金慧芳
- 作品数：16 被引量：280H指数：12
- 供职机构：西南大学资源环境学院更多>>
- 发文基金：公益性行业(农业)科研专项国家自然科学基金重庆市水利局科技项目更多>>
- 相关领域：农业科学自动化与计算机技术经济管理环境科学与工程更多>>
- 土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用及其评价趋势展望被引量：20
- 2019年
- 土壤侵蚀是导致坡耕地耕层质量退化和土壤生产力不稳定的关键驱动因素。该文从水蚀区坡耕地侵蚀控制和生产功能角度,在解析地块尺度土壤侵蚀、水土保持、农业活动对坡耕地耕层生态过程作用特征的基础上,系统分析了土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用、影响效应及作用途径。认为:1)坡耕地耕层质量变化由降雨侵蚀、耕作活动交互作用的生态过程决定,2种作用的时间、空间尺度不同;耕层土壤参数在坡耕地农业生产中作用分为保水、保土、保肥和增产潜力,由地块尺度农作物-耕层耦合效应决定土壤生产能力、坡耕地水土流失特征及耕层侵蚀性退化方向及程度。2)土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用表现为土壤性质恶化、土壤质量劣化、土地生产力衰退3个方面,耕层土壤物理性质变异程度大于化学性质变异,径流作用导致的土地生产力衰退大于土壤流失作用。3)坡耕地耕层质量评价指标体系应兼顾侵蚀下降、产量提升2个目标,地块尺度诊断指标有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性可作为合理耕层评价最小数据集;坡耕地合理耕层适宜性分为5级,其诊断指标分级标准宜与土壤侵蚀分级和耕地地力分级衔接。4)坡耕地合理耕层评价未来应密切关注耕层质量诊断指标最小数据集、坡耕地合理耕层阈值/适宜值分级标准、坡耕地水土流失阻控标准拟定3个主要方向。研究可为深入认识坡耕地侵蚀性退化机制,辨识坡耕地合理耕层调控途径以及坡耕地合理耕层构建技术参数提供依据。
- 史东梅金慧芳蒋光毅
- 关键词：土壤有机质坡耕地
- 基于“要素-需求-调控”的云南坡耕地质量评价被引量：23
- 2020年
- 坡耕地作为中国山丘区耕地资源的重要组成部分,科学评价其质量状况是实施坡耕地数量、质量、生态“三位一体”保护的基础。该文在分析坡耕地利用特征及质量内涵基础上,构建基于“要素-需求-调控”的坡耕地质量评价体系,对云南坡耕地质量进行定量化评价,分析坡耕地质量空间分布特征。结果表明:1)云南坡耕地质量评价最小数据集(MDS)指标体系由有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤质地、土壤pH值、有机质、有效磷、速效钾、≥10℃积温、田块规整度、连片度、降雨量、灌溉保证率、田面坡度14个指标构成。2)坡耕地质量指数(Slope Farmland Integrated Fertility Index,SIFI)分布在0.36~0.81之间,均值为0.59,大部分评价单元SIFI<0.6,不同评价单元SIFI差异显著(P<0.05);5种坡耕地主要土壤类型SIFI从大到小依次为:赤红壤、红壤、紫色土、黄壤、黄棕壤;SIFI变化与高程有关,在0~1000 m高程范围内SIFI随高程增加呈增长趋势,而在>1000 m高程范围内SIFI随高程增加而减小。3)坡耕地质量等级以六等地、五等地、七等地、四等地为主,空间分布上呈现显著的聚集特征,不同分区坡耕地质量等级洛伦兹曲线均呈“S”型分布格局,云南坡耕地质量等级总体偏低。研究可为完善坡耕地质量评价体系,开展坡耕地质量调控提供科学依据。
