黄土丘陵沟壑区（共9篇）
黄土丘陵沟壑区 篇1
摘要：黄土高原丘陵沟壑区是黄土高原地区新农村建设的难点, 要因地制宜地建设。可以通过争取生态补偿, 启动水土保持工程;通过明确各级政府职能, 区域整体规划、整体推进, 结合各项农村改革, 把新农村建设推向新的高度。
关键词：黄土高原丘陵沟壑区,新农村建设,对策
黄土高原东起太行山, 西至乌鞘岭, 南连秦岭, 北抵长城, 主要包括山西、陕西、以及甘肃、青海、宁夏、河南等省部分地区, 面积40万km2, 为世界最大的黄土堆积区。黄土高原丘陵沟壑区严重的水土流失, 严重影响黄河下游的安全;土质疏松、植被稀疏, 遇风很容易起尘, 对我国严重的沙尘暴起着推波助澜的作用;由于气温、降水、土壤等原因, 农作物单产 (667㎡) 一般在100㎏左右, 所以该地区的种植业收益很小, 生态代价极大。该地区正面临着放弃种植业, 农民收入无法保障;不放弃种植业, 不仅影响本地区的生态, 还影响黄河下游的安全, 加剧全国空气污染的两难选择。黄土高原丘陵沟壑区是黄土高原地区新农村建设的难点, 把握好它的切入点和着力点至关重要, 必须认真调研, 从实际出发, 因地制宜地建设。
1 争取国家生态补偿启动水土保持工程
1.1 启动水土保持工程
为贯彻十七大“建设生态文明, 基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式”的精神, 该区域各级政府必须向中央政府争取将该地区列为生态补偿区, 启动黄土保持工程[以下简称土保工程]。黄土高原丘陵沟壑区生态环境改善, 不仅使该地区的空气改善, 也有利于全国空气的改善, 全国人民享用清洁的空气, 全国人民都应该向为改善空气质量作出贡献的人、地区付费, 中央政府应该付费;黄土高原丘陵沟壑区生态环境改善, 不仅能使该地区的植被恢复, 也有利于黄河下游的安全, 受益的黄河下游各省、各地区应该向为黄河变清、为黄河安全作出贡献的地区付费。目前在该地区实施的退耕还林[草]、封山禁牧政策对恢复该地区的生态非常有益, 但也存在一定的问题。退耕还林[草], 列入计划的能退下来, 农民能受益, 但列入计划的只是少数, 只有少数农民受益, 对生态的改善有限。在这一政策的执行过程中, 有些农民退耕还林[草]了, 但列不进计划, 得不到补偿, 有些不是农民的人倒得到补偿;有些没有退耕还林[草]的农民倒得到了补偿, 滋生了腐败, 产生了不和谐因素。农村耕地、草地等是属于农民集体所有的, 农民不仅享有使用权, 还享有所有权, 用一个政策就剥夺农民的使用权是有问题的, 农民在自己的土地上放牧就要被罚款是没有道理的。可以把政策改为:封山、退耕、禁牧、补偿。因为在该区域的大部分地区, 只要退耕, 自然力量5年左右时间就可以复草, 15年左右时间就可以复林, 不需要人为地还林还草, 把目前还林[草]的经费直接补给农民更好。
为了更快还林, 可以在还草的前提下通过飞播造林快速还林, 启动土保工程, 把该区域所有的山地、坡地整流域地封山、退耕、禁牧;在交通便利、有水源保障等条件较好的川道地方发展工业、发展棚栽业等产业;在原地发展林果业, 在沟地修整一定的基本农田。
1.2 争取生态补偿确保农民收入
在区域封山、退耕、禁牧后, 农民的收入如何保障、新农村如何建设?可采取对45岁以上老弱病残的中老年人, 由国家纳入最低生活保障, 给农民提供统一粮食供应, 给予生活补贴。对45岁以下的中青年人, 可以通过劳务培训、输出, 通过加强城镇基础设施、市场等的建设为其创造就业岗位, 保证其就业, 保障其收入。当然, 这需要大笔的钱, 钱从何来?可以由中央政府出一部分, 下游受惠地区出一部分, 当地政府出一部分。还可以在全国范围内开征生态补偿税, 来保障全国各生态补偿区、水源保护地的资金供给。比如可以在原所得税基础上加征生态补偿税, 对资源开采型企业税率在原有所得税基础上加征一定比例的生态补偿税, 非资源开采型企业、个人在原所得税基础上加征较小比例的生态补偿税等。
区域封山、退耕、禁牧之所以可行, 是因为该区域农村人口外流严重。以延安市子长县的样本数据为例:“子长县全县2007年有城乡人口共24.9万人, 目前基本居住在农村的约14.4万人, 流动到城镇生活的约10.5万人。流入城镇人口较1995年以前增加了约6.5万人。”常年在村的主要是中老年人, 再过30年左右, 不少村会自然消亡, 变成无人村。
2 明确各级政府职能, 保障建设进程
在新农村建设过程中, 中央政府、省级政府、市级政府、县乡[镇]政府应该有比较明确的分工。
2.1 中央政府职责
中央政府应该完成全国性的法律、法规的制定, 区域规划的编制、区域开发目录的编制, 全国性的涉农产业信息平台的建立、维护, 全国性的农业产业发展指导目录的编制, 道路、饮水等基础设施的建设, 义务教育、基础医疗等公共服务的提供, 公务员工资的发放等等。对于贫困山区, 义务教育、基础医疗必须有中央政府承担。
2.2 地方政府职责
地方政府主要应该把全国性的法律、法规, 计划等等地方化, 并管理好干部等。必须管好干部, 管好学校、医院、道路, 搞好社会治安、搞好计划生育等等。各级政府要各负其责, 促进新农村建设。
3 结合农村改革推进新农村建设
3.1 要结合乡镇、行政村设置改革进行
黄土高原丘陵沟壑区进行新农村建设要结合乡镇、行政村设置改革。继续深化撤乡并镇改革, 并从实际出发, 按流域或小流域或小产业区设置行政村, 适当地有步骤地合并行政村。这样可以减少村干部数量, 也可以有效整合资源促进新农村建设。同时可以考虑以区域建设代替单村建设。黄土高原丘陵沟壑区大部分村庄都很小, 一般就几十口人到几百口人, 超过千人的村庄很少, 所以靠单村建设新农村, 人力、物力都非常有限, 不利于新农村建设。该区往往几个村庄属于一个小流域, 相互之间影响很大, 也不适宜独立建设, 所以在该区建设新农村最好是按流域或小流域或小产业区统筹规划, 以相同的政策、相同的服务, 整区域推进建设新农村。这样既可以提高新农村建设的成效, 也可以避免偏远村、非示范村农民心理的不平衡, 保障社会和谐。
3.2 要结合林[草]权改革进行
黄土高原丘陵沟壑区进行新农村建设要结合林[草]权改革。可以把林[草]权设计为农民拥有60%的产权[因为土地是农民的, 林草是农民栽种管理的], 国家拥有40%的产权[因为国家给农民提供了粮食及生活补助]。不仅要明确农民的林权, 还要明确农民的采伐权, 比如规定树木栽种10~15年后, 农民可以间伐20%, 15~20年后可以间伐20%, 20~25年后可以间伐20%, 保障农民栽树可以获得收益, 提高农民植树造林的积极性, 促进林业的发展, 促进生态的恢复。草权也可以作相应的规定, 农民可以割草, 可以放牧, 但不能将草地变为耕地。
3.3 要结合村级财务管理改革进行
黄土高原丘陵沟壑区进行新农村建设要结合村级财务管理改革。村级财务必须取消招待费, 应该实行预决算管理, 所有支出必须符合村民会议通过的预算项目, 未列入预算的不得支出。上级政府不应该向行政村派村干部, 但为了强化财务管理可以派驻会计、出纳, 工资由政府财政列支。
