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土壤侵蚀导致黑土生产力下降已成为不争的事实,以往多采用盆栽、池栽或小区实验,主要关注侵蚀对地上生物量和产量的影响,缺少侵蚀对根系及其与地上生物量关系影响的研究.本研究选择不同侵蚀强度黑土的大田,于2014-2015同时观测地上和地下生长过程及产量,研究侵蚀对二者及其相互关系的影响.结果表明:大田情况下,剧烈侵蚀黑土导致玉米减产32.7％,大豆减产57.1％.与根系生长相比,侵蚀对地上生物量的影响更为显著,且主要在生殖生长期以后影响较大.从地上生物量与根系之间的关系看,随侵蚀加剧,根冠比增加.剧烈侵蚀玉米和大豆根冠比在全生育期平均增加41.8％和67.1％.2种作物的根系分布随土壤深度增加呈指数规律递减,侵蚀导致作物根系趋向深层——中度侵蚀根系的表层比例较高,剧烈侵蚀根系的深层比例较高. 相似文献
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东北黑土区土壤侵蚀研究进展与展望 总被引：1，自引：0，他引：1
东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,强烈水土流失导致的黑土厚度下降及土壤质量退化,直接威胁国家粮食安全。系统分析黑土区土壤侵蚀研究成果,对阻控黑土退化、维持土地生产力、保障国家粮食安全具有重要意义,论述了黑土区土壤侵蚀环境与侵蚀环境效应、土壤侵蚀过程与机理、土壤侵蚀时空变化和未来研究展望。多营力复合、缓坡长坡是黑土区独特的侵蚀环境,黑土厚度下降与坡耕地土壤质量退化是该区最典型的侵蚀环境效应。细沟间、细沟、浅沟、切沟及冻融侵蚀发育的动力机制与主控因素差异明显,输沙耗能驱动的泥沙输移对土壤分离的反馈效应是侵蚀强度沿坡长呈强弱交替的根本原因,浅沟和切沟主要发育在坡耕地,侵蚀强度受耕作方式等人类活动的显著影响。冻融侵蚀强度显著小于水力侵蚀,但可通过降低土壤抗蚀性能和促进坡面径流及壤中流发育影响水力侵蚀。土壤侵蚀类型与强度在小流域尺度上沿坡面呈明显的垂直分带特征,在区域尺度上呈南北与东西递变的纬度和经度地带性。全球气候变化可能导致黑土区水力侵蚀加强、冻融侵蚀减弱。未来亟需加强黑土厚度及土地生产力对侵蚀响应机理、复合侵蚀动力过程与耦合机制、典型侵蚀类型时空变化与主控因素等方面的研究。 相似文献
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利用黑土层厚度评价东北黑土区土壤生产力——以鹤北小流域为例 总被引：2，自引：0，他引：2
东北黑土区是中国重要的粮食生产基地,自开垦以来,土壤生产力退化严重。探索简易可行的黑土生产力评价方法,可为合理利用和保护黑土资源提供科学依据。以位于典型黑土区北端的鹤北小流域为例,基于黑土厚度和土壤理化性质的野外调查,构建了用黑土层厚度评价土壤生产力的方法。结果表明,黑土层厚度与土壤生产力水平间呈对数关系,当黑土厚度小于40-50 cm时,随着厚度增加,土壤生产力增加明显;当黑土厚度大于40-50 cm时,随厚度增加土壤生产力增加速度减缓。多年大豆单产及当地土地分等定级的双重验证表明用黑土层厚度评价土壤生产力简易可行,能够揭示土壤生产力的空间分异。研究区耕作方式对土壤生产力影响显著:同一地块内从坡顶到坡脚生产力呈增加趋势,但在等高种植情况下,地块土壤生产力差异较小,顺坡或与等高线交叉情况下,地块土壤生产力差异较大。 相似文献
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东北黑土地土壤风蚀风洞模拟试验研究 总被引：3，自引：5，他引：3
东北黑土区耕地土壤疏松,抗侵蚀能力弱,在大风天气下易产生土壤风蚀.针对东北黑土区突泉县农田黑土风蚀过程中主导因子对风沙流结构及风蚀量的影响特征进行风洞模拟试验.研究表明:黑土风沙流风速廓线呈对数函数分布,风沙流中土壤颗粒运动对风速的影响主要集中在80 mm高度以内,黑土风沙流断面风蚀物含量随高度增加呈指数递减趋势;随风速增大黑土风沙流高度呈对数递增;黑土土壤风蚀量随风速增大呈指数递增趋势.得出黑土风蚀的临界表层土壤(2 cm深度内土壤)含水量为7％,表层土壤含水量大于7％的地表难以发生风力侵蚀;风蚀量与土壤表层含水量在临界土壤含水量范围内符合对数分布;黑土土壤风蚀强度随风速增大呈幂函数递增. 相似文献
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黑土农田水肥条件对作物产量及水分利用效率的影响 总被引：10，自引：0，他引：10
长期定位试验研究黑土农田不同水肥作物产量和水分利用效率的变化结果表明,大豆对水分条件变化反映较敏感,而玉米对养分条件变化反映较敏感,适宜水分条件下3种作物随施肥水平的提高,其产量与水分利用效率相应增加;有机 无机肥配施处理3种作物随水分含量的增加,其产量与水分利用效率相应提高 相似文献
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太行山山前平原夏玉米优化灌溉制度研究 总被引：7，自引：0，他引：7
5年田间试验研究不同气候年型下灌水次数、灌溉时间对夏玉米生育、产量和水分利用效率的影响结果表明 ,随生育期总耗水量的增加 ,夏玉米产量逐步提高 ,当耗水量增至一定程度时产量反而递减 ;而水分利用效率随耗水量的增加呈逐步递减趋势。并确定了夏玉米最优耗水量 ,建立了不同降水年型下夏玉米优化灌溉制度。 相似文献
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黑土坡耕地土壤侵蚀对土壤性状的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
