全 文 ：黄土丘陵区软埂梯田复式配置技术*
曹世雄1 陈 莉2 高旺盛1* *
( 1 中国农业大学农学与生物技术学院区域农业发展研究中心, 北京 100094; 2 延安市水土保持研究所,延安 716000)
摘要 坡地改建为梯田地是山区水土保持的主要技术之一, 传统梯田技术田埂陡峭, 难以利用, 其引发
的重力侵蚀是田埂崩塌、梯田毁坏的主要原因. 1997~ 2001年间, 在陕西黄土丘陵沟壑区延安市下砭沟小
流域设计软埂梯田工程技术和地埂坡面种草植树复式配置技术,对坡改梯进行了技术改进.在工程方面,
按照!接近自然!的理论思想, 设计采用接近黄土自然休止角( 35∀)的 45∀为梯田埂坡设计坡度,试图从根本
上消除地埂重力侵蚀危害. 在生物方面,按照# 生物多样性!理论和#景观生态学!原理, 把树木和牧草种植
在梯田的埂坡外侧面, 达到梯田林网化和稳定地埂的目的.结果表明, 软埂梯田可完全消除重力侵蚀引发
的田埂崩塌危害, 筑埂费用和维护费用仅为传统技术的 24. 9%和 55. 5% ; 地埂坡面土壤营养成分富集 ,为
植物提供了良好的生存环境, 可栽种多种耐旱植物. 软埂坡面植树种草, 改变了传统梯田地埂坡面的裸露
状况, 地埂树木镶嵌在坡地梯田中,丰富了坡地梯田景观生态结构.
关键词 接近自然 软埂梯田 地埂植树 黄土丘陵区 景观生态学
文章编号 1001- 9332( 2005) 08- 1443- 07 中图分类号 S157 文献标识码 A
Sof tridged bench terrace design in hilly loess region. CAO Shix iong1 , CHEN L i2, GAO Wangsheng 1( 1 Regional
Agr icultur e Research and Development Centr e, College of Agronomy and Biotechnology , China Agr icultur e U
niver sity , Beij ing 100094, China; 2 Yan∃ an Water and Soil Conser v ation Resear ch Ins titute , Yan∃ an 716000,
China) . Chin. J . A ppl . Ecol. , 2005, 16( 8) : 1443~ 1449.
Reconfiguration of hillside field into terrace is regarded as one o f the key techniques for w ater and soil conser va
tion in mountainous regions. On slopes exceeding 30∀, the t raditional techniques of terr acing are difficult to apply
as risers( i. e. , backslopes) , and if not reinforced, ar e so abrupt and easy to collapse under g ravity alone, thus dam
ag ing the terrace. To improve the reconfiguration of hillside field into t err ace, holistic techniques of softridged
bench ter race engineering, including revegetation with trees and planting grasses on riser slopes, were tested be
tween 1997 and 2001 in Xiabiangou watershed of Yan∃ an, Shaanx i P rovince. A # w orking w ith Nature! engi
neering approach, riser slopes of 45∀, similar to the preexisting slope of 35∀, was employed to radically reduce
grav ityerosion. Based on the concepts of biodiversity and the pr inciples of landscape ecology , terrace benches,
bunds, and risers were planted wit h trees, shrubs, forage grasses, and crops, serving to g enerate a diverse array of
plants, a semiforested area, and to stabilize terrace bunds. Softridged bench terrace made it possible to signifi
cantly reduce hazards arising from g ravity erosion, and reduce the costs of individual bench construct ion and main
tenance by 24. 9% and 55. 5% of the costs under traditional techniques, r espectiv ely. Such a construction allowed
an enr ichment and concentration of nutrients in the soils of terr ace bunds, prov iding an ideal environment for a
range of plants to grow and develop. The terrace riser could be planted w ith droughtresistant plants rang ing from
forage grasses to trees, and t his riser vegetation would turn the exposed bunds and r isers ex ist ing under traditional
techniques into plantcovered belts, gr eat green ribbons decor at ing farmland and contr ibuting to the enhancement
of the landscape biolo gy.
Key words Nearnature, Softridged bench terrace, Planting trees on field bund, Hilly loess region, Landscape
ecolog y.
* 国家重点基础研究发展规划项目( G2000018606) 和延河流域世界
银行贷款资助项目( 3222CHA) .
