沙质土壤的特点范文篇1
关键词盐碱地;沙枣;开发;利用
中图分类号S793.6文献标识码A文章编号1007-5739(2013)04-0262-04
喀什地区是处于荒漠绿洲的灌溉农业大区,也是全疆土壤盐渍化最重的地区之一。喀什地区现有盐碱荒地72.8万hm2,占可垦荒地的16.3%。大面积盐碱荒地、盐渍化土地蕴藏着巨大的生产潜力和特殊的利用价值,亟待进行治理和开发[1]。盐碱地的开发利用对于喀什地区农村经济持续健康发展、国土治理、生态环境保护等具有极其重要的现实意义[2]。在盐碱地分布较集中的伽师县、岳普湖县、英吉沙县、麦盖提县、巴楚县、疏勒县调查种植沙枣治理盐碱地的历史、现状、沙枣产业发展情况及前景,通过实地调查,采集土样测定分析,以及与农业、水利、畜牧部门干部群众、养蜂户进行座谈,搜集相关资料的方式开展调查,对喀什地区盐碱地生态经济型沙枣产业综合开发的可行性进行分析总结。
1喀什地区沙枣资源发展历史
20世纪70―80年代掀起了营造沙枣薪炭林、防风固沙林的高潮。在实施“农村五好建设”及“农田林网化建设”工程中,为了解决农民做饭取暖能源紧缺的问题及满足盐碱地治理、防风固沙的需要,林业部门按照适地适树的原则,在盐碱地及风沙前沿规划建设了沙枣防风固沙林及薪炭林工程,到1989年沙枣林面积一度曾达到6.3万hm2,总结推广了许多沙枣育苗及盐碱地造林的成功经验。为解决农村能源紧缺、改善生态环境、扩大绿洲及耕地面积,促进农村经济发展做出了重要贡献。
2沙枣林资源发展现状
2.1沙枣林造林方式
根据林业部门森林资源统计数据,喀什地区现有沙枣林面积约1.0万hm2,主要以绿洲边缘防风固沙林,道路绿化林带、盐碱化农田的防护林带及房前屋后四旁植树造林的形式分布在绿洲边缘及绿洲内部。一般采用沙枣与新疆杨混交或沙枣纯林方式造林。其中:伽师县沙枣树面积258.8hm2,英吉沙县945.1hm2,岳普湖县190.5hm2,巴楚县145.5hm2,麦盖提县155.0hm2,疏勒县848.3hm2,莎车县169.8hm2,疏附县5464.3hm2,泽普县945.8hm2,喀什市26.1hm2,叶城县1030.7hm2。
2.22012年沙枣造林的面积及沙枣育苗生产情况
2.2.12012年喀什地区沙枣造林面积。共有874hm2,其中:巴楚县80.00hm2,麦盖提县58.67hm2,岳普湖县133.33hm2,伽师县102.00hm2,英吉沙县213.33hm2,泽普县153.33hm2,其他县零星营造沙枣林合计约133.34hm2。
2.2.2目前喀什地区沙枣苗木育苗情况。2011年喀什地区沙枣育苗面积36.47hm2,预计可出圃苗木198万株,可供2013年造林600hm2,其中,叶城县7.44hm2,共60万株;麦盖提县9.21hm2,共110万株;莎车县2.36hm2,共15万株;英吉沙县沙枣17.47hm2,共13万株。2012年喀什地区沙枣育苗面积45.3hm2,预计可出圃苗木499.8万株,可供2014年造林1513.3hm2。其中,巴楚县沙枣育苗16.09hm2,共245万株;麦盖提县沙枣育苗10.95hm2,共107万株;岳普湖县沙枣育苗4.60hm2,共32万株;伽师县沙枣育苗0.147hm2,共2万株;英吉沙县沙枣育苗4.87hm2,共37万株;疏附县沙枣育苗0.13hm2,共0.7万株;莎车县沙枣育苗7.40hm2,共66万株;泽普县沙枣育苗0.18hm2,共2.4万株;叶城县沙枣育苗0.93hm2,共7.7万株。
2.3种植沙枣治理盐碱地的初步发展规划
在综合水利设施条件、水土平衡、交通、劳力、资金筹措等因素的基础上,该区盐碱化土地面积集中的7个县提出“十二五”期间发展沙枣产业治理盐碱地的初步规划:巴楚县提出可种植沙枣治理盐碱地面积6666.7hm2,麦盖提县3333.3hm2,岳普湖县1333.3hm2,伽师县3600hm2,英吉沙县2000hm2,疏勒县333.3hm2,泽普县333.3hm2。合计以上7个县“十二・五”期间初步规划种植沙枣治理盐碱地面积17599.9hm2。
2.4沙枣及沙枣林副产品开况
据估算目前喀什地区沙枣产量约1万t,其中只有约1000t大果沙枣被经销商收购,作为商品干果销售。现有沙枣林资源主要是防风固沙林、道路防护林,是禁止截干采伐薪柴,只有副林带、房前屋后、零星栽植的沙枣树在防洪时采伐枝干,被统一免费征用作为防洪材料。部分由农民截干采伐用于薪柴自用及商品薪材销售。沙枣花是非常好的蜜源,所产沙枣蜜属高档蜂蜜,集中连片的沙枣林是蜂农放蜂增加收入的好基地,但成片的沙枣林目前分布较少,不能满足蜂农扩大养蜂规模的需要。因此,沙枣树的果实、薪柴等林副产品商品率低,林草基地建设在试点开发,没有形成完整的沙枣综合开发产业链。
3存在的问题
一是没有制定盐碱地生态经济型沙枣产业综合开发的专项规划,林业、水利、畜牧、农业各部门缺乏协调一致的统筹规划,目标任务不明确。二是种植沙枣治理盐碱地,涉及水利、林业、畜牧及农业部门,工程前期投入大,投资收益期较长。三是水资源紧缺,限制了盐碱地的规模化开发利用。四是缺乏基地化的沙枣良种繁育体系,科技推广能力弱,未形成规模化良种沙枣林基地,支撑沙枣产业化发展的科技开发能力弱,沙枣产业综合开发产业化程度低。五是沙枣育苗生产不能满足造林规划的需求。六是没有制定优惠扶持政策来调动农民及专业户、企业开发盐碱地发展沙枣生态经济型产业的积极性。
4喀什地区种植沙枣改良盐碱地的必要性与可行性
4.1喀什地区种植沙枣改良盐碱地的必要性
4.1.1改良利用盐碱地和防治土壤次生盐碱化是喀什地区农村经济持续健康发展的一项重要而紧迫的任务,农业是喀什地区的支柱产业,盐碱地作为一种土地资源,有着巨大的生产潜力和特殊的利用价值,亟待开发和挖掘。根据喀什地区水利局盐碱地改良利用规划的调查结果:全地区53.5万hm2的耕地中,其中非盐渍化土分布面积25.7万hm2,占耕地面积的48.04%;轻盐渍化土分布面积18.6万hm2,占耕地面积的34.77%;中盐渍化土分布面积5.5万hm2,占耕地面积的10.28%;重盐渍化土分布面积3.7万hm2,占耕地面积的6.92%,盐碱土壤分级表见表1。
喀什地区盐碱地形成的主要原因:一是灌区下游地下水位高,矿化度大,蒸发强烈,有着天然积盐条件。荒漠植被覆盖度低,土地,经强烈日照高温蒸腾,盐分随地下水上升滞留土壤层。二是农业灌溉管理粗放,大水漫灌、串灌、抢洪狠灌,过多水量渗入耕作深层,在强烈蒸发条件下,造成次生盐渍化。三是灌溉渠系防渗配套不全,排水系统不完善,灌溉水中的盐分以不同形式留在了灌区内,并随着农田周边的蒸发作用聚集盐分,从而形成灌区周围的盐碱地。土壤盐碱化对土壤的物理性状及肥力均会产生不良影响,盐碱化严重的地区可导致土壤退化,甚至被迫弃耕,植物无法生存,最终导致土地荒漠化。盐碱化对农作物的直接影响是导致产量降低,甚至颗粒无收。对树木的直接影响是新造林成活率低,植株生长势衰弱,形成“小老头树”,引发病虫害,最终导致果园及防护林的衰退,甚至死亡。土壤的次生盐渍化使农区耕地土壤退化,严重影响作物的生长,导致土地产出率低下,农业综合生产能力严重不足。严重盐碱化的土地被弃耕后,因缺少植被造成土地沙化,生态环境恶化,使农业发展矛盾进一步加剧,严重地影响我区农村经济持续健康发展。
4.1.2营造沙枣林对治理盐碱改良土壤、促进土地资源综合开发、改善生态环境具有十分重要的现实意义。沙枣树是干旱盐碱、荒漠地区中生物治碱、防风固沙林、农田防护林、林草基地建设的首选乡土树种,具有抗干旱、抗风沙、改良土壤和耐瘠薄、耐盐碱等生态特征[3]。沙枣树根系发达,根上具有固氮作用的根瘤菌,可吸收大气中的氮素,改良土壤结构,提高土壤的有机质含量和肥力[4]。枝叶繁茂,挡风力强,可以治沙、治荒、压碱,在盐碱地营造沙枣林可起到改良土壤,改善生态环境的效果。营造沙枣林不仅开发利用了绿洲及绿洲内部大面积的荒漠盐碱地资源,缓解耕地不足,有效拓展绿洲农区经济的发展空间,还有利于改造中、低产田,提高土地生产力。改良盐碱地有利于农区生态环境良性循环,促进农村经济的可持续发展。
4.1.3开发沙枣产业可挖掘盐碱地的生产潜力,发挥综合效益,促进农民持续增收。沙枣树在南疆深受农民群众重视,有广泛的用途,它的花、果、枝、叶都有利用价值,可谓全身都是宝,有较高的经济价值[5]。沙枣花香味浓郁,可提取精油,加工香水,又是很好的的蜜源,所产沙枣蜜属高档蜂蜜。大果沙枣果实营养丰富,风味香甜,是具有保健和药用价值的特色干果,还可加工果醋、酿酒等。叶片蛋白质含量高,是饲养牲畜的优质饲料。枝干樵采后萌生能力强,特别适于用作民族风味的烤馕、烤肉薪材和木炭原料,枝干还被大量用于防洪材料,木材属硬杂木可加工成木地板、家具等。树胶是阿拉伯胶、黄蓍胶的代用品。按沙枣+饲草的双层草场建设模式,是解决农区发展畜牧业饲草紧缺的有效途径,同时畜牧业的发展也为发展有机绿色林果业提供了有机肥料。因此,盐碱地开发沙枣产业可带动林、畜、果、食品加工等生态循环产业链的良性发展,其显著的综合经济效益可为当地农民持续稳定增收打下基础。
4.2喀什地区盐碱地生态经济型沙枣产业综合开发可行性
4.2.1营造沙枣林是改良、利用盐碱地的一项关键生物治碱措施。沙枣树是改良盐碱地的先锋树种,它在中度盐化土壤条件下比柳树、榆树、杨树和白蜡树更适应盐碱荒滩栽种。营造沙枣林可显著降低土壤盐碱含量,降低地下水位,可固氮改良土壤结构,改善生产、生存环境。此次调查中,在岳普湖县和麦盖提县分别在沙枣林及相邻盐碱荒地挖土壤坑采集土壤样本进行了养分及盐碱程度相关因子的测定对比分析:岳普湖县和麦盖提县的土壤属以SO42-盐型为主的类型(SO42-、Cl-),pH值为7.74~8.36,有机质含量为1.38~6.70g/kg,种植沙枣的土地有机质的含量比没有种植沙枣的土地增加2.68g/kg,水解氮也有一定程度的增加。岳普湖县岳―麦公路的护路沙枣林带对改良盐碱荒地有显著的效果,已由盐良成轻盐化土壤,麦盖提县希依提墩乡在轻盐碱土种植沙枣后,土壤改良效果也已初步显现。种植沙枣对盐碱地土壤改良效果的调查结果见表2、3。
从土壤分析表明,总盐含量随沙枣栽种年限的增长而减少。生长1年沙枣林的地块,总盐含量平均1.46%,生长3年的沙枣林地总盐含量平均为1.14%,生长6年的沙枣林地总盐含量平均为0.58%;沙枣的根在土壤中具有根瘤,可固定空气中的氮。据测定,生长13年的沙枣林地,平均有根瘤117.2个/m2,土壤中的根瘤干重136.8g/m2[6]。可见,沙枣的栽种增加了土壤的氮素循环,而微生物又具有活跃的生物代谢活性,它们在土壤中积极参与各种物质的转化,在土壤综合体形成发展和创造土壤肥力中起着重要的作用。
4.2.2经过长期的生产实践,为沙枣良种选择、育苗造林及盐碱地治理奠定了技术基础。基层干部群众在与盐碱化做斗争的过程中,已积累和掌握了营造沙枣林治理和改良盐碱地的经验,具备了一定的技术条件。总结了通过合理灌溉、完善明排及竖排设施、洪水洗盐、加强生物排碱、平整土地、培肥地力等综合措施,使盐碱地得到治理和改良。基层林业部门科技人员掌握了小沙枣播种育苗技术、大沙枣扦插育苗技术及干旱盐碱地沙枣防护林、薪炭林的造林及管理技术,在20世纪80年代还开展过沙枣―苜蓿双层草场模式治理盐碱,建设林草基地的试验推广工作。近年来试验开展了干旱荒漠区覆膜造林技术、生根粉在扦插育苗及造林应用、节水灌溉造林技术、抗旱保水剂应用等新技术的试验示范。相关科研院所于2005、2006年进行了沙枣种质资源的初步调查工作,初选了果实品质好、生长势强的大沙枣优树进行标记,试验了小沙枣嫁接大沙枣技术,初步奠定了沙枣基地建设的技术基础。以麦盖提县牌楼农场为例,该农场原来是一片地下水位很高的盐化草甸土荒漠区,在建场初期通过大力营造沙枣林及沙枣―新疆杨混交防护林,开发建设了一个新型绿洲农场,林木覆盖率达到22%,地下水位可以长期稳定在2m以下,起到防风沙、治盐碱、改善生产、生存环境的作用,皮棉单产提高,该农场已成为利用生物措施治理盐碱地的典型范例[6]。
4.2.3采取生态经济型沙枣产业综合开发模式有利于盐碱地治理工作的可持续发展,培育农村经济发展新的增长点。实行“盐碱地改良―建立生态经济型沙枣林和饲草基地―发展沙枣产业和畜牧业”的发展模式,通过有效集成、优化先进实用的盐碱地治理改良技术,将喀什地区盐碱荒地建设成为新的生态林基地、特色林果基地、饲草基地。依托基地建设,可带动沙枣果品、饮料等食品加工业产业、蜂产业、木材加工业、香水精油加工业、畜产养殖及加工业、特色生态旅游业等综合产业的发展。不但促进大农业的综合开发,大大提升资源开发产业发展技术水平,提高产品附加值,延长产业链,还可以解决喀什地区当前草畜不平衡、农林牧发展矛盾问题。盐碱地生态经济型沙枣产业的开发,创新特色农业发展模式,带动了二、三产业的发展,为农村经济发展提供新的推动力。
5盐碱地沙枣产业综合开发生态、经济及社会效益分析
5.1生态效益
通过盐碱地沙枣产业综合开发,一是可以改善农田小气候,起到防风、固沙,调节气温、地温,增加空气湿度,减少地面蒸发的作用。沙枣的蒸腾代替了土壤表面蒸发,抑制了矿化度高的地下水随蒸发使土壤的积盐过程。二是可以降低地下水位(一般可降低20~50cm),使矿化度逐渐下降(淡化范围一般为20m左右)。三是可以改良土壤,增加土壤有机质养分含量,改善土壤结构和物理性状。四是提高土地的综合生产力,增加林、农、畜牧业及农副产品的收入,从而显著改善农村生产、生活环境,提高农业生产抵御自然灾害的能力。
5.2经济效益
依托喀什地区特色林果资源,适应市场需求,丰富农产品供给,调整农村产业结构,以沙枣林―草基地双层草场模式为例,造林5年后,其经济效益预算如下。
5.2.1直接经济效益。沙枣干果产量1500kg/hm2,单价按10元/kg计算,产值可以达到1.5万元/hm2。可产沙枣干叶约4500kg/hm2,按现行饲草单价1元/kg计算,产值达4500元/hm2;种植苜蓿饲草田可产干草约15t/hm2,年产值可达到1.5万元/hm2。预计直接经济效益3.45万元/hm2。