黑土作为东北地区主要的耕作土壤,其结构性状对土地生产力影响极大。土壤侵蚀使肥沃的黑土层减薄,土壤理化性状不同程度地受到破坏和影响。根据黑土侵蚀现状,对不同侵蚀程度黑土坡耕地的养分状况、土壤田间持水量和渗透速度、抗蚀抗冲性能指标的测定分析发现,黑土侵蚀程度由轻度到重度,土壤有机质等养分含量越来越低;土壤蓄渗水能力逐渐减小;土壤抗蚀抗冲性能亦逐渐降低。黑土坡耕地土壤侵蚀程度的加剧,使得土壤有机质含量减少,保肥供肥能力降低,土壤黏度加重,结构变劣,保水能力减弱,影响农作物的生长发育,势必对我国东北黑土区商品粮基地的重要地位构成严重威胁。 相似文献
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严重侵蚀退化黑土农田地力快速提升技术研究 总被引：1，自引：1，他引：1
在一块平均坡度为4.1°顺坡垄作严重侵蚀破皮黄黑土农田上,通过集成等高改垄、秋深耕、增施牛粪和种植高产大豆品种等技术,构建严重侵蚀退化黑土农田地力快速提升技术.结果表明:治理后.水土流失得以有效遏止,大豆产量由治理前的平均1 335 kg/hm2增加到2 518 kg/hm2,全坡面平均增产89.7%,变幅19.7%～172.4%,当年实现南低产田一举上升为中高产田.土壤水分胁迫是导致严重侵蚀坡耕地地力低的主要障碍因素,严重侵蚀黑土坡耕地保水措施是地力提升的关键.实施等高种植和深耕措施可有效地降低地表径流,提高土壤耕层含水量和水分利用效率.地力快速提升技术可为黑土区域水土保持和粮食增产提供一定支撑. 相似文献
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东北黑土区土壤侵蚀现状与演变趋势 总被引：17，自引：0，他引：17
通过分析东北黑土区水土流失面积和强度、侵蚀沟的数量和密度、黑土层厚度和有机质含量以及河流输沙量和含沙量的变化,对黑土区土壤侵蚀的现状和发展演变进行了全面系统的研究。结果显示,东北黑土区水土流失仍在发展之中,侵蚀面积不断扩大,但增加速度减缓,侵蚀强度在增加,黑土层不断变薄,以面蚀为主;侵蚀沟的数量在增加,沟道继续扩展,向大沟方向发展;土壤养分下降;河流泥沙缓慢增加。协调粮食生产与水土保持的关系是今后防治黑土区土壤侵蚀的关键。 相似文献
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东北典型薄层黑土区土壤可蚀性模型适用性分析 总被引：8，自引：3，他引：5
土壤可蚀性是土壤侵蚀预报和环境效应评价模型的重要参数。该文选取东北典型薄层黑土区宾州河流域为研究区,通过校验极细砂粒含量转换式,分析侵蚀—生产力影响模型(erosion productivity impact calculator,EPIC)、通用土壤流失方程(universal soil loss equation,USLE)和修正土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE2)3种模型K值估算方法间的差异,以探讨各估算方法在东北典型薄层黑土区的适用性。结果表明:与实测值相比,RUSLE2模型整体"低估"极细砂粒含量,平均低估22.5%;建立的薄层黑土区极细砂粒含量转换方程可使估算精度提高95%以上。RUSLE2模型K值估算方法适用于薄层黑土区。EPIC与USLE模型K值估算方法均"高估"薄层黑土区的土壤可蚀性,但通过建立的修正方程进行校正,仍可用于中国东北薄层黑土区K值估算。该研究可为薄层黑土区及相似地区的土壤侵蚀定量评价和土壤质量危险性评价提供必要的科学依据。 相似文献
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基于对土壤侵蚀危险性的新理解,通过对影响因子进行全面的相关分析,采用降雨侵蚀力、地形起伏度、森林覆盖率、轻度以上侵蚀面积占总土地面积百分比、土壤可蚀性因子K、区域综合社会经济开发强度等6个指标,应用可拓工程方法和主成分分析方法,建立了福建省土壤侵蚀危险性综合评判的物元模型。评判结果为水土保持区划、水土保持规划,以及进一步确定重点治理区域、采取具体措施等提供了重要依据。 相似文献
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黑龙江省黑土区拉林河流域土壤侵蚀强度评价方法比较 总被引：2，自引：0，他引：2
为了保护水土资源、改善生态环境,进行区域土壤侵蚀强度评价,以黑龙江省黑土区拉林河流域为研究区,选取坡度、坡向、土壤类型、土地利用状况和标准化植被指数等5项评价指标,分别采用逻辑回归和广义回归神经网络模型,在ArcGIS平台上进行土壤侵蚀强度评价。应用受试者工作特征曲线对2种方法的评价结果进行对比。结果表明:逻辑回归模型和广义回归神经网络模型的受试者工作特征曲线下面积值分别为0.857和0.881,与实际的土壤侵蚀强度情况基本吻合;2种模型的评价结果可以相互校验,广义回归神经网络模型评价结果的精度较高。 相似文献
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黑土立体休闲技术改土增产效果 总被引：1，自引：1，他引：0
