紫色土坡耕地"大横坡+小顺坡"措施水土保持机理研究

紫色土坡耕地是三峡库区重要的耕地资源，也是库区水土流失的主要源地和入库泥沙的主要来源。开展坡耕地水土保持措施研究，控制坡耕地土壤侵蚀以减轻流域面源污染，对保障区域生态安全和构建生态文明具有重要意义。本项目以三峡库区紫色土坡耕地为对象，基于田间观测、核素示踪、径流小区试验、人工模拟降雨等多种试验观测手段，采用数理统计分析、对比分析和WEPP模型模拟等方法，研究"大横坡+小顺坡"措施对坡耕地侵蚀产沙过程的影响，分析"大横坡+小顺坡"措施的理水减蚀效应，提出"大横坡+小顺坡"措施不同坡度下大横坡合理间距以及大横坡与小顺坡适宜斜交角度，揭示"大横坡+小顺坡"措施的水土保持作用机理。研究成果可为三峡库区"大横坡+小顺坡"措施利用和长江上游地区坡耕地推广使用提供科学依据。

“大横坡+小顺坡”将有利于土壤保持的“大横坡”耕作和有效提高耕作效率、方便雨季沥水的“小顺坡”种植有机结合，是三峡库区坡耕地广泛使用的一种水土保持措施。通过人工模拟降雨实验和野外典型地块量测调查，根据细沟侵蚀发生的临界坡长分别确定了五个坡度等级(5°~10°、10°~15°、15°~20°、20°~25°、25°~30°)坡耕地的“大横坡”合理间距；根据“大横坡”分割方法提出了埂坎型、地埂植物篱型、水平沟型三种“大横坡＋小顺坡”有限顺坡耕作模式，并针对埂坎提出了适合三峡库区地域背景的土石复合坎、土坎与石坎搭配技术；对三种模式坡耕地进行了跟踪监测，表土粒径、水分等物理性质对该措施的响应研究表明，地埂植物篱模式是其中效果最好的一种；核素示踪和田间观测表明，“大横坡＋小顺坡”有限顺坡耕作减蚀效益达63%~94%。KINEROS2模拟结果表明，在小流域实施“大横坡＋小顺坡”有限顺坡耕作可以减少土壤流失33%。项目研究结果可为三峡库区"大横坡+小顺坡"措施利用和长江上游地区坡耕地改造技术提供科学依据。已发表论文7篇，其中SCI收录1篇，EI收录1篇；申请专利7项，已授权5项。