博亚平台

欢迎访问 草业科学,今天是

NONGTIANFANGHULINDUIGENGDITURANGQINSHISULVHEKONGJIANFENBUGEJUDEYINGXIANG

伍佐 苏正安 王勇 张信宝 周涛 王晓艺 何周窈 刘翊涵

引用本文: 伍佐,苏正安,王勇,张信宝,周涛,王晓艺,何周窈,刘翊涵. 农田防护林对耕地土壤侵蚀速率和空间分布格局的影响. 草业科学, 2020, 37(7): 1218-1226 doi: shu
Citation:  WU Z, SU Z A, WANG Y, ZHANG X B, ZHOU T, WANG X Y, HE Z Y, LIU Y H. Effects of shelter forest on rates and spatial patterns of soil erosion in a cultivated land. Pratacultural Science, 2020, 37(7): 1218-1226 doi: shu

农田防护林对耕地土壤侵蚀速率和空间分布格局的影响

    作者简介: 伍佐(1996-),男,四川南充人,在读硕士生,主要从事土壤侵蚀和水土保持研究。E-mail: ;
    通讯作者: 苏正安, suzhengan@imde.ac.cn
  • 基金项目: 水体污染控制与治理科技重大专项(2017ZX07101-001),四川省科技计划资助(2018JY0034,2018SZDZX0034)联合资助

摘要: 利用137Cs示踪技术对张家口坝上地区农田防护林对农耕地土壤侵蚀速率及其空间分布格局的影响进行了初步研究。结果表明: 1)农耕地土壤剖面137Cs呈均匀分布,防护林土壤剖面137Cs呈指数型分布;2)不同土地利用类型下土壤137Cs面积活度表现为沿主风向的防护林[(3 148.38 ± 228.91) Bq·m–2] > 垂直于主风向的防护林[(2 548.09 ± 202.56) Bq·m–2] > 农耕地[(1 687.43 ± 174.99) Bq·m–2],土壤侵蚀速率表现为农耕地[(4 446.04 ± 208.68) t·(km2·a)–1] > 垂直于主风向的防护林[(2 514.56 ± 181.08) t·(km2·a)–1] > 沿主风向的防护林[(1 357.32 ± 301.56) t·(km2·a)–1];3)距离防护林越近的区域,农耕地土壤137Cs面积活度越高,土壤侵蚀速率越小,而越靠近农耕地中心部位,土壤137Cs面积活度越低,土壤侵蚀模数越高,这表明防护林成林后在减弱耕地风沙侵蚀方面发挥了重要作用;4)垂直于主风向的防护林土壤137Cs面积活度总体呈由西南向东北降低的趋势,即越靠近沿主风向的防护林,土壤137Cs面积活度越高,土壤侵蚀模数越低;5)沿主风向的防护林土壤137Cs面积活度显著高于垂直于主风向的防护林,这表明沿主风向防护林的土壤侵蚀速率显著低于垂直于主风向的防护林。综上可知,农田防护林对我国北方农耕地土壤侵蚀空间分布格局具有显著影响,能够显著减弱农耕地风力侵蚀速率。

English

    1. [1]

      陈渭南, 董光荣, 董治宝.  中国北方土壤风蚀问题研究的进展与趋势[J]. 地球科学进展, 1994, 9(5): 6-12.
      CHEN W N, DONG G R, DONG Z B.  Research progress and trend of soil wind erosion in northern China[J]. Advances in Earth Science博亚平台, 1994, 9(5): 6-12.

    2. [2]

      巩国丽, 刘纪远, 邵全琴.  基于RWEQ的20世纪90年代以来内蒙古锡林郭勒盟土壤风蚀研究[J]. 地理科学进展, 2014, 33(6): 825-834. doi:
      GONG G L, LIU J Y, SHAO Q Q.  Wind erosion in Xilingol League, Inner Mongolia since the 1990s using the Revised Wind Erosion Equation[J]. Progress in Geography, 2014, 33(6): 825-834. doi:

    3. [3]

      周建忠. 土壤风蚀及保护性耕作减轻沙尘暴的试验研究. 北京: 中国农业大学博士学位论文, 2004.
      ZHOU J Z. Experimental study on soil wind erosion and using conservation tillage to reduce wind storm disaster. PhD Thesis. Beijing: China Agricultural University, 2004.

