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紅壤坡耕地氮磷輸出與控制研究 版權信息
- ISBN：9787030687043
- 條形碼：9787030687043 ; 978-7-03-068704-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
紅壤坡耕地氮磷輸出與控制研究 本書特色
《紅壤坡耕地氮磷輸出與控制研究》以云南紅壤坡耕地試驗區已有的水土保持監測站長期定位監測數據為基礎，揭示了滇中松華壩水源區迤者流域和撫仙湖一級支流尖山河流域內坡耕地的面源污染物氮磷輸出及平衡特征等規律，并探討了等高反坡階整地與施肥、生物質土壤改良劑、生態草帶措施對坡耕地徑流氮磷輸出的控制作用和土地墾殖對集水區氮磷輸出的影響，可為紅壤坡耕地的水土流失治理提供科學依據。
紅壤坡耕地氮磷輸出與控制研究 內容簡介
全書共分9章，總結了作者圍繞滇中昆明松華壩水源區迆者小流域和玉溪澄江撫仙湖尖山河流域的紅壤坡耕地水土流失和氮磷輸出特征及其控制的研究成果，以試驗區已有的水土保持監測站長期定位監測數據為基礎，對松華壩水源區迆者流域坡耕地氮磷輸出及面源污染負荷特征，撫仙湖尖山河流域典型地類坡面地表徑流氮、磷輸出規律，等高反坡階整地與施肥、生物質土壤改良劑和生態草帶措施對坡耕地徑流氮磷輸出的控制作用，此外還探討了土地墾殖對集水區氮磷輸出的影響，很后對坡耕地農田生態系統氮磷輸出平衡特征進行了總結。
紅壤坡耕地氮磷輸出與控制研究 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 坡耕地水土流失與面源污染 1
1.1.1 坡耕地水土流失現狀及危害 1
1.1.2 農業面源污染研究 5
1.2 坡耕地氮磷遷移規律及影響因素 12
1.2.1 坡耕地氮素的遷移規律及影響因素 13
1.2.2 坡耕地磷素的遷移規律及影響因素 18
1.3 農業面源污染物氮磷輸出控制研究 21
1.3.1 水土流失治理 22
1.3.2 科學施用化肥和農藥 22
1.3.3 合理灌溉 23
1.3.4 培肥耕作制度 23
1.3.5 農田緩沖帶 23
1.3.6 濕地去除作用 24
1.3.7 生物質土壤改良劑控制作用 24
1.4 存在的問題與發展趨勢 25
1.5 研究區域概況 27
1.5.1 云南昆明概況 27
1.5.2 松華壩水源區迤者小流域概況 29
1.5.3 云南玉溪澄江概況 34
1.5.4 撫仙湖尖山河流域概況 36
第2章 松華壩水源區迤者小流域坡耕地氮磷輸出及面源污染負荷特征 47
2.1 試驗設計與研究方法 48
2.1.1 布設不同地類徑流小區 48
2.1.2 布設不同施磷措施下的徑流小區 48
2.1.3 試驗采樣 50
2.1.4 樣品測定 52
2.1.5 模型選擇 52
2.2 坡面地表徑流磷素流失特征 63
2.2.1 磷素流失濃度差異 63
2.2.2 磷素流失形態特征 68
2.2.3 磷素流失量差異 70
2.3 水文條件對坡面地表徑流磷素的影響 75
2.4 施肥條件對坡面地表徑流磷素流失的影響 79
2.5 應用 AnnAGNPS模型計算流域面源污染年負荷量 81
2.5.1 AnnAGNPS模型參數準備 81
2.5.2 模擬結果分析 86
2.5.3 模型驗證 90
2.6 討論 91
本章小結 92
第3章 撫仙湖尖山河流域典型地類坡面地表徑流氮、磷輸出規律 95
3.1 試驗設計與研究方法 96
3.1.1 試驗地的選取與坡面小區布置 96
3.1.2 試驗樣品采集與數據觀測 98
3.2 降雨及典型地類坡面的產流產沙特征 99
3.2.1 降雨特征 99
3.2.2 地表產流量 102
3.2.3 侵蝕產沙量 105
3.2.4 降雨與產流產沙之間的關系 108
3.3 不同地類地表徑流中面源污染物輸出規律 110
3.3.1 地表徑流面源污染物氮磷濃度輸出特征 110
3.3.2 地表徑流面源污染物氮磷的輸出總量特征 114