3.4 要结合农村养老制度改革进行
黄土高原丘陵沟壑区进行新农村建设要结合农村养老制度改革。农村空气好、水好、安静, 还可以植树种菜, 只要完善相应的基础设施, 是非常适合老年人居住的。中国人叶落归根的思想非常重, 年老时总想回到老家, 最终安葬到老家的土地上。应该在农村构建“少小离家老大回”机制, 使年轻时从农村出来创业、谋生的人到年老时可以回老家颐养天年。“在我国实现工业化城市化和现代化的持续百年的过程中, 农村源源不断地向城市输出受教育程度较高的人才, 他们进入城市的工业、商业、贸易、文化、教育、卫生、科技、公务员和领导干部队伍, 当他们年过50之后, 将面临人生的第二选择:退居二线或退休后干什么?如果他们中有一部分人能投身于家乡建设, 就能使被闲置的人才、资金发挥出巨大的经济社会效益。数十年的专业磨砺和城市社会交往, 使他们拥有专业知识, 社会阅历丰富, 对社会了解、理解的深度远非年轻人和农民可比, 他们投身于家乡建设, 可以为新农村建设模式的多样化创新和层次提升提供极其宝贵的人才资源, 使农业、农村、农民就地获得以往很难获得的高水平的知识指导, 并能为优化农村发展的外部环境发挥积极作用。他们是城市生活的过来人, 对城市没有新奇感, 除身患疾病者外, 他们还可以干十几甚至二十几年, 特别是在污染较轻、环境较好、人际关系较和谐的农村, 劳逸适度的工作和生活方式更有利于他们的身心健康, 他们一旦投身于家乡建设, 就会比年轻人更能安心于农村, 更重视农村建设的整体性和长期性效益。”所以在新农村建设中必须改革农村养老制度, 类比农村合作医疗制度建立农村合作养老制度, 使农民在年老时, 能有一定的保障。同时构建“少小离家老大回”机制, 鼓励年轻时走出农村的人在年老时返回农村建房安家。要使“少小离家老大回”机制发挥作用, 前提条件是完善农村路、水、电、广电等基础设施, 公共交通、基本医疗等公共服务, 使“老大”乐意回来, 回来后有住的地方, 有一块林地、一块菜地, 有便利的交通、通信条件, 有一定的基本医疗保障。愿创业办企业的要提供一定的便利条件, 鼓励其创业, 促进其创业成功。当然“老大”回来不得损害在村农民的利益, 建房不得破坏农村建设的规划, 占地不得使农民的收入减少。可以针对房产开征土地使用税[以占有土地面积数征收]、房产税[以房产面积数征收]。农民免征, 农村集体土地上的房产所征得土地使用税、房产税归土地所有权人农民集体, 国有土地上的房产所征得土地使用税、房产税归国家, 这可以保障失地农民的利益, 也可以在一定程度上抑制房产的炒买炒卖, 降低房产的空置率。“少小离家老大回”还可以缓解城市住房的紧张, 改善老年人的生活。当然政府也可以在条件许可的农村修建“老年村”, 促进“少小离家老大回”。
4 以保障农民幸福导引新农村建设
从社会管理的角度讲, 农民幸福应该达到“学有所教、劳有所得、病有所医、老有所养、住有所居”。新农村建设也必须完成这“五有”任务。
创造就业机会达到“劳有所得”。退耕还林[草]、封山禁牧一定程度上剥夺了农民的劳动机会, 那我们现在就必须为农民创造新的劳动机会。对45岁以下的中轻年人, 一则可以通过培训输出到发达地区就业, 二则可以在当地城镇加强基础设施建设、市场建设等等为其提供非农就业机会, 三则可以通过扶持棚栽业、养殖业等等扩大农业就业机会。对45岁以上的中老年人一则可以扶持可以粗放经营的林果业、养殖业等等扩大农业劳动机会, 二则可以以工代赈的方式为其增加劳动机会, 也就是让其为国家植树造林, 让其管护林木, 政府给其一定的报酬。
建立并完善农村合作养老制度, 达到“老有所养”。政府建立并完善农村合作养老制度, 同时有条件的地区可以在农村建立老年村, 把房屋出租给非农老年人, 使城市老年人能够在空气好、水好、安静的农村居住, 种块菜地颐养天年, 享受晚年生活, 而租赁收入就可以作为农村老年人养老金的一部分。
加快城镇学校的新建、扩建, 达到“学有所教”。如子长县“瓦窑堡小学、东风小学每个教学班学生突破百人, 有的高达120人, 子长县中学教学班学生也达到了90人, 基本是一个班的教室挤入两个班的学生上课, 下课之后校园到处都挤满了学生, 连做课间操都困难。”延安城区学校的情况也基本一样。目前, 延安在农村教育方面实行了集中办学, 同时也产生了不少问题, 如学生的吃饭、睡觉、交通等等问题。必须加快城镇学校的新建、扩建, 修好路, 建好宿舍、食堂, 发展农村公交, 解决好学生的吃饭、睡觉、交通问题, 解决城镇学校学生暴满问题, 达到“学有所教”。
加强基层医院的建设达到“病有所医”。必须继续深化医改, 加强基层医院的建设, 鼓励城市医院的骨干医务人员在周末两天到基层医院出诊, 同时要进一步完善农村合作医疗, 提高报销比例。各级卫生部门要有计划、分年度、分阶段最大限度地落实和兑现相关政策, 认真研究和解决农民的基本医疗和预防保健需求, 争取早日达到中央关于建立农村卫生服务体系和新型农村合作医疗制度的要求。
改善居住条件达到“住有所居”。对农村来讲不是要解决住房的问题, 而是要改善居住条件。子长县新农村建设的经验就很好, 他们提出的改善居住条件的标准是“三清三改三分离, 五通八有一发展”即清洁院落、清洁村庄、清洁道路周边环境;改厕、改圈、改灶、发展沼气;生产区、生活区、粪土区分离;通水、电、油路、电话、有线电视;有两委办公室、图书室、多功能活动室、医疗卫生室、休闲活动场所、商贸网点、公厕、垃圾处理场。这些经验值得借鉴。
总之, 在黄土高原丘陵沟壑区建设新农村, 在“生产发展”方面应不求产量只求产值, 在“生活宽裕”即农民收入方面近期应不求富有, 只求保障, 通过启动“土保工程”、开展以工代赈等使农民的生活有保障, 本着“温饱国家保, 幸福靠个人”的原则进行。通过创建“平安乡村”、树“五好家庭”“十星级文明户”等活动促进乡风文明。在村容整洁即居住条件方面不求完美, 要求健康与舒适。通过完善民主选举、民主决策、民主管理、民主监督、村务公开及“一事一议”制度, 保障农民的知情权、参与权、管理权、监督权促进农村管理的民主化。社会主义新农村建设是一项宏大的系统工程, 需要各级政府及全国各族人民长期不懈的奋斗。只有把握好它的切入点和着力点, 整体规划推进, 结合各项农村改革才可能把农村建设成最适宜人居住的生态村、养老村、别墅村、绿色食品村, 使农民富裕而幸福, 实现新农村建设的目的。
参考文献
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黄土丘陵沟壑区 篇2
在全面分析黄土丘陵沟壑区生态经济敏感带的.自然环境、社会经济环境的基础上,深入探讨了区域的优势景观单元--小流域的景观结构和功能,由此提出了构建小流域生态--生产范式的几项原则及范式内容.其中包括以下几项原则:水分平衡和高效利用原则、农林牧复合系统原则、区位优化原则等.范式内容强调小流域景观单元的空间异质性和等级特点,主要包括以村庄为中心的高效农业生产圈层结构模式、坡面梯状生态经济带建设模式、流域生态经济水平生产模式、流域之间高效能流物流点-轴发展模式以及流域与外界环境的核心边缘发展模式.
