【摘要】：東北黑土區(qū)是我國(guó)重要的糧食基地,黑土侵蝕已嚴(yán)重制約了坡耕地的可持續(xù)利用。近年來,對(duì)東北黑土侵蝕特征、過程和機(jī)理的研究較多,受限于難以設(shè)置對(duì)照田塊或長(zhǎng)時(shí)間的序列數(shù)據(jù),田塊尺度水土流失和水土保持措施對(duì)土壤理化性狀尤其是土壤有機(jī)質(zhì)含量(SOM)的影響少有報(bào)道。本論文通過對(duì)典型黑土區(qū)1°~7°坡耕地中的13個(gè)順坡壟作坡面進(jìn)行兩個(gè)時(shí)段SOM的測(cè)定,量化了坡耕地順坡壟作SOM下降速率;通過對(duì)一塊1.4 hm~2典型坡耕地等高改壟前后的系統(tǒng)調(diào)查測(cè)定,研究了坡面等高改壟前后SOM的變化,揭示坡耕地等高改壟后對(duì)土壤碳的恢復(fù)作用。結(jié)論如下:(1)定量揭示了傳統(tǒng)順坡耕作下坡耕地SOM、TN的變化速率。與2004年相比,2016年順坡耕作坡面土壤SOM、TN含量整體呈下降趨勢(shì),降幅分別為6.72%和25.34%,12年間土壤SOM、TN年均下降率分別為0.56%和2.11%;而C/N整體呈增加趨勢(shì),增幅達(dá)27.96%,年增長(zhǎng)率為2.27%。不同地形因子(坡型、坡長(zhǎng)、坡度和坡位)對(duì)土壤SOM和TN降幅影響不同。其中,(1)坡型:土壤SOM和TN在凸型坡的降幅最大,凹型坡次之,直線型坡最小。(2)坡長(zhǎng):SOM降幅在0~500 m范圍內(nèi)隨坡長(zhǎng)增加無明顯規(guī)律,而TN降幅和C/N增幅在100~500 m范圍內(nèi)隨坡長(zhǎng)增加而遞減。(3)坡度:SOM和TN在2°~5°降幅最大,5°~7°次之,1°~2°最小。(4)坡位:SOM在坡中降幅最大,坡下次之,坡上最小,而TN在坡下降幅最大,坡上次之,坡中最小。(2)本研究確定該區(qū)域~(137)Cs背景值為1513.5 Bq·m~(-2),順坡壟作坡面以侵蝕為主,平均侵蝕速率為2482 t·km~(-2)·a~(-1),其中坡上(2600 t·km~(-2)·a~(-1))和坡中(2958 t·km~(-2)·a~(-1))侵蝕為主,坡下以沉積(-569 t·km~(-2)·a~(-1))為主,且侵蝕嚴(yán)重的坡中部SOM降幅最大。(3)等高改壟水土保持措施提高了嚴(yán)重侵蝕坡耕地黑土SOM含量,而TN含量繼續(xù)降低。等高改壟10年土壤SOM含量增加了2.61 g·kg~(-1),增加了8.4%,年均增長(zhǎng)率為0.70%,以沉積最為嚴(yán)重的坡腳西側(cè)增加最多(25.1%),而空間上土壤SOM含量變化僅有中上部西側(cè)小區(qū)降低(3.7%)。等高改壟10a土壤TN含量減少了0.04 g·kg~(-1),降低了2.8%,年均下降速率為0.23%,除坡耕地坡腳部分區(qū)域TN含量有所增加外(18.2%),其他區(qū)域均未升反降,以坡中上部降低最多(26.6%)。(4)地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析較經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)分析能夠更好地揭示坡耕地水土保持作用。與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)分析相比,地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析不但量化改壟前后土壤性狀的變化,還可定量揭示水土保持措施對(duì)土壤性狀空間異質(zhì)性的作用,繪制土壤性狀空間分布圖,可直觀看出改壟前后空間變化,從空間上揭示水土保持作用。上述結(jié)果表明,對(duì)于嚴(yán)重侵蝕的坡耕地,改順坡壟為等高壟作,可弱化性狀空間相關(guān)性,對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)具有恢復(fù)作用,但會(huì)造成氮素虧缺,為了保證糧食產(chǎn)量應(yīng)適當(dāng)增加化肥氮素的施用量。
【圖文】：

圖 2-1 采樣坡面和試驗(yàn)坡耕地位置Fig.2-1 Sampling slope and test slope farmland location選擇黑龍江省綏化市海倫市前進(jìn)鄉(xiāng)為研究區(qū)主要是考慮：1）該地區(qū)位于典型黑土區(qū)，研究該地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的變化，對(duì)于揭示東北典型黑土區(qū)的土壤退化與保護(hù)有一定的代表意義。2）野外踏查發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)地形起伏不定，侵蝕溝分布較普遍，黑土層厚度差異明顯，是東北黑土區(qū)急需治理的地區(qū)之一。3）野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)耕地坡下部位淤泥較多，部分坡上部位有“破皮黃”現(xiàn)象發(fā)生，是研究坡面侵蝕的典型區(qū)。4）海倫市水土保持觀測(cè)研究站位于該地區(qū)，該站長(zhǎng)期致力于水土流失的監(jiān)測(cè)，方便對(duì)該研究的結(jié)果進(jìn)行鑒定。（1）研究坡面位于黑龍江省綏化市海倫市前進(jìn)鄉(xiāng)谷家店界內(nèi)，位于東經(jīng) 126°50.845′~126°50.855′，，北緯 47°21.919′~ 47°23.933′范圍內(nèi)，坡長(zhǎng)范圍為 60 m ~ 400 m，坡度跨度為 1° ~7°（圖 2-1）。氣候類型屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫 1.5 ℃，無霜期 148 d，多年平均降水量 530 mm，其中 7 ~ 9 月的降雨量約占全年降水量的 70%[21]。該區(qū)域海拔在 180~ 230 m 之間，地形以丘陵漫崗為主，地勢(shì)平緩，坡長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米，乃至上千米。成土母質(zhì)為黃土狀亞粘土。土壤以黑土為主[15]，該區(qū)是雨養(yǎng)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，耕層深度多為 0 ~ 20 cm。自1963 年開墾至今主要耕作措施包括耕翻、橫向打壟和玉米連作。（2）等高改壟試驗(yàn)坡耕地位于黑龍江省海倫市前進(jìn)鄉(xiāng)光榮村，位于北緯 47°20.493′ ～47°20.630′，東經(jīng) 126°50.354′ ～ 126°50.405′，南北長(zhǎng) 305 m，東西跨度 78.5 m，總面積 1.42hm2，西側(cè)為分水嶺，東側(cè)為已治理完成的侵蝕溝，地勢(shì)呈西北部略高，向東南方向傾斜，

（相鄰等高線高程差 0.ridge direction of the expers is 0.2 m. The direction odirection)能代表典型黑土區(qū)土壤類137Cs 標(biāo)準(zhǔn)取樣點(diǎn)的存在型等相關(guān)信息。本研究年 6 月對(duì)前進(jìn)鄉(xiāng)境內(nèi)進(jìn)行并于光榮小流域內(nèi)一塊坡層厚度及目測(cè)的水土流失蝕-沉積的調(diào)查，并測(cè)定土度，確定用于137Cs 測(cè)定
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S153.6

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8 郭漢q

本文編號(hào)：2701746