    4. [4]

      海春兴, 马礼, 王学萌, 李璐.  农牧交错带典型地段土地沙化主要因素分析: 以河北坝上张北县为例[J]. 地理研究, 2002, 21(5): 543-550. doi:
      HAI C X, MA L, WANG X M, LI L.  Main factors analysis about soil desertification in typical section of interlock area of farming and pasturing: The case of Zhangbei County, Bashang Area of Hebei Province[J]. Geographical Research, 2002, 21(5): 543-550. doi:

    5. [5]

      黄麟, 祝萍, 肖桐, 曹巍, 巩国丽.  近35年三北防护林体系建设工程的防风固沙效应[J]. 地理科学, 2018, 38(4): 600-609.
      HUANG L, ZHU P, XIAO T, CAO W, GONG G L.  The sand fixation effects of Three-North shelter forest program in recent 35 years[J]. Scientia Geographica Sinica, 2018, 38(4): 600-609.

    6. [6]

      李玄姝, 常春平, 王仁德.  河北坝上土地利用方式对农田土壤风蚀的影响[J]. 中国沙漠, 2014, 34(1): 23-28. doi:
      LI X S, CHANG C P, WANG R D.  Influence of land use ways on the farmland soil wind erosion in Bashang Area, Hebei, China[J]. Journal of Desert Research, 2014, 34(1): 23-28. doi:

    7. [7]

      张春来, 宋长青, 王振亭, 邹学勇, 王雪松.  土壤风蚀过程研究回顾与展望[J]. 地球科学进展, 2018, 33(1): 27-41. doi:
      ZHANG C L, SONG C Q, WANG Z T, ZOU X Y, WANG X S.  Review and prospect of the study on soil wind erosion process[J]. Advances in Earth Science, 2018, 33(1): 27-41. doi:

    8. [8]

      张春来, 邹学勇, 董光荣, 张信宝, 秦芝.  干草原地区土壤137Cs沉积特征[J]. 科学通报, 2002, 47(3): 221-225. doi:
      ZHANG C L, ZOU X Y, DONG G R, ZHANG X B, QIN Z.  Sedimentary characteristics of 137Cs in dry grassland[J]. Chinese Science Bulletin, 2002, 47(3): 221-225. doi:

    9. [9]

      GUO Z, ZOBECK T M, ZHANG K, LI F.  Estimating potential wind erosion of agricultural lands in northern China using the Revised Wind Erosion Equation and geographic information systems[J]. Journal of Soil & Water Conservation博亚平台, 2013, 68(1): 13-21.

    10. [10]

      张风宝, 杨明义, 赵晓光, 刘普灵.  磁性示踪在土壤侵蚀研究中的应用进展[J]. 地球科学进展, 2005, 20(7): 751-756. doi:
      ZHANG F B, YANG M Y, ZHAO X G, LIU P L.  The review of using magnetic tracer to study soil erosion[J]. Advances in Earth Science, 2005, 20(7): 751-756. doi:

    11. [11]

      张明礼, 杨浩, 林加加, 高明, 王小雷, 徐从安, 桑利娟, 崔琚琰.  利用137Cs示踪技术与土壤化学物质研究滇池流域土壤侵蚀[J]. 生态环境, 2008, 17(6): 2450-2457.
      ZHANG M L, YANG H, LIN J J, GAO M, WANG X L, XU C A, SANG L J, CUI J Y.  The soil erosion of dianchi catchment using 137Cs tracer and and selected chemical properties[J]. Ecology and Environment, 2008, 17(6): 2450-2457.

