摘 要：近年来，随着耕地利用强度加大、化肥施用量增加，由农业活动引起的面源污染问题逐渐受到社会的广泛关注。土壤中的养分流失有2个主要途径，对于水土坡度方面种植所造成的营养物质横向流失；对于坡耕地的盖膜程度（覆盖方式）的径向流失导致了严重的水土流失。
　　关键词：横坡种植；顺坡种植；盖膜；生物覆盖
　　中图分类号：s157 文献标识码：a
　　针对不同耕作和覆盖方式对坡耕地水土及养分流失的影响，很多人都进行了研究。土壤化的问题呈多样化趋势，不单单与大理邓川的地理环境有关联，也与我国各地共有的水土流失问题密切相关。营养问题、覆盖方式、耕作技术的改变以及坡度级别的地理差异、下土组织结构，都是较为重要的因素。
　　1 不同耕作方式对坡耕地水土及营养流失的影响
　　1.1 横坡种植对于坡耕地水土流失的影响
　　在大理邓川，分布在众多丘体上的旱地坡度大，水土流失严重，土壤不保水不保土又不保肥。长期的水土流失造成坡地土层薄、质地粗、肥力差、石骨多，是丘陵区低产的主要原因。部分地区不合理的耕作方式加剧了水土流失，特别是大春作物的顺坡种植为水土流失提供了一定的环境条件。横坡种植由于是单一的横坡种植，缺少了与顺坡种植的大小结合。单一的保护和利用土地措施尽管对坡地起到了保护作用，但是在收益和收成上没有明显的提升。中国的水土流失分布范围广、面积大而且有着不同境界的地理风险度。根据上次公布的中国第2次遥感调查结果，中国的水土流失面积达356万km2，占国土总面积的37%，其中水力侵蚀面积达165万km2，风力侵蚀面积191万km2。在水力侵蚀和风力侵蚀面积中，双方交错受灾的面积就达到26万km2，侵蚀形式多样，类型复杂，水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀及滑坡泥石流等重力侵蚀特点各异，相互交错，成因只能说是复杂多变。
　　坡耕地的水土流失主要发生于前期。农作处理成为前期影响水土流失和养分流失的主要因素。土地再生力比较低下，但是水分比较流失严重。已经有不少人提出中华民族的血液就是黄河水，一旦泛滥那么血液流失也是迟早的事，其实这也不是什么夸夸其谈的大话，是很符合科学理论依据的。
　　1.2 横坡种植对坡耕地营养流失的影响
　　就横坡垄作来看，玉米增产效果最好，尤其是作为大理邓川的部分地区山高坡陡、水土流失严重，很适合种植玉米。据土壤普查统计，全区水土流失面积达80.3万hm2，占旱地面积80%，平均每年流失量达5900t/km2以上。土壤瘦薄，抗旱力差，产量低而不稳。能否有效防止土壤流失，是旱坡地玉米增产增收的关键。修建水平顺坡和退耕还林无疑是治理水土流失的根本措施。但是不可否认的是，横坡种植从根本上来说对于坡耕地的水土流失起到了保护伞的作用。
　　1.3 顺坡种植对于坡耕地水土流失的影响
　　横坡种植指作物垄的方向和地块坡向方向成垂直的种植方式，顺坡种植则是作物垄的方向和地块坡向方向平行的种植方式。横坡种植是相对于目前大多数农民采用的顺坡耕作而言的，即犁头的耕作方向与坡面保持垂直，从而使每条起垄形成一个个小顺坡，可取得三保效果（保土、保水、保肥的作用。）由于顺坡耕作比较省力，目前绝大多数农民还是采用这种耕作方式，造成大量沙沿坡面顺流入江。科学研究表明，在坡度较小的坡耕地上，顺坡耕作每667m2年流失泥沙量3t多，而采用横作耕破泥沙流失量将减少2t以上。据测算，如果长江上游333.33万hm2坡耕地全部实行横坡耕用，每年至少可减少入江泥沙1亿多吨。众所周知，顺坡毕竟是一种对资源环境的掠夺，是最消耗地力的一种方式。
