本书内容包括“土壤侵蚀研究方法;红壤坡耕地水土流失规律及其模拟研究;红壤坡耕地水土流失防治技术与模式;红壤坡耕地水土流失防治技术效应;红壤坡耕地水土保持地力提升与作物增产效应等。
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坡耕地是我国耕地资源的重要组成部分,直接关系着国家粮食安全、生态安全和防洪安全。江西省处于我国红壤丘陵区的中心地带,是我国南方水土流失最严重的省份之一。目前全省水土流失面积达2.65万平方公里,占全省土地面积的15.9%。由于人多地少、复种指数高、耕作方式粗放等因素,占全省耕地面积8_31%的坡耕地已经成为水土流失的主要来源。由于坡耕地水土流失引起的土地生产力急剧下降,已经成为我国南方农业可持续发展的主要制约因子之一。
作者于2009年开始,针对江西红壤坡耕地开发利用面广量大、水土流失严重、生态与环境恶化,以及现有水土保持生态建设工程存在的主要技术瓶颈等问题,开展了一系列的红壤坡耕地水土流失规律及水土保持技术科学试验和研究工作。本书主要试验研究是在江西水土保持生态科技示范园完成的,它以水利部公益性行业科研专项经费项目“红壤侵蚀区坡面水土综合整治技术集成与示范”和“红壤坡耕地水土流失规律及调控技术研究示范”为依托,在弄清我国红壤坡耕地水土流失问题的基础上,分析了我国尤其是红壤坡耕地土壤侵蚀主要研究方法,开展了红壤坡耕地水土流失规律及其模拟研究,构建了红壤坡耕地水土流失防治技术与模式,阐明了红壤坡耕地水土流失防治技术效应并对其进行了动态评价。为保护培育红壤区耕地资源、提高土地生产力、保障区域和国家粮食安全、促进区域农村社会经济可持续发展、推动红壤区生态文明建设提供科技支撑。
本书是在系统总结上述研究成果的基础上提炼而成。全书共七章:第l章绪论,由杨洁、郑太辉执笔;第2章土壤侵蚀研究方法,由杨洁、黄鹏飞执笔;第3章红壤坡耕地水土流失规律及其模拟研究,由杨洁设计试验、陈晓安和涂安国执笔;第4章红壤坡耕地水土流失防治技术与模式,由杨洁、肖胜生、段剑执笔;第5章红壤坡耕地水土流失防治技术效应,由杨洁设计试验、陈晓安和郑海金执笔;第6章红壤坡耕地水土保持地力提升与作物增产效应,由杨沽设计试验、郑海金执笔;第7章基于斑块的红壤坡耕地水土流失治理成效分析,由杨洁、宋月君执笔;全书最后由杨洁统稿审定。
参加的主要研究人员还有汪邦稳、胡建民、方少文、谢颂华、叶川、黄欠如、钟义军、杨勤科、姚志宏、王凌云、万佳蕾等。在研究期间作者得到了江西省红壤研究所和江西水土保持生态科技示范园同仁们的大力支持,以及课题组全体研究人员的密切配合,圆满完成了研究任务。在此对他们的辛勤劳动表示诚挚的谢忱。
限于作者水平,加之时间仓促,书中难免存在欠妥或谬误之处,恳请读者批评指正。
作者
2叭7年3月6日
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 红壤坡耕地水土流失问题 1
1.1.1 坡耕地土地资源现状 1
1.1.2 红壤坡耕地水土流失状况 4
1.1.3 红壤坡耕地水土流失危害 5
1.1.4 红壤坡耕地水土流失成因 6
1.2 红壤坡耕地水土流失防治的必要性 7
1.2.1 坡耕地综合治理是控制红壤地区水土流失、减少江河水患的关键举措 8
1.2.2 坡耕地综合治理是促进红壤丘陵山区粮食生产、保障国家粮食安全的必然要求 8
1.2.3 坡耕地综合治理是推进山区现代农业建设、实现全面小康的基础工程 8
1.2.4 坡耕地综合治理是促进退耕还林还草、建设生态文明的重要举措 9
1.3 红壤坡耕地水土流失研究概况 9
1.3.1 红壤坡耕地水土流失影响因素研究概况 9
1.3.2 红壤坡耕地水土流失防治效应研究概况 14
1.3.3 红壤坡耕地水土流失对土壤质量和作物产量影响研究概况 15
1.3.4 存在问题及发展方向 18
参考文献 19
第2章 土壤侵蚀研究方法 25
2.1 土壤侵蚀研究方法 25