5.2.2间接经济效益。沙枣花期可养蜂15箱/hm2,每箱产沙枣原蜜约6kg,按70元/kg计算,产值6300元/hm2。可轮采薪柴产值约1500元/hm2。沙枣叶及饲草可喂养羊45只/hm2,可获产值5.4万元/hm2。如开发沙枣饮料、木材加工等产业,其预期间接经济效益将十分可观。
5.3社会效益
沙枣产业综合开发可发挥待开发盐碱地的生产潜力,提高农业综合开发能力,延长农产品产业链,提升农业产业化生产的技术水平。使过去粗放管理的盐碱地沙枣种植,向良种化、规模化、专业化、产业化方向发展,带动畜牧饲草业、蜂产业、食品饮料加工及第三产业的发展。创造新的就业机会,使农民逐步摆脱完全依赖土地产出的局面,转移农村剩余劳动力至第二及第三产业,提高农民收入水平及农民的生活水平,促进了人、自然与社会的和谐发展,为稳疆兴边做出贡献。
6建议
一是制订盐碱地生态经济型沙枣产业专项发展规划,广泛宣传实施盐碱地沙枣产业综合开发的重要意义。结合地区生态防护林建设“50”工程规划的实施,组织林业、水利、畜牧、农业等部门技术人员,在盐碱化程度较重的伽师、岳普湖、巴楚、疏勒、麦盖提、英吉沙、泽普7个县,具体调查可开发盐碱荒地面积、盐碱化等级,了解是否具备水利设施、劳力、水土平衡等开发建设条件,科学制订切实可行的发展规划,启动盐碱地沙枣基地建设,明确目标任务,突出重点,分步实施。二是整合资金,多方筹集资金投入盐碱地沙枣产业综合开发,保障沙枣基地建设的资金投入。三是加强沙枣产业开发科技支撑能力建设及良种繁育基地建设。喀什地区是我国沙枣集中分布区,也是种质资源最丰富的地区,要整合自治区林科院及地、县林业科技人员,系统开展沙枣种质资源调查、良种选育和品种审定及优质高效栽培技术,重点解决良种选育推广及困难立地条件规模化造林的关键技术措施。加快建立沙枣种质资源汇集圃,优选品质优、商品性好、丰产稳产的沙枣优良品种,建设一批良种沙枣采穗圃及育苗基地,满足沙枣基地建设的种苗要求。开展沙枣深加工项目的招商引资工作,引进沙枣系列产品精、深加工技术。四是重视盐碱地沙枣产业综合开发示范基地建设,集中资金和人力在重点县开展试验示范,总结经验,形成系统的技术体系和实用技术规程,为大规模基地建设发挥辐射带动作用。五是从土地承包费、水费补贴、良种苗木补贴、养蜂补贴、饲草基地补贴、基础设施保障等方面制定优惠扶持政策,来调动农民、林果专业户、养畜大户、蜂农以及农业开发企业从事盐碱地沙枣生态经济型产业开发的积极性。
7参考文献
[1]龚洪柱.论防护林对盐碱地生态环境的调控作用[J].国土绿化,1999,5(15):18-20.
[2]周和平,张立新,禹锋,等.我国盐碱地改良技术综述及展望[J].现代农业科技,2007(11):159-161.
[3]张珍荣,吴荣娜.沙枣树的栽培技术[J].新疆农业科技,2010(5):29-30.
[4]朱仲权,吴珍蓉.沙枣树种可作为改良盐碱地先锋树种[J].农村科技,2006(1):52.
沙质土壤的特点范文
关键词:花生;土壤质地;叶片衰老;叶片生理活性;产量
花生是中国重要的食用油源、食品工业的理想原料和重要出口创汇作物。加强花生生产对提高农民收入,保障国家油脂供应安全具有重要作用。目前在花生高产栽培过程中,花生结荚后期叶片早衰脱落是限制荚果充实和产量进一步提高的重要因素,因此,防止后期植株早衰是保证花生高产的关键措施。关于花生衰老现象的研究较多,如对花生衰老进程及在衰老过程中的生理变化和细胞微结构变化的研究,以及始花前追施氮肥、施氮量、施钙肥量、叶面喷施调环酸、叶面喷施多效唑、改变源库比等措施对花生衰老过程调控效应的研究。土壤质地是土壤重要的物理性状之一,土壤质地的差异导致水、肥、气、热在土壤中的迁移和含量不同,进而影响作物的生长发育和产量。花生是地上开花地下结果的作物,土壤质地与花生生长发育的关系就更为密切。但是对土壤质地与花生植株衰老关系的系统研究较少。为此,笔者选择山东省分布面积较广的沙土、壤土和黏土为研究对象,研究了3种土壤质地对花生叶片衰老特性和产量的影响,以期探讨提高花生产量的适宜土壤质地类型,为因地制宜、合理布局花生生产和改良土壤,提高花生产量提供理论依据。
1.材料与方法
1.1试验设计
试验于2011年和2012年在青岛农业大学农学与植物保护学院实验站进行。供试土壤为沙土、壤土和黏土3种质地土壤,分别从青岛农业大学莱阳实验基地、青岛农业大学胶州实验基地、青岛市城阳区上马镇取土运回实验站进行试验,各质地土壤物理性状如表1所示。采用PVC板制成可拆卸的长40cm、宽20cm、高100cm的塑料箱,于前一年的10月填装上述0-30cm的上表层土壤,埋于土中,用水沉实,使箱子中的土壤紧实度接近于相应的大田土壤。每个箱子施纯氮0.96g、P2O5、1.20g、K2O0.96g、合成有机肥12g,在播种前均匀地施于15cm土层中。每年于5月1日选取均匀饱满的种子每箱播种4粒,出苗后选留2株。在箱栽试验区周围种植1m宽与试验箱相同行距和株距的保护区。每种质地土壤24箱。其他管理同一般大田管理。
1.2测定项目与方法
每次选取倒三叶(新鲜叶片)测定净光合速率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性蛋白质含量。收获后测定荚果产量、荚果数和有效荚果数。
净光合速率的测定采用Gene公司的L1-6400便携式光合仪测定。SOD活性的测定参照王爱国等的方法,POD活性检测采用愈创木酚比色法MDA含量的测定参照Lin等的方法,可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮兰比色法。
1.3数据分析
数据处理在Excel下进行,统计分析和差异显著性检验(LSD法)使用DPS数据处理系统。
2.结果与分析
2.1土壤质地对花生功能叶片净光合速率变化的影响
不同质地土壤所含颗粒的大小组成存在明显的区别,沙土大颗粒较多,黏土中小颗粒居多,而壤土以中等大小的颗粒为主(表1)。从表2可以看出,随着花生生育进程的推进,功能叶的净光合速率逐渐增加,到开花后37d达到最大值,之后开始缓慢降低。在生育前期,功能叶净光合速率表现为沙土>壤土>黏土,在生育后期则表现为壤土>沙土>黏土。表明沙土虽能够显著提高花生生育前期的净光合速率,但在生育后期下降的速度也较快:而壤土则在整个生育期均能保持较高水平的净光合速率:黏土与沙土和壤土相比在整个生育期均不利于净光合速率的提高。
2.2土壤质地对花生功能叶片可溶性蛋白质含量变化的影响
从表3可以看出,花生功能叶片可溶性蛋白质含量从开花后5d开始上升,到开花后17d左右时达到峰值,之后开始逐渐下降。不同土壤质地之间比较发现,在开花后17d之前,花生功能叶片可溶性蛋白质含量表现为沙土>壤土>黏土,17d之后表现为壤土>沙土>黏土。说明沙土种植花生,在前期有利于可溶性蛋白质的合成,但后期叶片可溶性蛋白质降低的也较快:壤土中种植花生,在前期可促使叶片合成较多的可溶性蛋白质,后期叶片可溶性蛋白质降低的最慢:黏土中种植花生,在前期不利于叶片可溶性蛋白质合成,后期叶片可溶性蛋白质降低的速度又最快。
2.3土壤质地对花生功能叶片SOD、POD活性变化的影响
从表4和表5可以看出,花生功能叶片SOD、POD活性均呈单峰变化趋势,分别在开花后27d(SOD活性)和37d(POD活性)达到最大值,之后开始逐渐下降。土壤质地间比较,在开花后37d之前,花生功能叶片SOD、POD活性表现为沙土>壤土>黏土,之后表现为壤土>沙土>黏土。表明沙土有利于提高花生生育前期叶片SOD、POD活性,但生育后期下降的也较快:而壤土则在整个生育期均能保持较高水平的叶片SOD、POD活性:黏土则在整个生育期均不利于叶片SOD、POD活性的提高。
2.4土壤质地对花生功能叶片MDA含量变化的影响
由表6可以看出,3种土壤质地上的花生功能叶片MDA含量均随着生育进程的推进而逐渐增加。土壤质地间比较,在开花后17d之前,花生功能叶片MDA含量表现为黏土最大,壤土次之,沙土最小:之后则表现为黏土最大,沙土次之,壤土最小。表明沙土种植的花生生育前期叶片MDA含量积累慢,但生育后期积累较快:而壤土种植的花生则在整个生育期均能保持较低水平的叶片MDA含量:黏土种植的花生则在整个生育期的MDA含量均较高。
2.5土壤质地对花生荚果产量的影响
由表7可以看出,两年度花生荚果产量、生物产量和有效果数虽因气象原因差别较大,但是不同土壤质地对花生荚果产量、生物产量和有效果数的影响表现趋势是一致的,即花生荚果产量、生物产量和有效果数2年均以壤土最高,沙土次之,黏土最低,其中壤土荚果产量分别比沙土和黏土的荚果产量高6.04%-9.58%和16.96%-29.36%。虽然出仁率表现为黏土>壤土>沙土,但子仁产量仍表现为壤土最大,沙土次之,黏土最小。表明壤土最有利于花生生长发育。
沙质土壤的特点范文篇3
1.1土壤沙化
土壤沙化的原因很多,现结合我国特点做简略介绍:(1)地表因素,周边存在较大范围的沙地或沙漠,沙子多为细砂和中砂,且沙子之间的物理粘粒较低。沙层较厚,经外力作用形成沙丘和洼地相间的地形。一旦起风,沙子随风移动,给土壤沙化准备了物质条件;
(2)气候因素,多由于干旱多风和降水稀少,大风为土壤沙化做了动力准备,干旱少雨为土壤沙化提供了时机;
(3)过渡带因素,由于气候,地理位置等因素地表的植被难以生长或是受到人为的破坏,形成了不稳定的过渡带,无法阻挡风沙的侵入,也是造成土地沙化的重要因素;
(4)农业生态因素:主要是人为因素的破坏使农业生态系统变得脆弱,毁林开荒加速土壤沙化进程,超负荷的使用地表植被,破坏了生态系统的自我调节能力,当外界的干扰因素超过了防御的最大限度,过渡带失去了防沙的作用;不合理的农业结构,某些地区为了发展农业,扩大农田的面积采取开垦森林和草原的方式,使生态系统转向封闭。也给土壤的沙化提供了便利。土壤沙化的影响;由于土地沙化,导致农田减少,土壤质量下降,进一步使农作物的的产量下降。为了缓解粮食的压力,只能进一步对周边地区的森林和草地进行开垦。造成了林牧比重失调的加剧。粮食作物对土壤营养消耗很高,不能实施轮耕致使土壤的有机成分迅速下降,肥力锐减。有些地区的土壤有机质含量甚至降到了1%,氮、磷等微量元素严重欠缺,由于缺柴作物的秸秆不能还田,加之投入的化肥有限,对土壤有机物质的补偿可谓是杯水车薪。年复一年的有机成分流失导致地力耗尽,然后废弃再恳形成广种薄收的局面。恶性循环不仅导致农业生态的恶化,也加大了土壤退化的深度和广度。
1.2农业操作不当造成土壤退化
1.2.1化肥对土壤退化的影响
化肥的使用对土壤的退化也有很大的影响。化肥不足的影响土壤的肥力,过量施用化肥致使土壤结构的改变,使松软的土壤变得板结,影响土壤的呼吸和土壤中的微生物,致使土壤失去保水保肥和供水供肥的能力。化肥影响微生物的活动,土壤为微生物提供了生存环境,同时微生物也以其具有的各种生物化学活性对土壤进行调节活动。在对有机物的分解和氮、硫等营养元素的转化中起着重要的作用。肥料对微生物的生存和发展存在着一定的影响,具体表现为:氮肥对土壤中真菌的繁殖有促进,但是大量使用氮肥会使真菌的数目下降。磷、钾肥的施用也能提高或降低土壤中真菌的数量。大量施用化肥可加速土壤的退化。解决方案:使用有机肥代替无机化肥,向土壤中施用有机肥可增加土壤的肥力,能减旱涝等灾害的危害,减少对土壤的污染,既增产又养地。可以迅速提高土壤中N、P、K的含量,改善和恢复土壤的退化。
1.2.2农业操作对土壤退化的影响
由于土地高产出的需求,人们在农作物的种植中使用地膜等辅助方式以及对某一地块重复种植某一种作物等来实现提高产量的做法也加速了土壤的退化速度。地膜的使用改变了土壤原有的呼吸方式和温度,进而改变了土壤的环境。致使赖以生存的微生物受到影响,反过来降低了化肥和有机物的分解,造成了恶性循环。另外地膜的使用改变了土壤中水分的代谢,往往会造成土地的硬结。加速了土壤的退化。不合理的耕作制度,由于作物的不同,吸收的有机物和土壤中的N、P、K等物质的需求也存在着差异,对土壤的要求也不同。初期由于某处土壤富含某种物质,适合某种作物生长,产量较高,就长期在此区域内种植该作物。随着营养物质的和微量元素的减少,土壤退化加剧,作物的产量必然下降,最终导致土壤营养丧失,而被放弃。解决方案:适量使用地膜,并在使用一定周期后间隔一段时间再用,同时做好营养的补充。实行轮耕的种植方式,不同作物轮换地块,如条件允许可施行休耕交替的种植方式。做好土壤的适量施肥,确保N、P、N等微量元素的含量,延缓和恢复土壤的退化。
1.2.3水土流失对土壤退化的影响
水土流失也是造成土壤退化的主要因素,水土流失带走了土壤中大量的有机物和微量元素,直接导致土地的贫瘠。根据其形成原因,多采取种植树木和草类等植被做水土流失的预防和治理。
2.那曲地区土壤退化的影响因素
那曲地区处于青藏高原的隆起处,由此改变了该地区的自然环境,该地区主要以草地土壤退化为主。气候因素:由于大部分地区年均温在-4℃—4℃之间,能生存的植被较少,类型简单,呈垂直性分布:从低到高依次为森林、高灌丛、高山草甸、高山垫状植被。各层取样分析土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、有效钾的含量,根据结果分析该地区土壤退化程度。气候与土壤理化特性及退化程度关系密切;人为因素:
(1)过度放牧,人口增长导致了牲畜数量猛增,草畜矛盾日益加剧,过度放牧降低了地表的植被覆盖率,改变了土壤结构,引发的水土流失,土壤沙化加速了土壤的退化。
(2)资源利用不合理,长期的索取导致本区土壤肥力下降,由于气候和地址原因,此地区温度低,矿物可采量小,加之交通的闭塞导致那曲地区能源短缺,于是牛、羊粪便成了牧民的生活燃料。原本用于草地营养补充的牛、羊粪便极具减少,草地土壤的有机肥不能得到很好的补充,土壤肥力迅速下降,加速了土壤的退化。