作 者：孔正红 张新时 朱桂杰 KONG Zheng-Hong ZHANG Xin-Shi ZHU Gui-Jie 作者单位：孔正红,KONG Zheng-Hong(中国科学院植物研究所植被数量生态重点实验室,北京,100093;华东师范大学生命科学学院,上海,62)
张新时,朱桂杰,ZHANG Xin-Shi,ZHU Gui-Jie(中国科学院植物研究所植被数量生态重点实验室,北京,100093)
黄土丘陵沟壑区 篇3
关键词：黄土丘陵沟壑区,公路,弃渣场
1概述
黄土丘陵沟壑区地貌支离破碎, 沟谷纵横, 坡陡沟深, 土壤疏松易蚀, 历来水土流失极为严重。在黄土丘陵沟壑区建设公路, 由于工程沿线地形起伏大, 路基土石方工程量大, 往往不可避免产生弃方, 因此, 科学合理的选择弃渣场场址, 并做好相应的防护设计, 对公路建设过程中的水土流失防治和环境保护具有重要意义。
2弃土场设置原则和要求
根据《开发建设项目水土保持技术规范》 (GB50433-2008) 、JT- GB04-2010《公路环境保护设计规范》和交通部《关于进一步加强山区公路建设生态保护和水土保持工作指导意见》等技术规范及相关法律法规, 弃渣场设置应满足安全性、环保性、合法性和经济性的原则和要求。
2.1安全性原则。弃渣场禁止设置在对重要基础设施、人民群众生命财产安全及行洪安全有重大影响的区域;不得影响周边公共设施、工业企业、居民点等的安全;不应设置在崩塌危险区、泥石流易发区及软土区域;不宜设在流量较大的沟道中。
2.2环保性原则。弃渣场宜远离江河、湖泊和水库管理范围;尽量少占或不占林地、耕地和园地;不宜设置在上游汇水面积较大的沟谷中; 应考虑对景观的影响;尽量加大周边项目的利用力度。
2.3合法性原则。应避免在县级以上人民政府划定的自然保护区、 风景名胜区、森林公园、文物保护单位、饮用水源保护区、地质遗迹保护区及基本农田保护区设置弃渣场。实在无法避免时, 应按相关法律法规及规章要求进行处理。
2.4经济性原则。应全面规划和协调, 集中、就近弃渣, 减少运距, 降低工程造价;弃渣场宜设在凹地或沟谷中, 也可设置在坡地、平地上, 可有效降低防护工程量。
3工程实例
3.1项目概况。五里铺至高家堡煤矿二级公路 (以下简称“高家堡公路”) 位于陕西省长武县境内, 起点为福银高速长武 (五里铺) 出口, 经潜水村、南峪、朱家沟、南塬、宇家河, 终点为齐家河高家堡煤矿, 路线全长13.388km。工程全线土石方总量为104.43万m3, 其中挖方82.33万m3, 填方22.10万m3, 无借方, 弃方60.23万m3, 弃方全部集中在K7+000~ K11+000之间的下山路段。全线共设弃渣场1处, 无取土场。
3.2项目区概况。项目区地貌类型属于黄土高原丘陵沟壑区, 气候类型为暖温带半湿润、大陆性季风气候, 多年年均气温9.1℃, 年无霜期171天, 年降雨量587.8mm, 年均风速2.2m/s, 其最大风速为12.7m/s。项目区主要植被类型为落叶阔叶灌丛和草本植物, 以人工植被为主, 主要为农田防护林、水土保持林, 树种以山杨、刺槐为主, 村舍附近主要是山杏、核桃、苹果、柿子、枣树等。土壤类型主要为黄绵土和黑垆土, 土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主, 土壤侵蚀模数为5000~8000t/km2·a。工程沿线土地利用类型以耕地和果园为主, 目前, 该地区已形成了以苹果和梨为主要经济来源的特色生态农业。
3.3弃渣场位置确定。根据多次工程实际调查, 弃渣场设在公路桩号K10+500右侧约15m的荒沟内, 该沟为一支沟, 沟长约760m, 平均深度约60m, 沟道横断面呈“U”型, 上游汇水面积约0.15km2, 沟道两侧为园地, 沟道库容大于80万m3。该沟道为坡面径流多年冲蚀而成, 沟道上部为村庄, 如长期溯源侵蚀, 有可能危及村庄安全。根据设计, 为了满足公路展线及最大纵坡要求, 线路从该沟道东部经过, 并行约200m, 沟缘距公路路基最近距离不超过15m。
经多次现场踏勘, 并根据各资料分析, 该弃渣场位置满足安全、环保、合法和经济性原则:弃渣场所在沟道为支沟, 无长流水, 上游汇水面积较小, 下游无居民点、工矿企业和公路、铁路等基础设施;不在崩塌、 滑坡危险区和软土区域;不涉及自然保护区、风景名胜区、森林公园、文物保护单位、饮用水源保护区、地质遗迹保护区及基本农田保护区, 占地为荒草地;距离公路最近距离为15m, 运距短, 运送弃渣重车无爬坡路段, 弃渣造价低;该弃渣场为填沟式, 设计堆渣渣顶与两侧自然地形高程相同, 使堆渣后沟道与两侧地形地貌一致, 可避免沟道溯源侵蚀对上游村庄的和东侧路基的威胁, 也有利于道路沿线的景观效果;弃渣完成后, 渣顶经复垦可用于栽种苹果, 新增果园地约60亩, 为附近村民增加收入, 弃渣场设置得到当地政府和村民的认可与支持。
3.4弃渣场防护设计。根据《水土保持工程设计规范》, 弃渣场为IV级, 确定本项目拦挡工程等级为IV级, 永久截排水工程按5年一遇10min降雨设计。
鉴于项目区黄土较为丰富, 故拦挡工程采用黄土均质碾压坝, 参照 《陕西水土保持治沟骨干坝工程技术手册》, 确定坝顶宽为3.0m, 上下游坝坡均为1:2, 总坝高为5m, 坝轴线长20m。拦渣坝建成后, 采用自下而上的方式进行弃渣, 弃渣要分层进行碾压, 层厚不超过为0.5m, 当弃渣填至距离拦渣坝顶高程约0.5m后, 留设一宽5m平台, 然后按照1:2.5进行堆放, 每升高10m设一3m宽平台, 当弃渣堆到两侧沟缘高度后, 按沟缘自然坡度进行放坡堆放, 使堆渣顶部高程与周围地面标高一致。
为防止周边坡面来水进入弃渣场, 在其左右两岸布设截水沟拦截坡面来水, 左侧截水沟末端接急流槽, 急流槽末端设消能设施;右侧截水沟末端与道路边沟相接。为了排走渣面汇水, 在最终堆渣渣面设横向排水沟, 排水沟两端出口与两侧截水沟相接, 每级平台内侧设平台排水沟, 排水沟出口与急流槽相接。
堆渣结束后对弃渣场扰动区域进行植物防护。堆渣顶部平台因与周边地形地貌基本一致, 可作为园地的扩展, 因此复垦为园地, 将复垦后的园地交由当地村民使用。对堆渣坡面, 由于坡度较陡, 与两岸沟缘有一定的高程差, 不利于农业作业, 因此进行植灌草绿化, 灌木选用紫穗槐, 草籽采用紫花苜蓿, 均为当地优势树草种。
结束语
弃渣场是公路工程的组成部分, 也是自然环境的一部分, 在项目建设过程中, 应全面规划和协调, 并结合当地社会经济和土地利用情况, 充分论证、多方比选, 尽量做到既能满足工程需要, 尽量减少水土流失, 保护当地生态环境, 又有利于地方发展, 实现多赢。
参考文献
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黄土丘陵沟壑区 篇4
本文以黄土丘陵沟壑第三副区的藉河流域为研究区,利用ANUDEM软件和1:5万地形图研究了水文地貌关系正确DEM的`建立方法,从派生等高线与原始数字化等高线对比等方面对建立的DEM进行了质量评价.并且与传统TIN方法建立的不同水平分辨率的DEM做了比较.结果表明:由等高线、高程点、河流和陡崖线在ANUDEM5.1中生成的DEM质量优于由等高线、高程点和地形特征点用TIN方法生成的DEM.ANUDEM建立的DEM更能精确地反映水文地貌特征.在此基础上,研究了确定集水面积阈值的方法,通过在Arc/Info环境下运行AML程序自动提取了基于水文地貌关系正确DEM的流域特征.