3.4 不同地類泥沙中面源污染物氮磷輸出與泥沙養分的富集規律 120
3.4.1 坡面侵蝕產沙中的面源污染物氮磷的輸出特征 120
3.4.2 坡面侵蝕泥沙養分富集特征 124
3.4.3 土壤養分與徑流及泥沙中面源污染物輸出的關系 125
3.5 不同地類坡面產流、產沙量與氮磷輸出特征的關系 126
3.6 討論 127
本章小結 129
第4章 等高反坡階整地與施肥對烤煙地徑流氮磷輸出的影響 132
4.1 試驗設計與研究方法 133
4.1.1 試驗材料的選取 133
4.1.2 試驗地布置 134
4.1.3 整地方式及施肥處理 134
4.1.4 野外定位觀測與樣品采集 136
4.1.5 室內試驗方法 138
4.2 施肥及整地下的烤煙地坡面地表產流產沙特征 139
4.2.1 產流產沙量 139
4.2.2 產流產沙與降雨強度 141
4.3 烤煙地坡面地表徑流及侵蝕泥沙中的氮磷輸出特征 143
4.3.1 地表徑流氮素輸出特征 143
4.3.2 地表徑流磷素輸出特征 149
4.3.3 坡面侵蝕泥沙氮素輸出特征 151
4.3.4 坡面侵蝕泥沙磷素輸出特征 156
4.4 烤煙地壤中流的氮磷輸出的時空特征 160
4.4.1 不同季節（旱、雨季）壤中流總氮、總磷濃度輸出特征 160
4.4.2 不同坡位及土層的壤中流總氮、總磷濃度動態變化特征 164
4.4.3 壤中流中總氮/總磷濃度動態變化 171
4.5 施肥對壤中流氮、磷濃度輸出的影響 172
4.5.1 不同施肥水平對壤中流氮素濃度的影響 172
4.5.2 不同施肥水平對壤中流總磷濃度的影響 177
4.5.3 肥料與土壤作用時間的延長對壤中流總氮、總磷濃度的影響 177
4.6 等高反坡階對地表徑流及氮磷輸出的控制作用 179
4.6.1 減少地表徑流及泥沙輸出 179
4.6.2 控制氮、磷輸出 181
4.7 討論 185
本章小結 188
第5章 等高反坡階整地對不同坡度坡耕地氮磷輸出的影響 190
5.1 試驗設計與研究方法 190
5.1.1 試驗地的選取及徑流小區的布設 190
5.1.2 野外定位監測與樣品采集 194
5.1.3 試驗數據觀測 194
5.2 等高反坡階控制條件下不同坡度地表污染物輸出規律 195
5.2.1 反坡階對地表徑流再分配 195
5.2.2 等高反坡階對泥沙的削減 198
5.2.3 等高反坡階對地表徑流中氮磷輸出的影響 201
5.2.4 等高反坡階對地表流失泥沙中氮磷輸出的影響 210
5.3 等高反坡階對滲透污染物垂直分布的影響 217
5.3.1 反坡階對土壤水消退特征分析 217
5.3.2 反坡階對土壤水氮、磷垂直再分配 218
5.3.3 等高反坡階土壤水氮、磷濃度與土壤氮、磷含量的相關關系 222
5.3.4 等高反坡階對徑流中氮、磷在垂直滲透時的影響 223
5.4 反坡階對不同坡度坡耕地作物增產作用的影響 226
5.5 設置反坡階下的不同坡度徑流小區產流、產沙量與氮磷輸出的相關關系 227
5.6 討論 228
本章小結 231
第6章 生物質土壤改良劑對坡耕地氮磷輸出的影響 234
6.1 試驗設計與研究方法 234
6.1.1 試驗材料選取 234
6.1.2 試驗小區設置 235
6.1.3 研究方法 235
6.1.4 數據處理 236
6.2 生物質土壤改良劑對坡耕地地表徑流量和產沙量的影響 237
6.2.1 施用不同生物質土壤改良劑的坡耕地地表徑流量對比 237
6.2.2 施用不同生物質土壤改良劑的坡耕地地表產沙量對比 239
6.3 生物質土壤改良劑對土壤侵蝕量的影響 241
6.3.1 降雨侵蝕力 R值 241
6.3.2 土壤可蝕性 K值 242
6.3.3 施用不同生物質土壤改良劑條件下水蝕因子與土壤侵蝕量的關系 243
6.4 不同生物質土壤改良劑對坡耕地氮磷流失的影響 245
6.4.1 施用不同土壤改良劑的坡耕地徑流氮流失量對比 245
6.4.2 施用不同土壤改良劑的坡耕地泥沙氮流失量對比 247
6.4.3 施用不同土壤改良劑的坡耕地地表徑流磷流失量對比 249