(3)生态因素:由于那曲的西部地区湖泊较多,随着温度的上升湖泊干涸造成滨湖地区土壤盐渍化,导致草地退化;那曲地区居民有狩猎的习惯,过度的狩猎使该区生态系统平衡失调,鼠,虫类的天敌大量减少,导致鼠虫害的泛滥,进而引起草地退化。土壤沙化:那曲是全国大风最多的地区,由此造成的土壤沙化也是土壤退化的因素之一。解决方案,(1)制定合理的草地利用管理制度,健全法规,完善执法机构,加强管理。(2)加强宣传力度,提高牧民的整体素质,使之自觉地保护生态。(3)调节牲畜的结构,降低牲畜的数量,缓解草地压力。(4)实施牧休政策,轮流使用草地。(5)改变能源结构,完善太阳能的使用,完善交通,引进新能源。
沙质土壤的特点范文1篇4
胡杨(popluseupnratieaOliver)亦称异叶杨、梧桐,属杨柳科杨属胡杨派,是中亚荒漠河岸的孑遗树种,典型的旱中生乔木。
1调查方法:
森林罗盘仪进行闭合导线测量面积,精度1/20。。沙丘及丘间地设置100mx100m标准地2块,有林地设置10m“lom标准地4块。
2分布与自然环境
2.1分布:从水平分布看,我国分布最多的是新疆,其次内蒙古、宁夏、甘肃省(区),青海“孤岛”状分布。从垂直分布看,青海柴达木盆地分布最高,海拔285om,新疆塔里木盆地海拔800一1100m,分布最低的是吐鲁番盆地艾丁湖注地,海拔170m。青海境内天然胡杨林仅分布在柴达木盆地西部,东昆仑山北麓的托拉亥河滩阶地,以及散生于该河西岸的沙丘及丘间地。天然胡杨按自然区划法分为3个小班,1小班即散生古胡杨,面积109.5hm“,2、3小班即河滩阶地的有林地,面积分别为5.3hm2和2.6hmZ。古胡杨生长在沙丘及丘间地,沙丘相对高度10一30m,主要土壤万流动风沙土和零星盐土,2小班主要土壤为固定风沙土,3小班主要土壤为盐土。
人工胡杨林由格尔木市林业站于1982年在托泣亥河岸,挖掘根粟苗营造而成,面积300m“,现最径8“m,高6.5m,丛生,生长稳定,无病虫害。水平根系,最长达5m,根孽苗生长旺盛。
2.2自然环境:天然胡杨林分布区属内陆盆地干旱荒漠型气候,距格尔木市50余km,距乌图美仁乡100余km,主要气候资料(见表l)。从表1看出,海拔高,冬季寒冷,夏季凉爽,干旱多风,年溢差大,具有内陆气候的基本特征。
3生物一生态学特性
从系统发育的历史看,胡杨系地中海一亚洲中部成分,是塔里木盆地古地中海的典型代表树种。在上新世曾广布塔里木一柴达木盆地,随着青藏高原的抬升,阿尔金山隔断两地的连续分布,同时,柴达木盆地海拔升高,呈“孤岛”状遗存。长期以来,在高海拔和干旱荒漠气候及不良土壤条件一「,形成独特的生物一生态学特性。
3.1耐大气干早。胡杨有着抗大气干早和一定的土壤干旱的生理机能,具有旱生的形态特征。胡杨芽、幼叶有胶状物严密保护,叶变形l一4种,且有自卫指向,在炎热的夏天,嫩叶以侧面向着光源,降低叶面温度,减少蒸腾。成叶叶面具蜡质,在强光下仍能正常生长。小枝被有蜡质和茸毛,树皮粗糙。叶栅状组织发达,薄壁组织缩小或退化,气孔少,气孔小。具有发达的木质部导管输水系统,贮存较多的水。树千短而粗壮,可缩短水分的运输,能够补偿蒸腾作用引起的水分亏缺,保持水分代射平衡。胡杨根可塑性大,在河漫滩水位较高,为浅根型,侧根发达,在沙丘上,地下水位变深,距河岸较远,主根随地下水位的下降而向下延伸,直至扎入深水层,或侧根具向潜水层(河岸)附近延伸的能力,把这种现象称之为胡杨的“趋水性”。
3.2抗盐力强。胡杨生长在盐渍化土壤上,抗盐性强。具有干旱条件下抗盐的复合特征,气孔下陷,体内特殊的导管贮水系统,含水率多,能淡化从土壤中吸收的盐分。胡杨树皮受损至形成层,水分即外流,这种现象称之“胡杨泪”。胡杨具有一定的积盐能力,是由它的生态生理特性决定的,它通过自身的生理过程,把土壤中可溶性盐分吸收到体内,提高细胞液浓度,形成明显的渗透压,胡杨能耐盐,但仍有含盐量临界限度,从林地土壤看,表土层盐结白皮,胡杨仍能生长,一般全盐量大于1%,氯盐达0.6%时〔”,对胡杨的生长有抑制作用。
3.3抗风沙、耐腐蚀。胡杨虽不是深根性树种,由于根系的可塑性,分布在沙丘上的胡杨根系十分发达,加之树干短粗,枝叶疏透,透风力强,能抵御沙漠中8级以上的大风,林内未发现活立木被风刮倒的现象。胡杨根孽性强,可分孽许多植株,具有“一棵胡杨一大片”的特点,正是由于胡杨的这个特点,虽然部分枝干被流沙埋没,但仍具有强烈的生命力,这种繁殖特点是胡杨天然更新的一种重安方式,也是能在荒漠区遗留的一个重要原因,所以称之为沙漠固沙的优良树种。胡杨由于失水后遗留的枯立木,很长时间仍屹立不动,既是倒木也长时间不腐烂。有人概括胡杨的特征是:“活着一千年,死后立着一千年,倒后腐烂一千年”。
3.4喜光,对温差适应强。胡杨是河漫滩裸地上成林的先锋树种,苗期就能在全光照下生长。胡杨对温度的适应福度较大,耐.高温和寒冷,表土温差达60℃也能生长。
沙质土壤的特点范文篇5
1材料和方法
1.1试验时间与地点
试验于2010-2012年分别在吉强镇大滩村、吉强镇杨坊村、硝河乡隆堡村进行。
1.2播种方式
覆膜穴播压沙种植和露地直播种植。
1.3调查内容及方法
1.3.1土壤温度
各村选定10个地点,覆膜穴播压沙种植和露地直播种植各5个,在芹菜生育期用地温计测定土壤温度,每隔10d测定1次,测定时5个地点早、中、晚各测1次,取平均值,调查2种种植方式下的土壤温度。
1.3.2芹菜生育期
调查不同种植方式下芹菜主要生育期经历的时间,以了解覆膜压沙种植可缩短生育期的天数。
2结果与分析
2.1不同种植方式下的土壤温度
由表1可知,2010年吉强镇大滩村覆膜穴播压沙种植于4月20日播种,4月15日测得5个地点的平均土壤温度为15.02℃。而露地直播种植于3月28日开始播种,3月25日用同样的方法测得土壤平均温度为10.24℃,4月15日测得土壤平均温度为10.92℃,比覆膜穴播压沙地温低4.10℃。此后每隔10d测得覆膜穴播压沙种植土壤温度依次为15.23℃、17.01℃、19.10℃、19.44℃、20.15℃、21.24℃、21.12℃、22.01℃、22.15℃、22.56℃、22.54℃、22.01℃、20.11℃、18.35℃。同期测得露地直播土壤温度依次为10.55℃、13.25℃、13.85℃、14.55℃、15.36℃、16.24℃、16.80℃、17.71℃、17.89℃、17.92℃、17.25℃、11.26℃、11.60℃、11.94℃,依次比覆膜压沙种植平均地温低4.68℃、3.76℃、5.25℃、4.89℃、4.79℃、5.00℃、4.32℃、4.30℃、4.26℃、4.64℃、5.29℃、10.75℃、8.51℃、6.41℃。
2011年硝河乡隆堡村覆膜穴播压沙种植4月15日测得5个点的平均土壤温度为15.01℃。而露地直播3月25日测得其土壤温度为10.75℃,4月15日测得土壤平均温度为11.01℃,比覆膜穴播压沙地温低4.00℃。此后每隔10d测得覆膜穴播压沙种植土壤温度依次为15.28℃、16.98℃、19.05℃、19.45℃、20.75℃、21.02℃、21.02℃、22.99℃、22.61℃、22.85℃、22.55℃、21.99℃、19.33℃、18.01℃。同期测得露地直播土壤温度依次为10.87℃、13.15℃、13.92℃、14.31℃、15.12℃、15.58℃、16.58℃、16.85℃、16.82℃、16.92℃、17.53℃、14.82℃、14.12℃、13.37℃,依次比覆膜压沙平均地温低4.41℃、3.83℃、5.13℃、5.14℃、5.63℃、5.44℃、4.44℃、6.14℃、5.79℃、5.93℃、5.02℃、7.17℃、5.21℃、4.64℃。
2012年吉强镇杨坊村覆膜穴播压沙种植4月15日测得5个点的平均土壤温度为14.23℃。而露地直播3月25日测得其土壤温度为10.74℃,4月15日测得土壤平均温度为10.08℃,比覆膜穴播压沙地温低4.15℃。此后每隔10d测得覆膜穴播压沙种植土壤温度依次为14.78℃、16.22℃、18.12℃、18.09℃、20.11℃、21.99℃、21.55℃、23.01℃、22.53℃、22.01℃、23.92℃、21.96℃、19.06℃、17.16℃。同期测得露地直播土壤温度依次为10.58℃、12.59℃、13.72℃、13.92℃、15.58℃、15.28℃、16.25℃、16.52℃、16.84℃、17.22℃、17.15℃、16.72℃、14.22℃、13.23℃,依次比覆膜压沙平均地温低4.20℃、3.63℃、4.40℃、4.17℃、4.53℃、6.71℃、5.30℃、6.49℃、5.69℃、4.79℃、6.77℃、5.24℃、4.84℃、3.93℃。
2010-2012年这3年中覆膜穴播压沙芹菜全生育期平均地温19.81℃,露地直播芹菜全生育期平均地温14.62℃,后者比覆膜穴播压沙种植平均低5.19℃。
2.2不同播种方式对芹菜生育期影响的测定
由表2可知,2010年吉强镇大滩村覆膜穴播压沙于4月20日播种,5月10日出苗,从播种到出苗经历20d,生育期93d;露地直播3月28日播种,5月18日出苗,从播种到出苗经历50d,生育期104d。
2011年硝河乡隆堡村覆膜穴播压沙于4月12日播种,5月3日出苗,从播种到出苗经历21d,生育期94d;露地直播3月26日播种,5月16日出苗,从播种到出苗经历50d,生育期104d。
2012年吉强镇杨坊村覆膜穴播压沙于4月15日播种,5月5日出苗,从播种到出苗经历20d,生育期94d;露地直播3月27日播种,5月18日出苗,从播种到出苗经历51d,生育期105d。
2010-2012年这3年中覆膜穴播压沙芹菜从播种到出苗平均经历20.3d,从出苗到收获平均经历93.7d;露地直播芹菜从播种到出苗平均经历50.3d,从出苗到收获平均经历104.3d,后者分别比覆膜穴播压沙种植多30d和10.6d。
沙质土壤的特点范文
1.1实验材料
1.1.1采样点位布设参考中国东北地区土壤图[36],按照西辽河流域风沙土的地理分布,选取具有典型性、代表性的样地,设置样方。在西辽河流域共设置样方5个,按上、中、下游划分,其中上游1个样品(哈拉道口镇),中游3个样品(东风镇、治安镇、余粮堡镇),下游1个样品(角干镇)。
1.1.2土壤样品的采集样方面积为60m×100m=6000m2,在样方内采用蛇形布点方法,采集0~20cm耕层土壤,取小样50~60个,混合均匀后,用四分法缩分至3~5kg,带回室内备用。
1.1.3土壤样品制备采用相对密度分组法和熊毅-傅积平改进的结合态腐殖质分组法[37-40]。轻组样品:称取样品10g,置于100mL离心管中,加入相对密度1.8的重液(溴仿与氯仿按1︰3.35配制)50mL,超声波分散10min,轻组有机物悬浮于重液上部,过滤后收集备用,重组部分沉于管底,重复3次,至样品中无轻组有机物为止,分离后的轻组用φ=95%乙醇冲洗3~5次,再用去离子水冲洗3~5次,风干备用。重组样品:将用重液分离过程中沉于管底的重组样品用φ=95%乙醇冲洗3~5次,再用去离子水冲洗3~5次,风干备用。此样品中含有松结态腐殖质(HⅠ)、稳结态腐殖质(HⅡ)和紧结态腐殖质(HⅢ)。稳结态腐殖质(HⅡ)和+紧结态腐殖质(HⅢ)样品:称取重组样品5g,置于100mL离心管中,加入0.1mol•L–1氢氧化钠50mL,连续提取3次,至提取液无色,提取出松结态腐殖质(HⅠ)。样品中剩有稳结态腐殖质(HⅡ)和紧结态腐殖质(HⅢ),复酸,提取后样品再加入0.1mol•L–1硫酸溶液50mL,使提取过程中被氢氧化钠破坏的腐殖质恢复原状,然后用去离子水洗至中性,风干备用。紧结态腐殖质(HⅢ)样品:称取重组样品5g,置于100mL离心管中,加入0.1mol•L–1氢氧化钠、0.1mol•L–1焦磷酸钠混合液50mL,连续提取3次,至提取液无色,提取出松结态腐殖质(HⅠ)和稳结态腐殖质(HⅡ),样品中仅剩有紧结态腐殖质(HⅢ),复酸,提取后样品再加入0.1mol•L–1硫酸溶液50mL,使提取过程中被氢氧化钠、焦磷酸钠破坏的腐殖质恢复原状,然后用去离子水洗至中性,风干备用。全去除腐殖质(H0)样品[41-42]:称取重组样品5g,置于100mL离心管中,加少量去离子水使之湿润,然后加入φ=30%过氧化氢10mL,连续加入2次,超声波分散10min,使有机无机复合体充分分散,再加入φ=30%过氧化氢10mL,至样品不再产生气泡。过量的过氧化氢用煮沸法去除。
1.2实验设计采用先吸附、后解吸的方法研究风沙土不同有机组分的氨氮解吸特征。
1.2.1吸附实验设计称取制备样品2.5g,置于100mL聚乙烯塑料离心管中,分别加入不同浓度氨氮标准溶液(用氯化铵(分析纯)配制,初始氨氮标准溶液浓度序列为50、100、150、200、250、300、350、400、450、500mg•L–1)25mL。振荡吸附24h,静止平衡2h,上清液通过0.45μm微孔滤膜后,测定氨氮浓度,由初始氨氮浓度与平衡溶液氨氮浓度差值计算得出样品对氨氮的吸附量。每个样品设置3次重复。
1.2.2解吸实验设计[32]样品对氨氮达饱和吸附后,再加入0.02mg•L–1的KCl溶液25mL解吸,振荡解吸24h,静止平衡2h,上清液通过0.45μm微孔滤膜后,测定氨氮浓度,由此计算氨氮解吸量。每个样品设置3次重复。
1.3测试方法①平衡液中氨氮浓度采用纳氏试剂分光光度法测定[43];②沉积物有机组成采用相对密度分组法和熊毅-傅积平改进的结合态腐殖质分组法测定[37-40];③有机质含量采用水合热重铬酸钾氧化-比色法测定[37]。1.4计算方法
1.4.1吸附量计算方法由初始氨氮质量浓度与平衡溶液氨氮质量浓度的差值计算得出样品对氨氮的吸附量。计算公式如下:中:C0为初始氨氮质量浓度(mg•L–1);Ce为吸附平衡时氨氮质量浓度(mg•L–1);V为平衡溶液体积(mL);W为供试样品质量(g);eΓ为吸附平衡时吸附量(mg•kg–1).
