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梯田同位素生態(tài)水文研究 版權(quán)信息
- ISBN：9787030723222
- 條形碼：9787030723222 ; 978-7-03-072322-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
梯田同位素生態(tài)水文研究 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)以哈尼梯田為研究對(duì)象，基于梯田水文生態(tài)系統(tǒng)的基本理論和氫氧同位素方法，研究了哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)大氣降水同位素特征及水汽來(lái)源、不同類型地表水同位素特征、土壤水同位素特征、淺層地下水同位素特征及水分來(lái)源、植物水分利用及策略、各水體轉(zhuǎn)化同位素聯(lián)系等內(nèi)容，初步闡述了梯田同位素生態(tài)水文基本理論，促進(jìn)了生態(tài)水文學(xué)和同位素水文學(xué)的發(fā)展。 本書(shū)可供森林水文學(xué)、生態(tài)水文學(xué)、同位素水文學(xué)、水土保持學(xué)、生態(tài)學(xué)等專業(yè)的科研人員以及高等院校相關(guān)領(lǐng)域師生參考。
梯田同位素生態(tài)水文研究 目錄
目錄
序
前言
第1章 梯田與水文生態(tài)系統(tǒng) 1
1.1 梯田的形成與發(fā)展 1
1.2 梯田的分布與類型 2
1.2.1 梯田的分布 2
1.2.2 中國(guó)梯田的分布 2
1.2.3 中國(guó)梯田的類型 3
1.3 梯田的景觀結(jié)構(gòu)與特征 4
1.3.1 梯田的景觀結(jié)構(gòu) 4
1.3.2 梯田斷面要素 6
1.4 梯田的生態(tài)服務(wù)功能 9
1.4.1 水文調(diào)節(jié) 9
1.4.2 保#土壤 10
1.4.3 改良土質(zhì) 11
1.4.4 提高作物產(chǎn)量 12
1.4.5 保護(hù)生物多樣性 12
1.4.6 減緩自然災(zāi)害 12
1.5 梯田水文生態(tài)系統(tǒng)的理論分析 13
1.5.1 水文生態(tài)系統(tǒng)的概念 13
1.5.2 梯田水文系統(tǒng) 13
1.5.3 梯田水文生態(tài)系統(tǒng) 16
第2章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng) 20
2.1 哈尼梯田概況 20
2.2 哈尼梯田分布及空間結(jié)構(gòu)特征 21
2.2.1 分布#征 21
2.2.2 空間結(jié)構(gòu) 27
2.3 哈尼梯田分布區(qū)自然地理特征 29
2.3.1 地理位置 29
2.3.2 地形地貌 29
2.3.3 地質(zhì) 29
2.3.4 水系 30
2.3.5 氣候 30
2.3.6 土壤 30
2.3.7 植被 31
2.4 哈尼梯田分布區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征 31
2.4.1 行政區(qū)劃 31
2.4.2 工農(nóng)業(yè)狀況 32
第3章 同位素原理 33
3.1 引言 33
3.2 穩(wěn)定同位素技術(shù)的有關(guān)術(shù)語(yǔ) 33
3.2.1 同位素的定義 33
3.2.2 同位素比率及表示方法 34
3.2.3 穩(wěn)定同位素測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)物 35
3.2.4 同位素分餾 35
3.2.5 同位素混合模型 36
3.3 氫同位素 36
3.3.1 氫穩(wěn)定同位素的分餾 36
3.3.2 氫穩(wěn)定同位素豐度的自然變異 37
3.4 氧同位素 37
3.4.1 氧穩(wěn)定同位素的分餾 37
3.4.2 氧穩(wěn)定同位素豐度的自然變異 38
3.5 蒸發(fā)-降水過(guò)程的同位素分餾 38
3.6 大氣降水線 39