6.4.4 施用不同土壤改良劑的坡耕地泥沙磷流失量對比 252
6.5 不同生物質土壤改良劑對農作物和坡耕地土壤性狀的影響 254
6.5.1 施用不同生物質土壤改良劑對農作物的影響 254
6.5.2 施用不同生物質土壤改良劑對土壤性狀的影響 255
6.6 討論 256
本章小結 258
第7章 土地墾殖對集水區氮磷輸出的影響 260
7.1 試驗設計與研究方法 260
7.1.1 試驗地的選取 260
7.1.2 集水區土地墾殖強度界定 260
7.1.3 坡面徑流小區設置 261
7.1.4 野外定位監測及調查 262
7.1.5 水質樣品采集及測定 264
7.1.6 數據處理與計算方法 265
7.2 研究區的降雨特征 267
7.2.1 產流降雨變化特征 267
7.2.2 降雨月際變化特征 269
7.2.3 降雨年際變化特征 271
7.3 土地墾殖對集水區地表徑流和侵蝕產沙特征的影響 271
7.3.1 不同墾殖條件坡面地表徑流和侵蝕產沙特征 271
7.3.2 不同墾殖措施對坡面地表徑流和侵蝕產沙特征的控制作用 275
7.3.3 坡面地表徑流和侵蝕產沙特征影響因子的灰色關聯分析 277
7.3.4 不同墾殖強度集水區地表徑流和侵蝕產沙特征分析 281
7.4 土地墾殖對集水區地表水水質特征的影響及水質類別劃分 290
7.4.1 土地墾殖對面源污染物濃度變化趨勢的影響 290
7.4.2 集水區水質類別劃分及主要污染指標分析 293
7.5討論 297
本章小結 298
第8章 生態草帶對坡耕地氮磷輸出的影響 301
8.1 試驗設計與研究方法 301
8.1.1 試驗區設置 301
8.1.2 試驗測定指標及方法 303
8.1.3 室內人工降雨模擬試驗 303
8.2 天然降雨條件下生態草帶對坡面氮磷輸出的調控作用 304
8.2.1 天然降雨條件下次降雨-徑流變化特征 304
8.2.2 天然降雨條件下生態草帶對地表氮磷輸出的控制作用 308
8.3 人工模擬降雨條件下生態草帶對坡面氮磷輸出的調控作用 312
8.3.1 人工模擬降雨下坡面產流產沙及氮、磷輸出 312
8.3.2 不同降雨強度下生態草帶對坡面產流產沙及氮、磷輸出的調控作用 316
8.4 氮磷輸出含量與初始污染物濃度的關系 323
8.5 討論 324
本章小結 326
第9章 坡耕地農田生態系統氮磷輸出平衡特征 329
9.1 試驗設計與研究方法 329
9.1.1 試驗區設置 329
9.1.2 試驗設計 330
9.1.3 降雨觀測與樣品的采集 331
9.1.4 數據處理與計算 331
9.2 土壤背景值與氮磷儲量 332
9.2.1 烤煙不同生育期表層土壤氮磷動態變化 333
9.2.2 不同深度土層氮素含量 333
9.2.3 不同深度土層磷素含量 335
9.3 坡耕地氮磷流失與富集特征 338
9.3.1 氮磷隨徑流流失濃度及形態特征 338
9.3.2 氮磷隨泥沙流失量及富集率特征 344
9.3.3 徑流與泥沙中氮磷輸出量 345
9.4 施肥量與作物吸收對氮磷輸出的影響 347
9.4.1 不同施肥量與烤煙生物量的關系 347
9.4.2 不同施肥處理的氮磷效率評價 348
9.4.3 作物對氮磷素吸收的影響 350
9.5 坡耕地農田生態系統中氮磷平衡關系 352
9.5.1 氮磷輸出平衡的主要影響因素分析 352
9.5.2 坡耕地農田生態系統氮磷平衡關系 352 <
前言
第1章 緒論 1
1.1 坡耕地水土流失與面源污染 1
1.1.1 坡耕地水土流失現狀及危害 1
1.1.2 農業面源污染研究 5
1.2 坡耕地氮磷遷移規律及影響因素 12
1.2.1 坡耕地氮素的遷移規律及影響因素 13
1.2.2 坡耕地磷素的遷移規律及影響因素 18
1.3 農業面源污染物氮磷輸出控制研究 21
1.3.1 水土流失治理 22
1.3.2 科學施用化肥和農藥 22
1.3.3 合理灌溉 23
1.3.4 培肥耕作制度 23
1.3.5 農田緩沖帶 23
1.3.6 濕地去除作用 24
1.3.7 生物質土壤改良劑控制作用 24
