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水土保持學報范文1
英文名稱:Science of Soil and Water Conservation
主管單位:中國科協
主辦單位:中國水土保持學會
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1672-3007
國內刊號:11-4988/S
郵發代號:82-710
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:2003
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水土保持學報范文2
關鍵詞:土壤侵蝕;水土保持;研究
土壤是我國在發展過程中十分重要的環境因素,我國在發展林業、農業、牧業等行業的過程中都是以土壤為基礎,土壤的整體質量直接關系到這些行業發展的質量,甚至會直接影響到人們的生存。近年來,城市化的不斷推進、自然災害的影響、土地經營過程中的不當、化學肥料的大量使用都會對我姑的土地和土壤造成嚴重的影響。近年來,水土流失已經成為土壤侵蝕一種十分常見的方式,水土流失會對我國土壤的安全和水土保持工作造成嚴重的影響,同時也會對我國基礎行業的發展造成嚴重影響。由此可見,對土壤侵蝕和水土保持工作進行研究對我國整體經濟社會的發展有著十分重要的價值和意義。
1 土壤侵蝕與水土保持研究的各方面需要
1.1 土壤侵蝕與水土保持研究的社會需要
土壤侵蝕和水土流失是我國乃至全世界共同面臨的環境問題,每年在人為因素和自然因素的影響下都會造成大量的水土流失,這會對我國經濟社會的可持續發展造成十分嚴重的影響。土壤侵蝕和水土流失會造成以下三個方面的后果,分別是:造成土壤肥力降低,造成土壤退化,不在能夠適應農作物和林木的生長,會嚴重影響到當地第一產業的發展;土壤侵蝕和水土流失會造成下流河道的堵塞,會危害到下游人們的安全,同時不利于河流下游生態環境的保護與發展;土壤侵蝕會嚴重影響到土壤自身的含碳量,會對大氣環境產生潛在的影響。因此土壤侵蝕和水土保持研究對我國社會的發展顯得十分必要。
1.2 土壤侵蝕與水土保持研究的自身需要
目前在我國開展土壤侵蝕和水土保持工作的過程中,主要開展的研究工作是針對于土壤侵蝕和水土保持過程,以及過程中包含的環境因素和作用因素。在對土壤侵蝕情況進行研究的過程中主要,開展研究工作的方面有侵蝕地貌侵蝕土壤發生的變化。大氣中的水汽空氣含量。同時對我國的整體植被發展情況區域生態平衡等開展研究工作,在對水土保持工作開展研究的過程中,主要是對,河流湖泊,以及近海區域的,水土保持情況開展研究工作,同時在進行研究的過程中對于山地丘陵平原之間,土壤和能源的轉換以及草原地區,活動與風沙的關系等進行研究。水土保持工作是我國目前在開展,環境因素及相關研究過程中較為廣泛的研究內容,目前也取得了一定的成就。目前國際上在對土壤侵蝕和水土保持工作進行研究的過程中,主要研究的內容包括地中海地區的荒漠化以及土地征用情況。目前在開展研究工作的過程中,可以看出,水土保持工程和涂料侵蝕研究工作,對于人類活動與地理環境之間的關系以及更好地利用自然環境,促進經濟社會的可持續發展都有著十分重要的意義。因此對土壤侵蝕和水土保持工作進行研究對于我國的發展有著深遠的意義。
1.3 土壤侵蝕與水土保持研究的其他需要
我國整體的土地面積非常大,但是,在進行人均耕地面積計算的過程中,我國的人均耕地面積僅僅是世界人均耕地面積的1/3左右。因此我國在開展,農作物種植和水土保持工作的過程中,有著很多的壓力。在我國開展生態安全保護和食品安全保護工作,以及推進我國蛋,經濟社會可持續發展比世界的其他國家,擁有更高的難度。因此在進行水土侵蝕與水土保持工作練就的過程中應當依據我國目前的實際情況。針對于我國水土流失的實際,制定相應的對策和戰略。要能夠通過相應的研究工作,提出相應的策略要能夠達到改善生態環境保證我國生態和糧食安全的目的,最終實現我國經濟社會的可持續發展。
2 土壤侵蝕與水土保持研究的問題與解決
2.1 學科定位的明確
我國目前在對土壤侵蝕和水土保持工作進行研究的過程中。將整體的學科定位,確定為交叉學科在進行研究的過程中借鑒了大量其他,學科的內容,如自然地理學、土壤學、水文研究學等方法和手段。我國目前在對土壤侵蝕進行研究的過程中發現土壤侵蝕不減,會受到水文條件的影響同時還會受到氣象條件生物條件,以及地形地貌條件等的影響,最重要的是土壤本身也會,造成自身的水土侵蝕情況。同時在進行研究的過程中,由于我國的整體土地面積較大,在開展研究工作的過程中需要,調查大量的樣本,在進行研究的過程中只有對土壤侵蝕的規律進行認識,才能夠更好地制定出相應的水土保持措施,但是由于我國整體面積較大,因此在開展深入研究工作的過程中具有一定的難度。在我國開展項目研究工作的過程中,由于土壤侵蝕的影響因素,非常多同時在區域分布上,十分廣泛因此整機研究的難度較大,因此在進行研究的過程中,如何建立土壤侵蝕與水土保持研究的科學方法和相應體系,是目前研究過程中十分重要的任務。