3.7 大氣降水的同位素分餾效應(yīng) 40
第4章 穩(wěn)定同位素取樣與分析 42
4.1 實(shí)驗(yàn)樣地概況及實(shí)驗(yàn)布設(shè) 42
4.2 樣品的采集 45
4.2.1 氫氧穩(wěn)定同位素樣品采集 45
4.2.2 采樣頻率 46
4.3 樣品的處理 46
4.4 同位素樣品的測(cè)定 48
4.5 同位素?cái)?shù)據(jù)的處理 48
第5章 穩(wěn)定同位素技術(shù)在森林水文學(xué)研究中的應(yīng)用 50
5.1 森林生態(tài)系統(tǒng)水體中的同位素特征 51
5.1.1 森林生態(tài)系統(tǒng)水汽來(lái)源及大氣降水 51
5.1.2 林冠穿透水 52
5.1.3 土壤水和壤中流 52
5.1.4 地表水和地下水 54
5.1.5 植物水 55
5.2 森林生態(tài)系統(tǒng)中水體轉(zhuǎn)化的同位素聯(lián)系 56
5.3 森林水分利用來(lái)源和策略 57
5.3.1 同位素研究森林水分來(lái)源的方法 57
5.3.2 森林水分利用策略 59
5.4 利用穩(wěn)定同位素技術(shù)區(qū)分森林蒸騰和土壤蒸發(fā) 61
5.4.1 植物水分代謝過(guò)程中同位素變化 61
5.4.2 同位素方法計(jì)算蒸散發(fā)組分 62
5.5 利用穩(wěn)定同位素技術(shù)計(jì)算土壤水分平均滯留時(shí)間 65
第6章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)大氣降水同位素特征及水汽來(lái)源 68
6.1 引言 68
6.2 降水量、氣溫及降水中δD和δ18O的季節(jié)變化 68
6.2.1 降水量及氣溫的變化特征 68
6.2.2 大氣降水中δD和δ18O間的變化 70
6.3 大氣降水線及過(guò)量氘W-excess) 71
6.3.1 大氣降水線 71
6.3.2 d-excess 72
6.4 降水中δD和δ18O與氣象因子的關(guān)系 73
6.4.1 降水中δD和δ18O與溫度的關(guān)系 73
6.4.2 降水中δD和δ18O與降水量的關(guān)系 74
6.5 降水水汽來(lái)源分析 75
6.6 小結(jié) 76
第7章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)不同類型地表水同位素特征 78
7.1 引言 78
7.2 地表水氫氧同位素特征 78
7.2.1 地表水δD和δ18O的變化特征 78
7.2.2 地表水δD和δ18O的高度變化特征 80
7.3 森林地表水δD和δ18O變化特征 81
7.4 溪水δD和δ18O變化特征 82
7.5 梯田渠水δD和δ18O變化特征 83
7.6 梯田水δD和δ18O變化特征 84
7.7 不同類型地表水δD和δ18O的差異及其補(bǔ)給來(lái)源 85
7.7.1 不同類型地表水δD和δ18O的差異 85
7.7.2 不同類型地表水的補(bǔ)給來(lái)源 86
7.8 與類似區(qū)域地表水同位素的比較 88
7.9 小結(jié) 90
第8章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)土壤水同位素特征 91
8.1 土壤水動(dòng)態(tài)變化 91
8.1.1 土壤物理性質(zhì) 91
8.1.2 土壤水分垂直變化規(guī)律 92
8.2 土壤水滯留時(shí)間 93
8.2.1 土壤水與降水同位素的時(shí)間變化 93
8.2.2不同森林植被類型土壤水平均滯留時(shí)間 95
8.3 蒸發(fā)對(duì)土壤水穩(wěn)定同位素的影響 99
8.4 下滲過(guò)程對(duì)土壤水穩(wěn)定同位素的影響 102
第9章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)淺層地下水同位素特征與水分來(lái)源 104
9.1 淺層地下水δD和δ18O的組成特征 104
9.2 淺層地下水δD和δ18O的時(shí)間變化 105
9.3 淺層地下水的補(bǔ)給來(lái)源 106
9.4 小結(jié) 107