1.4 存在的問題與發展趨勢 25
1.5 研究區域概況 27
1.5.1 云南昆明概況 27
1.5.2 松華壩水源區迤者小流域概況 29
1.5.3 云南玉溪澄江概況 34
1.5.4 撫仙湖尖山河流域概況 36
第2章 松華壩水源區迤者小流域坡耕地氮磷輸出及面源污染負荷特征 47
2.1 試驗設計與研究方法 48
2.1.1 布設不同地類徑流小區 48
2.1.2 布設不同施磷措施下的徑流小區 48
2.1.3 試驗采樣 50
2.1.4 樣品測定 52
2.1.5 模型選擇 52
2.2 坡面地表徑流磷素流失特征 63
2.2.1 磷素流失濃度差異 63
2.2.2 磷素流失形態特征 68
2.2.3 磷素流失量差異 70
2.3 水文條件對坡面地表徑流磷素的影響 75
2.4 施肥條件對坡面地表徑流磷素流失的影響 79
2.5 應用 AnnAGNPS模型計算流域面源污染年負荷量 81
2.5.1 AnnAGNPS模型參數準備 81
2.5.2 模擬結果分析 86
2.5.3 模型驗證 90
2.6 討論 91
本章小結 92
第3章 撫仙湖尖山河流域典型地類坡面地表徑流氮、磷輸出規律 95
3.1 試驗設計與研究方法 96
3.1.1 試驗地的選取與坡面小區布置 96
3.1.2 試驗樣品采集與數據觀測 98
3.2 降雨及典型地類坡面的產流產沙特征 99
3.2.1 降雨特征 99
3.2.2 地表產流量 102
3.2.3 侵蝕產沙量 105
3.2.4 降雨與產流產沙之間的關系 108
3.3 不同地類地表徑流中面源污染物輸出規律 110
3.3.1 地表徑流面源污染物氮磷濃度輸出特征 110
3.3.2 地表徑流面源污染物氮磷的輸出總量特征 114
3.4 不同地類泥沙中面源污染物氮磷輸出與泥沙養分的富集規律 120
3.4.1 坡面侵蝕產沙中的面源污染物氮磷的輸出特征 120
3.4.2 坡面侵蝕泥沙養分富集特征 124
3.4.3 土壤養分與徑流及泥沙中面源污染物輸出的關系 125
3.5 不同地類坡面產流、產沙量與氮磷輸出特征的關系 126
3.6 討論 127
本章小結 129
第4章 等高反坡階整地與施肥對烤煙地徑流氮磷輸出的影響 132
4.1 試驗設計與研究方法 133
4.1.1 試驗材料的選取 133
4.1.2 試驗地布置 134
4.1.3 整地方式及施肥處理 134
4.1.4 野外定位觀測與樣品采集 136
4.1.5 室內試驗方法 138
4.2 施肥及整地下的烤煙地坡面地表產流產沙特征 139
4.2.1 產流產沙量 139
4.2.2 產流產沙與降雨強度 141
4.3 烤煙地坡面地表徑流及侵蝕泥沙中的氮磷輸出特征 143
4.3.1 地表徑流氮素輸出特征 143
4.3.2 地表徑流磷素輸出特征 149
4.3.3 坡面侵蝕泥沙氮素輸出特征 151
4.3.4 坡面侵蝕泥沙磷素輸出特征 156
4.4 烤煙地壤中流的氮磷輸出的時空特征 160
4.4.1 不同季節（旱、雨季）壤中流總氮、總磷濃度輸出特征 160
4.4.2 不同坡位及土層的壤中流總氮、總磷濃度動態變化特征 164
4.4.3 壤中流中總氮/總磷濃度動態變化 171
4.5 施肥對壤中流氮、磷濃度輸出的影響 172
4.5.1 不同施肥水平對壤中流氮素濃度的影響 172
4.5.2 不同施肥水平對壤中流總磷濃度的影響 177
4.5.3 肥料與土壤作用時間的延長對壤中流總氮、總磷濃度的影響 177
4.6 等高反坡階對地表徑流及氮磷輸出的控制作用 179
4.6.1 減少地表徑流及泥沙輸出 179
4.6.2 控制氮、磷輸出 181
4.7 討論 185
本章小結 188
第5章 等高反坡階整地對不同坡度坡耕地氮磷輸出的影響 190
5.1 試驗設計與研究方法 190
5.1.1 試驗地的選取及徑流小區的布設 190
5.1.2 野外定位監測與樣品采集 194
5.1.3 試驗數據觀測 194
5.2 等高反坡階控制條件下不同坡度地表污染物輸出規律 195
5.2.1 反坡階對地表徑流再分配 195