作 者：胡志瑞 杨勤科 任宗萍 刘建飞 HU Zhi-rui YANG Qin-ke REN Zong-ping LIU Jian-fei 作者单位：胡志瑞,任宗萍,刘建飞,HU Zhi-rui,REN Zong-ping,LIU Jian-fei(西北农林科技大学资源环境学院,陕西,杨凌,712100)杨勤科,YANG Qin-ke(西北大学城市与资源学系,西安,710069)
刊 名：测绘科学 ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年，卷(期)：2009 34(6) 分类号：P231.5 P282 关键词：水文地貌关系正确DEM ANUDEM 集水面积阈值 河网提取 hydrologically correct DEMs ANUDEM drainage area threshold channel network extraction黄土丘陵沟壑区 篇5
1 研究地点及方法
1.1 研究地点概况
试验区位于定西市安家沟流域内, 地理坐标104°37′10″E , 35°35′10″N, 气候属中温带半干旱区, 平均气温6.3℃, ≥10℃的年积温2239.1℃, 极端最高温 34.3℃, 极端最低温-27.1℃, 多年平均降水量427mm, 年最大降水量719.10mm, 最大雨强1.78mm/min, 空气相对湿度65.8 %, 日照时间2408.62 h, 无霜期141d, 年蒸发量1510mm。试验区1984-1998 年15年间总降水量6495.4mm, 总降水时间1478d, 日降水10mm以下的时间1274d, 占总降水时间的86.2%, 累计降水量占总降水量的45.42 %。表1为2004年退耕后试验区土壤基本性质。
1.2 供试材料
供试材料为1~3 年生沙打旺 (Astragelus adsurgens Pall) , 紫花苜蓿 (Medicago sativa L.) , 为使试验具有可比较性, 试验地选择上坡位退耕地, 二者在黄土丘陵地区均为典型牧草当家品种[3]。
1.3 试验方法
试验开始于2004年5月, 在径流小区中完成。小区四周用水泥挡板分隔, 坡度13°, 共有7个径流小区, 小区投影长20m, 宽7m。2004年5月20日在其中两个小区分别播种沙打旺和紫花苜蓿;2005年5月和2006年5月又分别在其余的四个小区撒播沙打旺和紫花苜蓿, , 当年以保苗为主;在2007年5月初开始每月定期观测土壤水分, 测量株高, 并且钻取0~30cm、30~60cm、60~100cm的土壤样品, 进行室内化学分析。整个试验过程人那个不施用任何肥料, 适时取出杂草。
径流泥沙测定方法 每个小区的径流泥沙通过集流槽收集到日记式水位计中, 通过水位流量关系计算每次降雨的径流量, 取样分析径流中泥沙含量计算泥沙量, 合计每次降雨的径流泥沙量即得年径流深和土壤流失量[7]。小区在初建时坡面平整, 坡度均匀为20° (如果有差异, 通过人工整理后达到试验要求) 。
土壤全磷用H2SO4-HClO4消煮, 钼兰比色, UV -2300 speetro photometer测定;土壤全氮用 H2SO4+ (Cu- Se) 催化剂消煮, 2300 Kjeltec Analyzer Unit 定氮仪测定;土壤有机质测定采用H2SO4-K2Cr7O4外加热容量法[3]。
数据用SAS统计分析软件和 Excel 2000进行分析处理。
2 研究结果
2.1 豆科牧草对黄土丘陵沟壑区退耕地水土流失的影响
表2是不同豆科牧草退耕地2007年径流深及土壤侵蚀量。从表2可以看出, 种植牧草可以显著减少径流量和土壤流失量。在栽种牧草的第2年, 径流减少 26.9%~33.3%, 泥沙减少 67.3%~71.3%, 在牧草种植3年后, 径流减少61.9%~70.6%, 泥沙减少85.1%~89.2%, 说明退耕地种植牧草控制水土流失的效果不仅好, 而且见效快。紫花苜蓿草地控制水土流失的效果比沙打旺的效果好, 紫花苜蓿牧草地小区的径流和泥沙分别比沙打旺小区减少了22.9%和26.7%。因为牧草的能拦截径流, 减缓径流速度, 使径流有更长时间入渗。且紫花苜蓿丛生形成的根系比沙打旺的更密集一些, 拦截效果更好。
2.2 豆科牧草对黄土丘陵沟壑区退耕地土壤有机质空间分布的影响
所有处理3个密度下土壤有机质剖面分布与对照裸地相同, 在2m深度范围内均呈典型的“s”形分布 (图1) 。这与该地区土壤形成条件及多年土地利用方式有关。试验开始前作物种植以冬小麦一夏玉米轮作为主, 连续多年很少施用有机肥, 土壤有机质的来源主要为归还的植物根茬和枯落物。30cm以上由于根茬输入较多, 土壤有机质处于向上相对积累状态;30~60cm根系相对上层较少, 土壤有机养分的物质循环在这一深度范围内处于相对稳定平衡状态;60cm以下随着根生物量补充的减少, 土壤有机质基本上处于不断消耗状态, 这与彭令发等的长期定位试验结果[8]相符。
在牧草种植前两年, 0~100cm土层有机质和对照基本接近。种植三年以后, 上层0~30cm 土壤有机质均高于对照, 沙打旺草地有机质含量最高 (14.26g/kg-1) , 比对照高7.6%;而30~100cm草地土壤有机质含量和对照相差不多。这些结果表明, 两种豆科牧草在0~30cm由于枯落物和根茬的输入对土壤有机质的积累作用较明显, 并且沙打旺对土壤有机质的累计贡献作用高于紫花苜蓿。从土壤有机质累积角度看, 本研究中沙打旺无论播种密度大小均能显著提高土壤有机质的积累, 生长3年可以使土壤有机质平均净增3.51%;苜蓿较差, 播种三年后土壤有机质平均净增2.61%, 而据李丽霞[9]在河西走廊的研究结果显示, 7年生苜蓿可使土壤有机碳含量增加25%, 在黄土丘陵地区是否如此有待我们进一步研究证实。
2.3 豆科牧草对黄土丘陵沟壑区退耕地土壤N空间分布的影响
土壤全氮剖面分布与有机质相似, 呈典型的“s”变化 (图2 ) 。土壤有机质和氮素的消长主要取决于生物积累和分解作用的强弱、气候、植被、耕作制度等, 尤其是水热条件。试验所在的黄土塬区属干旱半湿润气候, 蒸发大于降水, 淋溶作用不强, 土层深厚, 地下水不参与土壤水分循环, 这样的自然条件加上多年农业利用, 使得1m深度范围内土壤有机质和全氮的“s”形剖面变化较为典型。
试验期间没有施肥, 土壤氮素变化主要受植物生长和利用的影响。豆科植物均有固氮作用, 对土壤氮素的影响与其生长需求和固氮能力的相对强弱有关。在两种牧草中, 沙打旺和苜蓿60cm以下土壤氮含量均极显著低于对照和其他处理, 60cm以上含量明显偏高 (图2) , 说明这两种牧草上层根系固氮能力强于下层, 原因可能是下层根系多为当年的新生根, 根瘤菌形成较少, 固氮能力较弱, 主要起吸收水分和养分的作用。
2.4 豆科牧草对黄土丘陵沟壑区退耕地土壤P空间分布的影响
图3为两种豆科牧草在不同种植年限土壤全磷剖面分布情况。所有处理变化趋势相同, 上层0~30cm全磷含量最高, 平均0.70~0.72g·kg-1;最低含量出现在1m深度上, 平均0.52g·kg-1 (图3) 。沿剖面土壤全磷含量的整体变化呈抛物线形。总体来说, 各处理土壤剖面全磷含量均略低于对照, 但不显著, 且三年生比一年生明显。在无外加磷情况下, 土壤磷素循环主要在土壤、植物和微生物间进行[10], 其过程为植物吸收土壤有效磷, 动植物残体磷返回土壤再循环以及土壤有机磷和各种形态无机磷之间的转换。由于测定指标为全磷, 无法反映系统内发生的活跃循环过程, 但可以很好地反映循环结果。全磷剖面分布结果表明各处理上层土壤磷库变化微小, 中下层库存均有不同程度减少, 说明牧草在无外加磷源情况下吸收了下层土壤磷素, 并对土壤磷有表聚作用。杨玉海等也曾报道, 连续4年种植苜蓿且没有任何施肥情况下0~30cm耕层土壤全磷含量比每年施肥的传统耕作土壤高。这可能是深根性豆科牧草的又一优势, 即在不施肥情况下可以吸收利用深层土壤养分并通过生物表聚改善耕层土壤养分条件;而在传统耕作模式小麦一玉米轮作中, 尤其是长期施肥情况下, 作物吸磷量90%来自0~20cm土壤[11]。