第10章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)植物水分利用來(lái)源及策略 108
10.1 土壤水和植物水氫氧穩(wěn)定同位素特征 108
10.1.1 植物根系垂直分布特征 108
10.1.2 氫氧同位素特征 110
10.2 哈尼梯田不同植被類型下植物水分來(lái)源分析 113
10.2.1 林地土壤含水量特征 113
10.2.2 喬木林地植物水與各潛在水源δD的季節(jié)變化 114
10.2.3 灌木林地植物水與各潛在水源δD的季節(jié)變化 118
10.3 哈尼梯田不同植被類型對(duì)潛在水源的水分利用比例 122
10.3.1 喬木林地植物對(duì)各潛在水源的利用比例 122
10.3.2 灌木林地植物對(duì)各潛在水源的利用比例 125
10.4 哈尼梯田水源林不同植物水分利用差異 127
10.4.1 不同季節(jié)植物與各潛在水源利用比例對(duì)比分析 127
10.4.2 不同植物對(duì)各潛在水源利用比例對(duì)比分析 130
10.5 哈尼梯田水源林植物水分利用策略 131
第11章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)各水體轉(zhuǎn)化同位素聯(lián)系 132
11.1 引言 132
11.2 各水體的δD和δ18O特征 133
11.3 區(qū)域各水體轉(zhuǎn)化的同位素聯(lián)系 134
11.3.1 大氣降水-地表水-淺層地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系 134
11.3.2 大氣降水-土壤水-淺層地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系 134
11.3.3 大氣降水-土壤水-植物水轉(zhuǎn)化關(guān)系 135
11.3.4 不同尺度下各水體之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 137
11.4 區(qū)域各水體之間的轉(zhuǎn)化比例 138
11.5 與其他區(qū)域的對(duì)比 140
11.6 小結(jié) 141
參考文獻(xiàn) 142
序
前言
第1章 梯田與水文生態(tài)系統(tǒng) 1
1.1 梯田的形成與發(fā)展 1
1.2 梯田的分布與類型 2
1.2.1 梯田的分布 2
1.2.2 中國(guó)梯田的分布 2
1.2.3 中國(guó)梯田的類型 3
1.3 梯田的景觀結(jié)構(gòu)與特征 4
1.3.1 梯田的景觀結(jié)構(gòu) 4
1.3.2 梯田斷面要素 6
1.4 梯田的生態(tài)服務(wù)功能 9
1.4.1 水文調(diào)節(jié) 9
1.4.2 保#土壤 10
1.4.3 改良土質(zhì) 11
1.4.4 提高作物產(chǎn)量 12
1.4.5 保護(hù)生物多樣性 12
1.4.6 減緩自然災(zāi)害 12
1.5 梯田水文生態(tài)系統(tǒng)的理論分析 13
1.5.1 水文生態(tài)系統(tǒng)的概念 13
1.5.2 梯田水文系統(tǒng) 13
1.5.3 梯田水文生態(tài)系統(tǒng) 16
第2章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng) 20
2.1 哈尼梯田概況 20
2.2 哈尼梯田分布及空間結(jié)構(gòu)特征 21
2.2.1 分布#征 21
2.2.2 空間結(jié)構(gòu) 27
2.3 哈尼梯田分布區(qū)自然地理特征 29
2.3.1 地理位置 29
2.3.2 地形地貌 29
2.3.3 地質(zhì) 29
2.3.4 水系 30
2.3.5 氣候 30
2.3.6 土壤 30
2.3.7 植被 31
2.4 哈尼梯田分布區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征 31
2.4.1 行政區(qū)劃 31
2.4.2 工農(nóng)業(yè)狀況 32
第3章 同位素原理 33
3.1 引言 33