- 陈正发史东梅史东梅夏建荣金慧芳
- 关键词：土地利用耕地质量坡耕地
- 城镇化人为扰动下垫面类型影响水源涵养功能的评价被引量：10
- 2017年
- 城镇化引起的各种人为扰动地貌单元的水源涵养功能较原地貌明显降低是造成城市水土流失的主要原因,在降雨和排水管网设计能力一定条件下,也是加剧城市内涝的主要原因。该文采用野外调查、室内物理分析及AHP(analytic hierarchy process)层次分析综合评价法,系统地分析了各种人为地貌单元的物质组成和持水性能变化并综合评价了其对原地貌水源涵养功能的影响特征。结果表明:1)各种扰动地貌单元>2 mm土体颗粒质量分数在45%以上,原地貌<2 mm土壤颗粒质量分数在92%以上;扰动地貌不均匀系数和曲率系数分别在11.05~41.30和0.32~3.15之间变化,其中不均匀系数较原地貌减小了4.51%~80.27%;各种扰动地貌单元土壤容重为施工便道(1.74 g/cm3)>边坡绿化带(1.54 g/cm3)>1 a弃渣堆积体(1.48 g/cm3)>2 a弃渣堆积体(1.34 g/cm3)>3 a弃渣堆积体(1.31 g/cm3),比坡耕地依次增加33.85%、18.46%、13.85%、3.08%和0.77%;扰动地貌的土壤总孔隙度、土壤田间持水量和饱和含水量则表现出相反趋势。2)人为扰动地貌单元土壤入渗性能总体小于原地貌单元,而原地貌土壤稳定入渗率则在2.83~6.22 mm/min之间变化;当项目区林地转化为新弃渣堆积体时对降雨和城市洪水动态调节功能影响最大,转化为施工便道时影响最小;人为扰动地貌单元土壤水库总库容、兴利库容和滞洪库容总体低于原地貌,当项目区草地转化为施工便道时对土壤持水能力及调蓄地表径流能力危害最大。3)各种扰动地貌单元水源涵养能力明显小于原地貌单元,以施工便道(0.421)最差,林地最好(0.651);在城镇化过程中应重视城镇水面、林草地的空间分布及占地面积,对短期松散堆积体也最好进行临时绿化措施。4)加强对扰动地貌物质组成、大孔隙结构和降雨-径流-入渗连续性定位研究,同时关注各扰动地貌在不同压实条件下土壤水库蓄水性能对项目区雨�
- 史东梅蒋光毅彭旭东李叶鑫金慧芳林姿
- 关键词：土壤入渗水源涵养功能下垫面城镇化三峡库区
- 不同耕作措施对红壤坡耕地耕层质量的影响被引量：13
- 2020年
- 为探明不同耕作措施对云南红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能和生产性能的影响,以常规耕作为对照,设置免耕、翻耕20 cm、翻耕20 cm+压实、翻耕20 cm+深松30 cm四种耕作措施,采用土壤质量指数法对不同耕作措施下耕层质量变化特征进行分析评价。结果表明:(1)不同耕作措施对红壤坡耕地耕层土壤抗侵蚀性能影响显著。翻耕20 cm+深松30 cm处理下土壤饱和导水率最大(1.19mm·min^-1);与常规耕作相比,翻耕20 cm+深松30 cm处理下水稳性团聚体平均质量直径增加28.13%;免耕处理下土壤抗剪强度最高(12.12kg·cm^-2),耕层土壤饱和导水率最大(1.27mm·min^-1);翻耕20 cm处理下大于0.25 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均质量直径、几何平均直径均显著高于其他措施,分别为69.64 g·kg^-1、1.74 mm、0.77 mm。(2)不同耕作措施对红壤坡耕地耕层生产性能影响具有差异性表现,免耕处理下土壤容重显著增大,土壤有机质、有效磷在表层富集;翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理下,耕层增厚效果显著,土壤有机质、有效磷含量显著增加。(3)红壤坡耕地耕层土壤质量及诊断指标的适宜性对耕作措施响应有差异,翻耕20 cm+深松30 cm处理耕层土壤质量指数最大(0.58);翻耕20 cm、翻耕20 cm+深松30 cm处理的耕层厚度、容重及有效磷指标均在适宜性阈值范围。上述研究结论可为红壤坡耕地适宜耕作措施选择以及坡耕地合理耕层的构建与评价提供参考。