1.4.2解吸量计算方法由解吸平衡溶液氨氮质量浓度计算得出样1.4.3解吸分配系数风沙土不同有机组分的氨氮解吸附特征用Freundlich解吸方程来定量描述。Freundlich解吸方程为:式中:eD为解吸平衡时的解吸量(mg•kg–1);Ce为解吸平衡时液相中的吸附质浓度(mg•L–1);k为解吸分配系数,在一定平衡溶液质量浓度条件下,吸附质在固相和液相中的分配比,可直观表征吸附剂对吸附质的解吸倾向的大小,k值越小,解吸倾向越大;n为解吸速率常数,表示随着吸附质溶液质量浓度的降低,解吸量增加的速度。式中:eD为解吸平衡时的解吸量(mg•kg–1);mD为最大解吸量(mg•kg–1),吸附质接近完全解吸时的解吸量;Ce为解吸平衡时液相中的吸附质质量浓度(mg•L–1);b为解吸作用的平衡常数,也叫做解吸系数(在一定温度下,mD和b对一定的吸附剂和吸附质来说是常数)。
1.4.3解吸迟滞性指数[45]描述吸附/解吸行为的一个重要参数,当吸附/解吸等温线都符合Freundlich拟合时,解吸迟滞性指数可以简化为(6)式。式中,ns和nd分别为吸附、解吸等温线Freundlich拟合的n值,TⅡ值范围在0~1之间,越接近0,解吸迟滞性越弱,解吸可逆性越强,反之,越接近1,解吸迟滞性越强,解吸可逆性越弱。
2结果与分析
2.1供试土壤样品有机组成特征供试土壤样品有机组成特征见表1。表1表明,风沙土中轻组有机质含量较高,平均为1.70%。但轻组在土壤中所占比例较小,平均为0.62%。轻组有机质仅占沙土有机质总量的1.43%。重组有机质含量平均为1.31%。重组有机质占沙土有机质总量的98.57%。重组中以紧结态腐殖质(相当于胡敏素)含量最高,占重组腐殖质的44.27%。其次为稳结态腐殖质,占重组腐殖质总量的35.01%。以松结态腐殖质含量最低,占重组腐殖质总量的20.72%。腐殖酸组成特征为:松结态腐殖质以富里酸为主,占松结态腐殖质总量的56.50%。稳结态腐殖质以胡敏酸为主,占稳结态腐殖质总量的69.25%。胡敏酸与富里酸的比值(HA/FA)为1.03。胡敏酸与富里酸加和与总有机碳比值((HA+FA)/TOC)为0.140,土壤有机质中溶解性有机质(DOM)所占的比例较小。
2.2沙土不同有机组分对氨氮解吸特征影响分别采用Freundlich解吸方程(式3)和Langmuir解吸方程(式4)对氨氮的解吸等温线进行拟合。拟合参数见表2。表2结果表明,风沙土不同有机组分对氨氮的解吸特征圴符合Langmuir解吸等温式,其R2在0.932~0.999之间。该解吸特征也符合Freundlich解吸等温式,其R2在0.898~0.999之间。不同有机组分的氨氮解吸比例(Dr)由大到小排序为轻组(0.94)>H0组(0.68)>重组(HⅠ+HⅡ+HⅢ)(0.58)>HⅡ+HⅢ组(0.33)>HⅢ组(0.23)。解吸迟滞性指系数(TⅡ)由大到小排序为HⅢ组(0.458)>HⅡ+HⅢ组(0.231)>重组HⅠ+HⅡ+HⅢ(0.067)>轻组(0.044)>H0组(0.021)。西辽河流域沙土的氨氮解吸行为研究[46]表明,沙土氨氮解吸比率Dr在0.44~0.99之间,平均为0.75,解吸迟滞性指数TⅡ在0.05~0.65之间,平均为0.29,全去除腐殖质的H0组的解吸比例接近于其平均值(0.75),重组(HⅠ+HⅡ+HⅢ)的解吸比例接近于其最小值(0.44)。HⅢ组和HⅡ+HⅢ组的解吸比例小于其最小值(0.44)。可见,轻组有机组分吸附的氨氮进入水体后重新释放的比例最大,对上覆水的环境风险最大,其次为全去除腐殖质的H0组;全去除腐殖质的H0组的解吸迟滞性指数最小,其次为轻组。重组有机组分吸附的氨氮进入水体后重新释放的比例较小,对上覆水的环境风险较小。
3讨论
3.1风沙土轻组有机组分氨氮解吸机理探讨核磁共振技术分析轻组的化学成分发现[47-49],轻组有机质含有丰富的木质素二聚物、油脂、固醇、软木脂和脂肪酸。由此可以推断,轻组有机质除不同分解阶段的动植物残体外,还包括它们的分解产物可溶性的木质素二聚物、有机酸和脂肪酸等,它们共同构成了无定形的橡胶态有机组分。笔者研究证明,沙土中的轻组有机质是一类橡胶态胶体,氨氮在橡胶态组分区域内的吸附以分配作用为主,橡胶态胶体对氨氮的表面分配作用吸附是导致氨氮解吸比例增大,解吸迟滞性指数减小的原因。轻组有机组分携载的吸附态氨氮进入水体后,对上覆水体的扩散通量可按其饱和吸附量的0.94倍估算。
3.2风沙土重组有机组分氨氮解吸机理探讨研究表明,有机质是团聚体存在的胶结物质[50]。在团聚体的形成过程和稳定性方面起着重要作用。氨氮在稳、紧结态腐殖质,特别是紧结态腐殖质的碳标化饱和吸附量大,其根本原因就在于在稳、紧结态腐殖质中存在孔隙填充方式的氨氮吸附。当前普遍认为导致吸附/解吸不可逆性的微观机理是吸附质在固体颗粒微孔隙中转变为亚稳态并造成吸附剂的不可逆形变[51]。氨氮在紧结态和稳结态腐殖质所形成的团聚体颗粒微孔隙中的不可逆吸附是导致解吸比例降低的根本原因。一般认为,化合物解吸的滞后性主要有2个原因:一是化合物与特殊吸附位点的结合不可逆[52],二是吸附到土壤有机质和无机矿物晶格中的化合物的解吸速度缓慢[53-54]。表2结果表明,HⅢ组(TⅡ=0.458)和HⅡ+HⅢ组(TⅡ=0.231)的氨氮解吸迟滞性指数较大主要是腐殖质的作用,作为团聚体结构形成重要胶结物质的紧结态和稳结态腐殖质对氨氮的解吸滞后性产生重要影响。重组有机组分及重组有机组分中的HⅡ+HⅢ组和HⅢ组携载的吸附态氨氮进入水体后,对上覆水体的扩散通量可分别按其饱和吸附量的0.58、0.33和0.23倍估算。
沙质土壤的特点范文篇7
论文摘要:举例防风固沙与水土保持植物及其应用,大量资料表明防风固沙与水土保持植物已大量应用在现代工业中,并在未来更有越来越多的应用,对其发展进行了一些展望。
1基本概念
1.1防风固沙与水土保持植物
多为较高大的乔、灌木植物和少数多年生草本植物,具有防风固沙,水土保持功能,以及耐干旱、盐碱、抗风沙作用。
1.2乡土植物
是指经过长期的自然选择及物种演替后,对某一特定地区有高度生态适应性(包括引入物种经驯化后,已成为当地生栽的物种)的自然植物区系成分的总称。在丰富的园林植物中,乡土植物是最能适应当地自然生长条件的,并且具有抗逆性强、资源广、苗源多、易栽植的特点,不仅能达到适地适树,满足于城市水土保持的要求,而且还代表了一定的植被文化和地域风情。
1.3防风林
是在干旱多风的地区,为了降低风速、阻挡风沙而种植的防护林[1]。防风林的主要作用是降低风速、防风固沙、改善气候条件、涵养水源、保持水土,还可以调节空气的湿度、温度、减少冻害和其他灾害的危害
要达到最好的防风效果,应由:10行以上的树组成,选择具有抗风性能强、根系发达的树种种植成行、成网、成带、成片的防风林,能起到抗风、护岸、防风固沙、降低风速、增加空气温度、调节水源,改善环境和维持生态平衡。
1.4土壤侵蚀
指土壤和成土母质在外营力作用下被分离、破坏和移动的过程。
1.5风侵蚀
由于风的吹东带走土壤颗粒而形成的侵蚀。
1.6水土保持植物措施
是水土保持三大措施之一,与工程措施、农耕措施组成一个有机的水土流失综合防治体系。水土保持植物措施是在林草植被遭到破坏的水土流失地区,实施人工植树种草或通过封禁实现自然恢复的措施,以增加地面有效植被覆盖,实现涵养水源、保持水土、防风固沙、改善生态的目标。植物措施不仅是一种生态治理措施,更是一种农民改善生产生活条件措施,它能很好地解决水土流失治理与水土资源配置及高效利用、农民就业机会增加与收入提高及生活质量改善、区域生态安全与经济振兴及可持续发展等一系列问题。因此,要加快水土流失治理步伐,必须加强水土保持植物措施建设。
2资源分布
水土保持植物没有特定的界限,几乎在全国大部分地区都有分布。其主要分布于二大区域。一是“三北”戈壁沙漠及沙地风沙区。主要分布于长城沿线以北地区,该区域气候干旱少雨,风力侵蚀强烈,荒漠化严重,沙漠蚕蚀绿洲,直接危害农、林、牧业。包括新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西等省、自治区的沙漠及沙漠周围地区。面积187.6万km2,约占全国总面积的19.0%。其特点是在本区气候干旱少雨,大部分地区年降水量在200mm以下,风力强劲,风沙活动频繁而强烈。二是沿河、环湖、滨海平原风沙区。该区域主要是江、河、湖、海岸边沉积的泥沙,干燥遇大风形成并逐步扩大,造成掩埋各类生产用地的危害。
3特殊的利用
3.1沙棘(hippophaerhamnoideslinn.)