* * 通讯联系人.
2004- 09- 10收稿, 2005- 01- 24接受.
1 引 言
坡耕地 % % % 特别是轻度水土流失的缓坡耕地改
建成梯田是控制山地水土流失、提高山区粮食产量、
实现山区农业经济可持续发展的关键技术措施之
一.梯田在世界上分布很广,意大利、法国、日本、中
国及东南亚各国都有梯田分布, 美国和非洲的许多
国家近几十年来也修建了各种类型的梯田[ 5] .
20世纪 90 年代, 机修梯田在我国黄土高原地
区大面积推广, 由于地表景观的破碎性和田面宽度
的增加(由人工修筑时的 4~ 5 m 增至 14 m 以上) ,
地表土壤被直接推送到梯田边缘夯筑埂坎,梯田地
埂普遍按 75∀坡度设计施工, 高出土壤自然休止角
( 35∀) 1倍以上, 增加了土壤重力侵蚀的活跃程度,
加剧了重力侵蚀危害. 据不完全统计,黄土丘陵沟壑
区 20世纪 70~ 80年代人工修筑的窄条梯田保存率
已不足 30%,主要是因重力侵蚀引起田埂崩塌后难
以恢复所致[ 2] .黄土高原土壤大部分( 50%以上)颗
粒组成粉沙粒,其质地均细, 组织疏松, 缺乏团粒结
应 用 生 态 学 报 2005 年 8 月 第 16 卷 第 8 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Aug . 2005, 16( 8)&1443~ 1449
构,土粒间主要靠碳酸盐胶结,极易在水中崩解与分
散,抗蚀力薄弱, 易被冲刷[ 4] , 在自重应力和构造应
力的共同参与下,应力(自重应力和构造应力的复合
应力)容易在坡角处集中[ 25] , 特别是春季的冻融膨
胀和雨季的干湿膨胀破坏土壤原有结构的稳定状
态,加剧了田埂崩塌和滑坡侵蚀.预计 15~ 20年后,
黄土丘陵区 20世纪 90年代机修梯田地埂崩塌损坏
率将达到 70%~ 80% ,地埂崩塌将成为未来黄土高
原水土保持事业发展面临的重要课题[ 3] . 与此同
时,陡峭的地埂难于利用, 造成 15%以上(地埂占
地)的土地浪费和地埂裸露的劣质景观,成为景观生
态恢复的难点.
为减轻重力侵蚀危害和提高地埂利用率, 科学
家们开展了一系列研究工作, 如梯田埂坎坡度的安
全性[ 10]、营造梯田地埂防护林[ 23]、植物护埂机
理[ 11, 21, 22, 26, 27]及梯田地与坡耕地土壤侵蚀[ 14, 17, 20]
等.尽管地埂植树种草方面的研究很活跃,但所有护
埂植物都种植在地埂内侧的梯田地边缘, 这样做只
是缓减了地埂的重力侵蚀, 并没有从本质上解决人
工筑埂提高地埂坡度在土壤自重应力和构造应力共
同作用下导致的重力侵蚀活跃性增加的问题.同时,
埂坡裸露的不良景观依然没有改变.
人工林建设对作物生产的影响包括遮阴、树木
根系固氮的有利影响[ 18] 和生态位竞争的不利影
响[ 3, 6] .近年来,有关农林混合耕作制度与技术的研
究非常活跃[ 1, 8~ 10, 24] , 景观生态学[ 7, 12, 13, 15, 19]和恢
复生态学研究[ 16, 28]为山地梯田地埂保护与生态修
复提供了重要理论依据. 1997~ 2001年,我们在延
河流域提出了软埂梯田技术, 即梯田埂坡面不做夯
实处理,由推土机推出的土壤自然堆积成疏松坡面,
使梯田埂坡面植树种草成为可能, 该技术把农、林、
草作为有机整体,按照#接近自然!、#生物多样性!及
#景观生态学!原理,把梯田地埂坡度降至接近土壤
自然休止角的 45∀, 并把牧草和树木种植在地埂的
外侧坡面, 使山地梯田地埂保护与生态修复取得了
积极进展.