　　规模化顺坡种植对坡地而言，就好像梯田一样，山坡上的土地，大多被修成一阶一阶的，像楼梯一样，这就是梯田效应。修梯田原本的目的是为了使庄稼长得更好。落在山坡上的雨水，就像流水一样，沿着山坡很快地向下流动，山坡上的泥土沙石也会被流水冲走，这样坡田上肥沃的表层土壤就会慢慢流失，植物在贫瘠的土地上自然是长不好的。如果不修梯田，雨水也会顺着山坡流下去，这就是“仿制泥石流效应”。自然坡田里不能很好地蓄水，土壤非常干燥，庄稼也不能很好地生长。
　　梯田能有效地防止水土流失，因为泥石每经过一级梯田都有浸淀，很容易集中到一块，一旦形成聚集，也会对当地整个环境生态造成巨大的灾难，但是路面、分隔带、人行道、绿化带等的横向倾斜度却

可以减缓水土流失的严重性。因此，顺坡种植相对于坡耕地的水土流失并没有起到太大积极的作用，相对也没有造成比较严重的消极影响，毕竟导致水土流失的原因也是有2大重要因素的，即自然原因和人为原因。自然原因主要是由地貌、气候、土壤（地面组成物质）、植被等因素造成的。风力侵蚀、水土侵蚀这类侵蚀作用是最有可能造成水土流失的。人为原因主要指地表土壤加速破坏和移动不合理的生产建设活动。引发水土流失的生产建设活动主要有陡坡规模开荒、不合理的林木采伐、畜牧业产值草原过度放牧、企业大功率开矿、重型工程修筑铁路等。
　　1.4 顺坡耕作对于坡耕地营养流失的影响
　　大理邓川由于顺坡耕种是采用作物垄的方向和地块坡向方向平行的种植方式。顺坡种植这种种植方式，磷氮养分的流失要远远超过了其他模式，而此时农作物正处于吸收养分的旺季，但土地磷氮氧分并不能足以满足农作物的养分需求，农作物的生长受到了限制，产量也下降，形成一个大的恶性循环。土地营养自身的净化力度完全是跟不上农作物需求，所以，依凭着将横坡耕种与顺坡耕种大小结合形成新型的农艺模式也是有助于用环节的方式来减缓水土流失的问题的。水土流失还有坡地土壤氮素径流损失的，这种流失主要被分为2种：直接渗入于径流中的养分随径流液流去；间接性吸附于泥沙颗粒表面以无机态和有机质形式存在的养分，这一部分养分多为可矿分的养分。坡地土壤养分流失的过程是表层土壤养分与降雨径流相互作用的过程。土壤养分流失的多少主要受径流和泥沙的限制。因此，径流与水土流失就是养分流失的重要原因。 　　由此可见，水土流失的危害性不仅很大而且广泛，更是不容忽视的周期性危害。
　　2 不同覆盖方式对坡耕地水土及养分流失的原因
　　2.1 盖膜对于坡耕地水土流失的影响
　　在大理邓川采取坡地种植玉米开展实验。采取对玉米叶面积直接的数学计算方法，即指数随时间变化的抛物线回归方程求定积分计算叶日积。玉米的最后株高、生育期间的最大叶面积指数和整个生育期的叶日积联系相互紧密，土壤质量问题的高低也会受到叶日积很大意义上的巨大影响。为了匹配相关营养之间的循环反复，这样的栽培力度也是在一定的耕作范围之内受到了极大的阻碍。
　　在一定栽培密度范围内通过各种耕作途径最大限度地增大叶日积，最可能提高玉米最终产量。把叶日积看作玉米的一个性状在高产育种中进行收前选择可靠性最高。据了解，凹型盖膜种植并不会改变玉米株高和叶面积指数随时间变化的规律，就算如此也不会降低玉米最终产量。由此类推，那么叶日积能在一定程度上可靠地不受到毁灭性的影响，得出与传统的凸型盖膜种植相比，凹型盖膜种植可减轻坡耕地水土流失的结论。盖膜不是能够完全减缓坡耕地的水土流失情况，但是相对来说是能够将水土流失的现象得到了相应的改善，盖膜可谓是比较好的水土流失防范措施。
　　2.2 盖膜对于坡耕地营养流失的原因