沙棘之所以受到社会各界广泛、持久的关注,是由于其具有巨大的生态和经济效益以及广阔的市场前景。
(1)沙棘具有较强的生态防护功能,是我国造林绿化、国土整治和建立比较完备的林业生态体系的主要先锋树种。沙棘有发达的根系,抗旱性强,在防风固沙和水土保持方面被称为是吹不倒的“挡风墙”,冲不垮的“生物堤坝”。沙棘的生态防护功能主要表现在涵养水源、保持水土、护堤护坝、防风固沙、治理盐碱地、保护和改良草牧场、生物围栏【1】。
(2)沙棘生物量大,燃烧值高,是我国农村优质薪柴。沙棘每隔4-5年可以平茬一次,平茬物可作为燃料。一公顷4年生的沙棘林,大约可收干柴6000公斤。沙棘枝叶繁茂,耐平茬和畜啃,具有较广的饲用价值。沙棘叶含蛋白质达20.6%,脂肪6.56%,高于饲料之王紫花苜蓿。沙棘根系发达,固氮能力强,是改良土壤的有效植物【1】。
(3)沙棘具有较高的药用医疗保健价值。沙棘药品用在我国有着悠久的历史。公元8世纪,我国的藏医经典《四部医典》、《中国药典》、《中药大辞典》中记载沙棘果具有活血散瘀、止渴化痰、平喘健胃、生津止渴、消食化滞、清热止泻之功效。沙棘之所以能有这样奇特的医疗功能,是由它所含的成分决定的。沙棘除含有丰富的维生素a、b、c、e、k、p外,
还有人体所需的微量元素锌、铁、钙、铜及各种对人体有益的活性物质180多种。
(40研制生产沙棘化妆品具有十分广阔的前景。由于沙棘果汁和油含有极其丰富的生物活性物质,国内研制的沙棘美容霜对皮肤黄褐斑、黑色素沉着、皮肤皱纹、角质硬化、脱皮、老年斑等均有疗效,且皮肤普遍变得白净、细嫩。沙棘通过综合利用,不但可以产生可观的经济效益,而且有益于人类健康【2】。
3.2雪狐
雪狐抗旱、抗寒性极强;耐瘠薄,耐盐碱;产草量较高;适应性广,抗逆性强;长寿型,持久性极好;适于高寒干旱和半干旱地区建立永久草地、退化草地补播改良和水土保持、防风固沙、植被恢复。
适应性及利用:“雪狐”扁穗冰草属旱生、沙生植物,适应性广,抗逆性强,耐瘠薄,耐盐碱,具有很强的抗旱性和抗寒性,能在年降水量230~380mm的地区良好生长。适宜干燥寒冷的气候,是高寒、干旱和半干旱地区的优良牧草【3】。“雪狐”扁穗冰草在适应区域寿命极长,适宜在我国东北、西北(包括青藏高原)、华北和西南地区种植建立永久草地。“雪狐”抽穗期刈割,营养价值高,延期收割,茎叶变粗硬,饲用价值降低。一般每年可刈割2~3次,鲜草产量30~40·5t/hm2。“雪狐”扁穗冰草质地柔软,是优良牧草之一,在干旱草原区把它作为催肥牧草,反刍家畜采食后的消化率和可消化成分高。“雪狐”扁穗冰草种子产量高,易于收集,发芽力强;既可以放牧又可以刈割,既可以单播又可以与豆科牧草混播建立永久草地或退化草地补播改良。“雪狐”扁穗冰草的须根密生、具砂套、入土较深,也是一种良好的护坡、水土保持和固沙植物品种。
3.1
3.2
3.3乡土植物
乡土植物尤其是乡土树种真正体现了一个国家、一个地区植物区系的特色,由于乡土植物的应用大多历史较长或悠久,许多植物被赋予一些民间传说和典故,具有丰富的文化底蕴。因此,城市水土保持应首选乡土植物,要以乡土植物为主,引进植物为辅,以新优稀特为点缀的百花齐放的综合发展格局,充分体现城镇绿化植物的多样性和发挥最佳生态效益。用丰富的乡土植物创造有鲜明地方特色的最佳人居环境。以下列出几点乡土植物在城市绿化中的应用【4】。
3.3.1道路绿化
道路绿化可以选择国槐、红花刺槐、刺槐、馒头柳、垂柳、旱柳、银中杨、新疆杨、小叶杨、臭椿、栾树、暴马丁香等,这些树种生态功能强、观赏价值高、景观效果也好,更为重要的是,这些树种树冠大、树形优美、抗病虫害能力强、抗风性能也好,既能提供市民所需要的绿荫,也方便园林部门管理。
3.3.2公园绿化
公园绿化可以选择观花、观形、观叶、观果等各类乡土植物,带有浓厚的本土气息,野趣天成、千姿百态,如国槐,高大古朴、冠大荫浓,花开时清香扑鼻,应用这些植物构建城市园林,可为居民区提供一个近似于自然林地和开阔田野的环境。诸如山桃稠李、江南槐、樱花、海棠花、月季、丁香、绣线菊、太平花、迎红杜鹃、黄刺玫、红刺玫、馒头柳、龙爪槐、桃叶卫矛、金银忍冬、鸡树条荚迷、银杏、蝴蝶槐、五角枫、火炬树等。
3.3.3庭院、居住区绿化
庭院、居住区绿化可以利用的乔木树种有:新疆杨、银中杨、加杨、旱柳、刺槐、臭椿、暴马丁香、蝴蝶槐、桃叶卫矛、龙爪桑、碧桃、圆冠榆、辽梅杏、槐树、白蜡、垂柳、馒头柳、栾树、假色槭、火炬树、五角枫等;灌木树种有连翘、榆叶梅、黄刺玫、紫丁香、锦带、太平花、金银忍冬、接骨木、绣线菊、白娟梅、白刺玫、紫叶李、紫叶碧桃、紫叶小檗、砂地柏、铺地柏、丰花月季、金山绣线菊等;藤本植物有:五叶地锦、爬山虎、紫藤、蛇葡萄、葡萄、啤酒花、杠柳等。这些树种的合理配植、远近结合、速慢生搭配,常绿、落叶按比例栽植,讲究季相变化,可以为人们提供一个良好的工作、学习、居住环境【4】。
3.3.1
3.3.3
3.4香根草(vetiveriazizanioiaes)
香根草作为一种非常理想的水土保持植物,受到世界银行的广泛推荐。世界银行选定香根草作为水土保持的有效生物措施,已在除南极洲以外的世界各洲建立了示范推广点,迄今为止,全世界已有30多个国家利用香根草作为水土保持植物,并取得了非常显著的效益。我国浙江、广东、福建、海南等地曾把香根草作为香料植物栽培过。1988年以来,在世界银行的极力支持下,闽浙赣川湘粤滇黔数省也把推广香根草作为水土保持措施。专家们预言,二十一世纪将是香根草用作水土保持的一个既实用又经济的时代。除了将其主要作为水土保持植物外,香根草也正被利用来治理污染、开发荒地、培育食用菌,等等。目前它的应用领域主要有以下几方面:
(1)旱坡地种植园的水土保持。将香根草呈篱笆状等高种植在旱坡地种植园边或行间,宽度约50cm左右,当迳流泥水流经草丛时,速度减缓、分散,泥沙49资料荟萃大部分滞留下来,水分一部分渗入土内,一部分从草丛中慢慢流出,侵蚀能力大为减弱,久之,草丛根部随泥沙淤积慢慢提高,逐渐形成梯田,进一步减少水土流失。目前国内外在果园、茶园、橡胶园中应用香根草来取代工程措施已成为研究热点【5】。
(2)道路、堤堰、水利工程的护坡。道路两旁、水库的堤坝、以及其它水利工程设施,都有非常陡峭的坡面,崩塌滑坡现象十分普遍。采用工程设施费用昂贵,且需要经常维护,难以取得理想的效果。香根草在这方面具有广阔的应用前景【6】。广东省公路局与华南植物所合作,在105国道从化路段开展应用香根草篱治理公路滑坡试验,结果令人满意。
(3)河岸、渠埂、水田埂的保护。香根草具有耐水湿的特点,非常适合于作河岸、渠埂、水田埂的保护植物,可减少长时间的流动水对土壤的冲刷。
(4)污水池、废弃垃圾场的治理。香根草对许多处重金属元素具有很强的抵抗能力,在污染严重的地方都有生长良好,可将其种植于污水池、废弃垃圾场等地,既治理了环境,又可繁殖大量种苗。
(5)防风固沙【7】。滨海地区风沙的侵蚀是农作物生长的主要障碍因子,种植香根草作风障可减缓风速,制止或减轻风蚀现象的发生,保证作物的正常生长。
(6)天然防火线。鲜活的香根草植株不易燃烧,在田间,香根草篱是天然的防火线。
(7)提取香根草油。香根草根中含有3%的香根油,化学成分为岩兰草醇,是一种天然的香料,可作为化妆品工业等的原料,每公斤价格40美元左右。但以水土保持为目的而种植的香根草不能挖根取油,否则就达不到保持水土的目的。
(8)培养食用菌。香根草是一种优质的菌草,它的茎叶是培制香菇、毛木耳、黑木耳、平菇、金针菇、猴头菇等食用、药用菌的优质原料。
(9)开发荒地的先锋植物。香根草由于适应性广、抗逆性强,在开发荒地时是非常理想的先锋植物。非洲的sahel和印度北部的bharatpur在火山和干旱等特殊地区种植香根草已有几百年的历史【7】。
(10)其它用途。香根草可编织工艺品,也可作为茅屋、棚舍顶的材料,还可作为牲畜的垫栏材料和燃料,以及作为种植园的地面覆盖材料【8】。
3.5蓑草(eulaliopsisbinata(retz.)c.e.hubb.)
蓑草根系长度及其在土壤剖面中的分布在120cm×90cm土体内,蓑草根系总长98714.8cm,平均根长0.91cm/cm3,在土壤表层高达9.42cm/cm3。研究土体周长420cm,根系总长度相当于缠绕整个土体235圈,正是根系的这种缠绕固结作用显著提高了土壤抗侵蚀的能力。在土壤剖面的横向分布上,蓑草根系随着距蓑草中心距离的增加而减少,且集中分布在蓑草植株左右40~50cm左右的土体内,其中近50%的根系分布在植株左右20cm以内,近65%分布在左右30cm以内,80%分布在左右40cm内,近90%分布在50cm左右【9】在土壤剖面纵向分布上随土层深度增减而递减,且集中分布在40cm以上土体内,其中60%分布在20cm以上土体内,80%分布在40cm以上土体内,90%分布在60cm以上土体内(图2)。因此,蓑草根系对表层尤其是40cm以内相对肥沃土壤的渗透性、抗冲性和抗剪性的提高具有重要意义,对防止因土壤侵蚀引起的土壤质量退化具有重要作用,且其提高土壤抗侵能力的有效性也势必随土层深度的增加而逐渐减弱。
蓑草根系平均直径0.20mm~0.50mm,95%的根系平均直径小于0.40mm。土体根系总体积85.13cm3,根系总表面积10139.68cm2,约为土体表面积的39%,在土壤表层根系表面积高达土体表面积的2~3倍。]在研究黄土高原草地植被恢复对土壤腐殖质及水稳性团聚体的影响时发现,0.1mm~0.4mm毛根对于团聚体的形成除了“缠绕、串联”作用外,根系的网络及根土界面的粘结作用可能也有重要意义;毛根的作用主要体现在大型团聚体(>2mm)的形成上,根系表面积指标与团聚体的相关性比毛根长度要好,他认为,用毛根表面积分析评价其提高土壤水稳性团粒、强化抗冲性的作用比用有效根密度或根系生物量更能揭示其固结土壤的作用机制【9】。由于蓑草根系极为丰富且以0.25~0.35mm的细根为主,表面积大,粘接作用明显,故其改善土壤抗侵蚀性能的有效性显著,对提高50cm以内土体的土壤抗侵蚀能力尤为突出。
2003到2004年的监测结果表明,在12度坡度情况下,坡改梯后净作蓑草(pecc)年径流量仅为49.90m3/hm2,年土壤流失量为155.78kg/hm2,而未坡改梯且农作情况下(fnc),年径流量314.29m3/hm2为前者的6.30倍,年土壤流失量3322.50kg/hm2为前者的21.33倍。在24度坡度情况下,坡改梯后土埂及边坡种植蓑草、坡面农作(perbc)年径流量248.04m3/hm2,年土壤流失量612.00kg/hm2,坡改梯后净作蓑草(pecc)径流量42.44m3/hm2,土壤流失量153.75kg/hm2,而未坡改梯且农作(fnc)情况下年径流量高达785.73m3/hm2,分别为处理1的3.17倍,处理2的18.52倍,年土壤流失量高达37503kg/hm2,分别为处理1的61.33倍,处理2的244.12倍。由此可见,蓑草的水土保持效益十分突出,蓑草是长江上游丘陵地区重要的水保草种资源,蓑草植物篱农作技术体系是坡耕地保护利用的重要技术措施【10】。
根据2003到2004年径流监测结果,按降雨量大小排序,以降雨量为x,径流量为y,在不考虑降雨强度的情况下做直线回归趋势分析,结果表明,径流量与降雨量具有显著的线性相关关系,可以认为蓑草通过地表覆盖、丰富的根系与土壤的相互作用过程对改善土壤抗侵蚀环境的效益十分显著,蓑草不仅对小降雨量、小强度的降雨径流具有显著的防止作用,而且对降雨量和降雨强度大、持续时间长的降雨径流也具有显著的防止作用。蓑草植物篱减少径流的效益随坡度增大而增加【10】.
3.4
3.5
4.开发潜力
按照1994年10月在巴黎签署的联合国防治荒漠化公约中的定义,“荒漠化系指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化”。
荒漠化被称为“地球的癌症”,是20世纪下半叶以来现代人类社会面临的四大生态环境问题之一,其他三个是全球气候变化、生物多样性保育与环境污染
按照1994年10月在巴黎签署的联合国防治荒漠化公约中的定义,“荒漠化系指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化”。
我国政府已将水土保持生态建设确立为21世纪经济和社会发展的一项重要的基础工程,水土保持生态建设的资金投入已经大幅度稳定增加,水土保持规模、速度已远远超过以往任何时期。为适应这种需求,2005年,由水利部、中国科学院、中国工程院联合组织的由20余位院士、几百名专家参加“中国水土流失与生态安全综合科学考察”;2007年5月,国家将“中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控机制研究”列入国家重大基础研究计划。这表明我国水土保持科技事业遇到了前所未有的发展机遇,将对水土保持科学发展产生历史性巨大的促进作用。
项目拟解决的三个关键科学问题:
(1)主要水蚀区土壤侵蚀的发生发展过程与驱动机制。复杂的自然条件、巨大的人口压力和悠久的农业开垦历史,使我国成为世界上土壤侵蚀类型最多、分布面积最广、侵蚀程度最严重的国家。所以,研究中国土壤侵蚀的发生发展过程与驱动机制就是解决世界土壤侵蚀科学的难题
(2)复杂环境下土壤侵蚀模型构建的理论与方法。由于我国土壤侵蚀环境因子复杂,国际上流行的,如美国、欧洲的侵蚀模型在我国难以应用,考虑到区域差异和尺度的影响,急需研究建立适合我国自然环境的土壤侵蚀模型理论与方法.