- 宋鸽史东梅朱红业金慧芳张庆娄义宝
- 关键词：坡耕地耕作措施深松
- 云南省降雨侵蚀力时空分布与演变趋势研究被引量：17
- 2017年
- 由于生态环境演变及人类活动的影响,云南地区生态环境极度脆弱,土壤侵蚀强度大,侵蚀程度严重。降雨侵蚀力(R)是采用USLE/RUSLE模型进行土壤侵蚀评估的重要参数,但目前针对云南地区R值的计算模型及适宜性方面的研究较少。本研究采用昆明气象站1951—2010年共60 a逐日降雨数据,对中国南方地区常用的5种R计算模型在云南地区的适宜性进行分析,筛选出适宜云南地区的R计算模型,并基于均匀分布于云南省的36个国家基本气象站1951—2012年降雨观测数据,分析云南省降雨侵蚀力时空分布与演变特征。研究表明:在5种降雨侵蚀力计算模型中,模型B具有较好的稳定性,且有效系数(Ef)最大,相对偏差系数(Er)最小,在云南地区有较好的适宜性。云南地区多年平均降雨量为1 106.84 mm,7个分区多年平均降雨量分布在745.83~1 533.33 mm之间,不同地区降雨量分布不均匀,季节分布集中在夏季,降雨空间分布呈现出自西南向东北递减的趋势。云南地区多年平均R为2 719.31 MJ·mm/(hm2·h),7个分区多年平均R分布在1 837.23~3 949.12 MJ·mm/(hm2·h)之间,季节分布集中在夏季,空间分布也表现出自西南向东北递减的趋势。7个分区降雨侵蚀力趋势系数分布在-0.34^-0.02之间,各分区近60 a来降雨侵蚀力均呈现出减小趋势。本研究可为云南水土生态环境建设和土壤侵蚀模型构建提供借鉴和参考。
- 陈正发史东梅史东梅夏建荣金慧芳金慧芳
- 关键词：降雨侵蚀力土壤侵蚀
- 近60年云南省参考作物蒸发量时空分布及演变趋势研究被引量：7
- 2018年
- 参考作物蒸发量(ET_0)是土壤-植被-大气系统水分能量平衡模型的重要参数,也是评价区域干湿状况、制定水土资源管理计划的关键因子。通过选用云南省36个气象观测站1952-2012年间共60年的气象数据,采用Penman-Monteith模型和Mann-Kendall参数检验法、GIS空间分析法,研究云南省ET_0时空分布及演变趋势。结果表明:云南省不同地区多年平均ET_0分布在786. 3～1 511. 6 mm之间,均值为1 090. 4 mm,不同地区ET_0空间变异性较大。4月和5月ET_0最大,6-8月的ET_0仅次于4-5月,1月和12月的ET_0最小,各月份ET_0均表现为自西北向东南递减趋势。近60年来ET_0呈现出明显的波动过程,总体表现为缓慢的递增趋势;其中,1980-1990年呈现出递减趋势,1991-2012年则呈现出显著的递增趋势。ET_0年内分布不均匀,不同月份ET_0分布在55. 5～126. 0 mm之间。在36个站点中,ET_0呈增长趋势的站点有12个,呈现减小趋势的站点有9个,其余15个站点无明显的增加或减小趋势;其中,德钦、会泽、景洪、澜沧、临沧、勐腊、孟定、普洱、腾冲、维西和文山11个站点ET_0呈显著增加趋势,广南、华坪、蒙自、屏边、瑞丽、元谋和昭阳7个站点ET_0呈显著减小趋势。研究可为云南地区土壤-植被-大气系统水分能量平衡模型运用、科学评价区域气候干湿状况和合理开发区域水土资源提供科学依据。
- 陈正发史东梅史东梅夏建荣金慧芳金慧芳