5.2.2 等高反坡階對泥沙的削減 198
5.2.3 等高反坡階對地表徑流中氮磷輸出的影響 201
5.2.4 等高反坡階對地表流失泥沙中氮磷輸出的影響 210
5.3 等高反坡階對滲透污染物垂直分布的影響 217
5.3.1 反坡階對土壤水消退特征分析 217
5.3.2 反坡階對土壤水氮、磷垂直再分配 218
5.3.3 等高反坡階土壤水氮、磷濃度與土壤氮、磷含量的相關關系 222
5.3.4 等高反坡階對徑流中氮、磷在垂直滲透時的影響 223
5.4 反坡階對不同坡度坡耕地作物增產作用的影響 226
5.5 設置反坡階下的不同坡度徑流小區產流、產沙量與氮磷輸出的相關關系 227
5.6 討論 228
本章小結 231
第6章 生物質土壤改良劑對坡耕地氮磷輸出的影響 234
6.1 試驗設計與研究方法 234
6.1.1 試驗材料選取 234
6.1.2 試驗小區設置 235
6.1.3 研究方法 235
6.1.4 數據處理 236
6.2 生物質土壤改良劑對坡耕地地表徑流量和產沙量的影響 237
6.2.1 施用不同生物質土壤改良劑的坡耕地地表徑流量對比 237
6.2.2 施用不同生物質土壤改良劑的坡耕地地表產沙量對比 239
6.3 生物質土壤改良劑對土壤侵蝕量的影響 241
6.3.1 降雨侵蝕力 R值 241
6.3.2 土壤可蝕性 K值 242
6.3.3 施用不同生物質土壤改良劑條件下水蝕因子與土壤侵蝕量的關系 243
6.4 不同生物質土壤改良劑對坡耕地氮磷流失的影響 245
6.4.1 施用不同土壤改良劑的坡耕地徑流氮流失量對比 245
6.4.2 施用不同土壤改良劑的坡耕地泥沙氮流失量對比 247
6.4.3 施用不同土壤改良劑的坡耕地地表徑流磷流失量對比 249
6.4.4 施用不同土壤改良劑的坡耕地泥沙磷流失量對比 252
6.5 不同生物質土壤改良劑對農作物和坡耕地土壤性狀的影響 254
6.5.1 施用不同生物質土壤改良劑對農作物的影響 254
6.5.2 施用不同生物質土壤改良劑對土壤性狀的影響 255
6.6 討論 256
本章小結 258
第7章 土地墾殖對集水區氮磷輸出的影響 260
7.1 試驗設計與研究方法 260
7.1.1 試驗地的選取 260
7.1.2 集水區土地墾殖強度界定 260
7.1.3 坡面徑流小區設置 261
7.1.4 野外定位監測及調查 262
7.1.5 水質樣品采集及測定 264
7.1.6 數據處理與計算方法 265
7.2 研究區的降雨特征 267
7.2.1 產流降雨變化特征 267
7.2.2 降雨月際變化特征 269
7.2.3 降雨年際變化特征 271
7.3 土地墾殖對集水區地表徑流和侵蝕產沙特征的影響 271
7.3.1 不同墾殖條件坡面地表徑流和侵蝕產沙特征 271
7.3.2 不同墾殖措施對坡面地表徑流和侵蝕產沙特征的控制作用 275
7.3.3 坡面地表徑流和侵蝕產沙特征影響因子的灰色關聯分析 277
7.3.4 不同墾殖強度集水區地表徑流和侵蝕產沙特征分析 281
7.4 土地墾殖對集水區地表水水質特征的影響及水質類別劃分 290
7.4.1 土地墾殖對面源污染物濃度變化趨勢的影響 290
7.4.2 集水區水質類別劃分及主要污染指標分析 293
7.5討論 297
本章小結 298
第8章 生態草帶對坡耕地氮磷輸出的影響 301
8.1 試驗設計與研究方法 301
8.1.1 試驗區設置 301
8.1.2 試驗測定指標及方法 303
8.1.3 室內人工降雨模擬試驗 303
8.2 天然降雨條件下生態草帶對坡面氮磷輸出的調控作用 304
8.2.1 天然降雨條件下次降雨-徑流變化特征 304
8.2.2 天然降雨條件下生態草帶對地表氮磷輸出的控制作用 308
8.3 人工模擬降雨條件下生態草帶對坡面氮磷輸出的調控作用 312
8.3.1 人工模擬降雨下坡面產流產沙及氮、磷輸出 312
8.3.2 不同降雨強度下生態草帶對坡面產流產沙及氮、磷輸出的調控作用 316
8.4 氮磷輸出含量與初始污染物濃度的關系 323
8.5 討論 324
本章小結 326