(3)水土流失与水土保持环境效应评价理论与调控机理。严重的水土流失引起了严重的生态问题和社会问题,长期的水土保持活动也产生了明显的效益,建立科学的评价指标体系为指导全国水土保持提供科学依据,已经成为水土保持科学研究的重要任务。陵区、西北黄土高原区、西南紫色土山丘区等4个水力侵蚀区。前两个区是我国主要商品粮生产区;后两个区分别是我国黄河、长江两大河流中上游泥沙主要来源区。研究队伍集中了全国水土保持研究的主要力量,包括中科院7个研究所、8所大专院校及黄河、长江两大流域研究机构本学科领域主要骨干。李锐研究员介绍说,项目总体框架可用“1357”概括,即一个总课题,拟解决3个关键科学问题,包括了5个方面的研究内容。
5.特色种类
5.1沙拐枣(calligonummongolicum)
别名:头发草
科:蓼科
产地分布:分布于中国甘肃、新疆、内蒙古等省区
形态特征:老枝灰白色,开展。1年生枝草质,绿色,有关节。叶条形,托叶鞘膜质,瘦果宽椭圆形。花期5~6月。
生长习性:极耐高温、干旱和严寒。萌芽性强,被流沙埋压后,仍能由茎部发生不定根、不定芽。多生于沙地、戈壁滩、干河床以及山前沙砾地。
景观用途:沙拐枣为防风固沙植物。花、果及老枝均有一定观赏价值,适宜点缀公园。也可盆栽。全株可入药。
培育繁殖:用种子或压条繁殖。
5.2山荞麦(polygvnumaubertii)
别名:木藤蓼、康藏何首乌
科:蓼科
产地分布:产于陕西、甘肃。内蒙、山西等省区也有分布。
形态特征:茎缠绕或近直立,初为草质,1-2年后变为木质或近木质,长达数米。叶互生或簇生,长圆状卵形,先端急尖,基部浅心形,两面光滑无毛。花序圆锥状,顶生。苞膜质,内含3-6朵花。花小,白色,花被5深裂。果实卵状三棱形,黑褐色。
景观用途:山荞麦开花时一片雪白,有微香。是良好的攀援和蜜源植物。
培育繁殖:可播种或扦插繁殖,发芽率很高。
5.1
5.2
5.3苎麻(boehmerianivea)
科名:荨麻科
别名:家苎麻、白麻、圆麻
产地分布:湖南、湖北、四川、安徽、江西、广西、浙江、贵州、河南、陕西、江苏、云南、福建、广东和台湾等省(自治区)均有。以湖南、湖北和四川省为最多。
形态特征:半灌木,高1~2m;茎、花序和叶柄密生,短或长柔毛。
5.4沙棘(hippophaerhamnoideslinn.)
科:胡颓子科
形态特征:落叶灌木或乔木,高5~10m,具粗壮棘刺。枝幼时密被褐锈色鳞片。互生,线性或线状披针形,两端钝尖,下面密被淡白色鳞片;叶柄极短。花先叶开放,雌雄异株;短总状花序腋生于头年枝上;花小,淡黄色,雄花花被2裂,雄蕊4;雌花花被筒囊状,顶端2裂。果为肉质花被筒包围,近球形,橙黄色。花期3~4月,果期9~10月。生于河边、高山、草原。
生长习性:沙棘能适应不良的环境条件,沙棘适应性强,耐旱耐寒,不择土壤,无论干瘠、水湿及盐碱的地方都能生长。
产地分布:广泛分布于我国西北、华北以及西南地区。
用途:沙棘在荒山、荒坡、荒滩治理中成为了生态建设的造林先锋树种,在调节微气候、改良土壤、涵养水源、防风固沙、创造野生动物的生存条件等方面发挥着巨大的作用,有着无可比拟的重大生态价值。沙棘的防风固沙作用很强,当沙棘根系网络形成以后,当地的沙粒基本可以固着。一方面是地上枝叶部分的阻隔,另一方面是地表枯落层和密集的草本植物的覆盖。这样在风沙源地带种植沙棘,在控制沙尘暴源头的沙尘上,有着重大的作用。
5.3
5.4
5.5紫穗槐(amorphafruticosal)
别名:绵槐、紫花槐,
科:豆科
形态特征:多年生落叶丛生小灌木,高l一4米。羽状复叶;小叶11-25,卵形、椭圆形或披针状椭圆形,长1.5-4厘米,宽0.6-1.5厘米,顶端圆或微凹,有短尖,基部圆形,两面有白色短柔毛。穗状花序集生于枝条上部。花冠紫色,旗瓣心形,没有翼瓣和龙骨瓣;雄蕊10,每5个一组,苞于旗瓣之中,伸出花冠外。荚果下垂,弯曲,长7-9毫米,宽约3毫米,棕褐色,有瘤状腺点。花果期5-10月
产地分布:在我国大部分地区均适宜栽植栽培,广布于我国东北、华北、河南、华东、湖北、四川等地。
生长习性:紫穗槐对土地要求不严,耐盐碱、耐瘠薄、耐干旱、耐涝、耐寒、抗沙压、抗逆性强、根系发达,并具有很强的抗病、虫、抗烟和抗污染能力。|
经济用途:紫穗槐较强的生命力可以有效抑制杂草的生长,用于公路边坡绿化,不仅可以降低雨水对边坡的冲刷强度,保护路肩、边坡,而且在一定程度上降低了养路成本。若在陡坡和高填方路段进行栽植,对减少水土流失,保护公路边坡,美化环境,减少污染等方面,更是有着明显的效果。
5.6文冠果(xanthocerassorbifoliabunge)
科:无患子科
形态特征:落叶小乔木或灌木,高可达8m。树皮灰褐色,粗糙条裂;小枝幼时紫褐色,有毛,后脱落。奇数羽状复叶互生。花杂性,整齐,白色,基部有由黄变红之斑晕;蒴果椭圆形,径4-6cm,具有木质厚壁。花期4-5月;果熟期8-9月。
产地分布:文冠果是我国特有的树种,原产我国北部干旱寒冷地区,内蒙古自治区的一些旧喇嘛庙内,至今仍有树龄较大的老文冠果树。
生长习性:喜光,也耐半荫;耐严寒和干旱,不耐涝;对土壤要求不严,在沙荒、石砾地、粘土及轻盐碱土上均能生长,但以肥沃、深厚、疏松、湿润而同期良好的土壤生长好。深根性。主根发达,萌蘖力强。
用途:文冠果具有很高的经济价值,是我国特有的油料树种,它对寒冷、干旱、贫瘠、均有较强的忍耐能力。具有结实早、受益快、产量高、盛果期长、含油率高和综合利用价值大等特点。
繁殖:播种繁殖为主。也可分株、压条和根插
沙质土壤的特点范文篇8
0引言不同土地利用引起的土壤特性的变化各不相同.有关土地利用变化引起的土地覆被及土壤特性等方面的变化一直是众多学者研究的热点.例如,在地表植被[1]、植物凋落物和残余量[2]、土地管理措施[3]、土壤性质[4-7]、地表反射率[8]、土壤微生物活动[9]及土壤养分[10-11]等方面的变化研究均取得显著成果.同时,土地利用变化还可引起生物多样性[12]、地表径流和侵蚀[13]、土壤环境[14-16]等生态过程[17]的变化.合理的土地利用可以改善土壤结构,增强土壤对外界环境变化的抵抗力[18],反之将会导致土壤质量下降[19-20],并导致土地沙漠化.古尔班通古特沙漠与绿洲交错带不仅土壤盐渍化严重,而且面临沙漠化的威胁.其植被群落结构简单,生态环境十分脆弱.随着人类活动干扰强度的增大,资源与环境之间的矛盾日益突出,土地利用变化必然对该区土壤特性产生重大的影响.我国土地利用变化对土壤特性的影响研究大多集中在典型岩溶区[10]、自然保护区[21]、低山丘陵区[22]和集约化农业区[23]等.而有关土地利用在干旱区的研究主要表现在绿洲[11,24-25]和典型流域[26]方面.因此,开展绿洲-沙漠交错带土地利用变化对土壤特性的影响研究具有重要意义.本文对比研究了绿洲-沙漠交错带不同土地利用类型对土壤机械组成、总盐和土壤养分等土壤特性的影响,并对其进行了土壤退化评价和养分评价.可为合理的利用土地资源、规划经营管理方式及土地评价和恢复等提供理论基础,对于土壤盐渍化的防治、改良、有效利用和沙漠化的防治,具有科学实践意义和生态价值.1研究区概况研究区位于古尔班通古特沙漠与奇台县绿洲的交错带.古尔班通古特沙漠位于新疆北部准噶尔盆地腹地,是我国面积最大的固定和半固定沙漠,地处44°11′~46°20′N和84°31′~90°00′E之间,面积约4.88×104km2.其年平均降水量不超过150mm,且主要集中在春季.年平均蒸发潜力较高,在2000mm以上,年均温为6~10℃.奇台县位于天山北麓,准噶尔盆地东南缘,地处89°13′~91°22′E,43°25′~49°29′N,全县面积1.93×104km2.农区年平均气温为4.7℃,7月份极端最高气温43℃,1月份极端气温为-42.6℃.年平均降水量为176mm,蒸发潜力2141mm,无霜期平均156d,年日照时数2840~3230h.2材料与方法2008年10月,在古尔班通古特沙漠与奇台县绿洲交错带8种土地利用类型土壤选择样地分别为:荒草地(花花柴Kareliniacaspic、芦苇Phrag-mitesaustralis及猪毛菜Salsolacollina为主,A1)、天然灌木林地(柽柳TamarixchinensisLour为主,A2)、无植被生长的盐碱地(A3)、种植3a的生态防护林地(沙枣树Elaeagnusangustifolia为主要建群种,A4)、耕种3a(B1)、5a(B2)、10a(B3)的农田及耕种5a的菜园地(B4).按S”型采样法,挖取深度为40cm的土壤剖面,按0~20cm和20~40cm土层取样.每种样地,分别从不同的地块上挖取6个土壤剖面,每样重复3次,每层共取样18个.采集的土样在实验室内自然风干,分散,过1mm筛,按水土比5∶1配置土壤浸提液.用残渣烘干法测定可溶性总盐含量;用数字式酸度计测定pH值;用K2Cr2O7容量法测定有机质含量;用半微量开氏法测定全氮;用硫酸-高氯酸消煮-钼锑抗比色法测定全磷;用碱解-扩散法测定碱解氮;用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定速效磷;用1mol•L-1乙酸铵浸提-火焰光度法速效钾;采用双指示剂-中和滴定法测定CO2-3和HCO-3;采用硝酸银滴定法测定Cl-;采用源自吸收分光光度法测定Ca2+和Mg2+;采用火焰光度法测定K+和Na+;采用硫酸钡质量法测定SO2-4.按美国制土壤分类标准分析土壤颗粒组成.分析测定由中国科学院新疆生态与地理研究所土壤理化分析实验室的专业人员完成.土壤有机碳含量源自于土壤有机质含量,其计算方法如下[27]:OM(%)=C(%)×1.724(1)则,C(%)=OM(%)×0.58(2)式中:OM为土壤有机质(%);C为土壤有机碳(%).本文运用单因素方差分析、F检验法、综合指数法、聚类分析及相关分析等方法进行分析土地利用变化对土壤特性的影响.所有图表的绘制及数据的分析在Excel2003、DPS8.01及SPSS13.0软件上进行.利用综合指数的计算形式,定量地对某现象进行综合评价的方法,称为综合指数法(syntheticin-dex).综合指数I较为复杂,没有统一的表达形式,一般根据实际问题确定计算模式,并可表示为各个指标的相加或相乘,如取相加,则有[28]:I=1n∑m1y或I=∑ki=1∏lj=1yij(3)式中:I为综合指数;y为个体指数;m为指标数;n为分组数;k为指标类别数;l为各类内的指标数.3结果与分析3.1土壤理化性质及盐分特征绿洲-沙漠交错带各土地利用类型土壤(0~40cm土层)主要组成为极细砂(表1),其平均含量在63%~66%之间变化;其次为细砂,含量远低于前者,大体在19%~22%之间波动.按粒度的平均值衡量,土壤质地上层(0~20cm)和下层(20~40cm)没有显著差异.按照美国制土壤分类标准,属于砂土.土壤pH值>8.0.据土壤肥力分类标准[29],有机质平均含量在24~32g•kg-1之间,属于2~3级,为中上水平,有利于作物生长,但全磷含量(0.71~0.85g•kg-1)较低.上层土壤养分(除全钾外)均高于下层土壤,而且除有机质和全钾外上层和下层土壤养分元素均具有P<0.05信度水平的显著性差异.按照土壤盐渍化分类标准,属于强盐渍土[30].上层土壤盐分及其离子含量普遍大于下层土壤,但其含量不具有显著性的差异.#p#分页标题#e#3.2土地利用变化对土壤机械组成的影响不同的土地利用类型的上层、下层土壤的粉砂含量均具有显著性差异(表2),而极细砂和细砂的差异性不显著.上层土壤机械组成的变异系数均小于下层.同时,各土地利用系统上层土壤的粉砂和极细砂含量基本高于下层土壤,可能是由于上层土壤易受到外界自然因素(如风蚀、动物活动及植物根系等)和人为因素(如放牧、耕种等)的影响.受人类干扰活动较强的耕种3a及以上的农田和菜园地较无人类耕种活动的荒草地、盐碱地、天然灌木林地和人类干扰活动较弱的3a防护林地粉砂和极细砂(0~40cm土层)的平均增加率分别为31.59%和9.50%,而且粉砂含量以人类耕种时间较长、干扰强度较大的10a地最高;而细砂表现出与之相反的分布态势,平均减少率为17.60%.这反映出人类活动干扰的时间与强度对土壤机械组成的影响.3.3土地利用变化对土壤养分和pH值的影响3.3.1土壤养分和pH值的统计特征土地利用变化对土壤养分(有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾)和土壤pH值的变化有着较大的影响(表3).而且,不同土地利用系统的上层和下层土壤的有机质、全氮、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾和上层土壤的全磷和pH值均具有显著的差异性土壤pH值在无人类耕作活动干扰的荒草地、天然灌木林地和盐碱地(>8.34)明显高于有人类活动干扰的土地利用类型(<8.33).其中,盐碱地pH值最高(>8.5),碱性较强.在有人类活动干扰的土地利用类型中,多年生防护林地、5a菜园地和10a农田地的土壤pH值明显低于耕种时间(≤5a)较短的一年生作物农田,一方面与植被特性有关;另一方面与人类活动干扰的时间、强度及管理方式(如:有机肥施用量、灌溉量等)有关.荒草地、盐碱地、防护林地和3a农田地有机质(表层>35g•kg-1)、全氮(表层>2.6g•kg-1)及碱解氮(表层>125g•kg-1)的分布状况较为一致,且含量较高.荒草地和盐碱地反映了研究区土壤养分的背景值.因此,在养分循环尚未开始,人类活动干扰时间较短的防护林地和3a农田地的有机质和全氮含量高,仅是在土壤养分背景值较高条件下的延续.而后随着耕作时间的延长,对土壤养分的消耗进一步加大,5a农田地及菜园地有机质、全氮及碱解氮含量降低.但随着耕作时间的进一步加长,养分循环系统的功能逐步完善,10a地农田有机质、全氮及碱解氮含量逐渐升高.全磷在天然灌木林地和盐碱地含量明显高于其他土地利用类型,但其他土地利用类型的全磷含量相差不大.而全钾的分布则相反,并且在农田中,随着耕作时间的加长,全钾含量逐渐增加.菜园地的全钾含量最高,这与其有机肥施用量高有关.速效磷和速效钾在盐碱地和灌木林地含量最高,荒草地和防护林地次之,农田及菜园地含量较低.但菜园地速效磷含量明显高于其他农田.3.3.2不同土地利用系统的土壤养分评价为进一步明确土地利用变化对土壤养分的影响,特引入土壤养分指数.所谓土壤养分指数,是以土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等土壤养分监测数据计算出的无量纲相对数,用来反映土壤养分的综合状况.利用综合指数法[28],对各土地利用系统的土壤养分进行综合评价,进而求出其土壤养分指数(图1).不同土地利用系统的土壤养分指数高低变化依次为:盐碱地>生态防护林地>荒草地>天然灌木林地>10a农田地>5a菜园地>3a农田地>5a农田地.首先,采用欧式距离法将各土地利用类型的土壤养分指数聚类分析成4类(图2),然后依据土壤养分指数大小依次将各土地利用类型的土壤养分类别划分为4个等级:1级为盐碱地,属于最高等级;2级为生态防护林地、荒草地和天然灌木林地;3级为10a农田、5a菜园地和3a农田地;4级为5a农田地,属于最低等级.由于盐碱地无任何植被生长,并没有产生新的养分循环系统,而它的土壤养分等级最高,说明研究区在1970年代次生盐渍化发生之前土质肥沃,较适合作物生长.养分等级为二级的生态防护林地、荒草地和天然灌木林地均源自于盐碱地,且受人类活动影响少,故其延续了高养分背景值的特点.有人类耕作活动干扰的土地利用类型,在新的养分循环系统的功能较低(≤5a)时[31],耕作时间越长,对背景值养分的消耗量越大,养分等级就越低.