2.2 監測數據的共享
在對土壤侵蝕和水土保持工作進行研究的過程中要想達到更好的研究效果應當對我國,土壤侵蝕以及水土保持的情況進行全面的研究和監測工作我國對土壤侵蝕的監測工作是重,20世紀50年代開始的,到目前為止已經在五,全國各地設立了相應的監測網點,能夠通過實時的監測,對我國的整體水土保持情況,進行全面的了解。但是目前在開展研究工作的過程中,仍然存在著很多不足。這主要是因為我國目前對于水土保持工作的投入力度較少,缺乏對于,監測工作的統一組織與規劃,同時在進行檢測的過程中不同的地域所采用的檢測方法不同,無法將監測的成果進行統計。因此只有,進一步提升監測技術才能夠更好地為水土保持和水土侵蝕研究工作提供借鑒和幫助。
2.3 研究思路的拓展
在對土壤侵蝕和水土保持工作進行研究的過程中應當拓展整體的,研究思路,在開展研究工作的過程中不能夠僅僅對水土侵蝕和水土保持工作,自身發展的規律進行研究,應當在進行研究的過程中對于,其多方面的影響因素和相應的生態系統,進行研究工作,我國目前在進行研究的過程中仍然套用了相鄰或相近學科的理論和體系并沒有形成自身的研究體系和學科體系,這就嚴重制約了該學科的深入發展,無法提升研究的準確性和精度。因此在開展研究工作的過程中應當使用自動化程度較高的監測設備,全面地收集水土保持和土壤侵蝕整體過程中的相應資料,為研究工作的開展提供重要的數據支持。
3 結束語
綜上所述,土壤是我整體環境中的重要組成因素,但是近年來在人為因素和自然因素的影響下,我國土壤遭到了嚴重的侵蝕。土壤的侵蝕對于我國整體的發展造成了嚴重的影響,不利于我國經濟社會的可持續發展,同時也給我國的水土保持工作帶來了很大的壓力。因此,近年來,我國十分重視對水土保持和土壤侵蝕的研究工作,通過相應的研究發現,要想提升我國土壤的整體質量就要在開展土壤保持工作的過程中明確土壤侵蝕和保持學科的定位、拓展土壤整體的研究思路、同時要對土壤的相關數據進行實時的監測和研究,要根據土壤的整體發展情況來制定相應的方案,只有這樣才能夠達到更好的水土保持效果。
參考文獻
水土保持學報范文3
近年來,隨著甘肅省國家生態安全屏障綜合試驗區的建設,甘肅省對該專業人才的社會需求量逐漸增長,進一步促使甘肅農業大學對該專業的教學投入不斷增加。2006年在水土保持及荒漠化防治專業開設了水土保持及荒漠化監測專業選修課,2013年調整為專業必修課。為了提高水土保持與荒漠化防治專業學生的水土保持監測能力,筆者針對學校的實際情況,對水土保持與荒漠化監測課程教學改革進行了探討。
一、水土保持與荒漠化監測課程的地位及重要性
水土保持和荒漠化監測是一門綜合性很強的應用課程。在水土保持與荒漠化防治專業的課程體系中,它被安排在氣象學、土壤學、生態學、樹木學、水文學及地質地貌等課程之后,學生綜合所學知識直接服務于現代水土保持和林業建設,具有鮮明的生產實踐意義。
國家林業局自1994年以來組織開展了4次全國荒漠化監測。2013年度全國水土流失動態監測與公告項目全面啟動,這些國家監測項目的實施需要一定數量的具有專業監測能力的高素質人才隊伍,所以與水土流失和荒漠化監測相關的課程在水土保持與荒漠化防治專業中的地位不斷得到提升。
目前,我國已經在很多水土流失地區開展了多年的水土保持治理,并取得了一定的成效,但治理措施的成效如何,則需要通過水土保持監測才能確定。如果沒有高質量的水土流失監測管理,那么就會出現比霧霾更為嚴重的環境災害,所以水土保持和荒漠化監測在水土保持與荒漠化防治,特別是開發建設中的水土流失防治中的重要性更加突出,相應的水土保持和荒漠化監測課程在水土保持與荒漠化防治專業核心知識領域的地位越來越受到重視。如西北農林科技大學率先在國內為水土保持及荒漠化防治專業開設了水土流失及荒漠化監測與評價專業課,并在2006、2008年對該課程進行了2次教學大綱的修訂。
二、水土保持與荒漠化監測課程教學面臨的問題
(一)教材內容無法滿足實際教學的需要目前水土保持與荒漠化監測課程使用的教材有西北農林科技大學主編的全國高等教育十五國家級規劃教材《水土流失及荒漠化監測與評價》,水利部水土保持監測中心主編的《水土保持監測理論與方法》,李智廣主編的《開發項目水土保持監測》等。