    12. [12]

      刘刚, 杨明义, 刘普灵, 田均良.  近十年来核素示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用进展[J]. 核农学报, 2007, 21(1): 101-105, 16. doi:
      LIU G, YANG M Y, LIU P L, TIAN J L.  Progress of nuclide tracing technique in the study of soil erosion in recent decade[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2007, 21(1): 101-105, 16. doi:

    13. [13]

      冯明义, 文安邦.  中国土壤侵蚀的137Cs法研究进展[J]. 水土保持学报, 2002, 16(2): 61-64. doi:
      FENG M Y, WEN A B.  Research progresses on 137Cs measurement in soil erosion in China[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2002, 16(2): 61-64. doi:

    14. [14]

      严平, 董光荣, 张信宝, 张一云.  137Cs法测定青藏高原土壤风蚀的初步结果[J]. 科学通报, 2000, 45(2): 199-204. doi:
      YAN P, DONG G R, ZHANG X B, ZHANG Y Y.  Preliminary results of 137Cs method for the determination of soil wind erosion in the Qinghai Tibet Plateau[J]. Chinese Science Bulletin, 2000, 45(2): 199-204. doi:

    15. [15]

      张加琼, 周学雷, 张春来, 杨硕, 潘星慧, 刘永刚.  张家口坝上地区农田土壤风蚀的137Cs示踪研究[J]. 北京师范大学学报(自然科学版), 2010, 46(6): 724-728.
      ZHANG J Q, ZHOU X L, ZHANG C L, YANG S, PAN X H, LIU Y G.  Evaluating farmland soil erosion by wind in Bashang of Zhangjiakou with 137Cs as a tracer[J]. Journal of Beijing Normal University (Natural Science)博亚平台, 2010, 46(6): 724-728.

    16. [16]

      郭旭东, 谢俊奇, 何挺.  基于斑块层次的土地利用变化对土地质量影响的初步分析: 以河北省张北县为例[J]. 地理科学进展, 2006, 25(3): 116-127, 140. doi:
      GUO X D, XIE J Q, HE T.  The effects of land use change on land quality at patch scale: A case study in Zhangbei County, Hebei Province[J]. Progress in Geography, 2006, 25(3): 116-127, 140. doi:

    17. [17]

      ZHANG X B, HIGGITT D L, WALLING D E.  A preliminary assessment of the potential for using caesium-137 to estimate rates of soil erosion in the Loess Plateau of China[J]. Geochimica博亚平台, 1990, 35(3): 243-252.

    18. [18]

      潘星慧, 张春来, 王升堂, 杨硕, 常春平, 邱玉珺.  土地利用/覆盖变化对地表蚀积过程的影响: 来自137Cs示踪的证据[J]. 中国沙漠, 2007, 27(6): 994-999.
      PAN X H, ZHANG C L, WANG S T, YANG S, CHANG C P, QIU Y J.  Influence of land use/cover change on soil surface erosion/deposition process: Evidence from 137Cs as a tracer[J]. Journal of Desert Research博亚平台, 2007, 27(6): 994-999.

    19. [19]

      刘巍, 曹月娥, 杨建军, 汪君, 王果, 李小华, 周颖.  准东煤田露天矿区土壤137Cs剖面分布特征及侵蚀模数计算[J]. 水土保持学报, 2015, 29(3): 52-55, 324.
      LIU W, CAO Y E, YANG J J, WANG J, WANG G, LI X H, ZHOU Y.  137Cs profile distribution and estimation of soil erosion rate in Zhundong opencast mine area[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2015, 29(3): 52-55, 324.

    20. [20]

      YAN P, DONG Z B, DONG G R, ZHANG X B, ZHANG Y Y.  Preliminary results of using 137Cs to study wind erosion in the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Journal of Arid Environments, 2001, 47(4): 443-452. doi:

    21. [21]

      PELT R S V, ZOBECK T M, RITCHIE J C, GILL T E.  Validating the use of Cs measurements to estimate rates of soil redistribution by wind[J]. Catena, 2007, 70(3): 455-464. doi:

    22. [22]

      ZHANG X B, HIGGITT D L, WALLING D E.  A preliminary assessment of the potential for using caesium-137 to estimate rates of soil erosion in the Loess Plateau of China[J]. Hydrological Sciences Journal, 1990, 35(3): 267-276.