因此,3a农田地的养分等级高于5a农田地.但随着耕作时间的延长(>5a),新的养分循环系统的功能不断加强,土壤养分的等级逐渐提高.所以,10a农田地的土壤养分等级高于5a农田地.另外,由于菜园地的耕作、管理方式不同,土壤养分等级高于与其耕作时间相同的农田地.3.4土地利用变化对土壤盐分的影响土地利用变化对土壤总盐含量及其离子组成的影响显著(表4).而且,各土地利用类型的上层和下层土壤总盐及离子(HCO-3、Cl-、SO2-4、Ca2+、Mg2+、K+和Na+)含量均具有显著的差异性.未受人类活动影响的各土地利用类型(盐碱地、荒草地和天然灌木林地)上层总盐含量明显高于下层,且上下两层总盐含量较高(>26g•kg-1);而有人类活动干扰的各土地利用系统,上层总盐含量低于下层,且总盐含量较低(农田、菜园地小于2.5g•kg-1,生态防护林地小于18g•kg-1).表明人类活动对土壤盐分的空间分布有着重要影响.在有人类活动干扰的土地利用系统中,人类活动干扰强度大的农田,随着耕作时间的延长,其总盐含量逐渐减少.另外,人类对5a菜园地特殊的耕作方式,使其总盐含量低于农田(≤10a).说明人类活动干扰时间越长、强度越大,土壤含盐量越小,这与他人的研究结论一致[25,32].生态防护林地总盐含量最高,这是因为人类仅对其进行每年1~2次的灌溉,洗盐量小,并未有深翻犁地等活动,对其干扰时间和强度较小.从变异系数来看,Cl-、SO2-4、Mg2+和Na+的变异性(CV>1.0)最大,为强变异性.Ca2+和K+离子(CV<1.0)次之,为中等(偏强)变异性.HCO-3离子(CV<0.35)的变异性最小,为中等(偏弱)变异性.#p#分页标题#e#3.5土壤盐分与其组成离子相关性分析为进一步了解土地利用变化过程中,土壤盐分与其组成离子之间的变化关系,分别对其进行了相关分析.土壤总盐与Cl-、SO2-4、Ca2+、Mg2+、K+和Na+离子均呈极显著正相关性,而仅与HCO-3离子呈显著负相关性(表5).而HCO-3易发生水解反应,其含量越高,碱性越强.表明土壤总盐与碱性呈反比.另外,HCO-3与Cl-、SO2-4、Ca2+和Na+离子均呈显著负相关性,而与Mg2+和K+离子相关性较差.Cl-与SO2-4、Ca2+、K+和Na+离子(极显著正相关)的相关性要好于与Mg2+离子(显著正相关)的相关性.SO2-4与其他阳离子(Ca2+、Mg2+、K+和Na+)均呈现极显著正相关性.阳离子(Ca2+、Mg2+、K+和Na+)之间,除Ca2+与Mg2+、Mg2+与K+离子呈显著正相关外,其他两两之间均呈极显著正相关性.3.6不同土地利用类型的退化评价为了定量描述土地利用变化引起的土壤退化程度,本文引进了土壤退化指数[33].土壤退化指数的计算首先是以某种土地利用类型作为基准,假设其他的土地利用类型都是由作为基准的土地类型转变而来的;然后计算土壤各个属性在其他土地利用类型与基准土地利用类型之间的差异(以百分数%表示),最后将各个属性的差异求和平均,从而得到各土地利用类型的土壤退化指数.具体公式如下[22]:式中:DI为土壤退化指数;p1′,p2′,…,pn′为基准土地利用类型下土壤属性1,属性2,…属性n的值;p1,p2,…,pn为其他土地利用类型下土壤属性值;n为选择的土壤属性数.土壤退化指数可以为正数也可以为负数,负数表明土壤退化,正数表明土壤不仅没有退化,而且质量还有所提高.本文以无植被生长的盐碱地作为基准的土地利用类型,其上层土壤属性为基准值进行计算各土地利用类型的土壤退化指数.选择的土壤属性包括土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾.研究区5a农田地的土壤退化指数(-30.58%)最低(图3),表明其退化程度最高,且与盐碱地相比退化程度显著(通过P<0.05水平下显著性检验).而其他各土地利用类型的土壤退化指数均大于-21%,且与盐碱地相比退化不显著.另外,受人类活动干扰强度较小的荒草地、天然灌木林地和生态防护林地的退化指数明显高于人类活动干扰强度大的农田和菜园地.一方面表明农田退化速率高于耕种相同时间的菜园地;另一方面说明人类活动干扰的强度与土壤退化密切相关.4结论(1)研究区土壤主要由极细砂和细砂组成,其含量在不同土地利用类型下的差异性不显著,但粉砂含量的差异性显著(P<0.05).各土地利用类型的粉砂和极细砂含量与土层深度成反比,与人类活动干扰的时间、强度成正比.而细砂的分布规律与之相反.(2)土地利用类型对土壤养分和pH值的影响显著.不同土地利用类型的土壤养分指数由大到小依次为:盐碱地>生态防护林地>荒草地>天然灌木林地>10a农田>5a菜园地>3a农田>5a农田.有人类活动干扰的土地利用类型的土壤pH值(<8.33)明显低于无人类活动干扰的土壤(>8.34).(3)人类活动对土壤盐分的干扰,主要表现在空间和时间序列中.无人类活动干扰的土地利用类型的上层(0~20cm)土壤含盐量高于下层(20~40cm),且含量(上、下层平均为35.60g•kg-1、25.93g•kg-1)高;而有人类活动干扰的土壤盐分分布规律相反.(4)土地利用变化的过程中,土壤盐分与Cl-、SO2-4、Ca2+、Mg2+、K+和Na+离子均呈极显著正相关性,而与HCO-3离子呈显著负相关性.除HCO-3与Mg2+、K+相关性较差外,其他各离子之间相关性均较好.(5)与盐碱地相比,5a农田地退化显著(通过P<0.05水平下显著性检验),而其他土地利用类型退化不显著.
沙质土壤的特点范文篇9
关键词:容重变化;水土流失;人工降雨
Abstract:Thesimulatedrainfallexperimentwasusedtoquantifytheeffectsofdifferentbulkdensitiesonrunoff,soilerosionprocessesandhydrologicalprocessonredearthland-slope.Theresultsshowedthat:(1)infiltrationratewithtimegraduallyweakened,withthebulkdensityincreases;(2)runoffintensitytimetobuild,withthebulkdensityincreases.Soilbulkdensityisbigger,runoffmomentsearlier,runoffcoefficientisbig.Suchassoilcrustinhibitedrunoff,runoffdecline;(3)theslopesedimentyieldincreaseswithtime,thebulkdensityisbigger,thesedimentyieldincreasing.Suchassoilcrustinhibitedsediment,sedimentreduction.
Keywords:Bulkdensity;Soilerosion;Artificialrainfall
中图分类号:S157.1文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1引言
土壤物理性质是影响水土流失的重要因素,土壤容重的大小反映了土壤的松紧程度,是影响土壤的透气性、入渗性能、持水能力、溶质迁移特征和土壤抗侵蚀能力的重要因素之一,对坡面降雨入渗产流产沙等过程不可忽视。南方红壤丘陵区是我国农业生产发展潜力最大的地区之一,翻耕较频繁,长期对山丘坡地资源的强度开发利用,造成了较为严重的水土流失。因为土壤层薄,流失的土层厚度的比例很高,土壤石砾化严重,已直接制约了农业生产的发展。
目前,我国对于水土流失状况和规律的研究中,耿晓东等2009年在《红壤坡面降雨入渗及产流产沙特征试验研究》中得出在不同降雨强度和坡度条件下,产流时刻随降雨强度和坡度的增大而提前。王占礼等2005年在《黄土裸坡降雨产流过程实验研究》中研究了黄土高原裸坡降雨产流的变化过程,得出了不同因子对径流的影响,并得出了各因子和径流之间的关系方程式。刘俊娥等2010年在《黄土坡面薄层产流过程试验研究》中通过人工模拟降雨试验的方法,研究了黄土高原中部安塞黄绵土条件下的坡面薄层产流过程,得出了各产流因子与产流的关系方程。
基于前人研究的成果,本研究以模拟红壤坡地为研究对象,开展了不同容重情况下坡面径流入渗和侵蚀产沙特征研究,分析坡地系统内的侵蚀产沙入渗规律,探索不同容重条件下的侵蚀产沙入渗动态。这对完善红壤坡地水土流失问题的治理方案提供理论基础,优化布局和设计整体水土流失治理措施,合理地指导坡地农业种植结构具有重要意义。
2实验材料与方法
2.1实验过程与材料
试验用土采用湖南省长沙市东郊,属中度脱硅富铝化的铁铝土,质地较粘重。在生产上粘土具有保肥、保水的特性,但耕性较差的特点。试验土样经过1cm孔筛网,晾晒等处理填装。试验坡面植被覆盖率为零,初始含水率为15%,质地均匀。
试验所用土槽规格为:长200cm×宽30cm×高30cm,坡度固定为15°,土槽径流流出口处安装V形槽用于收集径流。为了控制试验坡面物理状况一致性,按照设定的容重计算每层土壤重量分层填装。避免减小边壁对水分入渗的影响及土层之间产生人工分层现象。
降雨设备由供水、稳压、降雨3个子系统构成。降雨高度为7m,雨滴有效降落高度为6m,有利于保证雨滴降落的最终速度能够达到天然降雨降落到地表的最大速度。降雨强度控制在80mm/h左右,均匀度大于80%。
2.2试验设计
人工模拟降雨试验在湖南农业大学排灌实验室进行,其为了揭示不同容重对坡面水土流失过程的影响,容重分别设置为1.1g/cm³,1.15g/cm³,1.2g/cm³,重复2次。研究数据均为重复降雨试验数据的算术平均值。
3结果与分析
3.1容重变化对入渗过程的影响
土壤容重主要由土壤孔隙及土壤固体的数量来决定,而土壤水分入渗能力直接决定于土壤孔隙度值,它对土壤水分运动的驱动力和水力传导度产生影响,进而影响到土壤水分入渗能力,也就是说土壤容重在一定程度上决定了土壤入渗能力的大小。孔隙度愈高,土壤的透水性将愈强。通常土壤的入渗能力用入渗率来衡量,入渗率指的是一定时期内降水入渗补给地下水的水量与同期内降水量的比值。入渗率的计算公式见(1):
⑴
式中,—入渗率(mm/min);—径流量(mm);—降雨强度(mm/min);—时间(min);—坡面实际承雨面积(cm²);—坡度;10—量纲换算系数。
图1不同容重条件下平均入渗率随时间的变化过程
Table1Differentdensityconditionsaverageinfiltrationratechangesovertime
由图1可知,不同容重条件下,土壤的平均入渗率变化过程有所差异,即土壤的平均入渗率随土壤容重的增大而减小。一般来说,容重大的土壤较为紧实致密、容重小的土壤疏松多孔,在相同土壤结构、含水量和水势梯度条件下,容重大的水力传导度小于容重小的土壤。因此,容重大的土壤水分入渗能力小于容重小的土壤。
3.2容重变化对产流过程的影响
产流过程指流域上降水经过植物截留、填洼、下渗、蒸发等损失而产生净雨过程。在地面形成地表径流;在地下部分补充土壤的缺水量,部分形成地下径流。本实验主要研究地表径流,由于是模拟平整的红壤裸坡坡地,所以,不考虑植物截留、填洼等损失;蒸发损失的量少,不便计算,忽略不计,只考虑降雨下渗后的坡面产流情况。
根据坡面降雨产流过程,定时采集径流样,并计算出径流深度H(mm/min)和径流系数(%),计算方法见公式(2)和公式(3)
(2)
沙质土壤的特点范文篇10
另一方面,受干旱影响,当地产量很低,正常年景春小麦产量只有100公斤/亩左右,而且平均每3年就有一年绝收,对农牧民生活带来严重影响。2000年北方大旱,鱼儿山镇大部分土地颗粒无收。1999年脱贫的农民又返贫到人均收入只有860元/年。
丰宁的生态环境状况好坏,还直接关系到密云水库,潘家口水库的水量水水土流失面积4959平方公里,占国土面积的56.5%,其中:草场退化面积1571平方公里,土地重度沙化面积1129平方公里,已形成4片通体沙化区,成为全国沙滩、戈壁、沙漠门大片之一,而且还有不断扩大的趋势。因此,当地迫切需要一种既能减轻农田扬沙、防止土壤沙化,又能增产增收的耕作技术。
二、试验目的意义
国内外大量试验和实践证明,保护性耕作可能正是所需的技术。因而急需建立试验示范点,考核大面积推广保护性耕作的必要性、可行性,完善适应坝上高原特点的保护性耕作配套技术体系。特别是建立能够减轻农田扬沙、抑制土壤沙漠化,提高土地抗旱能力、有效控制草害,增加作物产量,增加农民收入的保护性耕作技术体系。在紧邻京津的坝上冷凉风沙区建立大面积保护性耕作示范区,将明显减少沙尘暴对京津威胁,改善京津大气质量,同时发挥生态农业治理土地沙漠化及改善当地农民生活的实际作用。并进一步为环京津大批冷凉风沙区、农牧交错区的生态农业治沙和抗旱增收提供可靠的技术与经验。
三、试验地点与面积:中心试验区220亩(鱼儿山镇县农技试验场)
示范推广区20,000亩(鱼儿山镇12,000亩
大滩乡5,000亩
万胜勇乡3,000亩)
四、实施技术内容:
(一)保护性耕作机具试验:通过大面积保护性耕作田间作业,继续完善和改进免耕播种机、深松机、浅松机。(地点,示范推广区)
(二)保护性耕作工艺体系试验:
1.试验区地点:河北省丰宁县鱼儿山镇县农业科技试验场
2.试验作物:莜麦
3.工艺体系设计:
1)因素设计:4因素、3水平
①留茬高度:20~25cm(a),10~15cm(b),0cm(c)
②播种前除草:喷除草剂(a),机械除草(b),不除草(c)
③收获后除草:喷除草剂(a),机械除草(b),不除草(c)
④耕作处理。免耕(a),深松(b)翻耕(c)
2)体系设计:共设4种体系,
体系1一免耕高茬,高留茬、喷2次除草剂(播种前与收获后)
体系2一兔耕低茬,低留茬、喷1次除草剂(播种前)
体系3一深松低茬,低留茬、深松、播种前机械浅松除草
体系4一传统对照,不留茬、翻耕、不除草
工艺体系设计对照表
体系1
体系2
体系3
体系4
备注
留茬高度
a
b
b
c
播前除草
a
a
b
c
收后除草
a
c
c
c
耕作除理
a
a
b
c
3)试验区小区设计保护性耕作体系各设3次重复,传统对照不设重复,共设*个试验小区。其中1组保护性耕作和传统对照共4个小区兼作农田扬沙测试区。
4)试验小区面积及布置兼作农田扬沙测试的试验小区,小区长180m,宽150m,四周隔离带宽5m,小区间隔带2m、每小区占地40亩。一般体系试验小区,小区长180m,宽20m,四周隔离带宽5m,小区间隔带2m,每小区占地6亩。
5)中心试验区占地面积:220亩
(三)农田风沙测试
1.试验目的
测试农田扬沙量及沙尘组成、农田土壤损失量或增加量及其组成。
2.试验区小区设计
风沙测试设在1组保护性耕作工艺体系及传统对照体系上,共设4个小区。
3.试验小区面积及布置
为满足农田土壤损失量测试需要,进风口和出风口两个沙尘采样器的距离要求150m以上,为对准风向,出风口设置两个采样器。小区长180m,宽150m
农田扬沙测试小区布置图
体
系
ⅰ
①
体
系
ⅱ
①
体
系
ⅲ
①
体
系
ⅳ
①
一沙尘采样器(水平采样)
五、主要测试项目农田扬沙及保护性耕作)
1.扬沙量测试(2-5月)
2.土壤含水量、容重(0-10-30cm,播种期、收获期)
3.作物出苗率(播种后10天,出全苗后)
4.秸杆残茬覆盖率(播前与播后)
5.杂草数量(播种前、出全苗后)
6.产量
7.土壤肥力(有机质、n、p、k,每年收获后测1次)
以上7项测试项目均在中心试验区进行.