而以上教材的涉及面和側重點各有不同。《水土流失及荒漠化監測與評價》主要側重基礎理論知識、監測方法和評價預測,缺少具體的可操作性的監測方法;《水土保持監測理論與方法》內容較廣,既涉及了水土保持理論與實踐,也涉及了傳統、成熟的監測方法和最新的監測方法,作為監測技術人員使用的工具書較好,但作為高校教材,其內容繁瑣;《開發項目水土保持監測》主要涉及了開發建設項目,而對宏觀設計涉及較少,所以也不能完全作為高校教材使用。由此可見,適用于水土保持與荒漠化防治專業的水土保持與荒漠化監測課程教材相對較少,教材內容無法滿足實際的需要。
(二)單一的教學方式影響了教學效果水土保持與荒漠化監測課程通常采用滿堂灌的教學方法,在授課過程中,教師只講述課程內容,缺乏與學生的交流。這種傳統的板書講授方法,缺少對野外監測實踐的分析。每節課超負荷的信息量使學生來不及理解消化,更不可能對眾多的基本監測理論、監測方法及實際應用方法吃透和掌握。教學方式的單一使課堂教學枯燥乏味,學生只能被動聽課,學習效果差。雖然多媒體的引入使課堂教學中監測實踐分析變得容易,彌補了傳統教學無法達到的效果,但是多媒體教學缺少互動環節,使學生思維變得遲鈍,無法成為教學的主體,從而失去學習的興趣。所以要提高水土保持與荒漠化監測課程的教學效果,必須對教學方式和手段進行必要的改進。
(三)實踐教學學時有限甘肅農業大學現行的教學計劃中,水土保持與荒漠化監測課程的學時較少,僅有40學時,其中包括10學時的實驗課。而水土保持與荒漠化監測課程的教學內容龐雜、概念繁多,尤其需要野外觀測及室內測定的實驗內容較多,但由于受實習經費和教學時間的限制,學生只能在室內做一些簡單的土壤性質分析實驗,而對野外觀測只能在綜合實習中出去考察一些科研院所的監測,且只能走馬觀花,對具體的方法了解較少。同時,由于缺少實習基地,學生們所見到的監測儀器和設施少之又少,影響了學生對各種水土保持監測措施的感性認識和教學效果。
(四)課程考核方式不合理目前,水土保持與荒漠化監測課程考核方式仍以閉卷書面考試為主,學生只要在考試前死記硬背一下就可以應付。然而,水土保持與荒漠化監測課程授課目的不是為了讓學生背誦一些概念和理論,而是要讓學生能夠利用所學知識對水土流失和荒漠化狀況及治理措施的效益進行實時監測,以了解水土流失的治理成效并做出相應評價。例如考核學生對徑流小區監測的掌握狀況,書面考核只要學生背出小區定義和指標即可,而對于學生在實際徑流小區監測的動手能力卻很難考察。因此,如何減少書面考試帶來的弊端,真正激勵學生為熟練地運用知識而學習,而不是為考試而學習,是水土保持與荒漠化監測課程教學改革需要考慮的重要問題。
三、水土保持與荒漠化監測課程教學改革的措施
(一)優化教學內容,滿足水土保持監測實際工作的需要
1.課程教學突出重點內容針對水土保持與荒漠化監測課程學時少、內容多,尤其是實踐內容更多的情況,應把握課程的重點,合理選取、整合教材內容在水土保持與荒漠化監測課程的授課過程中,筆者在考慮課程自身系統完整性的基礎上,挑選出一些重點內容在課堂上著重講解,如徑流小區監測、小流域控制站監測、水土保持效益監測、風力侵蝕監測及開發建設項目水土保持監測等。同時,對這些重點內容不但在理論課上講,而且在實驗課時也要重點講解,以加深學生的記憶。這樣不僅有助于學生理解重點內容,而且有助于學生的記憶和實踐,激發學生學習的興趣。對于水土保持監測的相關術語,只著重介紹學生以前課程沒有接觸過的新內容,而對其他課程已經講過的內容,只是簡單的提示,避免與其他課程內容重復。
2.補充學科發展的前沿內容隨著現代科學技術的發展,水土保持與荒漠化監測的新技術、新方法、新成果層出不窮。因此水土保持與荒漠化監測課程既要加強原有的、成熟的原型監測技術和方法的教學,夯實基礎知識和理論,又要緊跟學科發展的前沿,及時補充新的監測方法和知識,介紹學科發展的最新動向。因此,筆者參考近年來發表在國內外權威期刊上關于水保持監測方面的文章,將甘肅省水保局進行水保監測培訓的資料作為教學內容的補充,讓學生了解目前水保監測做了哪些工作,出現了什么樣的新技術,以拓寬學生的知識面。實驗課教學是課堂教學的重要組成部分,是整個教學過程中的重要環節,對提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神和實踐能力有著不可替代的作用。因此,在實驗內容方面,筆者盡可能減少其他課程已經做過的實驗,將降水徑流沖刷侵蝕溝量測、風蝕量監測、不同降雨強度(人工降雨儀控制)的徑流小區監測及遙感在野外水土保持調查監測中的應用定為主要實驗內容。結合生產實踐編寫監測規劃、監測實施細則和監測報告,要求學生撰寫不同水土保持措施效益監測的計算方法及土壤理化性質方面的監測方法,以增強學生的綜合應用能力,
(二)改革教學手段和方法,提升課堂教學效果