2 研究地区与研究方法
21 自然概况
试验区位于陕西省延安市下砭沟小流域( 109∀26∋15(E,
36∀32∋30(N) , 流域内植被破坏严重, 地形破碎, 海拔 9937~
1 191 2 m. 试验区面积 121 km2 ,土壤侵蚀强烈, 年侵蚀模
数15 000 t)km- 2. 年平均气温 94 ∗ , 年平均降水 547 4
mm, 多年汛期平均降水 413 6 mm, 1997~ 2001 年汛期降水
3640 mm,其中 71 2%集中于 6~ 9 月,年无霜期 147 d.
22 试验设计
# 软埂梯田!技术采用接近黄土自然休止角的 45∀为梯田
埂坡设计坡度, 经人工适当修整后在梯田外缘筑起 50 cm +
50 cm 高边坎,从而消除地埂重力侵蚀危害; 把林草种植在
梯田外坡面, 实现梯田耕作林网化(图 1) . 以黄土高原区普
遍采用的# 硬埂梯田!修筑技术为对照, 梯田埂坡经人工夯实
修筑, 形成 75∀埂坡面,坡面不易利用(图 2) .
图 1 实验(软埂)梯田结构示意图
Fig. 1 Sketch of sof trises terrace design.
,
| 乔木Arbor; 灌木 Shrub; −| 经济树木 Fruit t ree; * 农作物 Crops; 牧草或其它水保经济作物 Pasture or other cash crops for water con
servat ion 下同 T he same below
图 2 对照(硬埂)梯田结构示意图
Fig. 2 Sketch of hardriser terrace design.
2 3 树种选择
对埂坡面以相同株行距( 15 m + 20 m)、采用 50 cm+ 50
cm 鱼鳞坑整地,分别栽植白桃( Prunus p ersica)、李子( Prunus
simonii)、山桃( Prunus davidiana)、山杏( Prunus armeniaca)、梨
树 (Pyrus bretschneider i)、元宝枫 ( A cer truncatum)、枣 树
( Ziz iphus j uj uba)、榆叶梅 ( Rosa xanthina)、黑穗醋栗 ( Ribes
bur ej ense)、柠条 ( Caragana kor shinskii )、仁用杏 ( A rmeniaca
mandshur ica)11种护坡树种.
2 4 草种选择
对试验软埂埂坡以 45 cm + 45 cm 穴播或撒播两种方式
种植小冠花( Coronilla varia)、毛苕子( V icia villosa)、紫花苜
蓿( Melilotus sativa)、草木樨( Melilotus suaveolents )4 种牧草
及线麻(大麻) ( Cannabis sativ a)、黄花菜( H emerocallis citr i
na)两种经济作物.
2 5 测定指标与方法
2 5 1 成活率 所有树种 1997 年春天栽植, 1997 年秋季每
树种随机抽样 300 株, 测定成活率.
2 5 2 林冠面积、郁闭度 每年于旺长期( 6 月中旬)测定树
木林冠面积,用钢卷尺测定林冠半径进行计算, 每种树木每
次随机取样 100 株, 然后取平均值;实地根据株行距(考虑到
成活率不同) , 得出树木郁闭度,树木相互交叉时,计算时减
去相互重叠部分; 用线性测量法测定牧草郁闭度,即按种植
行的垂直方向测量一定长度(一般为 10 m) , 以有草长度之
和除以测量长度, 每个试验样区据牧草均匀程度布设 3~ 5
1444 应 用 生 态 学 报 16卷
个测量段.
253 土壤水份与孔隙度 每年汛期( 5~ 10 月 )于每月的
10、20、30 日对各区和坡耕地土壤含水量定点取土测定, 取
深度为 20、40、60 及 80 cm 的各 3 个土样; 每年 4 月 10 日和
10 月 10 日两次用环刀取土对 20 cm 土层孔隙度进行定期测
定.
254 出苗率、越冬率、产草量 所有牧草于 97 年春季播
种,种植 20 d 后测定出苗率; 第二年春季返青后测算越冬
率;每年 6 月下旬对地上部分产量进行实地测量, 每个样区
选有代表性地块测 1 m2 样方 3 ~ 5 个, 刈割后立即称量鲜
重;草种产量按实际收获量统计.
255 树木根系 2001 年 10月中旬在各样地内每树种随机
选取 30 株样木. 以样木为中心分别在半径为 0 5 和 15 m
的弧线上按等距离确定 3 个取样点,对 0~ 100 cm 土壤分层
( 10 cm)用土钻( 6 8 cm )采取土样, 拣出所有根系, 编号后
120 ∗ 烘干 2 h, 80 ∗ 烘干 24 h.