　　考察组曾经在大理邓川进行坡地种植实验，进一步研究了大理邓川不同覆膜时期对旱作土壤微生物数量及其与土壤碳、氮、磷含量的关系。比如与2009年的丰水进行时段性抽取比样，土壤微生物数量增长早，延续时间长，覆膜60d微生物数量最高，但在后期有一定降水后微生物数量才出现高峰，以全程覆膜数量最高（14.836×106），覆膜60d次之（11.529×106）。1999年，各类群微生物数量同土壤有机碳之间均呈显著或极显著负相关。2009年，相关系数几乎全面下降，氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌，甚至微生物总量同土壤有机碳之间都已不再显著相关。2009年土壤全氮同氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌、解磷细菌及微生物总量均呈显著或极显著负相关，2009年只与氨化细菌、亚硝化细菌、微生物总数显著负相关。土壤速效磷含量在2009年与解磷细菌显著负相关，而在2000年相关已不再显著。
　　还有一个很重要的决定因素那便是农作物的化学药剂使用，由于施用化肥，土壤全氮有明显升高。速效磷在2009年生长季和随后的季节修养期间都有升高。在干旱的2009年，对养分影响最大的是微生物，微生物在这之中充当了重要的角色，微生物的作用可是相当重要的。不管在什么生物学当中，微生物的养分传导一直都是被很多人所认可的，正因为微生物是土壤生态系统中最具活力的组成部分，自然对于水土流失的组织力度也能产生很大的影响。它们通过对土壤

物理、化学和生物学性质及其变化过程的影响调节着土壤质量。土壤中的微生物对土壤环境质量的反映是通过其生物种类、体积数量和种族地域位置分布来表现的。微生物对土壤气候因子、物理和化学养分组成的变化很敏感，集中体现在在农田生态系统中，自然对于土壤保护化的作用是相当明显就是了。
　　光是短短的1a之间，盖膜的土壤覆盖量对于相关耕作的土质环境就有着如此大的影响，更不用说，相隔4、5a的时间了。从而，能得出简单结论：盖膜对于水土流失甚至是土壤的肥沃程度也是起着重要的作用。
　　2.3 秸秆覆盖对于坡耕地水土流失的影响
　　科研实验中，一直以来农作物覆盖能够对生态体系有着阴阳协调的作用。为此，特地采用了秸秆作为这次的实验对象，还将秸秆覆盖与其他植物进行了比较。由于地表覆盖物的吸水特性决定直接影响径流的产生过程，为此，不得不通过室内研究方法，研究了稻草、黄麻、棕榈、棕榈叶的吸水特性。稻草编织物覆盖能有效的减少水土流失，通过冲刷槽模拟试验和自然降雨条件下的径流小区试验，研究了水稻秸秆编织物在坡耕地红壤水土流失控制上的作用，研究结果表明：
　　2.3.1室内吸水试验中
　　黄麻编织物在浸泡36h时达到饱和，棕榈编织物、棕榈叶编织物在浸水48h达到饱和，而稻草编织物在浸泡72h时达到饱和。
　　2.3.2冲刷槽模拟试验中
　　稻草经人为编织后覆盖于地表的径流量和侵蚀量都低于稻草散状覆盖，3者间径流量和侵蚀量由大到小排列为：裸土、稻草散状覆盖、稻草编织物覆盖。
　　不难得出结论，农作物也可以客观地改善生态系统的平衡，并能在一定程度上阻止水土流失，而且实验结果显示秸秆覆盖对于产生的效果最为显著。
　　从径流小区种玉米试验中得出，稻草编织物覆盖的小区径流量为697.67m3，侵蚀量为6.44t/hm2，而无覆盖种玉米的小区产生径流量为1728.19m3，侵蚀量为111.98t/hm2，无覆盖处理的径流量是稻草编织物覆盖处理的2.48倍，侵蚀量是稻草编织物覆盖的17倍。从而可以更加醒目地得知，盖膜的存在性是不可忽视的，尤其就是径流量的数据得失来说，这是对水土流失保护和缓和措施而言不可缺少的一个主体。
　　针对植被种植的原理，于径流小区种草试验中，通过连续3a监测还表明，一旦随着地表覆盖物使用年限的增加，稻草编织物覆盖种草减少水土流失的效果越好。但是，季节性的调配对于地表水分土壤营养的流失也是相当严重的，所以这可谓是一把真正的双刃剑，要抓住机会好好把握、遵循适度原则。
　　2.4 秸秆覆盖对于坡耕地养分流失的影响