第9章 坡耕地農田生態系統氮磷輸出平衡特征 329
9.1 試驗設計與研究方法 329
9.1.1 試驗區設置 329
9.1.2 試驗設計 330
9.1.3 降雨觀測與樣品的采集 331
9.1.4 數據處理與計算 331
9.2 土壤背景值與氮磷儲量 332
9.2.1 烤煙不同生育期表層土壤氮磷動態變化 333
9.2.2 不同深度土層氮素含量 333
9.2.3 不同深度土層磷素含量 335
9.3 坡耕地氮磷流失與富集特征 338
9.3.1 氮磷隨徑流流失濃度及形態特征 338
9.3.2 氮磷隨泥沙流失量及富集率特征 344
9.3.3 徑流與泥沙中氮磷輸出量 345
9.4 施肥量與作物吸收對氮磷輸出的影響 347
9.4.1 不同施肥量與烤煙生物量的關系 347
9.4.2 不同施肥處理的氮磷效率評價 348
9.4.3 作物對氮磷素吸收的影響 350
9.5 坡耕地農田生態系統中氮磷平衡關系 352
9.5.1 氮磷輸出平衡的主要影響因素分析 352
9.5.2 坡耕地農田生態系統氮磷平衡關系 352 <
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紅壤坡耕地氮磷輸出與控制研究 節選
第1章緒論1.1 坡耕地水土流失與面源污染坡耕地目前是廣大山區群眾賴以生存和發展的生存用地，但也是水土流失和面源污染的主要發生地（隋媛媛， 2016）。徑流是生態水文過程的重要環節，是輸送面源污染物的主要途徑，在徑流系數高的農業山區面源污染昀為突出（張千千等，2012；Jia and Chen，2010）。嚴重的水土流失和面源污染導致耕地資源被破壞、土地生產力降低和一系列水環境問題，危及山區糧食安全、防洪安全和生態安全，制約山區農業的可持續發展，進而對生態文明建設造成嚴重影響。 1.1.1坡耕地水土流失現狀及危害 1. 我國坡耕地現狀我國坡耕地量大面廣，坡耕地是中國農業生產的主要耕地資源，全國現有坡耕地約 3.59億畝①，涉及 30個省（自治區、直轄市）的 2187個縣（區、市、旗），主要分布在我國中西部地區，面積超過 1000萬畝的有云南、四川、貴州、甘肅、陜西、山西、重慶、湖北、內蒙古、廣西 10個省（自治區、直轄市），面積共 2.73億畝，占全國坡耕地總面積的 76.0%；坡耕地面積大于 2萬畝的有 1593個縣，其中，2萬～10萬畝的有 648個縣，大于 10萬畝的有 945個縣。全國現有坡耕地面積約占全國水土流失總面積的 8%，年均土壤流失量 14.15億 t，占全國土壤流失總量 45億 t的近 1/3。坡耕地較集中地區，其水土流失量一般可占該地區水土流失總量的 40%～60%，西北黃土高原區、西南巖溶區、西南紫色土區一些坡耕地面積大、坡度較陡的地區可高達 70%～80%。從水土流失類型區看，我國坡耕地主要分布在西北黃土高原區、西南巖溶區、西南紫色土區、南方紅壤丘陵區和東北黑土區、北方土石山區 6個類型區，坡耕地面積 3.49億畝，占全國坡耕地總面積的 97.2%；風沙區和青藏高原凍融侵蝕區有 0.1億畝，僅占全國坡耕地總面積的 2.8%。從坡度分布看，其以 15°以下的緩坡耕地為主。其中，5°～15°坡耕地面積 1.93億畝，占坡耕地總面積 54%；15°～ 25°坡耕地 1.20億畝，占 33%；25°以上坡耕地面積 0.46億畝，占 13%。我國坡耕地分布情況詳見表 1-1和表 1-2。表 1-1 各省（自治區、直轄市）坡耕地情況表續表表1-2 各水土流失類型區坡耕地情況表2. 坡耕地水土流失特點及危害 1）水土流失的特點坡耕地水土流失主要有以下特點：一是以水力侵蝕為主。據統計，全國約 97%的坡耕地都分布在水力侵蝕區；剩下約 2%的坡耕地分布在新疆北部、甘肅西北部、內蒙古西部的風沙區；約 1%的坡耕地分布在西藏東部、青海西南部、四川西北部的凍融區。二是坡度越陡、坡長越長，水土流失越嚴重。據調查分析， 5°～15°坡耕地土壤侵蝕模數為 1000～2500t/(km2 a)，15°～25°為 3000～10000t/(km2 a)， 25°以上可高達 10000～25000t/(km2 a)。