1.誘導式教學法在理論教學的第一堂課上,教師應向學生介紹當今國家和社會對水土保持專業的重視,逐步引入本課程當前發展的現狀,向學生介紹從事本專業的優秀人才及成果,從而誘發學生為美好前途而發奮學習的雄心壯志。首先,從國家政策入手,向學生講明水土保持監測既是國家生態建設的重要依據,又是國家評價所實施生態工程的理論基礎。通過監測掌握水土流失動態,認識水土流失規律,評價水土保持和生態工程的防治成效,建立土壤侵蝕模型,預報土壤流失量。以甘肅省案例來說明水土保持監測的重要性,如舟曲泥石流的發生,就是由于缺少水土保持監測方面的資料,導致舟曲人民損失慘重。生活中的實例最能誘發學生的學習興趣,要讓學生明白水土保持監測的目的就是為防治水土流失,保護、改良、合理利用山丘區和風沙區水土資源,建立良好的生態環境,為實現山川秀美的生態夢而服務。
2.多媒體互動教學法水土保持與荒漠化監測是一門研究性和綜合性很強的應用性課程,具有鮮明的生產實踐性,且隨著科學技術和生產實踐的發展,監測的基本理論知識和監測方法不斷更新,這對該課程教學提出了更高的要求。筆者在授課過程,采用多媒體技術和傳統授課方式相結合的方法進行教學。利用掛圖、視頻、實景圖片和案例結合的教學手段,使學生在較短的時間內接收較大的信息量,使抽象的內容形象化、具體化,收到了良好的效果。在氣象要素監測的教學中,筆者通過多媒體圖片展示目前常用的氣候和水文觀測方法、觀測儀器、數據處理方法等,重點講解氣候和水文要素的觀測步驟和觀測過程中需要注意的事項,分析各種觀測方法的優缺點以及各種觀測儀器的適用范圍。同時,要求學生在課余時間了解校園內的各種氣候和水文觀測設施,并做成PPT,在下節課講解,培養學生的動手能力。每節課結束時,安排4~5個學生在課后搜集一些水土保持監測的新進展和新方法,也可以選取自己家鄉的某個小范圍為監測區域,介紹如何用所學的知識對當地水土流失進行監測,并做成PPT在課上展示給大家,讓同學們提出意見和看法,調動學生主動參與課堂教學的積極性,達到培養和提高學生綜合素質的目的。
(三)加強實踐教學基地的建設,培養學生的實際動手能力2010年,學校和學院投資50余萬元,建成了土壤分析實驗室,學生可以從監測土壤理化性質中了解水土保持措施的效果。水保系老師結合各自課程需要,安裝了水土流失徑流監測固定小區、移動式微型徑流小區,人工模擬降雨系統、GIS圖像處理實驗室等監測實驗設施,購置了侵蝕因子監測儀器設備,包括自動氣象站、降雨、蒸發、風速、溫濕度等監測儀器,購買了風蝕監測的風蝕自動監測儀,基本滿足了校內實驗教學的需要。同時,學校還建立了騰格里沙漠南緣馬路灘林場和定西安家溝流域水土保持野外教學基地,開展綜合實習。學院目前正在積極和甘肅省治沙所協調,準備建立風蝕監測野外實習基地。在課程教學過程中,筆者還利用周末休息時間帶學生去甘肅省黃河水土保持生態工程西果園示范區進行考察,了解常規監測、調查監測及生態效益監測的方法及實驗設施。同時,部分學生通過參與老師的科研項目,了解了水土保持與荒漠化常規監測和航空、遙感監測技術。
(四)制定科學的考核標準,綜合評定學生的課程成績以往水土保持與荒漠化監測考核方式多以最終一次的考核成績為準,不能客觀反映學生的水平。為了全面、準確、客觀地考察學生學習水土保持與荒漠化監測課程的效果,應優化考核標準,重點考察學生對理論知識的運用能力,并以平時的學習表現及參與課堂教學的積極性等為參考。以此為標準,確定了水土保持與荒漠化監測課程的考核比例:平時成績占15%,實習實驗成績占20%,監測報告占5%,期末考試成績占60%,這種考核標準綜合考察了學生學習該課程的全程表現,較客觀地反映了學生對課程理論知識、實踐能力的掌握程度,有效地調動了學生學習的積極性。在考試制度方面,課程實行了考卷責任制度,由任課教師出題(按照教學大綱命題,實行 A、B卷制度),系主任檢查簽字,主管教學領導批準。考試由學校教務處考試辦公室統一組織,監考人員由學院教學工作人員安排在職教師監考,同時教務處和學院派教師巡考。這樣的考核方式杜絕了學生平時不學習,考試作弊的現象,體現了客觀、公平的原則,使學生端正了學習態度。
四、水土保持與荒漠化監測課程教學改革的成效通過對水土保持與荒漠化防治專業水土保持與荒漠化監測課程的改革,形成了一套較為完整的課程內容體系和教學方法,學生對該課程的學習興趣也得到了極大提高。
水土保持學報范文4
關鍵詞 水土保持措施;土壤含水率;變化特征
中圖分類號 S157.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)04-0250-02