    23. [23]

      董杰, 杨达源, 周彬, 胥勤勉.  137Cs示踪三峡库区土壤侵蚀速率研究[J]. 水土保持学报, 2006, 20(6): 1-5, 66. doi:
      DONG J, YANG D Y, ZHOU B, XU Q M.  Study on soil erosion rates in the Three Gorges Reservoir area using 137Cs tracing method[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2006, 20(6): 1-5, 66. doi:

    24. [24]

      展秀丽, 严平.  内蒙古太仆寺旗北部地区不同地表类型137Cs含量及其分布特征[J]. 土壤学报, 2010, 47(4): 598-603. doi:
      ZHAN X L, YAN P.  137Cs content and distribution in soils different in land use in the north of Taipusiqi County, Inner Mongolia[J]. Acta Pedologica Sinica, 2010, 47(4): 598-603. doi:

    25. [25]

      张云奇, 张信宝, 龙翼, 贺秀斌, 于兴修.  农耕地土壤137Cs与210Pbex深度分布过程对比研究[J]. 核农学报, 2012, 26(4): 692-698.
      ZHANG Y Q, ZHANG X B, LONG Y, HE X B, YU X X.  Comparison of the depth distribution processes for 137Cs and 210Pbex in cultivated soils[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences博亚平台, 2012, 26(4): 692-698.

    26. [26]

      赵来朋, 樊梦成, 胥鹏海, 丁肇龙, 刘巍, 杨建军.  风蚀区137Cs与有机质剖面分布及其关系: 以新疆准东地区为例[J]. 干旱区研究, 2018, 35(5): 1097-1104.
      ZHAO L P, FAN M C, XU P H, DING Z L, LIU W, YANG J J.  Distribution of 137Cs and soil organic matter contents in wind erosion zone: A case study in the East Junggar Basin, Xinjiang[J]. Arid Zone Research博亚平台, 2018, 35(5): 1097-1104.

    27. [27]

      王晶, 赵文武, 刘月, 贾立志.  植物功能性状对土壤保持的影响研究述评[J]. 生态学报, 2019, 39(9): 3355-3364.
      WANG J, ZHAO W W, LIU Y, JIA L Z.  Effects of plant functional traits on soil conservation: A review[J]. Acta Ecologica Sinica, 2019, 39(9): 3355-3364.

    28. [28]

      范志平, 曾德慧, 朱教君, 姜凤岐, 余新晓.  农田防护林生态作用特征研究[J]. 水土保持学报, 2002, 16(4): 130-133, 140. doi:
      FAN Z P, ZENG D H, ZHU J J, JIANG F Q, YU X X.  Advance in characteristics of ecological effects of farmland shelterbelts[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2002, 16(4): 130-133, 140. doi:

    29. [29]

      王永芳, 包慧娟, 海春兴, 银山.  防护林对科尔沁沙地耕地土壤理化性质的影响[J]. 干旱区研究, 2012, 29(6): 1009-1013.
      WANG Y F, BAO H J, HAI C X, YIN S.  Effects of shelter forest on soil physicochemical properties of farmland in the Horqin sand land[J]. Arid Zone Research, 2012, 29(6): 1009-1013.

    30. [30]

      郑波, 刘彤, 孙钦明, 朱乐奎, 刘尊驰, 张礼春, 欧阳异能. 植株高大的目标作物对防护林防风效应影响的风洞模拟试验. 农业工程学报, 2016, 32(17): 120-126.
      博亚平台 ZHENG B, LIU T, SUN Q M, ZHU L K, LIU Z C, ZHANG L C, OUYANG Y N. Wind tunnel simulation for contribution of tall target jujube to protective effect of shelterbelt. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2016, 32(17): 120-126.

