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《西北农林科技大学》 2003年 硕士论文
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黄土高原南部水平梯田环境效应研究

张玉斌  
【摘要】: 水平梯田措施是当地群众和广大科技工作者,在长期与水土流失作斗争的实践中,创造出防治水土流失的措施与方法之一。在生产过程中,水平梯田除发挥其蓄水、保土、保肥的正向功能,提高土地生产力之外,将不可避免地还造成土壤污染和局部地段水分损失等。在西部大开发生态环境建设的实施过程中,对水平梯田的环境效应问题进行系统研究,事关黄土高原生态环境恢复与重建能否成功。本文在前人研究的基础上,以土壤侵蚀学、土壤学、环境土壤学的基本理论为指导,通过大量的野外试验与室内分析、资料总结等途径,对黄土高原南部的水平梯田的环境效应进行了系统的研究与探索。以期能够为生态农业建设做出一定的贡献。 1.本文提出以次降雨量(P)和次平均雨强(I)的组合(PI)为主要因子,进行水平梯田的蓄水保土效益计算分析。分析得出以PI>1.82mm~2/min作为15°-25°坡地的侵蚀性降雨标准。在次降雨条件下,当PI<20.0 mm~2/min时,水平梯田完全可以做到全部降水拦蓄,其蓄水保土效益为100%;当PI>20.0 mm~2/min时,水平梯田的蓄水保土效益随着PI的增大而降低。通过相关系数检验,均呈极显著相关。 2.以年产流降雨量和汛期雨量作为年降雨指标,经过分析发现,当年产流降雨量大于125mm和汛期雨量大于350mm时,随着雨量的增大,水平梯田的蓄水保土效益减小,呈极显著相关。 3.通过对流域不同土地类型的水分分布状况的系统分析发现,水平梯田由于消除了降水再分配发生的条件,剖面上的水分分布更为合理,使其具有了明显的蓄水、保水作用。2米土层内水平梯田的年平均贮水量的变异系数比坡地的低2.89个百分点。 4.土壤养分的流失程度与土壤质地、雨前含水量和施肥量以及土地利用方式有关。通过模拟降雨试验可知,坡地土壤养分的流失随降雨历时或雨强的增大而增大。径流中的养分含量与时间的关系呈极显著相关。 5.不同的土地利用方式可引起土壤养分元素的含量和空间分布的不同。在耕层(O-20cm)土壤中水平梯田的养分含量明显高于坡地的养分含量,充分说明了水平梯田具有明显的保肥效益。水平梯田土壤长期大量施用氮肥,在土壤剖面100-160cm之间形成NO_3~--N的累积层,峰值出现120cm处。随着农业生产的发展,提倡适量使用、科学使用化肥,以发展生态农业与绿色农业。 6.水平梯田在具有蓄水、保土的功能的同时,也增加了土壤污染的可能性。由于梯田果园长期大量使用农药、化肥,更容易累积有害元素,从而形成对土壤的污染,并在不同程度上影响作物与人类健康。在不同土地利用类型的剖面(空间)、时间系 列或坡度系列上,土壤中同一元素含量呈现出不同变化特征。重金属汞、铜、镁、锰 和锌在耕层土壤中其含量大于黄绵土土壤元素背景值;而铬和镍的含量小于背景值; 重金属砷的总体平均含量同背景值相差不大。耕层土壤中铜的含量仅能达到三级标 准,且已远大于使作物减产10%的临界浓度值(100mg/kg):重金属汞、砷、锌在耕层 土壤中的含量基本达到一级标准,重金属铬、镍的土壤含量则远低于自然背景值。


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