土壤水分不僅是農作物生長的主要影響因子,而且對土地生產力起到決定性的作用。土壤含水率是由土壤顆粒成分和土壤孔隙間距共同決定的,一般結構差的砂質土壤孔隙間距較大,隨熱能的影響土壤水分移動較快,不利于土壤水分的保存,而結構較好的黏性土壤相對緊實,降低了土壤間隙的透水性和通氣效果,研究坡面土壤含水率可以更深層次地了解水土保持措施的作用效果,并根據得出的規律對坡面進行調整和改良[1-3]。土壤含水率是土層內部養分含量和鹽分含量的重要參數,較高的土壤含水率可以增加土壤的有機成分,促進農業生產[4-5]。土壤水分運移的變化具有隨機性,目前來看,所有水土保持措施都能在不同程度上提高土壤的含水率,深入了解不同水土保持措施含水率的變化規律并選擇適當的水土保持措施來提高坡面土壤水分的含量對增加土地生產力和作物產量有著重要的意義[6]。
長期以來,人們多注重縱向水土保持措施土壤水分效應的比較,而對橫向水土保持措施土壤水分效應的研究較少,對于有關單項水土保持措施土壤水分的影響分析較多,而對于多項水土保持措施土壤水分影響的研究較少[7-8]。該文擬在已有的試驗基礎上,分析遼西地區土石質山地不同水土保持措施與土壤含水率的相互關系,為土石質山區水土保持措施土壤水分的合理布局與配置提供相關科學依據。
1 試驗方法
對遼寧省凌海市坡面徑流觀測場地布設8種不同水土保持措施,對7月2日、15日、8月12日雨后的第1、2、3天分別進行不同水土保持措施含水率的測定,并根據公式計算出這3次降雨量后坡上、坡中、坡下的含水率,通過對比發現不同沿程坡位、不同水土保持措施、不同降雨程度和降雨后不同天數的土壤含水率各不相同。對不同降雨類型后3 d的坡面沿程含水率進行差異對比,分別是7月2日強降雨后的土壤含水率,7月15日中等降雨后的土壤含水率和8月12日前期含水率較低的小型降雨后的土壤含水率,觀察不同水土保持措施土壤水分變化規律并進行對比分析。
2 結果與分析
由圖1可以看出,不同降雨量和降雨強度下不同水土保持措施的土壤水分變化的差值各不相同。7月2日暴雨結束后對照坡土壤水分變化的差值最大,自然修復坡和普通梯田次之,水平槽土壤水分變化的差值最小。7月15日大雨結束后魚鱗坑、自然修復和普通梯田土壤水分變化的差值較大,密植橫壟耕作最小。8月12日大雨結束后自然修復坡土壤水分變化的差值最大,密植橫壟耕作最小。
分析其原因,是由于土壤經過7月1日降雨水分的浸潤,7月2日暴雨過后不同水土保持措施的土壤水分均達到飽和程度,對照坡面由于白天陽光的照射,土壤水分蒸發較為顯著。自然修復坡上野草和側柏幼苗的葉面積較小,在陽光照射下很難起到阻擋水分蒸發的作用。密植橫壟耕作坡面上大豆的葉面交錯層疊,阻擋了太陽光直接照射土壤表層,有效地減少土壤水分蒸發。水平槽由于土質疏松,強降雨后土壤水分下滲程度較大,并伴有少量積水,槽內土壤含水率較大、黏性較高,導致土壤顆粒孔隙間距減小,阻礙了水分的蒸發運移,陽光照射土壤表層水分蒸發的速度也因此減緩。待太陽落山后,土壤水分蒸發微乎其微,地上出現的潮濕現象會補充坡面少量的土壤水分,使得土壤水分保持在一個臨界范圍內波動。
7月15日降雨量和降雨強度較7月2日小,坡面各措施的雨水入滲相對減小,對照坡坡面經過人為擾動后土壤表層結皮被破壞,導致土壤水分入滲量較比自然修復坡大,土壤下層入滲的水分在熱能的作用下向土壤表層運移,使得對照坡在降雨后第1天與第3天土壤的上層含水率變化差值較比自然修復坡略小。由于降雨量和降雨強度減小,水平槽土壤水分入滲隨之降低,槽內積水在降雨過后略有減少,因此雨后第2天受陽光照射蒸發后土壤表層含水率的變化差值較比密植橫壟耕作略大。待槽內積水蒸發完全,由于在雨后第2天水平槽原土壤水分相對較高,植被覆蓋度較低,陽光充分照射后土壤水分變化差值較大。
8月12日雨后不同水土保持措施土壤水分變化規律與7月15日大體相同,由于降雨量和降雨強度都有所減小,各措施的水分入滲率都有所降低,經過1 d的蒸發散失后土壤水分變化的差值各不相同。自然修復和對照坡在降雨后第1天的土壤水分蒸發較多,因此雨后第2天土壤水分變化的差值較小,而橫壟耕作和大豆梯田的植物葉面積可以阻擋陽光直接照射地表,降低了水分變化的差值,水平槽和魚鱗坑在雨后匯集部分徑流導致土壤間黏粒成分含量較高,使得土壤顆粒間距較小,在水分蒸發到一定程度后土壤水分變化的差值較比水平梯田小。
3 結論
通過對不同降雨情況后第1、2、3天的坡面沿程含水率的對比分析發現不同沿程坡位、不同水土保持措施、不同降雨程度和降雨后不同天數的土壤含水率各不相同。水平槽和魚鱗坑可以在降雨時匯集部分徑流,不僅增大了坑內土壤水分含量,還會改變坑內土壤性質,水平槽不僅體積較大,且槽內的土較魚鱗坑疏松,橫壟耕作、大豆梯田和自然修復上的植物對坡面的保水效果起到顯著的作用,且大豆的葉子在一定程度上阻擋水分的蒸發。在降雨量和降雨強度較大的情況下,水平槽由于槽內水分含量多,在陽光照射下以蒸發土層上部的積水為主,因此土壤內部水分變化差值較小。在降雨量和降雨強度較小的情況下,密植橫壟耕作植物的葉面積由于阻擋陽光直接照射地表,減少了土壤水分的蒸發,因此土壤內部水分變化的差值相對較小。綜上所述,在不同降雨量和降雨強度下水平槽和密植橫壟耕作的保水效果最優。