- 关键词：作物需水量
- 基于土壤管理评估框架的云南坡耕地耕层土壤质量评价被引量：44
- 2019年
- 坡耕地作为云南地区耕地资源的重要组成部分,坡耕地耕层土壤质量评价和参数适宜范围确定是合理耕层构建的基础。基于土壤管理评估框架(soil management assessment framework,SMAF),构建坡耕地耕层土壤质量指数评价模型(cultivated-layer soil quality index,CLSQI),采用最小数据集(minimum data set,MDS)法筛选评价指标,对云南地区坡耕地耕层土壤质量进行评价,提出坡耕地合理耕层土壤参数适宜范围。结果表明:云南坡耕地耕层土壤质量评价最小数据集由pH值、全氮、总孔隙度、抗剪强度、田面坡度5个指标组成,基于MDS的坡耕地耕层土壤质量评价精度较高。在初选指标体系中,土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、抗剪强度、田面坡度5个指标的权重较大,而在MDS指标体系中,田面坡度、全氮含量的权重较大。坡耕地耕层土壤质量指数(CLSQI)分布在0.39～0.84之间,均值为0.59±0.11,变异系数为0.19,坡耕地耕层土壤质量总体处于"中等"偏上水平。不同采样区坡耕地CLSQI差异显著(P<0.05),其大小关系为:楚雄>双柏>宣威>宁洱>马龙>石林。0～20 cm采样深度坡耕地CLSQI(均值0.59)大于>20 cm(均值0.56),紫色土坡耕地CLSQI(均值0.61)大于红壤(均值0.54)(P<0.05),垄作和等高耕作模式坡耕地CLSQI大于顺坡耕作,旋耕方式下的坡耕地CLSQI大于翻耕,不同农业分区坡耕地CLSQI的大小顺序为:滇东北山原区>滇中高原湖盆区>滇西南中山宽谷区。坡耕地合理耕层MDS土壤指标适宜范围为:pH值5.58～7.82,全氮≥1.37 g/kg,总孔隙度≥52.28%,抗剪强度≥5.19kPa,田面坡度≤11.79°。研究可为坡耕地耕层土壤质量评价及合理耕层构建提供理论依据和参数支持。
- 陈正发史东梅史东梅金慧芳何伟夏建荣
- 关键词：土壤坡耕地
- 土壤侵蚀因素对紫色丘陵区坡耕地耕层质量影响被引量：29
- 2017年
- 土壤侵蚀是导致坡耕地耕层土壤质量退化和土壤生产力不稳定的关键因素。该文以紫色丘陵区坡耕地为例,对坡耕地不同地力等级耕层土壤质量、渗透性能及耕层类型进行聚类分析,讨论了土壤侵蚀对坡耕地耕层厚度影响及合理耕层土体构型。结果表明:(1)紫色土坡耕地耕层土壤质量具有中等程度变异性,有效土层厚度(15~80 cm)和耕层厚度(15~25 cm)变异系数分别为12.18%和37.26%,土壤有效磷变异系数可达94.51%,说明土壤物理指标变异性小于化学指标变化;三级以下地力耕层构型为近似全虚或全实剖面结构,五等地力坡耕地产量下降50%左右。(2)紫色土坡耕地不同坡位、不同垂直深度的耕层土壤物理性质、持水性能及耕作性能差异显著(P<0.05),土壤容重为上坡>下坡>中坡,土壤抗剪强度为上坡>中坡>下坡,土壤稳定入渗为下坡>中坡>上坡,土壤贯入阻力表现为中坡>上坡>下坡;除土壤入渗外,土壤容重、抗剪强度、贯入阻力均表现为底土层>心土层>耕层;坡耕地0~40 cm土层中蓄存降水可被农作物利用70%左右。(3)中度侵蚀程度坡耕地,年均耕层厚度薄化值为1.04~3.04 mm,坡耕地合理耕层建立可选择有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性为坡耕地合理耕层评价最小数据集,耕层构型总体保持上虚下实型、耕层厚度20~25 cm、有效土层厚度50~60 cm。(4)紫色土坡耕地可分为四种耕层类型,其障碍耕层主要表现为有效土层厚度限制型(第II类)、耕层厚度限制型(第III类)和土壤养分限制型(第IV类),分别占耕层总量30%、10%、3%;紫色土坡耕地合理耕层建立应重点关注有效土层厚度和耕层厚度调控。研究结果可为客观认识土壤侵蚀与紫色土坡耕地耕层退化关系、合理耕层构建提供理论依据和技术参数支持。