256 土壤养分 2001 年 10月中旬在试验区用土钻取耕层
( 0~ 30 cm)和深层( 30~ 60 cm、60~ 90 cm)土样测定土壤养
分,随机选三个取土点取平均值.
257 埂坡占地 对不同地块软、硬埂梯田用皮卷尺测量埂
坡长、宽、高及坡度,计算出地埂占地面积、地埂占地与农田
面积比.
258 重力侵蚀与修筑维护费用 每年定期对试验地软、硬
埂梯田埂坡重力侵蚀情况进行监测、测定, 计算出相应侵蚀
总量, 每次维护时对每一梯段用工量进行登记,年底进行统
计分析;逐年测量软、硬埂梯田地埂坎高度与宽度,计算沉陷
速度与维护费用.
3 结果与分析
31 修筑与维修
311修筑费用 试验按 45∀坡度设计施工,但在实
际操作过程中由于受土壤、地形、地貌条件影响, 实
际修筑埂坡度低于 45∀, 埂坡占地为 37% ~ 41%, 高
出对照 095~ 116倍(表 1) . 试验梯田地埂占据了
较多的农业用地,地埂面积是农田用地的 58% ~
表 1 软、硬埂梯田埂坡占地与筑埂费用*
Table 1 Terrace characteri stics and bui lding costs for softand hard
ridged terraces
小区
Plots
埂坡高
Height of
r idge slope
(m)
埂坡坡度
Gradient o f
r idge slope
(∀)
埂坡占地
Ridge slope
cover
(% )
埂坡面积
与农田
面积比
Area ratio
to farmland
积筑埂投资
Const ruct ion
investment
( yuan)
hm- 2)
试验 1 5 3 43 94 37 058&1 6035
T est 2 5 2 40 04 37 059&1 57090
3 4 6 34 88 41 069&1 59610
对照 1 475 61 19 20 025&1 2659 65
CK 2 2 7 53 47 16 019&1 1753 65
3 4 2 59 74 19 024&1 2368 95
* 硬埂梯田地埂修筑费用按市场价 2 400元)hm- 2计算 Cost o f building field
bunds of hardridg ed terrace was calculated on market price basis, 2 400 yuan)
hm- 2.
69%,是对照梯田的 25倍,但相对较缓的地埂坡度
也为植树种草提供了可能,这和山地农田林网化及
景观生态修复的要求相吻合.由于试验梯田只需在
地边修筑 05 m + 05 m 的边坎, 地埂坡面只是简
单平整甚至可不予处理,因此,单位土地面积筑埂费
用只有 35940元) hm- 2,为对照的 187%. 若按农
田面积计算, 单位面积费用也只有 59265 元)
hm- 2,为对照的 249% (表 1) .
312 维修费用 试验结果表明, 对照地埂坡度仅
为 5347~ 6119∀, 远低于设计时的 75∀, 这是因为
使用推土机修筑增加了人工筑埂的难度所至.尽管
如此,重力侵蚀引起的田埂塌方还是发生了(表 2) ;
实测 5年内对照梯田重力侵蚀维护费为 1 90470
元)hm- 2, 按梯田面积计算为 2 35335元)hm- 2;而
试验梯田实际施工坡度小于设计的 45∀, 与土壤自
然体止角相近,因此没有发生重力侵蚀危害.试验期
间降水量非常少, 5年平均讯期降水量仅为 36403
mm,是多年平均值的 8802% . 过多的降水会增加
土壤的不稳定性, 因此正常年份对照的重力侵蚀危
害应更严重.