4 參考文獻
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水土保持學報范文5
國家十分重視水土保持工作,將水土保持作為我國必須期堅持的一項基本國策。1991年,頒布了《中華人民共和國水土保持法》,使水土保持走上了法制軌道。今年的“兩會”,水利再次成為社會關注的熱點之一。中央高度重視水利,總理在《政府工作報告》中繼續把水利擺在重要位置,充分肯定了近年來水利工作取得的成績,對病險水庫除險加固、農田水利建設、節水灌溉、農村飲水安全、水資源節約保護等水利工作提出了明確要求。《中華人民共和國水土保持法》指出:預防和治理水土流失,保護和合理利用水土資源,減輕水、旱、風、沙災害,改善生態環境,發展生產。這是相互關聯、依次遞進的四個層次,最終是為發展生產,促進經濟社會的健康發展。預防和治理水土流失、保護和合理利用水土資源是水土保持的最基本任務。水土流失、水環境的惡化已對天津市經濟和社會的發展造成了比較嚴重的危害,我們加大《中華人民共和國水土保持法》的宣傳力度,除了在有關水利工作會議上進行傳達貫徹,還通過張貼水土保持宣傳畫、報紙、電視、散發傳達、巡回演講等形式,開展廣泛的宣傳,廣大人民群眾的水土保持法制意識得到了加強,同時通過執法監督,取得了顯著成績,防止新的水土流失的產生。
二、注重綜合效益,改善灤河生態環境
植被的破壞是水土流失的重要原因。地表植被覆蓋對地面尤其是坡面土壤侵蝕影響極大,植被的減蝕作用主要表現在:植被莖葉對降雨雨滴動能的削減作用,對降雨的截留作用,對徑流流速的減緩作用;改變土壤結構,增加入滲‘可以涵養水源,固結土壤,提高土壤抗蝕性作用;植被可以減緩風速,降低風力侵蝕危害。在區域內水土流失嚴重地區植樹造林,栽種牧草,禁止毀林、毀草;同時對溝、河、路、渠的堤岸坡面布設植被或砌護措施,防止坍塌和沖淤。在河道綜合整治中,除抓好河道疏浚、護岸建設外,注重綜合效益,在河岸兩側堤頂大搞防護林建設,有效地防治了水土流失。經過近年來的努力,我們這里已經初步樹立了高標準的景觀河道新形象。并建設了一批疏浚達標、水清面潔、綠化美化、道路配套的河道整治樣板段,達到“利水、治水、親水”的綜合效益,為當地居民提供新的休閑場所,為創建衛生城鎮、促進都市郊區城鎮化建設創造有利條件。
三、改良耕作措施,調整農作物生產結構
耕作措施的改變主要是為了增加地面覆蓋率和粗糙度。主要方法有:深耕、混播與套播、增施有機肥以及起壟種植等。農作物生產結構的調整要遵循科學、因地制宜的原則。合理調整農作物生產結構也是治理水土流失的重要措施。應積極推動農業生產結構調整和農業產業化進程,大力發展二、三產業。堅持以市場為導向,產足本地,面向全國,考慮國際。既要適應農產品市場的現實需要,又要研究和預測潛在的、未來的市場需求趨勢,以滿足社會對農產品的數量及多樣化、多層次、優質化和動態發展的需求。
四、搞好水資源管理,實現可持續發展
搞好水資源管理是水土保持的關鍵,其措施有以下三點:
一是坡面滲蓄、工程攔蓄天上水,使地表淡水向土體深層轉化,并保持在地下。因高差形成的勢能,在無雨時節,上游的地下水轉換為下游的地表水,維持河流用水量,保持河道常年不斷流,以補給地下水,增加水資源的可利用量,發揮以淡壓咸的作用。二是減少水庫、江河淤積,使水利工程延長壽命,增加效益,減輕防洪負擔。
三是避免點源和非點源(面源)污染通過徑流匯入受納水體,減輕水體富營養化及其它形式的污染。這一切都有利于水資源的開發利用和水環境的保護,都建設景觀水利、營造親水空間的基礎。同樣,搞好水資源管理可以進一步增強水土保持措施的滲蓄、攔沙效益。缺少水資源管理,就會使陸地淡水在時間和空間分布上失衡,在生產、生活和生態用水分配上失調;就會使水土保持和生態環境用水的數量和質量難以得到保障,生態修復和濕地恢復難以實施;就會損害地表植被,使生態系統功能逐步退化,水土流失逐年加劇。沒有水土保持,水資源管理就會失去支撐,失去生機和活力。唯有建立在水土保持基礎之上的水資源管理才是健康的、穩固的、可持續的。
水土保持面臨著農業現代化進程加快、郊區城鎮化步伐加快、生態環境建設不斷推進、農業和農村經濟結構的調整大力推進等新情況,我們的水土保持工作要為實現天津總體發展戰略服務。切實加大水土保持投入,繼續實施河道的護岸工程建設,積極穩妥地抓好基礎對城市基建、擴建、改造建設中造成人為水土流失的城市水土保持工作。高質量、高水平地實現新天津總體發展的目標。
參考文獻:
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水土保持學報范文6
關鍵詞:紫色土;植物籬;土壤貯水;滲透性
中圖分類號:S157.1 文獻標識碼:A