为了打破犁底层障碍,消减连作障碍,分别在轮作和连作的黑土上采用分层深耕犁将0~20 cm耕层土与20~40 cm下层土进行转换,以达到休闲表层土壤的目的。采用大区对比法连续2年调查改土后效果。结果表明:第1年、第2年立体休闲处理较对照组未改土,0~40 cm土层土壤平均容重分别降低0.05、0.11 g/cm~3;通气系数分别提高14.97×10~(-2)、16.69×10~(-2) cm/s;而饱和导水率较对照组第1年降低了3.14×10~(-3) cm/s,第2年提高了10.95×10~(-3) cm/s;抗剪强度较对照组第1年降低了0.72 kPa,第2年提高了0.82 kPa;土壤平均含水率提高分别提高4.07%、4.95%;温度分别提高0.78、0.13℃。立体休闲后表层土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾降低、下层土土壤肥力增加。在轮作条件下,立体休闲后第1年马铃薯和甜菜分别减产5.63%和3.06%;第2年玉米和马铃薯分别增产5.20%和27.00%。在大豆连作条件下,立体休闲区植株干质量平均比对照提高7.63~7.82%;根干质量提高7.61%~13.41%;根长增加4.42%~6.26%;单株荚数增加18.83%~20.71%;株粒数增加幅度为32.43%~37.21%;根瘤数每株增加1.46~5.15个;产量比对照增加3.09%~22.38%。 相似文献
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Effects of soil erosion on long-term soil productivity in the black soil region of northeastern China 总被引：1，自引：0，他引：1
China's northeastern Black Soil Region, one of the country's most important crop production areas, has been seriously affected by soil erosion. This study evaluated the effects of soil erosion on the long-term productivity of this region. We used a modified productivity index (MPI) model (MPI is a number between 0 and 1, with 1 indicating highest productivity) to assess the current effects of soil erosion on soil productivity, as well as to predict long-term change in productivity. Samples from 21 black soil profiles yielded varying MPI values, although most MPI values were indicative of moderate productivity. Organic matter content and available water capacity impact MPI values in the region, whereas soil clay content and pH were less important. Overall, organic matter content and available water capacity of soil profiles decreased consistently as depth of erosion increased. Modeling indicated that MPI in the region will decrease by 0.0052 for each centimeter of topsoil eroded; this rate represents 1% of the current average MPI for the study area. The model predicts a 9.6% productivity reduction over 100 years and a 48.3% reduction over 500 years. 相似文献
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不同管理方式下吉林省农田黑土流失量 总被引：4，自引：0，他引：4
本文利用土壤流失方程式的计算机应用程序[1],模拟计算吉林省榆树和德惠两市黄土质黑土坡耕地在不同管理利用方式下的土壤流失强度。结果表明,黑土种植玉米降雨流失量在4～45 t/hm2·a之间。种植大豆流失量高出玉米一倍。流失量随耕地坡度加大和A层变薄而增加。吉林黑土A层厚度正在逐渐下降,下降幅度因土种和管理方式而异,范围在0.5～4.5mm/a。种植玉米,吉林省黑土每年会流失830×104t表土,相当于流失近20×104t有机物质。种植大豆会使土壤和有机质流失量加倍。与传统的耕作方式模拟对比,保护性耕作可以显著降低吉林黑土的流失量。 相似文献
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渭北旱塬侵蚀退化土壤生产力的恢复与评价 总被引：3，自引：0，他引：3