2.1.1 野外调查法 25
2.1.2 定位试验法 27
2.1.3 模拟试验法 29
2.1.4 元素示踪法 31
2.2 红壤坡耕地土壤侵蚀研究方法 35
2.2.1 模拟降雨试验 35
2.2.2 坡面径流场 38
2.2.3 小流域控制站试验 51
参考文献 53
第3章 红壤坡耕地水土流失规律及其模拟研究 55
3.1 数据来源与方法 55
3.2 坡耕地水土流失特征 55
3.2.1 坡耕地产流产沙特征 55
3.2.2 坡耕地产流产沙时间分配特征 57
3.2.3 不同作物类型及农事活动下水土流失特征 59
3.3 坡耕地水土流失影响因素 62
3.3.1 雨强对红壤坡耕地水土流失的影响 62
3.3.2 坡度对红壤坡耕地水土流失的影响 67
3.3.3 坡长对红壤坡耕地水土流失的影响 72
3.3.4 作物生长期对红壤坡耕地水土流失的影响 73
3.3.5 土壤对红壤坡耕地水土流失的影响 80
3.4 坡耕地水土流失模拟评价 82
3.4.1 坡面水土流失过程模拟 82
3.4.2 基于WEPP模型的水土流失评价 86
3.5 本章小结 96
参考文献 97
第4章 红壤坡耕地水土流失防治技术与模式 98
4.1 红壤坡耕地水土流失防治技术 98
4.1.1 水土保持耕作技术 98
4.1.2 水土保持工程技术 103
4.1.3 水土保持生物技术 110
4.2 红壤坡耕地水土流失综合治理模式 115
4.2.1 以保水保土耕作+植物篱为主的缓坡耕地(6°~15°)水土流失治理模式 117
4.2.2 以坡改梯+坡面水系工程为主的中等坡度坡耕地(16°~25°)水土流失治理模式 119
4.2.3 以竹节沟+还林还草措施为主的陡坡耕地(>25°)治理模式 123
4.3 红壤坡耕地水土流失综合治理技术与模式的示范应用 124
4.3.1 在缓坡耕地上的示范应用 126
4.3.2 在中等坡度坡耕地上的示范应用 129
4.3.3 在陡坡耕地上的示范应用 135
参考文献 136
第5章 红壤坡耕地水土流失防治技术效应 137
5.1 研究区概况与方法 137
5.2 蓄水减流效应 137
5.2.1 保护型耕作措施 137
5.2.2 农林复合系统 138
5.2.3 梯田工程 139
5.2.4 坡面水系工程 140
5.3 减沙保土效应 140
5.3.1 保护型耕作措施 140
5.3.2 农林复合系统 142
5.3.3 梯田工程 143
5.3.4 坡面水系工程 144
5.4 拦截养分效应 144
5.4.1 保护型耕作措施 144
5.4.2 农林复合与梯田措施 147
5.4.3 坡面水系工程 149
5.5 小结 152
参考文献 152
第6章 红壤坡耕地水土保持地力提升与作物增产效应 154
6.1 保护型耕作措施对土壤质量与作物产量的影响 154
6.1.1 不同保护型耕作措施类型土壤质量变化 154
6.1.2 不同保护型耕作措施类型作物生长产量变化 173
6.2 农林复合系统对土壤质量和作物产量的影响 177
6.2.1 不同农林复合系统类型土壤质量变化 177
6.2.2 不同农林复合措施类型作物产量产值变化 189
6.3 小结 191
参考文献 191
第7章 基于斑块的红壤坡耕地水土流失治理成效分析 193
7.1 研究区概况 193
7.2 基于数字流域斑块的水土流失动态评价方法 194
7.2.1 数字流域概念 194
7.2.2 数字流域结构设计 194
7.2.3 数字流域水土流失动态监测方法 195
7.3 评价指标的获取 195
7.3.1 水土流失地形因子提取 195
7.3.2 土地利用与水保措施因子获取 198
7.3.3 植被覆盖度信息提取 205
7.4 水土流失动态评价分析 207
7.4.1 土壤侵蚀强度等级评价方法 207
7.4.2 水土流失强度等级评价的实现 207
7.4.3 评价结果分析 208
7.5 小结 210
参考文献 210
附图