表 2 梯田埂坡重力侵蚀与维护*
Table 2 Gravity erosion and maintenance cost of terrace risers
小区
Plots
面积
Area
( hm
2
)
塌方数
Number of
collapses
塌方量( m2)
V olume of
collapses
维护费用( 5 年)
Maintenance cos t
of 5 years( yuan)
试验 1 0 61 0 0 0 00
Test 2 0 53 0 0 0 00
3 1 77 0 0 0 00
对照 1 1 84 10 55811 365972
CK 2 0 79 0 0 0 00
3 2 15 12 1178 33 758928
* 重力侵蚀主要发生在 1997~ 1999年 3年间, 其中 1997 年 10处, 1998年 10 处, 1999 年
2处, 2 000~ 2002年没有发生 Collapses occurred predominantly from 1997 to 1999, w ith 10 in
each of 1997 and 1998, 2 in 1999, and none in subsequent years
重力侵蚀的另一危害就是地埂自然沉降导致梯
田外缘下降并进一步引发水蚀危害. 研究表明, 无论
试验还是对照,地埂自然下沉都比较显著, 5 年平均
下降了 023 m.试验梯田由于地埂修筑时没有人为
夯实, 因此下沉速度较快. 5 年内下沉土方量为
21616 m3)hm- 2, 是对照的 140 倍, 维护费用为
2 17590元)hm- 2,是对照的 139倍(表 3) .
32 埂坡树木生长发育
321 梯田林网化 试验梯田地埂坡面栽植的 11
种树种均长势良好, 栽植成活率为 680% ~
988% ,其中醋栗最高为 988% ,其次为榆叶梅、元
宝枫、梨树、枣树、柠条、山桃、李子、桃树、仁用杏、山
杏;从生长速度来看, 生长最快为榆叶梅、大枣、柠
条、李子和山桃,其次为桃树、仁用杏、山杏、梨树、醋
栗、元宝枫; 从成林角度来看,榆叶梅成林速度最
14458 期 曹世雄等:黄土丘陵区软埂梯田复式配置技术
表 3 软埂梯田埂坎沉陷及维护*
Table 3 Subsidence and maintenance costs of field bunds on softand
hardriser terraces
小区
Plots
地埂下沉高度
Height of
f ield bund
subsidence
( m)
埂坎沉陷土方
Earthw ork volume
of f ield
bund subsidence
( m3)hm- 2)
埂坎维护费用
5year
maintenance
cost s
( yuan)hm- 2)
试验 1 025 20280 203070
T est 2 020 14655 153855
3 030 24150 241560
对照 1 020 14005 155475
CK 2 024 17550 175485
3 020 15090 150900
* 边坎宽为平均宽度, 边坎坡度按 75∀设计计算 The w idth of edge
bunds was the average, and the gradient of edge bunds w as calculated as
the desighed 75∀
图 3 地埂树木年度变化图
Fig. 3 Annual changes of t rees on f ield bunds.
生长量(试验) Increment ( Test ) ( m) ; 生长量 (对照) In cre
ment ( CK) (m ) ; 林冠 (试验) Cover( T est ) ( m ) ; 林冠(对照)
Cover( CK) ( m) ; 郁闭度( 试验) Canopy density( T est ) ( % ) ;
郁闭度(对照) Canopy density( CK) ( % ) .
图 4 梨树在地埂(试验)和梯田(对照)栽植比较
Fig. 4 Comparison of P . bret schneideri planted on f ield bunds( Test ) and
terrace( CK) .
树高 (试验) Height ( T est ) ( m) ; 树高 (对照 ) H eight ( CK)
( m) ; 郁闭度( 试验) Canopy density( T est ) ( % ) ; 郁闭度 (对
照) Canopy density( CK) ( % ) .
快,第 5年平均单株林冠面积为 342 m2,在地埂的
郁闭度为 8330% , 其次为桃树、李子、元宝枫、梨
树、山桃、山杏、仁用杏和枣树, 柠条和醋栗表现最
差,仅为 1533%和 992%,这是因为它们均为小灌
木,且配置密度较小(表 4, 图 3) ; 埂坡土壤疏松肥
厚,有利于深根性耐旱树种生长,梨树年均枝条生长
量为046 m,比梯田地高 4375%, 第5年林冠面积
为 175 m2, 比梯 田地 高 2362%, 郁闭 度为
5833% ,比梯田地高 3773% .可见,地埂的开发潜
力很大(图 4) .
从农田林网化角度来看, 试验梯田埂坡面栽植
各种阳性、耐旱树木可迅速提高农田林网覆盖率,其
中生长速度最快和郁闭度最大的树种依次为榆叶
梅、桃树、山桃、李子、梨树、元宝枫、仁用杏、山杏、枣
树,柠条和醋栗生长表现较差,推广时应加大栽植密
度(表 4,图 5) .