8.作业成本与农户收入门户,在示范推广区选取)
六、考核指标:
(1)建立起适合于冷凉风沙区的保护性耕作工艺体系,该体系在中心试验区能增产15%以上,增加农户收入25%以上,并逐年减少杂草数量、逐年增加土壤有机质含量、改善土壤结构。
(2)完成示范推广面积20,000亩,推广示范区能够增产10%,增加农户收入20%,扬沙减少40%,农。田土壤风蚀减少50%。
(3)定量测出保护性耕作与传统耕作的农田扬沙量、土壤损失量,提出冷凉风沙区初步的土壤风蚀模拟模型,评价保护性耕作的防沙治沙效果。
(4)保护性耕作机具考核完善。小型谷物免耕播种机考核不少于5台,每台每年播种量不少于250亩、3年不少于750亩、小型深松机和浅松机考核各不少于2台,每台每年作业量不少于300亩,3年不少于900亩,达到产品定型考核要求。
七、年度计划
1.2003年
(1)落实保护性耕作试验地块、规划试验小区、设置保护带、留好麦茬。
(2)土壤风蚀测试仪器安装调试及测试第一年风蚀数据
(3)测定田间定杂草量、覆盖量,部分小区播前浅松、播前喷施除草剂
(4)测取生育期土壤水分、作物长势
(5)收获后测取土壤水分、肥力、产量
(6)收获后留茬处理、部分小区深松或除草
(7)免耕播种机、深松机、浅松机到位,完成第1年生产考核,完善
(8)完成年度技术工作总结
2.2004年
(1)留好麦茬
(2)测取农田土壤风蚀第m年数据
(3)初步建立冷凉风沙区农田土壤风蚀模拟模型
(4)部分小区播前浅松、部分小区播前喷施除草剂
(5)测取土壤水分、作物长势、肥力、产量
(6)收割后部分小区机械除草、部分小区深松
(7)免耕播种机、深松机、浅松机完成第2年生产考核和进一步完善
(8)完成年度技术工作总结
3.2005年
(1)提出保护性耕作治理农田扬沙的评估报告
(2)提出比较合理的保护性耕作工艺体系
(3)提出比较合理的农田保护性耕作防沙治沙体系
(4)验证冷凉风沙区农田土壤风蚀模拟模型
(5)免耕播种机、深松机、浅松机完成生产考核定型
(6)项目总结验收
八、参加人员及组织方式(略)
九、经费概算:合计45万元(3年)(略)
十、项目承担单位通讯联系
沙质土壤的特点范文篇11
(一)滴灌的优缺点
1.水的有效利用率高在滴灌条件下,灌溉水湿润部分土壤表面,可有效减少土壤水分的无效蒸发。同时,由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤,其他区域土壤水分含量较低,因此,可防止杂草的生长。第三,滴灌系统不产生地面径流,且易掌握精确的施水深度,非常省水。
2.环境湿度低滴灌灌水后,土壤根系通透条件良好,通过注入水中的肥料,可以提供足够的水分和养分,使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态,灌水区域地面蒸发量也小,这样可以有效控制保护地内的湿度,使保护地中作物的病虫害的发生频率大大降低,也降低了农药的施用量。
3.提高作物产品品质由于滴灌能够及时适量供水、供肥,它可以在提高农作物产量的同时,提高和改善农产品的品质,使保护地的农产品商品率大大提高,经济效益高。
4.滴灌对地形和土壤的适应能力较强由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作,且滴头的出流均匀,所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。同时,滴灌还可减少中耕除草,也不会造成地面土壤板结。
虽然滴灌有上述许多优点,但是,由于滴头的流道较小,滴头易于堵塞;且滴灌灌水量相对较小,容易造成盐分积累等问题。
(二)滴灌系统的组成
滴灌系统由水源工程、首部枢纽(包括水泵、动力机、过滤器、肥液注入装置、测量控制仪表等)、各级输配水管道和满头等四部分组成,其系统主要组成部分如下:
沙质土壤的特点范文1篇12
关键词:宁夏南部山区;水库流域;水土流失
1前言
水库是山丘地区的主要水利工程,它对调节洪峰流量、减免下游洪涝灾害发挥着重要作用,它还能解决人畜饮水和灌溉农田,为农、林、牧、副、鱼的全面发展提供了条件。但是,山丘地区的水土流失会使水库迅速淤积,丧失它灌溉、饮水等综合作用,造成人力、物力和财力的极大浪费。宁夏南部山区水库的淤积更为严重,因此,加强和做好宁夏南部山区水库流域的水土保持工作是当务之急的事。
2水库流域土壤侵蚀类型与空间分布
按照破坏和搬运地面土石物质的营力分类,水库流域的土壤侵蚀类型主要是水蚀和重力侵蚀,风力侵蚀极其轻微。水力侵蚀的主要类型有雨滴溅蚀、面蚀、沟蚀和泥流;重力侵蚀的主要类型有滑坡、滑塌、崩塌、土溜和泻溜等。
雨滴降落到地面上,首先产生击溅,使地面土粒发生跳跃,离开原来位置,形成溅蚀,即而产生地表径流,携带分散和悬移的土粒下移,形成面蚀。在距分水岭不远的地段,地表径流不断汇集,沿一定的路线冲刷土体,形成细沟侵蚀,随着水流的进一步合并,形成浅沟、切沟侵蚀,切沟的进一步发展演变,形成冲沟、干沟、河沟,切沟和冲沟的侵蚀尤为强烈,它处于河道地貌发育的活跃时期,使得沟头延伸、河床下切和沟坡扩展非常剧烈。
黄土高原沟深坡陡,黄土内聚力小,且垂直节理发育,沟坡易产生重力侵蚀。泻溜多发生在黄土的坡面上,特别是在古土壤条带上最为严重,形成“红土泻溜面”,土溜常发生于阴坡,阴坡土壤水分条件较好,在冻融作用下,春季土壤解冻时,造成坡面整体下滑,滑坡、滑塌和崩塌常发生在大于45°的斜坡上,且流水凹面多于其它地段。从流域整体来看,重力侵蚀主要发生在中上游,这一地段,正是沟谷地貌发育的活跃时期,各种侵蚀营力强烈,重力侵蚀产生的堆积物停积在沟床上,一旦洪水暴发,被带到下游,造成严重的水库淤积和土壤侵蚀。
以上各种土壤侵蚀类型,在空间分布上具有一定的规律性,且在不同的地段,表现为以某种侵蚀方式为主,其它侵蚀方式为辅的综合特征,构成了特有的冲刷带。从分水岭到沟床,依次为雨滴击溅侵蚀带,面状侵蚀带,潜蚀带,线状侵蚀带、冲积带,边坡重力侵蚀带和沟底下切,侧蚀、堆积带,由此可见,塬面是流域的主要产流区,沟谷是主要的产沙区。
3水库流域的土壤侵蚀特点
水土流失是气候、土壤、地质、地貌、植被等自然因素和人为因素共同作用的产物。
宁夏南部山区属温带半干旱气候区,多年平均降水量350~650mm,主要集中在6~9月,占全年平均降雨量的70%,夏季降雨变率11%,为全年中最小,说明降水集中,降雨短促而强大,暴雨集中,必然导致土壤流失集中。8月份的输沙量最高,7月份次之,6~9月份的输沙量占全年的96%,其中7、8两月占79%,8月分占49%。这表明,宁夏南部山区土壤流失量主要发生在7、8两月,这种情况与暴雨的月分布完全吻合,因此,全年近一半的土壤流失量发生在8月,近80%发生在7、8两月,所以6~9月既是降雨集中的时期,也是水土流失最严重的时期。
宁夏南部山区年均气温6.20℃,1月份为最冷月,平均气温在-20~-7℃;最热月为7月份,平均气温19~27.50℃,年总辐射,5~7月份因空气干燥,大气透明度好,云量少,日照时数多,太阳总辐射强,月辐射总数在13.18kcal/cm2以上,因此,宁夏南部山区以物理风化为主(也存在流水作用和化学作用),其中冻融作用和热力风化作用最为强烈,促使各种侵蚀发生,特别在黄土的斜坡上表现最甚,当前土壤侵蚀有以下特点:
3.1与活动沟头相连接的现代侵蚀沟是洪流的主要通道
暴雨洪流的侵蚀与推移集中于细沟、浅沟、切沟和冲沟。沟间地洪流沿活动沟头及与其相连的沟谷而下泄,活动沟的数量和规模又受侵蚀沟密度和地形坡度等影响,凡是治理程度低(或质量差),坡度大的流域,侵蚀沟密度大,活动沟头多且大,侵蚀愈严重,反之,土壤侵蚀较弱。
3.2流域中上游沟谷陡坡是主要产沙区
在黄高原区泥沙主要来自沟谷的中上游,这里是切沟、冲沟的密集区,又是各类重力侵蚀的活跃地段,沟坡陡峭,无植被保护,相反,中下游区发展到河沟阶段、高河漫滩和河流阶地的出现有利于沟坡稳定,加上植被的恢复使已有的侵蚀沟失去活动力。
3.3流域坡度具有重要作用
沟道比降、沟坡与塬面的陡缓,决定着潜在侵蚀的大小,无论是暂时性洪流侵蚀,还是常年流水侵蚀,都和地形坡度密切相关,无疑,相对高差大、坡度愈陡的地段,潜在侵蚀的危险性愈大,反之就弱。
3.4流域面积对土壤侵蚀无直接作用,但它综合反应其它侵蚀因素和变化
一般面积较大的流域平均比降缓,侵蚀沟密度小,植被恢复快,流水已切入基岩,下蚀和侧蚀弱,泥沙出现堆积,而小流域多在黄土中发育,相对高差大,侵蚀活跃,此外,人为活动可以控制侵蚀发展,也可以造成严重的水土流失。
4水库流域的水土保持
综上所述,可见当前水库流域的水土保护应抓住以下四个方面:
4.1改变地形比降,提高局部地区侵蚀基准面
地形比降和流域面积从不同侧面反映出抬高侵蚀基准面的问题。黄土地区的塬面是主要产流区,沟谷是主要产沙区,塬面径流下泄必然引起沟谷侵蚀的加剧,径流下泄比不下泄侵蚀模数增加1.26~1.40倍,故在塬面上应大力加强农田基本建设,改变地形坡度,拦蓄径流,梯田埂的走向应与产流流向直交,否则更易加剧局部地区的侵蚀。在塬的边缘地带应修反坡梯田,使暴雨径流在沟缘一定距离地段下渗,防止因黄土潜蚀而引起沟头前进,地形比降的改变还表现在对沟谷的治理,特别是在流域的中上游、沟谷底部建设小型生物工程比如柳谷等,控制下切侵蚀及重力侵蚀,为治理陡坡打基础。
4.2开展植树种草,加大植被的覆盖面积
植被对土壤的侵蚀具有重要的抑制作用,农田、草地和林地对土壤的抗冲蚀性不同,土壤表层的抗冲性的相对值以草地最高,林地次之,农田最差;而中下层则以林地最高,草地次之,农田最低。因此,林、草对控制土壤侵蚀有不可忽视的作用,在塬区配合各种农田工程措施,村庄周围和道路两旁,栽植乔木树种形成林网化,沟波以林草相结合,乔、灌、草混交,向多层发展,特别是侵蚀严重的陡坡,沟谷发展对控制泥沙意义重大,沟底以种植喜温乔木树种为主,减缓洪流的冲刷,保护工程措施。
4.3改进耕作方式,防止7~9三个月的土壤侵蚀
7~9三个月是暴雨集中的时期,也是水土流失最严重的时期,这时夏田收割已完毕,大片土地,有利于各种侵蚀的发生,故在夏田休闲期应深耕晒地时,耕作方向应垂直坡面方向,或田块上播种生长期短的绿肥植物,既能防止水土流失,又能肥田改良土壤。