近年許多研究表明,植物籬能有效減緩坡耕地土壤侵蝕,降低水土流失,典型形式是在沿坡面等高線種植植物籬帶。目前國內外,對植物籬控制土壤侵蝕的成效、機理及其對土壤養分的影響已有一定的研究[1-5],研究的區域也多集中在南方紅壤區、黃土高原區、干熱河谷區等[6-8]水土流失嚴重地區,對紫色土坡耕地山區研究較少。
研究紫色土坡耕地區不同植物籬的土壤貯水特征和滲透性對于防止土壤侵蝕、減少地表徑流、增加土壤入滲等具有重要的理論意義,本研究通過對不同植物籬對土壤貯水及滲透性的影響研究,對比分析出不同植物籬對土壤貯水特征和滲透性改善效果的差異,為紫色土坡耕地治理模式的優化、植物籬的推廣利用提供理論指導。
1 材料與方法
1.1 試驗點概況
試驗點位于四川省遂寧市安居區水土保持試驗站,位于N30°21′51″,E105°28′37″,地處川中盆地中部,嘉陵江中下游丘陵區,屬涪江水系一級支流瓊江流域,屬亞熱帶季風氣候,年平均氣溫18.2℃,多年平均降雨量933.3mm,5~9月集中降雨量可占全年降雨量的72.6%。母巖為侏羅系遂寧組巖層發育而成的紅棕紫色土,土壤pH呈中性到微堿性,有機質和氮素含量低,土壤抗沖刷和抗蝕能力均較弱。
1.2 試驗設計和樣品采集
在試驗站選取土壤類型相同,坡向、坡位相似的7種典型坡耕地治理模式(如表1),在每一種模式內的典型地段挖取50cm×50cm×50cm(長×寬×高)的土壤剖面3個,按0~10cm,10~20cm,20~30cm土層用容積100cm3環刀自下至上進行取樣。每層土樣3個環刀,分別用來測定土壤容重、土壤孔隙和土壤入滲,其中前2個環刀采樣前做好編號逐一稱重,采樣時土樣編號、環刀編號和環刀蓋編號保持一致。試驗所有土樣均利用環刀采集原狀土進行測定。利用采樣器,對每個剖面下的不同土壤層(0~10cm,10~20cm,20~30cm)進行土樣采集,將同一樣地不同剖面相同土層的土壤進行混合,每個混合土樣取500g左右帶回實驗室,用于測定土壤的理化性質。
表1 不同種植模式的坡耕地樣地基本概況
編號 樣地類型 郁閉度 坡度/° 坡向 坡長/m 海拔/m
T1 新銀合歡植物籬+玉米 82.3 15 N 18.4 310.52
T2 香根草植物籬+玉米 84 16 N 17.5 300.28
T3 玉米地 85 14.5 NW 18.1 298.44
CK 裸地 0 15 N 19.5 300.76
1.3 樣品的測定和分析方法
土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、總孔隙度的測定采用環刀法[9]。
土壤入滲采用雙環法測定。各指標處理方法為:初始入滲率=最初入滲時段內滲透量/入滲時間(最初入滲時間取前3min);平均滲透速率=達穩滲時的滲透總量/達穩滲時的時間;穩滲率為單位時間內的滲透量趨于穩定(即內環水頭趨于穩定)時的滲透速率,滲透總量統一取前90min。
1.4 土壤貯水量計算
土壤貯水方式可分為滯留貯水量和吸持貯水量,2者所持水量之和即為土壤飽和貯水量。公式為:
Wc=1000Pch;Wnc=1000Pnch;Wt=1000Pth
式中:Wc、Wnc、Wt 分別為吸持貯水量(mm)、滯留貯水量(mm)、土壤飽和貯水量(mm);Pc、Pnc、Pt分別為土壤毛管孔隙度(%)、非毛管孔隙度(%)和總孔隙度;h為土層厚度(m);rw為水容重。
采用Microsoft Office Excel 2010軟件對測定數據進行處理分析及作圖,用SPSS18.0軟件對不同種植模式各土層的土壤滲透性能進行主成分分析、對土壤滲透性與土壤理化性質進行Pearson相關分析。
2 結果與分析
2.1 不同植物籬的土壤貯水特征
土壤貯水能力是評價植被涵養水源的重要指標。一般滲入土壤的水分以吸持貯存和滯留貯存2種形式存在,2者合成為土壤飽和貯水量。土壤的飽和貯水量反映土壤的貯水能力。土壤的貯水能力取決于土壤厚度和孔隙狀況。在一定土壤厚度條件下,土壤的貯水特征與土壤孔隙的大小及其數量特征密切相關[10]。由圖1可知,土壤的滯留貯水量和飽和貯水量均表現為香根草植物籬+玉米>新銀合歡植物籬+玉米>玉米地,且2種種植模式的滯留貯水能力明顯大于土壤的吸持貯水能力。土壤的非毛管孔隙度、總孔隙度、最大持水率、毛管孔隙率和最小持水率的大小呈現出于與土壤滯留貯水量相同的趨勢,即香根草植物籬+玉米>新銀合歡植物籬+玉米>玉米地。而毛管孔隙度和吸持貯水量表現為香根草植物籬+玉米和新銀合歡植物籬+玉米均大于對照玉米地,但2者之間差別不顯著。故香根草植物籬貯水能力最高,表現出較高的涵養水源功能。
