不同農田植被條件下黑土區(qū)坡耕地產流、產沙特征.pdf

1、東北黑土區(qū)是世界三大黑土區(qū)之一，是我國重要的糧食生產基地，近幾十年該地區(qū)水土流失嚴重，成為限制地區(qū)可持續(xù)發(fā)展與糧食安全的重要因素。農業(yè)生產會增加土壤侵蝕的強度、加速侵蝕的發(fā)生使得當地水資源缺乏與對農業(yè)產業(yè)發(fā)展的需求這一矛盾日益突出，掌握東北黑土區(qū)坡耕地主要作物對土壤侵蝕影響特征是保證當地農業(yè)可持續(xù)發(fā)展與糧食安全的主要方法之一。因此，本研究針對黑土區(qū)坡耕地水土流失現狀，于2013年和2014年在黑龍江省農墾北安分局紅星農場試驗基地進行徑流

2、小區(qū)試驗觀測，探索不同植被對降雨侵蝕的影響。小區(qū)為3°的坡耕地小區(qū)，長20m，寬5m，并且利用徑流自動記錄系統(tǒng)、泥沙收集系統(tǒng)和數字圖片采集來進行數據收集。試驗作物為當地廣泛種植的大豆和玉米。通過對大豆單作、玉米單作、大豆-玉米間作小區(qū)在天然降雨下次降雨產流、產沙過程及降雨量，年降雨、產流及產流分布以及土壤含水量變化、葉面積指數和植被覆蓋率變化進行觀測研究，分析了不同作物及耕作模式對水土侵蝕量的影響特征，并建立了不同植被和耕作模式的USL

3、E模型及基于數量化理論的次降雨侵蝕模型，以期為當地實現農業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供作物選育參考，實現保護黑土資源、科學發(fā)展的目標。初步結論如下:
　　(1)三種農田植被的降雨徑流攔蓄效果由高至低依次為玉米、間作和大豆。在次降雨小區(qū)徑流中玉米和間作小區(qū)產流較大豆小區(qū)減少了15％和10％以上，玉米和間作小區(qū)的年徑流量分別減少了12.84mm和5.91mm。
　　(2)三種農田植被對土壤侵蝕控制作用由高至低排列為玉米、間作和大豆。和其徑流攔

4、蓄作用一致。試驗區(qū)內玉米和間作小區(qū)生育期內土壤侵蝕量分別比大豆小區(qū)減少0.58t/hm2和0.24 t/hm2。玉米和間作控制徑流和土壤侵蝕能力均比大豆更好。
　　(3)在土壤侵蝕的年內分布上，不同處理小區(qū)侵蝕量主要隨月份降雨量變化而變化。7月及8月的土壤侵蝕量占全年80％左右，而4月及5月侵蝕量不高，降雨量相似時年際變化不大。其中，玉米對土壤侵蝕的的控制效果最好，間作次之。玉米、大豆、間作小區(qū)年土壤侵蝕量分別為4.25、4.84

5、和4.6t/hm2·a。在相同的生育期來講，大豆、玉米和間作三者差異性較大。
　　(4)在用于衡量不同農田植被（玉米、大豆）冠層對土壤侵蝕的影響上，葉面積指數LAI相比植被覆蓋率VGE具有較好的體現兩種植被冠層對土壤侵蝕控制作用的代表性。各植被葉面積指數由大至小依次為玉米、間作、大豆，和各植被徑流攔蓄和土壤侵蝕控制排列一致。植被覆蓋度上各植被差異規(guī)律性不明顯，部分生育期甚至與徑流攔蓄和土壤侵蝕控制能力差異相反。目前對于黑土區(qū)破耕地

6、種植大豆、玉米的葉面積指數和植被覆蓋度之間的數量關系鮮有研究，而其對雨滴動能的影響直接與土壤侵蝕相關，這些方面有待今后的研究可探索。
　　(5)三種農田植被中玉米小區(qū)土壤水分蒸散發(fā)較快，土壤水轉化率較高有利于徑流的攔蓄。間作模式下土壤水轉化率在玉米和大豆單作模式之間，表層土壤水消耗較快，同時土壤水向深層的運移也比較明顯。從結果上看大豆-玉米間作模式對于土壤水的轉化、消耗和運移更接近玉米單作模式。部分指標甚至優(yōu)于玉米單作。