- 史东梅蒋光毅蒋平娄义宝丁文斌金慧芳
- 关键词：土壤养分耕层坡耕地土壤质量紫色丘陵区
- 红壤坡耕地耕层质量特征与障碍类型划分被引量：3
- 2019年
- 为有效防止坡耕地耕层质量退化,以红壤小流域典型种植制度坡耕地耕层为研究对象,采用耕层质量指数法(Cultivated-layer quality index,CLQI)分析了坡耕地耕层质量变化特征,基于聚类和主成分分析法划分了耕层障碍类型,并定量辨识了耕层质量环境影响因子作用特点。结果表明:红壤小流域坡耕地耕层土壤属性参数变化特征差异明显(P<0.05),其中耕层平均厚度为(18.88±3.17)cm,接近作物生长适宜厚度;土壤饱和导水率为(3.39±2.6)mm/min,耕层土壤入渗及持水性能略低;平均pH值为5.06±0.64,土壤呈弱酸性;土壤全量养分贫瘠,速效养分含量丰富。小流域坡耕地耕层质量总体处于合理水平,但存在明显退化趋势,以合理耕层(Ⅲ级)为主(占72.2%),较不合理耕层(Ⅳ级)占22.2%,中度合理耕层(Ⅱ级)占5.6%;不同坡位耕层质量指数由大至小依次为坡下(0.482)、坡上(0.454)、坡中(0.444)。红壤坡耕地耕层类型可划分为粘重板结型障碍耕层、养分贫瘠型障碍耕层、水分限制型障碍耕层、土壤酸化型障碍耕层、薄化型障碍耕层和无障碍耕层6类;粘粒含量、土壤有机质含量、土壤饱和导水率、pH值和耕层厚度可作为耕层障碍类型诊断及调控指标。红壤坡耕地耕层质量关键性环境影响因子为有效土层厚度、单位面积坡耕地化肥施用量、坡向和耕作方式,施有机肥、深松耕作和秸秆覆盖具有明显调控效应。研究结果可为红壤坡耕地耕层土壤有效恢复、调控途径拟定及坡耕地合理耕层构建技术选择提供理论指导。
- 金慧芳史东梅宋鸽段腾叶青江娜
- 关键词：红壤坡耕地影响因素
- 1980-2015年云南坡耕地资源时空分布及演变特征分析被引量：35
- 2019年
- 坡耕地资源作为山丘区耕地的重要组成部分,分析坡耕地时空分布及演变特征对合理规划利用坡耕地资源、开展区域坡耕地水土生态环境治理具有重要意义。该文利用1980-2015年7个时相土地利用数据,采用土地利用转移矩阵、动态度模型、核密度分析和景观指数模型对云南坡耕地时空分布及演变特征进行分析。结果表明:1)云南坡耕地面积为472.55万hm2,占耕地面积的比例为69.79%,平均坡度为15.62°,不同分区坡耕地空间分布差异显著。2)近35年坡耕地与林地、草地、水田等土地利用类型发生了显著的动态转移过程,但转出与转入总体均衡,转移过程中坡耕地面积呈小幅增加趋势。3)大部分坡耕地坡度大于8°,其中>15°坡耕地比例高达78.54%,近35年来各坡度分级坡耕地均处于动态演变过程,坡度<15°的坡耕地面积呈增加趋势,而坡度>15°的坡耕地面积呈减小趋势,不同坡度分级坡耕地面积存在“减小→增大→减小”或“减小→增大→减小→增大”的动态变化过程,>25°坡耕地动态变化的波动幅度最大。4)近35年坡耕地核密度分布呈小幅度变化趋势,大部分区域坡耕地分布处于低密度区,高密度区面积占比最小,坡耕地分布呈现出4个显著的聚集分布带。5)坡耕地景观优势度在8种土地利用类型中处于中间位置,而破碎化特征则在8种土地利用类型中最为显著,近35年坡耕地景观破碎化程度减小,坡耕地集中连片程度得到加强。
- 陈正发史东梅史东梅夏建荣金慧芳金慧芳
- 关键词：土地利用GIS坡耕地核密度估计