同時，坡耕地坡長越長，地表匯集徑流速度和流量越大，水土流失也越嚴重。三是水土流失強度與耕作方式密切相關。坡耕地耕作方式不同，對微地形的擾動程度不同，產生的水土流失強度也不同。例如，順坡壟作改成橫坡壟作后，坡面徑流方式發生變化，可增加降水就地入滲率，減少對坡面的徑流沖刷。據實測，東北黑土區坡耕地順坡壟作改橫坡壟作后，土壤侵蝕模數可由治理前的 4000t/(km2 a)以上下降到 1000t/(km2 a)左右，下降達 70%以上。 2）水土流失的危害長期以來，隨著人口的急劇增長和人類活動的加劇，且坡耕地生產方式粗放，廣種薄收、陡坡開荒，人地矛盾更加突出，促使土地開發向深度和廣度無限制拓展，造成土地退化及嚴重的水土流失等危害。具體如下：一是破壞耕地資源。水土流失是蠶食我國耕地，特別是坡耕地的重要原因之一。據統計，新中國成立以來因水土流失毀掉的耕地達 5000萬畝，年均 100萬畝，其中絕大部分為坡耕地。同時，坡耕地水土流失極易造成耕作層變薄、土壤肥力下降。據有關資料，坡耕地水土流失嚴重地區，表土層每年流失可達 1cm以上，比土壤形成速度快 120～400倍，西南巖溶地區許多坡耕地土壤流失殆盡，已失去農業耕種價值。東北黑土區初墾時黑土層厚度一般在 50～80cm，墾殖 70～80年后，坡耕地黑土層厚度不到原來的一半，土壤肥力也下降了 2/3左右。二是惡化生態環境。坡耕地跑水、跑土、跑肥，生產力十分低下，長期缺乏保護性耕種，往往造成土地“沙化、石化 ”，基巖裸露。據調查，貴州畢節地區有基巖裸露的坡耕地 23萬畝，重慶市萬州區近 60年以來，基巖裸露的坡耕地擴大到 135萬畝，許多山坡已經變成光山禿嶺。加之坡耕地土地肥力低下，廣種薄收現象十分普遍，人地矛盾突出地區的群眾被迫不斷開墾新的坡地、林地，破壞原有地表植被，“山有多高，地有多高，山有多陡，地有多陡 ”是一些地方的真實寫照。據 TM影像數據分析， 20世紀 90年代以來，全國已有 1.7萬 km2林地被開墾，大面積植被遭破壞，生態環境日趨惡化。三是制約經濟發展。實踐證明，坡耕地產量低而不穩，抵御自然災害能力差。坡耕地的大量存在，造成農業基礎設施薄弱，制約了現代農業發展、生產方式轉變和社會經濟的發展，是山丘區貧困落后的根源之一。目前，我國坡耕地集中的地區多為“老、少、邊、窮 ”地區。據中國水土流失與生態安全綜合科學考察結果，全國農村貧困人口 90%以上都生活在山丘區。云南、貴州、四川等長江上游坡耕地水土流失嚴重地區的農民人均純收入僅相當于平壩河谷地區的 1/5～1/4。四是危及防洪及飲水安全。據中國科學院水土流失與生態安全綜合科學考察結果，黃河年均約 4億 t泥沙淤積在下游河床，導致河床每年抬高 8～10cm，大大增加了防洪壓力；洞庭湖年均入湖泥沙 1.3億 m3，沉積泥沙達 1億 m3，湖床抬高 3.5cm，湖容縮小，調蓄能力下降；長江上游各類塘堰的平均年淤積率達 1.93%，年淤積泥沙 0.60億 m3。同時，坡耕地水土流失將大量的氮磷鉀元素、化肥、農藥、有機質等帶入江河湖庫，引起湖泊富營養化，加劇了水環境污染，對工農業生產用水特別是城市居民生活用水構成嚴重威脅。1.1.2農業面源污染研究面源污染又稱為非點源污染，是指時空上無法定點監測的，與大氣、水文、土壤、植被、土質、地貌、地形等環境條件和人類活動密切相關的，可隨時隨地發生的，直接對水環境構成污染的污染物來源。和點源污染相比，面源污染由于其比較分散而更難治理（Ma et al.，2011；Zhang et al.，2012；李懷恩和李家科， 2013）。從世界范圍看，面源污染是目前世界地下水和地表水的主要污染來源。而據發達國家的污染資料研究表明，農業生產和生活活動所帶來的農業面源污染是水環境污染的昀重要來源。美國是世界上少數幾個對面源污染進行全國性系統控制研究的國家之一（Tim and Jolly，1994；Wolfem，2000；張維理等， 2004a）。在美國， 60%的水環境污染是由面源污染引起的，其中，農業面源污染達到 75%左右，而農業面源污染的主要污染物質是氮素和磷素（USEPA，1995）。