黑土区长坡垄作条件下土壤侵蚀坡长指数及影响因素研究

土壤侵蚀坡长因子难以用标准小区或模拟试验进行准确测定。本研究利用自行发明研制的可移动径流观测装置，选取长坡顺坡垄作典型黑土坡耕地，通过对不同坡长下径流量和土壤侵蚀量的系统野外观测，同时观测坡度、降雨、土壤含水量等主要相关因子，系统研究（1）长坡－顺坡垄作条件下黑土水土流失特征；（2）东北黑土坡长指数m；（3）m值与降雨、坡度、土壤前期含水量的关系；（4）以黑土区土壤允许流失量为限值，不同坡度顺坡垄作的坡长阈值。预期的研究成果可验证长坡垄作条件下的USLE方程，为东北黑土区水土流失科学研究与治理提供理论依据，本研究无论对东北黑土的保护还是国家粮食安全均具有重要意义。

利用可移动式径流观测装置，通过对不同坡度相邻垄沟不同坡长处和相邻区域相同坡长的径流量、土壤流失量的连续4年观测，揭示顺坡垄作条件下的坡长对水土流失过程的影响，同时分析坡度、雨强、土壤前期水分饱和度、作物等对该过程的影响，确定东北黑土区长坡－顺坡垄作条件下侵蚀的坡长指数m值，以黑土区土壤允许流失量为限值，研究确定不同坡度顺坡垄作的坡长阈值，为黑土坡耕地水土流失的科学防治提供理论依据和技术支撑。.取得的主要结果：.（1）连续8年的监测结果显示，无论是产沙次数还是年土壤流失量波动均较大，单存用一年甚至三年的监测结果不足以界定某个地点或区域的水土流失状况，最高和最低二者间相差20倍。.（2）土壤侵蚀量年际的差异在东北黑土区主要是受次降雨的影响，远大于降雨量对其影响。.（3）2012-2015年监测结果显示，黑土是侵蚀性高的土壤。无植被裸露的黑土，年产沙次数分别为32、19、20、10，年土壤流失量分别为11504 t/km2/a、14184 t/km2/a、11872 t/km2/a、4414 t/km2/a，4年平均值为10495 t/km2/a，远高于坡度相同下的我国黄土侵蚀量7659 t/km2/a。.（4）在监测过程中发现，坡面标准径流小区的监测数据能够很好地反映所在地区水土流失的年际动态及差异，但难以准确定量预测大田、自然坡面、流域水土流失状况，标准小区的数据不能直接用于大田。.（5）得出了1.5°、3°、5°、7°顺坡垄作下坡长与土壤侵蚀关系，m值分别为0.3792、0.4275、0.428、0.83。.（6）揭示了黑土坡耕地随坡长存在着明显空间异质性，受坡度、降雨、土壤含水量、土壤碳氮、土壤容重、水稳性团聚体、土壤渗透速率、作物产量等共同影响。.（7）基于国家对东北黑土区划定的允许土壤流失量200 t/km2/a，得出3º、5º、7º顺坡垄作条件下的允许坡长分别为136 m、78 m、60 m。.发现黑土坡耕地土壤侵蚀存在坡长阈值约为120 m，即在120 m以内，土壤侵蚀强度随坡长增加而加强，尔后下降，这是一个区域特征值，对水土保持具有重要指导意义。