3.2 穩(wěn)定同位素技術(shù)的有關(guān)術(shù)語(yǔ) 33
3.2.1 同位素的定義 33
3.2.2 同位素比率及表示方法 34
3.2.3 穩(wěn)定同位素測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)物 35
3.2.4 同位素分餾 35
3.2.5 同位素混合模型 36
3.3 氫同位素 36
3.3.1 氫穩(wěn)定同位素的分餾 36
3.3.2 氫穩(wěn)定同位素豐度的自然變異 37
3.4 氧同位素 37
3.4.1 氧穩(wěn)定同位素的分餾 37
3.4.2 氧穩(wěn)定同位素豐度的自然變異 38
3.5 蒸發(fā)-降水過(guò)程的同位素分餾 38
3.6 大氣降水線 39
3.7 大氣降水的同位素分餾效應(yīng) 40
第4章 穩(wěn)定同位素取樣與分析 42
4.1 實(shí)驗(yàn)樣地概況及實(shí)驗(yàn)布設(shè) 42
4.2 樣品的采集 45
4.2.1 氫氧穩(wěn)定同位素樣品采集 45
4.2.2 采樣頻率 46
4.3 樣品的處理 46
4.4 同位素樣品的測(cè)定 48
4.5 同位素?cái)?shù)據(jù)的處理 48
第5章 穩(wěn)定同位素技術(shù)在森林水文學(xué)研究中的應(yīng)用 50
5.1 森林生態(tài)系統(tǒng)水體中的同位素特征 51
5.1.1 森林生態(tài)系統(tǒng)水汽來(lái)源及大氣降水 51
5.1.2 林冠穿透水 52
5.1.3 土壤水和壤中流 52
5.1.4 地表水和地下水 54
5.1.5 植物水 55
5.2 森林生態(tài)系統(tǒng)中水體轉(zhuǎn)化的同位素聯(lián)系 56
5.3 森林水分利用來(lái)源和策略 57
5.3.1 同位素研究森林水分來(lái)源的方法 57
5.3.2 森林水分利用策略 59
5.4 利用穩(wěn)定同位素技術(shù)區(qū)分森林蒸騰和土壤蒸發(fā) 61
5.4.1 植物水分代謝過(guò)程中同位素變化 61
5.4.2 同位素方法計(jì)算蒸散發(fā)組分 62
5.5 利用穩(wěn)定同位素技術(shù)計(jì)算土壤水分平均滯留時(shí)間 65
第6章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)大氣降水同位素特征及水汽來(lái)源 68
6.1 引言 68
6.2 降水量、氣溫及降水中δD和δ18O的季節(jié)變化 68
6.2.1 降水量及氣溫的變化特征 68
6.2.2 大氣降水中δD和δ18O間的變化 70
6.3 大氣降水線及過(guò)量氘W-excess) 71
6.3.1 大氣降水線 71
6.3.2 d-excess 72
6.4 降水中δD和δ18O與氣象因子的關(guān)系 73
6.4.1 降水中δD和δ18O與溫度的關(guān)系 73
6.4.2 降水中δD和δ18O與降水量的關(guān)系 74
6.5 降水水汽來(lái)源分析 75
6.6 小結(jié) 76
第7章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)不同類型地表水同位素特征 78
7.1 引言 78
7.2 地表水氫氧同位素特征 78
7.2.1 地表水δD和δ18O的變化特征 78
7.2.2 地表水δD和δ18O的高度變化特征 80
7.3 森林地表水δD和δ18O變化特征 81
7.4 溪水δD和δ18O變化特征 82
7.5 梯田渠水δD和δ18O變化特征 83
7.6 梯田水δD和δ18O變化特征 84
7.7 不同類型地表水δD和δ18O的差異及其補(bǔ)給來(lái)源 85
7.7.1 不同類型地表水δD和δ18O的差異 85
7.7.2 不同類型地表水的補(bǔ)給來(lái)源 86
7.8 與類似區(qū)域地表水同位素的比較 88
7.9 小結(jié) 90
第8章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)土壤水同位素特征 91
8.1 土壤水動(dòng)態(tài)變化 91
8.1.1 土壤物理性質(zhì) 91
8.1.2 土壤水分垂直變化規(guī)律 92