在丹麥的 270條河流中，其中 94%的氮負荷和 52%的磷負荷都是由面源污染導致的（ Kronvang， 1996）。在荷蘭的農業面源污染研究中，由總氮和總磷引起的水環境污染分別占水環境污染總量的 60%和 40%～50%（BOERSP，1996）。可見，國外的農業面源污染的形勢也是非常嚴峻的，已經引起了許多發達國家的高度重視。同樣，我國農業面源污染的現狀也非常令人擔憂。我國關于面源污染的研究起步相對較晚，始于 20世紀 80年代的湖泊富營養化的調查（鄧雄， 2006）。而真正意義上的面源污染研究是北京城市徑流污染研究，之后相繼在上海、杭州、蘇州、長沙、南京、成都等城市開展了城市面源污染研究（ Jameison and Fedra，1996；張維理等，2004b；鄧雄， 2006；Yang et al.，2013）；同時，在于橋水庫、珠海前山河流域、滇池、太湖、巢湖、晉江流域、東江流域等地方也開展了農業面源污染研究（ Winlge et al.，1999；Sovan et al.，1999；鄧雄， 2006）。近些年來，我國很多湖泊、江河等流域的富營養化程度的趨勢惡化，如污染較嚴重的太湖、滇池、巢湖、三峽庫區等水體，主要是氮素、磷素等營養物質大量匯入這些水體所引起的富營養化，且絕大多數來自于農業面源污染。近年來，對我國三河（淮河、海河、遼河）、三湖（太湖、滇池、巢湖）和一庫區（三峽庫區）等重點水域的研究說明，我國農業面源污染的比重在逐年上升（柴世偉和裴曉梅， 2006）。2005年，中國農業信息網公布的數據顯示，我國農作物平均化肥施肥量是世界平均水平的 3倍多，并且我國化肥的利用率相對較低，其中氮肥的利用率為 30%～35%，磷肥為 10%～20%，鉀肥 35%～50%（柴世偉和裴曉梅， 2006）。崔鍵等（ 2006）和郭鴻鵬等（ 2008）的研究表明，大理洱海流域面源氮、磷污染負荷分別占流域污染負荷的 97.1%和 92.5%；滇池外海流域的污染負荷中，來自農業面源污染的總氮、總磷和化學需氧量分別占污染總負荷的 60%～70%、50%～60%和 30%～40%。農田過量使用化肥也是造成面源污染的主要原因之一。世界銀行的研究資料證實，中國地下水有 50%以上受到農業面源污染（唐蓮和白丹， 2003；郭鴻鵬等， 2008）。此外，中國遭受農業面源污染影響的耕地面積已將近 2000萬 hm2。到 2005年為止，農業面源污染已占我國全部污染的 30%，并持續惡化（郭鴻鵬等， 2008）。鑒于目前面源污染如此嚴重的現狀，特別是對于農業面源污染而言，加強對農業面源污染的控制是解決我國水質惡化的關鍵所在。從世界范圍來看，農業面源污染已經受到各國的高度重視，已有很多關于農業面源污染的理論性和實踐性研究。就我國的情況來看，農業面源污染主要來自于耕地，因此，降低農業面源污染昀好采用肥料施肥措施以及合理的土地利用方式，同時，根據具體情況采取適當的水土保持措施，使控制水質污染達到更顯著的效應（王曉燕， 2011）。鄭應茂等（2001）研究表明，在不同坡度的坡耕地上采用不同的整地方法，起到了較明顯的蓄水保土作用。王清（ 2008）研究結果表明，整地可以疏松土壤，增加土壤蓄水保土的能力，同時對植物的生長起到有利作用。王曉南等（ 2008）的研究表明，不同植物的根系能通過改善土壤滲透性能和強化土壤的抗沖性起到保水保土的作用，可見植被具有明顯的水土保持效益。在降雨相對較強的坡耕地上，采用適當的整地方式對減輕水土流失無疑具有更加重要的作用。在坡面降雨—入滲—徑流過程中，降雨初期，土壤入滲能力大于雨強，雨水全部入滲，土壤表層部分溶質隨入滲水向下層遷移，隨著降水量增加，土壤表層含水率逐漸增大，土壤入滲能力逐步下降，入滲率等于或小于雨強，地表開始積水，隨之產生地表徑流，同時也可能產生土壤侵蝕。這個過程就是土壤溶質溶解、隨入滲水和徑流水遷移的過程。當植被介入時，則可以改變降雨的地表水文過程，大大減少徑流量和泥沙量，達到保水保土的目的。
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