　　从上一点可以看出，秸秆覆盖式保护耕作的一种重要形式，也是一种用途广泛、效果良好的栽培技术。秸秆覆盖一方面那可以形成较为缓和的冲击层，这个层段可以起到抵挡抗压变形的效果，从而对调节土地质量层次结构变化起到良好的牵引作用。同时，还具有热量问题也是可以得到充分发挥的优势。秸秆复垦的农田太阳光对地面的辐射以间接辐射为主，秸秆确实是良好的隔热层。它是能够调节土壤与大气之间热量交换，也能锁住更多水分和热量，从而使得土壤水、气和热状况发生变化，土壤生物活性、土壤有机质的分解以及土壤中养分物质的转化与释放随之改变，最终影响着土壤的肥力水平，并影响作物的生长以及产量。从某种意义上来说，这也可以缓解水土流失的情况。由此可见，秸秆覆盖对土壤养分，产生一定的影响，而土壤养分是土壤最基础的性能指标。 　　土壤养分的勘探检测，相关的数据表明：油菜生育后期秸秆覆盖处理耕层土壤有机质出现轻微的下降，其有机质的后期残留量均低于ck，且也低于基础值，但水稻秸秆7500/hm2覆盖无农作物处理耕层土壤有机质比ck和基础都高。这个实验更加证明了上述对于秸秆覆盖的治理水土流失的必要性和适应性。耕层土壤的全氮表现为同种生物类型的秸秆覆盖最大的最终残留土壤的含量较高。玉米对于氮的含量要求很严格，所以土壤碱解氮的积累状况需要呈现出同水平玉米秸秆覆盖处理高于水稻秸秆覆盖范围。
　　秸秆覆盖广范围的方式或多或少地对于坡耕地而言，是起到了一定的保护能力。
　　2.5 生物坡覆盖原理对于坡耕地水土流失的影响
　　以大理邓川坡耕地典型生物坡为研究对象，系统分析各种生物坡的土壤结构及其稳定性特点，并评价生物坡的土壤抗蚀性特征。研究表明：生物坡理论上和实践上都能有效

地改善土壤理化性质。从土壤组成层次结构上来说，能逐步提高土壤之间孔隙结构；从生物坡的土壤含水量和孔隙度自由调制功能上来说，这与自然生草坡相比呈极显著增加。水分子聚集能力的土壤和周围坡度的影响力也是重中之重。水稳性团聚体分形维数显著增加，对于土壤养分的保留程度也会受到潜移默化的影响，生物坡上土壤结构也就会变得更稳定。相对于自然生草坡比较，各种生物坡的土壤结构比较稳定而且密实，抗雨水侵蚀能力高。生物坡已经具备了相当多的优点，具有一定的推广性，为生物措施在坡耕地治理中大面积应用上起到了示范作用。树林虽然是防风固沙的强力战士，但是，生物覆盖也可以加强对于水土流失的整治与保护，形成一个透明的保护膜，以此来减少水土流失的现象，这也算是很有力度的一项保护措施。
　　2.6 生物覆盖对于坡耕地养分流失的影响
　　对大理邓川不同土地利用方式下的表层土壤进行的实地调查研究发现，土壤内部的金属元素比较多。农药化肥的影响对于土壤的危害程度是不容忽视的，下雨等的恶劣条件，部分土壤从上坡流失，导致金属离子的残留。当然这与调查时正值冬旱，而耕作对表土的扰动加大了地表水分蒸发也有一定关系。
　　土壤的重量和组织结构被这类酸碱物质和金属掺杂在一块，导致单一化肥存在土壤性质变化的可能。因此，需要减少农药化肥的使用，多采用生物覆盖，毕竟微生物是对土地有着较稳定的营养来源。土地利用方式的改变，使坡地小的环境产生相应变化，也可导致坡地土壤理化性质的改变。
　　3 总结
　　对于不同耕作和覆盖方式对坡耕地水土及养分流失的影响研究来看，农作物的耕作方式、地理位置盖膜范围的广度和生物坡度的土壤结构的稳定程度以及土壤营养吸收保护方式的变化便是文中的主要因素，换言之，要充分发挥出它们的主导优势就可以很大限度上减缓水土流失。
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　　作者简介：郭玉蓉，女，云南省农业科学院农业环境资源研究所，实验师，从事农业环境评价和综合治理方面的研究。