8.2 土壤水滯留時(shí)間 93
8.2.1 土壤水與降水同位素的時(shí)間變化 93
8.2.2不同森林植被類型土壤水平均滯留時(shí)間 95
8.3 蒸發(fā)對(duì)土壤水穩(wěn)定同位素的影響 99
8.4 下滲過(guò)程對(duì)土壤水穩(wěn)定同位素的影響 102
第9章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)淺層地下水同位素特征與水分來(lái)源 104
9.1 淺層地下水δD和δ18O的組成特征 104
9.2 淺層地下水δD和δ18O的時(shí)間變化 105
9.3 淺層地下水的補(bǔ)給來(lái)源 106
9.4 小結(jié) 107
第10章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)植物水分利用來(lái)源及策略 108
10.1 土壤水和植物水氫氧穩(wěn)定同位素特征 108
10.1.1 植物根系垂直分布特征 108
10.1.2 氫氧同位素特征 110
10.2 哈尼梯田不同植被類型下植物水分來(lái)源分析 113
10.2.1 林地土壤含水量特征 113
10.2.2 喬木林地植物水與各潛在水源δD的季節(jié)變化 114
10.2.3 灌木林地植物水與各潛在水源δD的季節(jié)變化 118
10.3 哈尼梯田不同植被類型對(duì)潛在水源的水分利用比例 122
10.3.1 喬木林地植物對(duì)各潛在水源的利用比例 122
10.3.2 灌木林地植物對(duì)各潛在水源的利用比例 125
10.4 哈尼梯田水源林不同植物水分利用差異 127
10.4.1 不同季節(jié)植物與各潛在水源利用比例對(duì)比分析 127
10.4.2 不同植物對(duì)各潛在水源利用比例對(duì)比分析 130
10.5 哈尼梯田水源林植物水分利用策略 131
第11章 哈尼梯田生態(tài)系統(tǒng)各水體轉(zhuǎn)化同位素聯(lián)系 132
11.1 引言 132
11.2 各水體的δD和δ18O特征 133
11.3 區(qū)域各水體轉(zhuǎn)化的同位素聯(lián)系 134
11.3.1 大氣降水-地表水-淺層地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系 134
11.3.2 大氣降水-土壤水-淺層地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系 134
11.3.3 大氣降水-土壤水-植物水轉(zhuǎn)化關(guān)系 135
11.3.4 不同尺度下各水體之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 137
11.4 區(qū)域各水體之間的轉(zhuǎn)化比例 138
11.5 與其他區(qū)域的對(duì)比 140
11.6 小結(jié) 141
參考文獻(xiàn) 142
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梯田同位素生態(tài)水文研究 節(jié)選
第1章梯田與水文生態(tài)系統(tǒng) 梯田是人類在長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中不斷發(fā)展、完善而創(chuàng)造的產(chǎn)物！吨袊(guó)大百科全書(shū) 水利卷》明確了梯田的定義，即“梯田是在丘陵山坡地上沿等高線修筑的條狀階臺(tái)式或波浪式斷面的田地”。梯田對(duì)于改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)糧食增產(chǎn)的需求，促進(jìn)糧食生產(chǎn)的穩(wěn)步發(fā)展以及綜合治理與開(kāi)發(fā)，控制水土流失有著顯著的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 1.1梯田的形成與發(fā)展 梯田是人類在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中創(chuàng)造的一種行之有效的增產(chǎn)和水土保持措施。