3 结论
在黄土丘陵坡耕地栽种牧草可以显著减少径流量和泥沙流失量, 且见效快, 并且豆科牧草可提高土壤有机质, 培肥土壤。
两种牧草在不同生长年限土壤剖面有机质、全氮和全磷含量均呈典型的“s”形分布。各处理土壤有机质在上层均不同程度的累积;土壤全氮含量受不同处理种群生长对氮素的需求和本身固氮能力双重影响, 土壤上层含氮量偏高;沙打旺和苜蓿在60cm以上土壤固氮能力最强, 底层较弱。各处理土壤全磷含量全剖面均比对照略低, 多年生比一年生草地突出。
土壤有机质的累积与牧草生长年限呈正相关, 不同牧草对其贡献不同, 沙打旺表现最好, 两种牧草均能显著提高土壤有机质的累积量, 苜蓿和沙打旺低密度种植对土壤有机质的积累作用不明显。随着豆科牧草生长年限的增加, 不仅能够降低对土壤氮素的消耗, 还能显著提高群体固氮能力, 并且紫花苜蓿的固氮能力强于沙打旺。提高种植密度可降低土壤磷输出比率, 有利于土壤磷素的活化和有效利用。
摘要：利用长期定位小区试验, 研究了紫花苜蓿和沙打旺对黄土丘陵地区退耕地水土流失及土壤肥力的影响规律, 旨在弄清豆科牧草在黄土丘陵沟壑区退耕地上提高土壤肥力的作用与效果, 对不同比重年限的沙打旺和紫花苜蓿对土壤有机质、全氮、全磷剖面分布的影响进行了定量分析。研究发现, 退耕地种植豆科牧草3年后, 径流减少61.9%70.6%, 泥沙减少85.1%89.2%, 说明退耕地种植牧草控制水土流失的效果不仅好, 而且见效快。所有处理土壤全氮、全磷和有机质含量在土壤剖面1m深度范围内均呈典型的“s”形分布。两种豆科牧草均可显著提高土壤有机质累积, 紫花苜蓿的固氮能力强于沙打旺。提高种植密度可降低土壤磷输出比率, 有利于土壤磷素的活化和有效利用。
关键词：豆科牧草,土壤侵蚀,土壤养分,退耕地,黄土丘陵沟壑区
参考文献
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黄土丘陵沟壑区 篇6
黄锦鸡儿属 (Caragana Fabr.) 植物为豆科灌木, 在我国约有66种, 土高原有15种[2], 主要分布于草原区和荒漠区。锦鸡儿属植物是黄土高原地区植物群落的重要组分[3,4,5], 这些植物耐旱、耐瘠薄, 并具有饲用、药用等价值, 因此是黄土高原植被恢复中的重要植物种[6]。关于锦鸡儿属植物, 尤其是中间锦鸡儿 (Caragana intermedia) , 已做过很多的研究, 但对锦鸡儿属植物根系构型及其适应生境方面的假设研究较少。
1 研究区概况
准格尔黄土丘陵沟壑区地处内蒙古阴山以南黄土高原和鄂尔多斯高原过渡区, 北连库布其沙漠, 西南与毛乌素沙地接壤, 西与鄂尔多斯高原草原区相连;黄河流经北面、东面, 该段黄河属晋陕峡谷的一部分, 地理位置为110°05′~111°27′E, 39°16′~40°20′N, 总面积为7 530km2, 其中, 黄土丘陵沟壑区面积为6 180km2。该区地处暖温性典型草原区, 典型的半干旱大陆性气候。地带性土壤为栗钙土。
2 研究方法
进行土壤含水量的测定与采集与土壤机械组成样品的同时, 采用酒精燃烧法[7]测定土壤含水量, 倒入酒精燃烧至水分完全蒸干, 称干土重并记录。以上样品均重复3次。土壤含水量计算公式为:
土壤含水量 (%) =5idestiny
(湿土重-干土重) /干土重×100%。
土壤养分的测定为, 将采集的土壤样品放在阴凉处风干后过0.149 mm土筛, 测定土壤全氮、全磷和全钾。全氮采用半微量开氏法测定, 全磷采用硫酸-高氯酸消煮-钼锑抗比色计法测定, 全钾采用氢氧化钠碱熔火焰光度法测定[8]。
3 实验结果
中间锦鸡儿群落土壤水分分析
各样地土壤质量含水量的变化趋势基本相同, 呈先增加后减小, 再增加的趋势。土壤表层含水量最小, 0cm~30cm范围内随土层深度的增加而增加, 且在30cm处达到最大值, 30cm~50cm则逐层递减, 50cm~70cm略显递增。Z3样地的土壤含水量在整体上要高于其他两个。
中间锦鸡儿群落土壤养分分析:
土壤全氮含量:
各样地氮素含量变化迥异, 但是土层30cm处往往成为各变化趋势的转折点, 0cm~30cm范围内Z1和Z3两个样地氮素含量随土层深度的增加而减小, 而Z2样地氮素含量则随土层深度的增加而有小幅增加;30cm~50cm范围内氮素变化与0cm~30cm相反, 只有Z1样地在继续减小。
土壤全磷含量:
Z2和Z3土壤全磷含量在0cm~30cm范围内随土层深度的增加而增加, 30cm~50cm则减小, Z1样地土壤全磷含量正好相反, 处于4.3g.kg-1~4.9g.kg-1的范围内。30cm处是各样地全磷含量的转折点, 各样地全磷含量差异较大。
土壤全钾含量:
Z1、Z2和Z3在土壤各层的全钾含量相差较大, 但各样地全钾含量的变化趋势是一致的, 即0cm~30cm钾含量是逐渐增加的, 而30cm~50cm则是减小的, 30cm作为这种变化的转折点。Z1与Z3各自全钾含量各土层变化不大, 只是Z3样地的含量明显高于其他样地, Z2各土层钾含量总体上相对变化较大, 30cm~50cm的变幅要大于0cm~30cm。
4 结论
生长于黄土基质中的植株扎根很深, 由于黄土具垂直纹理, 根系可顺缝追水而下, 推测至少达7m多深, 侧根和毛根很少;生长于沙丘风沙土中的植株扎根很浅, 由于20cm~50cm沙层水分状况好, 根系只在此层横向延伸可达4m~5m, 侧根和毛根密布于0cm~20cm土层;砒砂岩质地较硬, 植株难以扎根。因此, 根系分布相对最浅, 仅仅停留在0cm~20cm土层, 沿着砒砂岩水平层横向伸展。
生长在风沙土与砒砂岩基质中的中间锦鸡儿根系分布均较浅, 侧根延伸很长, 密集根层在0cm~30cm的范围。风沙土基质土壤砂粘比较大, 主要受该样地降水量的影响。砒砂岩基质, 由交替分布的灰白砂岩、粉红色粉砂岩和棕红色泥岩互层组成, 紧实度大, 对根系深扎不利。
土壤水分对根系生长的影响往往与其它因素结合在一起, 因为土壤含水量的变化将引起土壤中化学因素和物理因素的改变。如:土壤水分含量增加, 化学因素的作用增强, 特别是养分有效性提高[9];土壤水分含量减少, 则物理因素的作用增强, 特别是机械阻抗迅速加大, 不利于根系生长[10]。当水分过多时, 又会导致通气不良。因此, 区分水分对根系生长的直接效应是研究水分与根系生长之间关系的难点。在一定的水分范围内根系生长与土壤水分状况之间有正相关关系[10,11,12]。
黄土丘陵沟壑区 篇7
1 畜牧业发展中面临的问题
畜牧业有较大的发展,但面临的形势不容乐观,困难较多,存在一些不容忽视的问题。
1.1 疫病防控仍存在一定的隐忧
当前动物疫病防控形势越来越严重。近年,清涧县虽然没有大的疫病流行,但点状疫病时有发生,对畜牧业生产发展构成威胁。疫病防控存在的问题主要表现在:
1.1.1 疫苗的种类稀少
