效钾的空间变异。

等高绿篱坡地农业复合系统土壤N_2O排放特征

N2O是一种重要的温室气体,具有很强的温室效应。当前全球变化条件下,人类活动和农业生产行为产生的N2O排放增加是当前倍受关注的问题。本研究于2008年11月—2009年10月,利用静态箱气相色谱技术对亚热带地区紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)绿篱枝叶还田条件下冬小麦夏玉米轮作田土壤N2O排放通量进行原位监测,观测紫穗槐枝叶移出(AR)、翻施(AI)、表施(AC)及作物单作(CK)4种处理下整个生长季土壤N2O的排放量,对等高绿篱坡地农业复合生态系统土壤N2O排放通量变化及其影响机制进行研究。结果表明,整个冬小麦夏玉米轮作期,4个处理土壤N2O排放通量呈现出相似的季节变化特征,AR、AI、AC、CK处理全生长季的排放总量为127.62 mg.m 2、209.66 mg.m 2、208.73 mg.m 2、77.52 mg.m 2。作物不同生育阶段N2O日均排放通量在冬小麦季表现为:开花—成熟期>拔节—开花期>出苗—拔节期;在夏玉米季表现为:拔节—抽雄期>播种—拔节期>抽雄—成熟期。本试验综合评估了等高绿篱坡地农业复合生态系统土壤N2O排放通量变化及其影响机制。研究显示,土壤N2O排放通量在冬小麦季与土壤温度相关性显著,在夏玉米季与土壤水分相关性显著。在复合生态系统中紫穗槐复合种植及枝叶还田显著促进土壤N2O排放,翻施处理产生的N2O量大于表施处理。

香根草等高绿篱在大别山南麓黄棕壤坡耕地水土保持应用的研究

2010年实验结果表明:大别山南麓黄棕壤坡地采用种植行距为2m的香根草等高绿篱水土保持措施,可使地表径流量和土壤侵蚀量分别减少46.7%、75.8%以上;可使临界侵蚀量增加50.6%;可使土壤分散率降低28.1%;可使水稳性团聚体增加27.6%。说明香根草等高绿篱能有效地防治大别山南麓黄棕壤坡地水土流失。

等高绿篱-坡地农业复合系统土壤CO_2排放特征

基于2008年12月初至翌年6月初绿篱-冬小麦复合系统土壤CO2全生长季的观测,研究了绿篱复合种植及其枝叶不同还田（移出/AR、翻施/AI和表施/AC）方式下土壤CO2的排放特征。结果表明,整个冬小麦生长期间,各处理土壤CO2排放具有相似的季节变化趋势,小麦生长旺盛期明显高于越冬期和成熟期。绿篱复合种植及其枝叶还田显著影响土壤CO2排放,与作物单作（CK）处理相比,AR处理土壤CO2平均排放通量降低了9.07%,而AI和AC处理分别增加了35.70%和8.42%。土壤温度、作物生长及土壤微生物生物量碳是影响土壤CO2排放的主要因素。土壤CO2排放通量与土壤温度呈显著或极显著指数正相关,其中与10 cm处土壤温度的相关性最高;同时,土壤CO2排放与0~5 cm土层微生物生物量碳含量及小麦地下生物量均呈显著线性相关;土壤水分对土壤CO2排放的影响居于次要地位。

浅沟坡面红壤水分季节变化特征及其影响因子

在2007年5月到2008年1月期间,供试土壤为红壤及坡面坡度为15°条件下,利用定位观测数据,探讨了天然降雨条件下浅沟侵蚀小区土壤水分季节变化特征,分析了降雨、土壤质地、等高绿篱、浅沟地形等四个因素对土壤水分动态变化的影响。结果表明,小区坡面0-45 cm土层平均土壤水分含量季节变化规律基本与降水变化一致,降水是影响浅沟坡面土壤水分变化的主要原因;绿篱对浅沟坡面土壤水分的影响因存在季节性的差异,雨季等高绿篱措施对提高浅沟坡面0-45 cm土层含水量作用显著,旱季则相反;土壤质地和浅沟微地形也是影响土壤水分变化的重要因素,但其影响都不如降雨和绿篱的影响显著,种植绿篱有利于保持坡面水分。