梯田的出現(xiàn)，是古代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)顯著進(jìn)步。梯田修筑歷史悠久，而且普遍分布于世界各地，尤其是地少人多的山丘地區(qū)。中國(guó)是世界上*早修筑梯田的國(guó)家之一，早在西漢時(shí)期已經(jīng)出現(xiàn)了梯田的雛形。中國(guó)的梯田以數(shù)量多、修筑的歷史悠久而聞名于世，它的形成與發(fā)展大致可分為四個(gè)時(shí)期(姚云峰和王禮先，1991)。 (1)梯田的雛形期(公元前2世紀(jì)至公元10世紀(jì)前后）。這一時(shí)期以便于耕作、保水、保肥、增加產(chǎn)量的小面積區(qū)田的形成為標(biāo)志，并且已經(jīng)注意到了修筑山地池塘，以收集徑流進(jìn)行灌溉。中國(guó)的梯田歷史可以追溯至春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期！对(shī)經(jīng) 正月》有‘‘瞻彼阪田，有菀其特”的詩(shī)句，阪田是原始型的梯田，說(shuō)明中國(guó)早在春秋時(shí)就已對(duì)山坡地進(jìn)行了改造(毛廷壽，1986；王星光，1990)。另外，從《漢書(shū)》《氾勝之書(shū)》中也可以得知，中國(guó)在西漢時(shí)已出現(xiàn)了梯田的雛形。從對(duì)出土文物的考古方面，也證實(shí)了中國(guó)梯田出現(xiàn)的歷史。四川省彭水縣(今重慶市彭水苗族土家族自治縣）曾在東漢的古墓中出土一具陶器模型，模型為長(zhǎng)方形，一端為水塘，塘中有兩條魚(yú)，塘下為田，有兩條彎曲的田埂，很像現(xiàn)在當(dāng)?shù)氐乃萏。陜西省漢中市和四川省宜賓縣(今四川省宜賓市)也在東漢古墓中出土了類似的水稻梯田陶器模型(毛廷壽，1986)。 (2)梯田的形成期(公元10世紀(jì)至16世紀(jì)）。這一時(shí)期已形成了嚴(yán)格意義上的梯田。梯田已經(jīng)不是零星分布的局部小塊，而是沿坡面修筑而成階階相連的成片梯田。這一時(shí)期繼承和發(fā)揚(yáng)了修建山坡池塘、攔截雨水、灌溉梯田的傳統(tǒng)。在中國(guó)文獻(xiàn)中“梯田”一詞出現(xiàn)*早的記載是宋代范成大所著的《驂鸞錄》，書(shū)中云：“出廟三十里，至仰山，緣山腹喬松之磴甚危，嶺阪上皆禾田，層層而上至頂，名曰梯田”。仰山位于宋代袁州（今江西省宜春市），在此后的幾十年中，袁州一帶梯田建設(shè)的速度非常快，到了淳祐六年(1246年)袁州知州張成己反映：“江西良田，多占山岡，望委守令講陂塘灌溉之利”，其中提到的高山梯田，標(biāo)志著中國(guó)的梯田建設(shè)已進(jìn)入一個(gè)新的歷史階段。元代《王禎農(nóng)書(shū)》對(duì)梯田的定義、分類、布設(shè)與修筑方法進(jìn)行了系統(tǒng)的描述(王星光，1990)。 (3)梯田建設(shè)與治山治水的結(jié)合期(公元16世紀(jì)至20世紀(jì)40年代）。這一時(shí)期梯田推廣的范圍越來(lái)越大。修筑梯田在獲取糧食的基礎(chǔ)上同治山治水結(jié)合了起來(lái)，進(jìn)一步發(fā)揮了梯田的作用。在16世紀(jì)后期，已形成了引洪漫淤、保水、保土、肥田的技術(shù)和理論。在明朝，梯田建設(shè)已和治山、治水結(jié)合了起來(lái)，進(jìn)一步發(fā)揮了梯田的作用。如徐光啟所著《農(nóng)政全書(shū)》中水利篇述及發(fā)展梯田可以“均水田間，水土相得 ，若遍地耕墾，溝洫縱橫 必減大川之水”。清初，蒲松齡在《農(nóng)桑經(jīng)》一書(shū)中，對(duì)梯田的作用也講得很清楚：“一則不致沖決，二則雨水落淤，名為天下糞”。民國(guó)時(shí)期(20世紀(jì)40年代)著名水利專家李儀祉在其著述中曾主張用梯田“溝洫法”以“清泥沙之來(lái)源”。 (4)梯田工程技術(shù)體系的發(fā)展完善期(20世紀(jì)40年代至今）。這一時(shí)期梯田得到了大面積推廣。