表 4 软埂梯田植树的生长情况*
Table 4 Survival and growth of trees planted on risers of softridged
terraces
树种
Tree
species
栽植成
活率1
( % )
新生枝条
生长量2
( m)yr- 1)
第 5 年林
冠面积3
( m
2
)
第 5 年地埂
郁闭度 4
( % )
第 5年农田
郁闭度5
( % )
梨树 Pyr us bretschneideri 88 0 0 46 1 75 583 3 18 41
榆叶梅 Rosa xanthina 98 0 16 1 3 42 833 0 29 90
醋栗 Ribes burej ense 98 8 0 46 0 22 9 92 367
枣树 Ziz ip hus jujuba 84 0 1 02 0 82 273 3 934
元宝枫 Acer truncatum 89 0 0 45 2 47 650 5 19 02
山桃 Prunus davidiana 79 1 0 80 1 61 537 5 22 13
白桃 Prunus persica 74 5 0 60 2 93 737 5 27 29
李子 Prunus simonii 76 0 0 95 2 00 66 7 22 04
山杏 Prunus armeniaca 68 0 0 53 1 33 443 3 16 06
柠条 Car agana kor shinskii 84 0 1 00 0 46 153 3 629
仁用杏 Armeniaca mandshurica 74 0 0 55 1 29 430 0 17 63
平均M ean 83 0 0 77 1 66 491 6 18 27
1) Survival rate; 2) New tres∃ s increment; 3 ) The 5th year crow n canopy area; 4) The 5th year field
bunds canopy; 5) The 5th year farmland canopy density.灌木为累计生长量 Increment for shrubs
wason an accumulated basis;对照为梯田田面栽植的梨树 The control was Pyr us br etschneideri
planted on terrace field;以上数据是各试验地平均值 All data above were the averaged value of
each experimental plot.
图 5 自然堆积筑埂法近自然复式农田试验区
Fig. 5 Nearnature compound farmland experimental region.
322 树木根系分布 试验梯田地埂土壤干旱严
重,在干旱胁迫下,地埂树木根系向土壤深层生长发
1446 应 用 生 态 学 报 16卷
育.地埂梨树 0~ 100 cm 树根总量比梯田平地梨树
高3358%,特别是 50~ 100 cm 深土层根量比梯田
地增加了 9286% (表 5) .软埂坡面树木根系向深土
层发展,避免了与农田地农作物争水争肥,形成地埂
开发与农田种植的生态互补, 这是对照地埂植树时
把树木栽植在田坎内侧难以比拟的优点; 由于表层
土攘在梯田修筑时被推移到地埂坡面, 因此地埂坡
面土壤有机质和氮素含量显著高于梯田地(表 6) . 0
~ 90 cm 土壤有机质、全氮、速效氮和速效磷含量分
别 比梯 田 地 高 3215%、2601%、3614% 和
6923% , 30~ 90cm土壤分别比梯田地高 4808%、
3729%、13214%和 100%, 这也是地埂树木生长
较快的主要原因. 软埂梯田地埂是一个开发潜力较
大的土地类型.
表 5 地埂与大田梨树根系垂直分布
Table 5 Vertical distribution of tree root systems of Pyrus bretscheideri on terrace risers and benches( g)m- 3)
土层 Layers( cm)
0~ 10 10~ 20 20~ 30 30~ 40 40~ 50 50~ 60 60~ 70 70~ 80 80~ 90 90~ 100
合计
T otal
地埂 Riser 0 8 12 23 28 33 30 27 13 5 179
梯田 Bench 2 11 8 23 34 12 17 19 7 1 134
表 6 不同土层营养成份对比分析表*
Table 6 Soil nutrient content in di fferent soil layers of terrace risers and benches
土 层
Layers
( cm )
全氮
T otal N
( % )
全磷
Total P
( % )
全钾
Total K
(% )
有机质
Organic matter
( % )
碱性氮
Basic nit rogen
( mg)kg- 1)
速效磷
Available P
( mg)kg- 1)
速效钾
Available K
( mg)kg- 1)
pH 水分
Water
( % )
地埂 0~ 30 0045 0098 2890 0421 33 8 43 810 511
Riser 30~ 60 0039 0104 2734 0335 32 6 44 807 640
60~ 90 0042 0109 2440 0358 33 8 46 812 849
平均 Average 0042 0104 2688 0371 33 7 44 810 667
梯田 0~ 30 0041 0118 2483 0376 44 6 46 812 732
Bench 30~ 60 0030 0101 2143 0223 16 4 47 730 803
60~ 90 0029 0104 3657 0245 12 3 67 802 832
平均 Average 0033 0108 2761 0281 24 4 53 781 798
* 土样为不同处理的混合样;水分为 1997~ 2001年的平均值;每年补施尿素和磷肥各 150 kg)hm- 2T he soil samples w ere the mixture of various
t reatmentsWater w as the mean of 1997~ 2001. Terraces w ere intercropped w ith potato( S ola num tuber osum ) w hich received 150 kg)hm- 2 of both
carbamide and phosphate fertilizers each year.