土壤侵蚀会降低生产力,威胁农业生产,因此,对土壤生产力进行恢复和评价具有重要意义。通过人工剥离熟土层,模拟研究不同侵蚀程度下的土壤生产力,选取施肥和覆盖表土2种恢复措施,对其土壤生产力的恢复情况展开研究并进行评价。结果表明:1)土壤侵蚀能够使土壤的理化性状恶化,施肥和覆土均能很好地改善土壤密度和孔隙度等,并能够增加土壤有机质及其他养分的质量分数。2)土壤侵蚀会降低作物产量,在不施肥下,每侵蚀1cm熟土层,玉米产量平均下降1.27%,施肥下每侵蚀1 cm熟土层,玉米产量比对照平均增加0.87%;而每覆盖1cm熟土层,玉米产量平均增加0.91%,但并不能完全补偿侵蚀造成的产量损失。3)利用土壤生产力指数模型(PI模型)计算出了不同措施下的生产力指数,发现:无肥下侵蚀的生产力指数最低,平均每侵蚀1 cm熟土层,生产力指数下降2.17%,施肥下平均每侵蚀1 cm熟土层,生产力指数比无肥增加1.09%,而平均每覆盖1 cm熟土,生产力指数增加1.29%;表明覆土较施肥更易提高土壤生产力。4)对产量和生产力指数进行相关性分析,得出二者具有很好的正相关关系,说明用生产力指数来衡量土壤生产力的高低是可行的。 相似文献
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X. M. Yang X. P. Zhang W. Deng H. J. Fang 《Land Degradation \u0026amp; Development》2003,14(4):409-420
Black soils, originally characterized by a deep, dark A‐horizon, are widespread in the Northeast Plain of China and have been one of the most fertile agricultural resources in the country. However, more than a half‐century of intensified management degraded its productivity, mainly with the loss of the dark‐coloured A‐horizon by rainfall erosion. Using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), the rainfall erosion losses of black soils in YuShu and DeHui counties of Jilin Province were estimated. The rate of loss of thickness of the A‐horizon of black soils and the time over which the A‐horizons of some black soils in the region might be lost were evaluated. The results showed that about 4–45 t ha−1 topsoil could have been lost each year under corn (Zea mays L.) production. Soybean (Glycine max L. Merr) production would double the losses. Soil losses were directly related to soil type, tillage practices and crop grain yields. The thickness of the A‐horizon of black soils in the region decreased at rates of 0ċ5–4ċ5 mm yr−1, depending on soil type and management practices. Corn production may have resulted in an annual loss of 8ċ3 million tonnes of topsoil from black soils alone in Jilin Province; soybean production could have greatly increased this loss. Traditional intensified farming can accelerate the degradation of black soils; conservation tillage has great potential to prevent rainfall erosion losses for the same soils. Accordingly, to preserve and restore the productivity of black soils, conservation tillage is appropriate and should be adopted in Jilin. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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在分析土壤侵蚀影响因子的基础上,采用植被覆盖率、地面坡度、沟谷面积占坡面面积比、沟谷密度、崩塌面积占坡面面积比5个因素作为评价特征指标,建立了基于逼近于理想解的排序法(TOPSIS法)的土壤侵蚀等级划分的综合评判模型,并根据评判结果确定了土壤侵蚀等级。以某输变电工程建设开发项目为案例对该模型进行了实证研究。结果表明,该方法原理简单,计算简便,评价结果合理,可为相关部门制定水土保持规划和治理措施提供依据。 相似文献