耕种活动对坡面细沟发育敏感性的影响研究

细沟侵蚀是坡面，尤其是坡耕地土壤侵蚀发展的重要环节，具有较为严重的侵蚀危害。经济、高效地防治细沟侵蚀对水蚀地区的农业发展具有重要意义。本项目采用室内人工模拟降雨实验和野外径流小区观测实验相结合的方法，以黄土地区玉米种植活动为研究背景，深入研究耕种活动中的作物植株生长、土壤沉降和结构重建、耕作形成的地表微地形等因素对黄土地区坡耕地细沟发育敏感性的影响程度、过程及机理，并提出相应的定量描述方法。发现耕种活动中抑制或者促进细沟发育的关键因素，以进一步明确耕种活动在坡耕地土壤侵蚀过程中所发挥影响的权重以及影响机制，综合分析和评估耕种活动本身通过优化调整以抑制细沟发育的可能性，并据此提出黄土地区坡耕地细沟侵蚀防治的经济、高效的技术体系。研究成果将进一步完善坡面土壤侵蚀理论，并直接服务于水蚀地区坡耕地水土流失治理。

本项目经过实验研究，对坡面细沟发育初期的过程进行了较为深入的分析，创新性地提出了细沟发育敏感性的概念及测定方法。对作物生长季内土壤抗侵蚀能力的变化及其与细沟发育的关系进行了探讨。通过野外定位观测，基本明确了玉米植株的存在对坡面细沟发育的影响程度。研究得出的主要理论成果如下：.（1）提出了细沟发育敏感性概念，并规定了其标准化的测算方法。即规定在长100cm，宽25cm，深15cm的土槽中，在单宽流量为600L/h•m的放水条件下，通过测定坡面的跌水出现时间（min）、细沟贯通时间（min）以及放水开始后0~10min内的径流含沙率来计算细沟发育敏感性指数。用几种土壤进行的放水实验表明，本项目提出的综合指数能够较为良好地反映不同土壤类型、坡度、地表粗糙度等关键坡面因素影响下的细沟发育难易程度。本项目提出的细沟发育敏感性指标具有成为反映坡面细沟发育初期过程的普适性指标的潜力。.（2）作物生长季内土壤在沉降固结过程中的抗侵蚀性变化特征表明，黄土性土壤因其本身的固结过程中的抗侵蚀能力并无显著变化，而东北黑土、川中紫色土等土壤在固结过程中其本身的抗侵蚀能力有明显的提高。研究结果意味着作物根系的存在对黄土性土壤的抗侵蚀能力提高是最主要的因素，而对于其他类型土壤，生长季内土壤抗侵蚀能力及其与细沟发育的关系还需要从土壤自身和作物根系两个方面的影响分别进行考察。.（3）玉米植株对坡面细沟发育的野外观测表明，在半干旱黄土丘陵区，一般性的天然降雨无法使玉米冠层覆盖下的坡面产生明显细沟。细沟的发生主要是由高强度的径流引起，所以在一般尺度的农田内部出现使细沟得以发生的侵蚀营力的可能性较低，但是要防止可能由外部汇水对农田内部产生的细沟侵蚀。.（4）综合各方面的实验及观测，本项目基本摸清了黄土地区耕种活动对坡面细沟发育敏感性的影响程度。即耕种活动对细沟发育敏感性的降低作用主要是通过作物冠层及根系实现的，而土壤本身的细沟发育敏感性在生长季内无显著变化。.本项目目前出版专著1部（16万字），发表论文7篇（含录用待刊），其中SCI收录1篇，EI收录1篇，核心刊物4篇。培养硕士研究生1名，指导本科毕业生3名。取得了较为丰硕的研究及人才培养成果。