清涧县的疫苗供应只有国家农业部规定强制免疫疫苗,但是强制免疫疫苗的供应按照每个养殖场的养殖数量免费足额供应,疫苗所产生的免疫抗体都能达到国家规定的免疫抗体合格率。然而强制免疫而外的疫苗却一概没有,养殖户只有自行采购,这样就导致了养殖场生产成本的增加,或采取减少一些疾病的免疫,存在疫病爆发隐患。
1.1.2 村级防疫员老龄化现象严重
大部分村级防疫员年龄在50周岁以上,而可以接替的年轻人几乎断茬,严重影响防疫工作的开展。造成这种现象的直接原因就是大部分人劳力外出务工,年轻人普遍不想呆在农村,即使呆在农村的青年有的不具备当防疫员的条件,还有的不屑此类工作。
1.1.3 村级动物防疫员待遇还较低
虽然清涧县将村级防疫员的补助由原来的每人每年1500元提高到2200元,另外给每个村级防疫员投保100元人身意外保险。但是随着清涧县畜禽养殖量的持续增加,村级防疫员的劳动强度也在不断增强。另外村级防疫员发生意外的风险很大,所以防疫员工作的积极性不是很高。
1.2 产供销一体化尚未形成
目前,清涧县的畜牧业产业化水平还比较低,特别是没有能形成一定规模的产供销一体的龙头企业,只有下廿里铺高升养猪专业合作社形成了产供销一体化模式。但是规模只能满足自身发展的需求,难以起到龙头引领作用。另外养殖户受市场影响的因素较大。行情好时,一哄而上抢着饲养;行情不好时,纷纷下马放弃生产,造成了产品的“短缺”和“过剩”的交替出现,增大了市场波动“峰”、“谷”。市场难以搞活,产销衔接不畅,市场竞争力弱,影响畜禽产品的附加值和综合效益,制约畜牧业的稳步发展。清涧县的畜禽生产、加工、销售没有形成一条龙的产业链条,规模养殖户基本上是自产自销,而且是等贩运户上门收购。
1.3 科学饲养水平有待提高
养殖场沿用传统习惯饲养畜禽的现象还普遍存在。饲养各阶段,不是根据畜禽营养需要科学饲喂,而是有什么喂什么;运用生物技术来降低成本、提高质量的还很少,清涧县没有一家用青贮饲料的,粗放经营、品种更新换代不及时,都影响了养殖户的经济效益。
1.4 环境污染日益凸显
随着畜禽养殖数量的增加,养殖过程中产生的生产和生活废弃物,尤其是畜禽产生的粪便造成环境污染进一步凸显。虽然要求每个养殖场都建设化粪池,但是个别养殖场仍然把粪便排入河道,臭气熏天,周围的住户和过往行人反响很大;虽然要求养殖场将生产生活中产生的废弃物进行无害化处理,但是有些监管不到位,造成了一定的环境污染。
1.5 畜牧业发展资金短缺
据调查,养殖户普遍反映,规模养殖在种畜禽、圈舍、饲料等方面需投入大量资金,仅凭农民自有资金难以满足需要,而向银行贷款担保难、程序多、手续繁、费用大且信贷数额小,使一些想发展规模养殖的能人和已有一定规模的大户常因后续资金不足而难以实现较大的发展。另外,信贷需要抵押担保,但许多养殖场没有房产证,养殖场用地也没有办理手续,没有担保抵押就贷不了款。同时信贷手续繁杂,门槛高。以农行惠农卡为例,惠农卡最高只能贷5万元,但要五户农户联保或一名公务员担保,而且表格多,审批繁琐,许多养殖户宁愿向亲朋好友借贷,有的月息高达1.5分,但不愿跑银行,增加了养殖成本。
2 推进畜牧业发展的建议
畜牧业是这一类地区农业的支柱产业,是农民经济来源的主要渠道。必须要进一步提高认识,坚持不懈地抓好畜牧业发展工作,为此,笔者建议。
2.1 要努力强化防控体系建设
发展畜牧业,防疫是关键。各级政府及其相关职能部门要进一步深化对防疫工作的认识,把防疫工作作为发展畜牧业的重中之重来抓,进一步建立重大动物疫病的监测预警、预防控制、防疫监督及预防技术支撑和物质保障体系,形成上下贯通、横向协调、运转高效、保障有力的防疫体系。要科学合理搞好动物疫病防控三级网络建设,落实好村级防疫员的待遇。同时,进一步加大畜牧业的扶持,县、乡财政要增加动物疫病防控工作的资金投入,完善检测设施,提高防控能力;要加强市场监控,严禁外来疫病侵入;要加强法律宣传和技术推广,提高防控疫病的意识。通过加强动物疫病防控体系建设,促进清涧县畜牧业持续健康快速发展。
2.2 进一步健全服务体系
有关部门要深入调查研究,把中介组织有效组织起来,进行组织化生产,实现与市场的有效链接,要按照“政府扶龙头,龙头建基地,基地带农户,农户增效益”的思路,积极引导养殖户、销售户和龙头企业组建实体型专业合作组织,加快发展壮大畜牧经纪人队伍,积极培育和发展养殖业协会在市场准入、信息服务、行业规范等方面的作用,尽可能规避市场风险,切实提高畜牧业生产的组织化程度和市场竞争力,促进产业不断升级。要充分解决基层专业技术人员短缺的问题,稳定基层技术队伍,履行服务职能,促进畜牧业发展。
2.3 建立良种繁育体系
加强和完善畜禽良种繁育基础设施建设,构建与现代畜牧业生产相适应的完善的良种繁育、供应和推广体系。迅速引进、改良畜禽品种,扩大试验示范规模,提高现有畜禽良种选育和资源开发利用能力,使个体生产能力普遍得到提高,充分挖掘良种的贡献潜力。扩大良种补贴范围。增加建设优质品种的改良扩群,搞好现有精、氮供应联网服务,配备必要的测定和育种设备。做好繁育改良技术培训指导工作,通过人工授精、冻精冷配、胚胎移植等核心技术的推广,增加养殖户收益。
2.4 完善市场预警体系
积极培育市场营销主体,支持发展一批龙头企业、专业合作组织、农民经纪人,采取产销直挂、连锁经营及网上交易等形式参与畜产品流通;充分发挥公共服务职能,及时研究市场动向,分析价格变化,预测消费趁势,预警市场风险,借此指导生产,引导消费。
2.5 加大对畜牧业的投入和扶持力度
黄土丘陵沟壑区 篇8
1 应用区域
陕北丘陵沟壑区年降水量多为400~550mm,对于年降水量超过600 mm的区域,施用保水剂效果往往不明显,对于年降水量低于400mm的地区,应结合灌溉施用保水剂,才能得到良好效果。保水剂主要应用于年降水量为400~550mm的雨养农业区。
2 施用方法
根据果园密度、覆盖度及树冠大小、树龄等,保水剂可采用穴施和全园混施。
2.1 穴施
幼龄果园和密植果园,结合春季追肥、秋施基肥,保水剂可采用穴施。稀植果园(密度低于600株·hm-2)在春季追肥、雨季前、秋施基肥时,保水剂均可采用穴施。
穴施是在树冠外围投影下挖深20cm、宽20cm、长50cm的施肥穴,结果树4~6个,幼树2~3个,春季若追施的化肥为尿素,保水剂与尿素混匀后可同时施入土壤;若施入的化肥为磷酸二铵、碳酸氢铵、硝酸钾、过磷酸钙等含有铵、钾、钙等阳离子的化肥,应先将化肥施入,盖一层土后再在施肥层之上施入保水剂。秋季穴施基肥时,若基肥为农家肥或尿素,可将保水剂与农家肥或尿素混匀后直接施入土壤;若基肥为含铵、钾、钙等阳离子的化肥,应将保水剂与化肥分开施入,通常先施入化肥,然后施入保水剂,避免二者混合施入土壤。
2.2 全园混施
果树密度为600株·hm-2以上,果园覆盖度达到50%以上的结果园,雨季前施用保水剂时先清除杂草,然后全园均匀撒施保水剂,最后用小型翻耕机将保水剂翻入0~20cm土层中。
2.3 施入深度
陕北丘陵沟壑区为雨养果园,苹果根系主要分布于10~40cm土层。若保水剂施入较深,当降雨量较小时,雨水不能渗入到施入层,保水剂则不能吸收、保存水分,从而难以提高土壤水分;若施入过浅,上层土壤会保持较多的水分,由于果树根系具有向水性,会造成果树根系上移并集中分布于表层土壤,减弱果树的抗逆性,遭遇大风时易倒伏;同时保水剂施入过浅,还会因阳光照射,加快保水剂的降解速度,缩短保水剂的使用寿命。保水剂吸附、保持的水分不会自动外溢渗透到土壤中,只有把保水剂施入果树根系分布的主要土层,才能被果树根系充分吸收、利用。根据陕北丘陵沟壑区的降水特征及“山地苹果”树根系分布特性,保水剂通常应施入到5~20cm土层中。
2.4 施入方式