定植植物籬與無定植植物籬的土壤貯水特征存在一定差異。這是因為植物籬地表堆積了大量的枯枝落葉層以及土壤中根系的生長、穿插和死亡,使土壤中有機質增加,孔隙度明顯增大,特別是非毛管孔隙度,所以植物籬土壤貯水能力明顯強于無植物籬的土壤貯水能力。植物籬中香根草植物籬的貯水能力優于新銀合歡植物籬。這可能是因為草本的香根草植物籬是叢生植物,須根系發達,較主根系非常發達的多年生長的新銀合歡對土壤結構改善效果好,這與劉明等[12]研究結果一致。
圖1 不同植物籬的土壤入滲參數
2.2 不同植物籬的土壤入滲特征
2.2.1 土壤入滲過程
土壤的滲透性能反映土壤的導水能力,是研究地表徑流和坡面侵蝕的重要基礎,也是探討流域產流機制的前提[11]。由圖2看出不同種植模式的土壤滲透過程存在一定的差異,滲透速率在開始滲透階段陡降,隨著時間的推移,下降幅度逐漸減小,最后滲透速率趨于穩定,達到穩滲階段。3種種植模式中新銀合歡植物籬初滲速率和穩滲速率均與香根草植物籬較接近,而達到穩滲階段所需的時間明顯短于香根草植物籬。因此可以看出,香根草植物籬能明顯改善土壤滲透性,延緩地表發生徑流的時間,降低土壤侵蝕發生的可能性。這可能是因為植物籬基部莖葉能夠有效的攔截坡面徑流,且因與坡面作用時間增長,并在近地莖枝帶前形成短距離的回水帶,使徑流能夠有更長時間入滲[13]。
2.2.2 土壤入滲特征
由表2可以看出,3種不同種植模式土壤入滲特征值均呈現出初始入滲率>平均入滲率>穩定入滲率的趨勢。在土壤厚度垂直分布變化上,新銀合歡植物籬的滲透率呈現先上升后下降的趨勢,10~20cm的滲透率最大。而香根草植物籬和玉米地的滲透率均隨著土壤厚度的增加而降低。一般情況下,土層越深,土壤的滲透性越差。新銀合歡植物籬土壤表層(0~10cm)的平均入滲率0.79mm/min,而到20~30cm時土壤的平均滲透速率已減少到0.72mm/min;香根草植物籬土壤表層(0~10cm)的平均入滲率為1.45mm/min,而到20~30cm時土壤的平均滲透速率已減少到0.83mm/min;玉米地的土壤表層(0~10cm)的平均入滲率為1.40mm/min,而到20~30cm時土壤的平均滲透速率已減少到0.68mm/min。這表明植物籬對增加土壤滲透性有明顯效果。雖然各土層不同種植模式的土壤滲透性略有不同,但均優于對照玉米地。在0~10cm土層以種植香根草植物籬+玉米的滲透性最好,在10~20cm土層以種植新銀合歡植物籬+玉米的滲透性最好,在20~30cm土層以種植香根草植物籬+玉米的滲透性最好。故香根草植物籬對土壤滲透性的改善效果明顯大于新銀合歡植物籬對土壤滲透性的改善效果。
表2 不同植物籬的土壤入滲
編號 深度/ 初始入滲率/ 穩定入滲率/ 平均滲透率/ 滲透總量/
cm (mm/min) (mm/min) (mm/min) mm
T1 0~10 1.60 0.64 0.79 68.40
10~20 2.42 1.50 1.57 140.20
20~30 1.37 0.62 0.72 60.95
T2 0~10 2.93 1.04 1.45 124.80
10~20 1.43 0.91 1.03 90.55
20~30 1.12 0.75 0.83 74.30
T3 0~10 2.27 1.09 1.40 121.25
10~20 1.47 0.58 0.81 69.50
20~30 1.33 0.49 0.68 61.60
定植植物籬與無定植植物籬的土壤滲透性存在明顯差異。這是因為植物籬攔截大量侵蝕泥沙,減緩流速,從而大顆粒物質逐漸在籬帶前或籬帶內發生沉積。孫輝等[15]的研究表明土壤的粗粒徑(>0.25mm)水穩性團聚體的含量可有效提高土壤入滲性,而對照玉米地的土壤受人為活動的干擾較為嚴重,土壤結構受破壞,通透性降低[14]。故定植植物籬土壤滲透性明顯大于無定植植物籬的土壤滲透性。2種植物籬中香根草植物籬對土壤滲透性的改善效果優于新銀合歡植物籬,這可能是因為須根系發達的香根草植物籬生長快,穿透性強,而新銀合歡主根系非常發達。吳彥[15]等得出須根系(d≤1mm)與土壤滲透性的回歸方程顯示須根對土壤飽和滲透系數的影響是最重要的,須根在土壤交錯穿插,通過根系自身的腐解和轉化合成腐殖質,促使土壤中大粒級水穩團粒的增加,明顯地改善了土壤的滲透性能。故須根系的香根草植物籬對土壤滲透性改善效果較好。
3 結論
新銀合歡植物籬和香根草植物籬的貯水能力和入滲能力明顯大于對照玉米地,且香根草植物籬對土壤貯水能力和入滲能力的改善效果最明顯。
不同種植模式之間土壤的非毛管孔隙度和滯留貯水量差別較大,而毛管孔隙度和吸持貯水量差別較小。研究表明植物籬對土壤非毛管孔隙度和滯留貯水量的改善作用明顯大于對土壤毛管孔隙度和吸持貯水功能的改善作用,從而有效地提高對降雨的快速貯存以及蓄洪水與涵養水源作用。
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