薄層土石山區(qū)坡改梯關(guān)鍵技術(shù)及土壤環(huán)境效應(yīng)研究.pdf

1、坡改梯是薄層土石山區(qū)控制水土流失，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。本文基于對土石山區(qū)不同類型梯田的實(shí)地調(diào)查采樣，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)合模型計(jì)算和仿真軟件模擬等方法，分析了土石山區(qū)坡改梯對流域地形、土壤侵蝕量、坡面穩(wěn)定性和土壤養(yǎng)分空間分布特征的影響，并結(jié)合坡面穩(wěn)定性、土壤流失量和土壤肥力恢復(fù)年限提出了不同坡度和土層厚度下修建水平梯田和坡式梯田的建議規(guī)格。論文取得的主要成果如下：
　　(1)坡改梯增加了坡面表面積和坡面粗糙度，降低了坡度

2、、坡長和坡面侵蝕量?；趯?塊典型坡耕地的分析表明：修建梯田后表面積增大了23.46％：平均坡長由原來的50.90 m，驟降至修建梯田后的2.23 m；坡度坡長因子減少為原來的17％。同時(shí)水流動(dòng)力指數(shù)平均值從1.67降至0.21，輸沙能力指數(shù)平均值從1.56降至0.20。坡改梯的田坎坡度越大、數(shù)量越多，梯田的侵蝕量越大，但其仍遠(yuǎn)小于坡耕地的侵蝕量。
　　(2)坡改梯后坡面的安全系數(shù)雖有所下降，但其仍很穩(wěn)定。在15°的坡面上修建梯田

3、后坡面安全系數(shù)降低了45％。在25°的坡面上二修建梯田，安全系數(shù)降低了73％。在相同的坡長和坡度下，梯田安全系數(shù)與田坎坡度及土層厚度呈反比，而與田面寬度呈正比；但在田坎坡度為90°時(shí)，梯田安全系數(shù)最高。此外，生態(tài)護(hù)坎可以增加坡面的整體穩(wěn)定性。
　　(3)梯田的土壤顆粒分形維數(shù)較坡耕地大，土壤含水量也相對較高。相同的土層深度下，土壤團(tuán)聚體含量(>O．25 mm)、平均重量直徑和幾何平均直徑均表現(xiàn)為坡耕地>梯田。在4-11月監(jiān)測期間，

4、坡耕地和梯田的土壤含水量在不同土層深度下均表現(xiàn)為中等變異；0～20 cm土層梯田土壤含水量平均值比坡耕地高36％，20～40 cm土層梯田土壤含水量平均值比坡耕地高12％，40～60 cm土層梯田土壤含水量平均值比坡耕地高23％。模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法對坡耕地和梯田的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)表明，總體上梯田和坡耕地的士壤質(zhì)量是一致的。
　　(4)梯田的土壤有機(jī)碳密度和全氮密度均大于坡耕地。梯田和坡耕地的土壤有機(jī)碳和總氮含量均隨土層深度的增加而降低

5、，且不同土層下的含量存在極顯著差異(p<0．01)。不同土地利用下的有機(jī)碳密度平均值為梯田>林地>草地>坡耕地，梯田、林地、草地和坡耕地的有機(jī)碳密度平均值分別為4．40、4．31、3．86和3．62 kg/m2；不同土地利用下的全氮密度平均值為梯田>林地=草地>坡耕地，梯田、林地、草地和坡耕地的全氮密度平均值分別為0.17、0.16、0.16和0.15 kg/m2。
　　(5)分析得到了不同坡度和土層厚度下水平梯田與坡式梯田的最佳