雨季前或土壤水分含量较高时(手握土壤时可成团,碰后可散开,表明土壤含水量约为田间持水量的75%左右),可直接将保水剂施入土壤。若土壤水分含量较低(手握土壤时不能成团),则需先浸泡保水剂,使其吸足水呈凝胶状后再施入土壤,也可在施入保水剂后及时补充灌溉。当土壤水分含量较低时,施入的干保水剂会吸附一定量的土壤水分,不利于果树根系从土壤中吸取水分,存在与果树根系争夺土壤水分的现象;干保水剂在土壤中吸水膨胀时会受到周边土壤的压力,会降低其吸水能力;而浸泡后的保水剂施入土壤后释水收缩,可增大土壤孔隙度,改善土壤通透性,提供保水剂再遇水、再膨胀的有效空间。
3 施用量
保水剂的施用量应根据树体大小及产量确定。幼树、未挂果树,大多株施20~30g,约为15.0~22.5kg·hm-2,结果树大多株施75~150g,约为67.5~90.0kg·hm-2。
4 施用时期
从萌芽、开花坐果到新稍快速生长是苹果树根系生长的第一次高峰。苹果树根系生长的第二个高峰为果实采前膨大期到落叶期,大多数品种为9月中下旬至10下旬或11月上旬。果树根系生长高峰期往往为土壤水分敏感期,水分缺乏往往会影响果树的正常生长。
4.1 春季
春季是陕北丘陵沟壑区的干旱时期,同时也是苹果根系的水分敏感时期。春季施用保水剂必须根据土壤水分状况或天气预报来确定。当土壤水分含量较高或有小到中雨或中雨以上降水时,才能施入保水剂,否则施入后需补充灌溉或先浸泡保水剂,然后再施入土壤。春季幼树、结果树均可施用保水剂。
4.2 雨季前
陕北丘陵沟壑区分明显的雨季及旱季,在雨季(7-9月)来临采前将保水剂撒施于地表并进行翻耕,可促使保水剂在雨季吸收、保持大量的土壤水分,同时可减少果园水土流失。挂果园主要在雨季前施用保水剂,但幼龄果园不宜在雨季前施用,否则会造成幼龄果园土壤水分含量偏高,造成幼树秋稍旺长,降低幼树的越冬能力。
4.3 秋季
陕北丘陵沟壑区果实采收后根系生长量大,土壤水分含量较高,结合秋施基肥,幼龄园、稀植园可将保水剂穴施于土壤中。密植园则可将保水剂全园撒施,然后翻耕,混施于土壤中。
保水剂在土壤中的应用寿命多为2~3a,无论是春季、秋季或雨季前,2年内仅需施入1次保水剂。若第2年需施入保水剂,施入量可减少一半。
5 保水剂的保存
保水剂遇光会降解,会缩短使用寿命,应避光保存。保水剂可吸收空气中的水蒸气,易吸湿返潮,降低保水剂的吸水能力,且细菌会在潮湿的保水剂中繁殖,使保水剂发霉、变质,故储放保水剂的库房应保持通风干燥。
一般状况下保水剂都装于防潮的密封袋中。农业生产中施用保水剂时若整袋未用完,一定要密封好开口,以防受潮变质。
6 注意事项
保水剂本身不含水分,只有在一定的降水、灌溉等条件下,保水剂与水分接触,才能充分吸收水分,才能有保水、保肥的作用。施用保水剂应注意几点问题。
6.1 土壤类型
陕北黄土丘陵沟壑区土壤主要为黄绵土和沙黄土,这两种土壤均为壤土或轻壤土,土体疏松,通透性强,在春季、雨季前及秋季均可施用保水剂,不会因保水剂吸水过多而造成涝渍化,影响苹果生长。对于五花土、老红土、褐土等粘性土壤,最好在雨季快结束时施用保水剂,吸收保存的土壤水分可在春季供果树根系吸收利用;粘性土壤秋季施用保水剂时应选用吸水量较小、寿命较长或吸水量较大、寿命较短的保水剂,以防雨季吸水过多,造成土壤水分含量过高,影响土壤通透性和果树生长。
对于保水保肥能力强、土层深厚的黏土或壤土地,保水剂应适量少施;对于保水保肥能力弱、土层浅的沙土地、瘠薄地,保水剂应适量多施。当土壤含水量较低时,应先浸泡保水剂,待其吸足水后再施入土壤。
6.2 生长时期
春季是苹果树萌芽、开花、坐果及新稍快速生长期,同时也是陕北黄土丘陵沟壑区的干旱时期和苹果树水分敏感时期,此期应根据土壤墒情及天气预报,在土壤水分含量较高或降雨前及时施用保水剂,以促进“山地苹果”的正常生长。果实着色期的适当干旱,可促进果面光滑,色泽鲜艳,若土壤水分过多,枝条、叶片生长旺盛,对果实着色不利,且易引起果实开裂,故此期可少施或不施保水剂。秋季土壤水分过多,会引起幼树贪青疯长,枝条成熟度差,延迟落叶及休眠,降低幼龄果树的抗逆性,应适当少施或不施保水剂。
6.3 保水剂种类选择
保水剂可分为两大类,一类是丙烯酰胺-丙烯酸盐类,有聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵等;另一类是淀粉接枝丙烯酸盐类。不同种类的保水剂,其吸水量、吸水速率、使用寿命均不一致,应根据不同保水剂的特性和生产需求,选用不同种类的保水剂,如在苗木运输中用于蘸泥浆的应选用吸水量大、寿命短的;果园春季施用时应选用寿命长的。通常情况下保水剂的颗粒越小,吸水速率越大,吸水量越大,但寿命越短。在陕北丘陵沟壑区对于寿命长的保水剂,可2a施一次;对于寿命短的保水剂,可1a施一次。吸水量大的保水剂可适当少施,吸水量较小的可适当多施。
农林生产中应选择在土壤中吸水倍率为200~400的胺类、钾聚合物类保水剂,不能施用钠离子型保水剂,否则易造成土壤钠离子含量过高,造成土壤盐碱化。沙土土壤保水性差,应选用颗粒较小、吸水量大的保水剂,粘土和壤土保水性强,土壤通透性差,应选用颗粒较大的保水剂,以便在其“吸水膨胀-释水收缩”过程中改善土壤通透性。颗粒状保水剂的通透性强、寿命长,适合于拌土使用;粉末状保水剂吸水倍率高,若与土壤搅拌不匀,易造成局部土壤水分含量过高,降低土壤透气性,易造成苗木根系腐烂。粉末状保水剂适合于种子包衣或蘸根。
6.4 与化肥的混用
保水剂含有大量的带负电荷的酰胺基或羧基,钾、钙、铵等阳离子可与酰胺基或羧基结合,减弱保水剂的吸水能力,故保水剂不能与含有钾、钙、铵等阳离子的化肥直接混合施用,应与这类化肥分开,分别施入土壤。
6.5 均匀度
保水剂的吸水性较强,施用时若与土壤搅拌不均匀,过少的地方起不到抗旱保水的作用,过多的地方则会产生糊状凝胶(特别是粉状保水剂),使土壤含水量过高,土壤通透性降低,易造成果树根系腐烂,影响果树生长。
黄土丘陵沟壑区 篇9
关键词：果园,土壤质量现状,评价,黄土高原沟壑区
土壤质量作为土壤肥力质量、环境质量和健康质量的综合量度,是土壤维持生产力、环境净化能力以及保障动植物健康能力的集中体现。人类干扰在很大程度上影响了土壤质量在时空尺度上变换的方向和程度,由此产生的土壤侵蚀、酸化、养分耗竭、污染和其他自然资源问题已影响了人类的发展[1]。土壤质量评价是近十几年逐步发展起来的新兴交叉学科,在现行的土壤质量评价方法中采用数学模型评价土壤质量的方法较为普遍,包括指数评价法、模糊评价法和灰色聚类法等,其中模糊数学方法可以通过隶属度描述土壤质量的渐变性和模糊性,使评价结果更加准确可靠[2]。
长武县位于陕西省西北黄土高原丘陵沟壑区,属于渭北与陇东高原结合部的过渡地带。海拔高达1 200m,年均降雨量578.5mm,年均气温9.1℃,无霜期171d,属暖温带半湿润大陆型季风气候,是典型的雨养农业区。土壤为黄盖黏黑垆土,土壤养分含量、地貌特征在黄土高原沟壑区很好的代表性[3]。20世纪80年代以来,果树面积逐年增加,长武县也由传统的粮食生产基地到目前转化为以水果(苹果)为主,粮食为次的果粮生产基地。此过程中,土壤质量状况如何演变,尤其是果树栽培年限不同对这一种植方式转化过程中土壤质量演变的响应还不清楚,这关系到该地区的农业持续发展和生态环境变化。为此,笔者在长武县北部地区不同树龄的果园上进行了土壤质量状况研究,并采用模糊数学法进行土壤质量的综合评价,为该地区在果树种植过程中土壤质量的演变研究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 土壤样品采集