33 埂坡牧草
研究表明, 试验梯田软埂坡面只适宜种植耐旱
性极强的牧草和经济植物, 如黄花菜、线麻, 年均产
品收入分别为 11 985和 8 685元)hm- 2,其中线麻
为传统油料免耕种植作物,可连茬种植,水保效益和
经济效益显著. 在下湿地块埂坡面种植的小冠花长
势较好, 年均产品收入 11 800 元)hm - 2. 地埂牧草
可人工种植,也可自然恢复,人工植被修复速度明显
快于自然恢复(表 7,图 6) .
图 6 地埂人工种植和自然恢复植被的地上生物量
Fig. 6 Biomass of pasture seeded on risers and natural vegetation.
. 人工 Art if ical; / 自然 Natural .
34 土壤含水量与孔隙度
试验梯田埂坡土壤疏松, 孔隙度明显增大,土壤
水份蒸发加剧, 干旱严重. 软埂坡面 0~ 80 cm 土层
含水量仅为坡耕地的 7487% , 0~ 30 cm 土层孔隙
度比坡耕地高 1210%(表 8) ;
表 7 软埂梯田埂坡牧草、经济作物生长情况与经济效益
Table 7 Growth and economic benefits of forage grass and crops grown
on softriser terrace slopes
植物
Plants
小区
Plots
出苗率
Seedling
emergence
rate( % )
越冬率
Over
wintering
rate
( % )
年产量
Annual
output
( kg)hm- 2)
单价
Unit price
( yuan)
kg
- 1
)
地埂收入
Income of
ridge
( yuan)hm- 2)
农田收入
Income of
farmland
( yuan)hm- 2)
小冠花
Coronilla
3 82 21 50 11800 6848
varia 1 90 30 236
毛苕子
Vicia
3 83 3 1290
v illosa 1 89 30 2760
紫花苜蓿
Melilotus
3 84 20 2160
sativa 1 93 65 6120
黄花菜
H emerocallis
citrine
1 100 100 2385 10 11985 4700
草木栖
Melilotus
3 84 89 10530
suaveolent 1 86 92 10950
线麻
Cannabis
3 81 645 20 6390 4410
sativa 1 89 1095 10980 6370
自然植被
Natural
3 1830
vegetation 1 2895
表中线麻和小冠花为种子产量、黄花菜为鲜菜外,其余均指鲜草产量. Refers to seed produc
tion for Cannabis sativa and Coronilla var ia , fresh vegetable production for Hemerocallis citr ina ,
and for age biomass for all other species.
14478 期 曹世雄等:黄土丘陵区软埂梯田复式配置技术
表 8 土壤含水量与孔隙度*
Table 8 Soil moisture, bulk densi ty and porosity
项目
Items
处理
Treatments
小区
Plots
土壤含水量 Soil moisture( %)
0~ 20
cm
20~ 40
cm
40~ 60
cm
60~ 80
cm
平均
Mean
容 重
Bulk
density
( g)cm- 3)
孔隙度
Porosity
( % )
梯田地埂内测 30cm 土样 试验 1 696 771 758 844 766 139 4755
S oil samples at 30 cm Test 2 756 931 944 1163 949 132 5019
inside the ridge 对照 1 723 756 808 823 778 141 4679
CK 2 573 675 729 905 721 148 4415
埂坡土样 试验 1 389 511 640 829 593 124 5321
S oil samples of hard slope Test 2 831 869 950 911 890 128 5170
坡耕地 Slope farmland 1 501 599 661 740 625 136 4868
2 718 1142 1254 1404 1130 146 4491
以上数据为多年平均值 Data represents a 5year mean w ith 3 samples mixed
但试验梯田技术能较好减缓梯田地水份蒸发,
提高农田地土壤含水量. 试验梯田地埂内侧 30 cm
处土壤含水量比对照高 1441%; 地埂植树对农田
地有改良作用,试验地梯田距埂 30 cm 处土壤孔隙
度比对照高 1847%.