    1. [1]

      周李磊朱华忠钟华平杨华 . 新疆伊犁地区草地土壤全碳含量空间格局分析. 草业科学, 2016, 10(10): 1963-1974. doi: 

    2. [2]

      何楷迪孙建陈秋计 . 气候要素和土壤质地对青藏高原草地净初级生产力和降水利用率的影响. 草业科学, 2019, 36(4): 1053-1065. doi: 

    3. [3]

      刘兆良袁忠林杨国锋罗兰 . 苜蓿田蚜虫种群动态及最优分割. 草业科学, 2017, 11(12): 2561-2568. doi: 

    4. [4]

      顾梦鹤谢泽慧王春晖周立华 . 库布其沙漠8种防护林的土壤水分特征. 草业科学, 2017, 11(12): 2437-2444. doi:  博亚平台

    5. [5]

      丁 峰李 亚苏万红魏怀东纪永福陈 芳胡小柯 . 景电灌区农田防护林衰败及优化模式. 草业科学, 2015, 9(3): 340-346. doi:  博亚平台

    6. [6]

      李建东博亚平台 . 博亚平台“三北防护林体系建设工程”的思考. 草业科学, 2014, 8(12): 2195-2197.

    7. [7]

      王馨赵威 . 区域尺度下黄背草种群空间分布格局及其与土壤因子的关系. 草业科学, 2019, 36(2): 335-345. doi:  博亚平台

    8. [8]

      王莉娜李文龙王素芳陈迪许静 . 基于遥感和USLE模型的2000-2010年甘肃省土壤侵蚀变化评价. 草业科学, 2016, 10(2): 176-183. doi: 

    9. [9]

      蔡太义张合兵陈志超刘昌华黄会娟王 康徐 丹 . 新郑市农田土壤有机质的空间变异. 草业科学, 2014, 8(5): 818-825. doi: 

    10. [10]

       JIMAZAIMUXUSHANGDEKONGJIANFENBUGEJUYANJIU. CAOYEKEXUE, 2012, 6(8): 1313-1321.

    11. [11]

       HONGRANGQUPOGENGDIXIANGGENCAOLIDUIHUASHENG SHENGZHANGDEKONGJIANYINGXIANG. CAOYEKEXUE, 2013, 7(2): 231-237.

    12. [12]

      博亚平台  XIZANGBUTONGNIANXIANGENGDITURANGLINSUFENJIYANJIU. CAOYEKEXUE, 2010, 4(11): 13-20.

    13. [13]

      博亚平台  BUTONGKONGJIANFENBUFANGSHIDUICISUILISHENGZHANGGEJUDEYINGXIANG. CAOYEKEXUE, 2008, 2(12): 56-61.

    14. [14]

      魏发林闫月娥周晓雷马云瑞火勋玲 . 祁连山北坡牧区人口经济压力空间格局. 草业科学, 2017, 11(1): 203-211. doi: 

    15. [15]

       DONGDAHELINQUJINLUMEIZHONGQUNKONGJIANFENBUGEJUYANHAIBATIDUDEBIANHUA. CAOYEKEXUE, 2012, 6(5): 804-808.

    16. [16]

      陈政融刘世增刘淑娟孙涛 . 芦苇和白刺空间格局对青土湖生态输水的响应. 草业科学, 2015, 9(12): 1960-1968. doi: 

    17. [17]

       JIYURSHEGISDETIANZHUXIANCAOYUANJINGGUANKONGJIANGEJUFENXI. CAOYEKEXUE, 2009, 3(8): 34-39.

    18. [18]

      何美悦王迎新彭泽晨常生华SamanBowatte刘永杰侯扶江 . 祁连山地区草原地上生物量和物种丰富度的空间格局. 草业科学, 2020, 37(): 1-11. doi:  博亚平台

    19. [19]

      薛超玉焦峰张海东汝海丽 . 黄土丘陵区弃耕地恢复过程中土壤与植物恢复特征. 草业科学, 2016, 10(3): 368-376. doi: 

    20. [20]

      梁坤伦周志宇刘蕾王明艳徐海瑛 . 西藏隆孜5种作物耕地土壤养分含量特征. 草业科学, 2016, 10(6): 1054-1061. doi: 