从长武县北部的沟壑区自东到西(涉及芋园乡、相公乡、彭公乡和马寨乡等5个乡)采集不同树龄的果园土壤表层(0~20cm)和亚表层(20~40cm)共101个样品,随机布点采样。
1.2 分析方法
土壤有机质采用重铬酸钾外加热氧化法,易氧化有机质采用袁可能改进法[4],全氮采用半微量凯氏蒸馏法,速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法,速效钾采用醋酸铵浸提-原子吸收法,碱解氮采用碱解扩散法[5]。其他为常规方法。
1.3 果园土壤质量评价指标体系的建立及权重的确定
1.3.1 指标体系的建立。
黄土高原沟壑区果园土地利用评价指标体系的建立以长武县近20年生态经济系统的演变过程为依据,在动态监测和实地调研的基础上,遵循土壤质量评价指标选取的基本原则,征求相关领域多位专家的意见,从土壤养分、环境因素、微生物3个方面选取了19个具体的评价指标。该研究评价指标分为3个层次,第1层为土壤质量的综合指标;第2层中包含相互独立的4类因素,分别表示土壤养分状况、土壤的环境因子、土壤的微量元素、土壤的微生物酶;第3层为相互交叉的单项指标(见图1)。
1.3.2 评价指标值的标准化。
对土壤中各指标建立相应的隶属函数[6,7,8,9],计算其隶属度值,以此来表示各肥力指标的状态值。常用的隶属度函数有2类,分别是抛物线型隶属度函数和S型隶属度函数。根据各项评价指标与果树营养的关系确定各自所属的隶属度函数。
(1)S型(正相关型)隶属度函数。属于这种类型的评价因子,其指标越高,表明评价对象质量越好,但达到一定临界值后,其效用也趋于恒定。其隶属度函数表达式为:
式中x1、x2为这种类型质量评价指标在曲线中的转折点。结合果园土壤中各种养分的实际含量和专家经验,在所分析的土壤质量评价指标中有机质、活性有机质[8]、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、粘粒、CEC、p H值、微量元素以及微生物酶采用S型隶属度函数。
(2)抛物线型隶属度函数。属于这种类型的评价因子,其指标在一定范围内,评价对象的质量最好,高于或低于该范围则变差。根据长武地区土壤生产力状况,参照全国农业地力等级划分标准[10]及实际测定数据,确定p H值的隶属度函数为抛物线型,其函数表达式为:
由隶属函数计算出各养分的隶属度值,其值大小反应了土壤养分所处的优劣状态。隶属度值最小取0.1;最大值取1.0,隶属度取值由0.1至1.0升高,表示该项土壤因子所处状态越来越好[9]。
1.3.3 指标权重的确定。
权重系数的确定是土壤质量综合评价中的一个关键问题,为了避免人为主观因素的影响,笔者采用偏相关(或净相关、纯相关)法来确定各因子的权重。由此得出各项因子指标的权重(Wi)(见表1)。
1.4 土壤质量的综合评价
根据模糊数学中的加乘法原则,土壤质量综合评价指标值(Integrated Fertility Index,IFI)采用下列公式计算:
IFI=∑Wi×Ni
式中,Wi、Ni分别为第i种评价指标的权重和隶属度值。IFI的大小反映了土壤质量的高低,IFI取值在0和1之间,该值越高,表明土壤质量越好,IFI值越低表明土壤质量越差。结合长武黄土高原的实际情况,该研究采用等间距法将值按照1级土壤(IFI>0.8)、2级土壤(0.6
2 结果与分析
2.1 果园土壤质量的总体状况
从表3可以看出,果园IFI值在0.22~0.70,根据图2、表2可以看出,果园土壤中有27%达到了2级土壤质量标准,64%达到了3级土壤质量标准,9%达到了4级土壤质量标准。该地区果园土壤3级水平的比例高出2级水平近37个百分点,因此果园土壤的总体肥力水平一般,土壤质量中等。
2.2 不同种植年限下果园土壤质量现状
从表3和图3可以看出,<5年果园耕层土壤IFI值范围在0.47~0.62,结合表2的分级标准,<5年的果园(耕层)土壤有37.5%属于2级标准,62.5%达到了3级标准,所以<5年的果园(耕层)土壤的综合肥力一般,土壤质量中等稍偏上。
从表3和图4可以看出,5~15年果园耕层土壤IFI值主要在0.26~0.70,根据表2的分级标准,5~15年果园耕层有50%的土壤质量达到3级标准,44%的土壤达到2级质量标准。与<5年果园耕层土壤相比较,5~15年果园耕层达到2级土壤质量的比例比5年以下果园耕层土壤的高6.5个百分点,但达到3级土壤质量标准的比例有所降低。从图5得知,5~15年果园20~40cm下层土壤的IFI值范围在0.22~0.67,相应比上层土壤降低。5~15年果园20~40cm土壤有12%达到2级标准,76%的土壤达到3级标准,与5~15年果园耕层相比较,5~15年果园耕层2级土壤的比例比下层土壤2级的比例高出32个百分点,然而在3级土壤标准里的比例却是下层土壤高出上层土壤26个百分点。
结合表3可以从图6看出,>15年果园耕层土壤IFI值在0.44~0.64,变幅小,其中有37.5%的土壤达到2级质量标准,有62.5%土壤达到3级质量标准。由图7可知,>15年果园20~40cm土壤IFI值在0.36~0.61,有12.5%的土壤达到2级质量标准,62.5%的土壤达到3级标准。20~40cm土层的土壤质量低于0~20cm,上层达到2级土壤质量标准的比例比下层土壤高了25个百分点,3级土壤质量标准的比例上下层一样。
综上所述,随着果树种植年限的增加,在0~20cm耕层,达到2级土壤质量标准的比例大小顺序是5~15年(44%)>5年以下果园(37.5%)=15年以上果园(37.5%),3级土壤质量标准的比例则以5~15年的相对较少(50%)。其原因是5~15年果园正处于果树的壮年时期,即挂果盛期,为了保持和提高产量,该时期农民施肥量很高,土壤养分相对过剩,从而导致土壤质量较高。在20~40cm土层,15年以上果园和5~15年果园相比,达到2级土壤质量标准的比例相当(12%左右),但达到3级土壤质量标准的有所减少,达到4级土壤质量标准的增加,说明15年以上果园的下层(20~40cm)土壤的质量有所下降。对于果园,虽然农民的施肥深度相对较深(与农田相比)但20~40cm土层的土壤质量明显低于0~20cm,这与果树根系分布和吸收养分特性有关,0~20cm表层根系分布少,表层养分相对富集[11]。
3 结论与讨论
黄土沟壑区果园土壤IFI值在0.22~0.70,其中有27%达到了2级土壤质量标准,64%达到了3级土壤质量标准,9%达到了4级土壤质量标准,由此评定出黄土沟壑区果园土壤质量为3级。随着果园种植年限的增加,以5~15年果园土壤质量最好,超过这一年限果园土壤质量有所下降。无论哪一年限的果园,0~20cm耕层的土壤质量均优于20~40cm下层土壤。模糊综合评价法用于土壤环境质量评价不仅能够较科学地判别土壤环境质量级别,并且能判断出土壤质量的优劣顺序,对属于同一个级别的土壤,可根据评判分值的高低判定出土壤质量的优劣顺序[2]。同时偏相关系数法可以明确第1、第2因素之间正确的相关关系而不受第3因素的影响,使之结果更加符合实际情况。
参考文献
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[2]王建国,杨林章,单艳红,等.模糊数学在土壤质量评价中的应用研究[J].土壤学报,2001,38(2):176-183.
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[10]中华人民共和国农业部.中华人民共和国农业行业标准NY/T3092—1996全国耕地类型区耕地地力等级划分[S].北京:中国农业出版社,1996.