4 讨 论
复式梯田技术包括软埂梯田和软埂坡面植树种
草两项内容. 研究表明, 软埂梯田技术修筑方法简
单,仅在地边筑起 50 cm + 50 cm 挡水边坎, 筑坎费
用仅为硬埂梯田的 249%; 地埂坡面土壤营养成分
富集,孔隙度增加,为植物的生长发育提供了良好的
生长环境,可以栽植各种耐旱树木和草本植物.由于
地埂树木的生长发育会对农田土壤的水、肥及理化
性状产生影响, 本试验没有配置高大乔木.建议地埂
植树技术推广时也应选择小乔木和灌木, 有条件地
区可同时配以地埂节水灌溉, 这将有效提高地埂植
树的成活率、生长量、产量以及适宜树种范围. 软埂
梯田为地埂坡面利用提供了可能,软埂坡面植树种
草,改变了传统梯田地埂坡面裸露状况,有效地改善
了梯田景观;同时,软埂坡面植树种草与农田粮食或
其他植物间作, 是生物多样性技术在山坡梯田地应
用的重要方向. 考虑到不同地区环境与发展的要求
不同, 该技术可进一步改进为以下两种模式予以推
广: 1)接近自然休止角的农林草缓埂带状间作复式
梯田.在土壤水分含量较高的下湿地块或湿润地区、
土地资源丰富人口压力较小地区、土壤粗沙含量较
高地区以及土石山区, 复式梯田地埂可适度减小坡
度,按台阶式逐级筑起, 在台阶上栽植经济树木、乔
木和灌木,并套作牧草或其它经济植物,固定埂坡土
壤,提高地埂利用率,实现高产稳产. 2)接近自然的
硬埂植树复式梯田模式. 在土壤水分适中、粗沙含量
较少、稳定性较高和人口压力较大地区或石质山区,
复式梯田可适度增大地埂坡度,减少地埂占地面积,
地埂筑起后在地埂密植乔、灌木, 缓减埂坡重力侵
蚀,精耕细作,提高效益,走高效开发道路.
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作者简介 曹世雄, 男, 1965 年生, 博士, 高级工程师. 主要
从事水土保持研究工作, 发表论文 30 余篇, 专著 1 部. T el:
01062731163; Email: shix iongcao@ 126. com
)新书通报)
欢 迎 订 购0应 用 生 态 学1
应用生态学是研究协调人类与生物圈之间关系和协调此种复杂关系以达到和谐发展目的的科学,应用
生态学是一个极其宽广的研究领域,是生态学的一大研究门类, 所有与研究人类活动有关的生态学分支如农
业生态学、渔业生态学、林业生态学、草地牧业生态学、污染生态学、城市生态学、资源生态学以及野生动植物
管理保护、生态预测乃至景观生态学、区域生态学及全球生态学中的部分或大部分领域都可归属在应用生态
学这一门类之下,应用生态学的根本任务在于认识和改造环境,保护和改善人类的生存环境和促进经济、社
会发展同资源、环境相协调.
为纪念中国科学院沈阳应用生态研究所建所 50周年, 系统总结过去 50年的研究成果,组织有关科技人
员,在多年研究积累的基础上, 参阅了国内外近年来在应用生态学方面的创新性研究成果, 开拓性地撰写了
这本学术性专著0应用生态学1,全书共 12章,主要内容包括:应用生态学概论, 农业生态与农业生态工程,森
林生态与林业生态工程, 草地生态与草地生态系统管理,水域生态与流域管理, 湿地生态与湿地恢复,旅游生
态与生态旅游规划和管理,污染生态与环境生态工程, 城市生态与城市生态建设,景观生态与区域生态建设,
保护生物学与生物多样性,全球重大生态问题与对策.
本书可供生态学、农学、林学、地学和环境科学等领域的科技人员参考,也可供有关研究部门管理者和高
等院校师生参考.
本书由科学出版社出版,计 146万字,定价为 163元,另加邮费 10元,有需要者请与0应用生态学报1编
辑部联系.电话: 02483970393
14498 期 曹世雄等:黄土丘陵区软埂梯田复式配置技术