  • 博亚平台

    图 1  博亚平台 研究区位置图

    Figure 1.  Location of study area

    图 2  博亚平台 农耕地及其防护林景观

    Figure 2.  博亚平台 Landscape of cultivated land and its shelter-belt

    图 3  农耕地土壤剖面137Cs分布图

    Figure 3.  137博亚平台Cs depth profile of cultivated land

    图 4  防护林土壤剖面137Cs分布图

    Figure 4.  137博亚平台Cs depth profile of shelter forest

    图 5  137博亚平台Cs面积活度空间分布图

    Figure 5.  Spatial distribution of 137Cs area activity

    图 6  博亚平台 土壤侵蚀模数空间分布图

    Figure 6.  Spatial distribution of soil erosion

    表 1  不同土地利用类型137Cs总量统计特征值

    Table 1.  Statistical characteristic value of 137Cs inventory of different land use pattern

    土地利用类型 Land use pattern样点数 Samples最大值 Maximum value/(Bq·m–2)最小值 Minimum value/(Bq·m–2)平均值 Average value/(Bq·m–2)变异系数 Coefficient of variation/%
    农耕地 Cultivated land 70 2 912.74 ± 142.48 241.11 ± 13.44 1 687.43 ± 174.99 34.32
    沿主风向的防护林 Shelter forest along the primarywind direction 10 3 898.96 ± 227.76 2 372.87 ± 230.95 3 148.38 ± 228.91 15.72
    垂直于主风向的防护 Shelter forest perpendicular to the primary wind direction 16 3 165.82 ± 213.17 1 954.09 ± 183.59 2 548.09 ± 202.56 14.27
    下载: 导出CSV

    表 2  博亚平台 不同土地利用类型土壤侵蚀模数

    Table 2.  Soil erosion modulus of different land use pattern

    土地利用类型
    Land use pattern
    容重 Bulk density/(g·cm–3)年均侵蚀厚度 Average annual erosion depth/(mm·a–1)土壤侵蚀模数 Soil erosion modulus/[t·(km2·a)–1]应用模型
    Application model
    农耕地 Cultivated land 1.4 3.90 ± 0.22 5458.55 ± 311.25 质量平衡模型 Mass balance model
    2.45 ± 0.08 3433.54 ± 109.76 比例模型 Proportional model
    沿主风向的防护林 Shelter forest along the primarywind direction 1.5 1.01 ± 0.22 1517.79 ± 337.28 剖面分布模型 Profile distribution model
    0.80 ± 0.18 1196.86 ± 265.84 比例模型 Proportional model
    垂直于主风向的防护林 Shelter forest perpendicular to the primary wind direction 1.5 1.87 ± 0.14 2812.46 ± 202.68 剖面分布模型 Profile distribution model
    1.48 ± 0.11 2216.66 ± 159.49 比例模型 Proportional model
    下载: 导出CSV
    博亚平台 泛亚体育 泛亚体育 泛亚体育 泛亚体育 博电竞 博电竞
  • <code id='3yobo'><i id='3yobo'><q id='3yobo'><legend id='3yobo'><pre id='3yobo'><style id='3yobo'><acronym id='3yobo'><i id='3yobo'><form id='3yobo'><option id='3yobo'><center id='3yobo'></center></option></form></i></acronym></style><tt id='3yobo'></tt></pre></legend></q></i></code><center id='3yobo'></center>

      <dd id='3yobo'></dd>

          <style id='3yobo'></style><sub id='3yobo'><dfn id='3yobo'><abbr id='3yobo'><big id='3yobo'><bdo id='3yobo'></bdo></big></abbr></dfn></sub>
          <dir id='3yobo'></dir>
      1. 加载中
      2. 图(6)表(2)
        计量
        • PDF下载量:  36
        • 文章访问数:  591
        • HTML全文浏览量:  206
        文章相关
        • 通讯作者:  苏正安, suzhengan@imde.ac.cn
        • 收稿日期:  2021-03-09
        • 网络出版日期:  2021-06-24
        • 刊出日期:  2021-07-15
        通讯作者: 陈斌,
        • 1. 

          SHENYANGHUAGONGDAXUECAILIAOKEXUEYUGONGCHENGXUEYUAN SHENYANG 110142

        1. 本站搜索
        2. 百度学术搜索
        3. 万方数据库搜索
        4. CNKI搜索

        /

        返回文章
        博亚平台 泛亚体育 泛亚体育 泛亚体育 泛亚体育 博电竞 博电竞