由梯田溝洫工程到培地埂、修坡式梯田到一次修平梯田，并由人工修筑發(fā)展到大面積機(jī)械修筑梯田，特別是注重了配套設(shè)施的建設(shè)，如坡面水系工程和生產(chǎn)道路等，加強(qiáng)了田埂利用，積極引導(dǎo)和培育特色產(chǎn)業(yè)。目前，梯田建設(shè)以小流域?yàn)閱卧，坡面與溝道統(tǒng)籌治理，綜合考慮小流域水資源利用，在合理利用土地與保持水土原則下，形成了農(nóng)業(yè)耕作梯田、果園梯田、造林整地梯田等類型，注意到了全流域的綜合治理與開(kāi)發(fā)。 1.2梯田的分布與類型 1.2.1梯田的分布 中國(guó)是世界上梯田分布*廣的國(guó)家之一。除中國(guó)外，世界許多國(guó)家和地區(qū)也有分布，如地中海沿岸的西班牙、法國(guó)、意大利、希臘、突尼斯、阿爾及利亞，非洲的埃塞俄比亞、肯尼亞、坦桑尼亞、烏干達(dá)、盧旺達(dá)，美洲的墨西哥、巴西、秘魯，亞洲的菲律賓、印度尼西亞、泰國(guó)、越南、印度、斯里蘭卡、韓國(guó)、日本等。其中著名的有中國(guó)的黃土高原梯田、哈尼梯田、龍脊梯田、紫鵲界梯田、河北涉縣梯田，菲律賓的巴納韋水稻梯田，瑞士的拉沃梯田，秘魯?shù)鸟R丘皮克丘梯田，意大利的五漁村梯田，越南的沙巴梯田，以及印度尼西亞巴厘島的烏布梯田等(陳蝶等，2016)。 1.2.2中國(guó)梯田的分布 中國(guó)有東西南北分區(qū)的傳統(tǒng)，但對(duì)梯田來(lái)說(shuō)，由于東部多平原，西部多高山山地，因此，中國(guó)梯田按地區(qū)主要可分為南北兩大區(qū)域，若細(xì)分，則又可分出黃土高原、云貴高原以及江南丘陵等梯田，其中，黃土高原和云貴高原梯田堪作北、南方梯田的代表。 北方梯田主要分布在黃土高原、華北土石山區(qū)、東北漫崗區(qū)。目前黃土高原著名的梯田區(qū)有甘肅省平?jīng)鍪星f浪縣（1998年被水利部命名為“中國(guó)梯田化模范縣”）、定西市安定區(qū)、慶陽(yáng)市西峰區(qū)和寧縣、陜西省志丹縣、寧夏回族自治區(qū)隆德縣等，這些縣（區(qū))被水利部命名為“全國(guó)梯田建設(shè)模范縣”。華北土石山區(qū)著名的梯田有2014年被農(nóng)業(yè)部評(píng)定為中國(guó)重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)的河北涉縣旱作梯田。它起源于公元前514年的戰(zhàn)國(guó)趙簡(jiǎn)子“屯兵筑城”，經(jīng)過(guò)元末明初的開(kāi)發(fā)初期、清中后期大規(guī)模發(fā)展期及中華人民共和國(guó)成立前后直至“農(nóng)業(yè)學(xué)大寨”期間的穩(wěn)量提質(zhì)期，涉縣旱作梯田目前已達(dá)到26.8萬(wàn)畝①。作為一種獨(dú)*的石灰?guī)r山區(qū)土地利用系統(tǒng)和半干旱地區(qū)抗災(zāi)減災(zāi)農(nóng)耕生產(chǎn)系統(tǒng)，旱作梯田是涉縣先民為躲避戰(zhàn)亂、適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的文化創(chuàng)造，保留有濃郁而深厚的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)文化底蘊(yùn)(顏佩珊，2018)。 南方梯田主要分布在陜南山區(qū)、湖北丘陵山區(qū)、湖南丘陵山區(qū)、皖南山區(qū)、皖中丘陵崗地區(qū)、四川丘陵山區(qū)、粵桂丘陵山區(qū)和云貴高原山區(qū)。南方梯田目前保存完好、規(guī)模較大的古梯田以云南哈尼梯田、湖南紫鵲界梯田和廣西龍脊梯田*為著名。 根據(jù)地域特點(diǎn)，梯田的分布大致可以劃分為以下五個(gè)類型區(qū)，每個(gè)類型區(qū)的梯田有不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和利用上的差異(祁長(zhǎng)雍和王威，2000)。 (1)西北黃土高原區(qū)。以土坎旱作梯田為主，大多梯田是有坎無(wú)埂，一般只是保土、涵水但不蓄水，不能水作。 (2)東北、內(nèi)蒙古漫崗丘陵區(qū)。多是修成等寬的水平梯田，田面寬，單塊田的面積較大，坎頂多高出田面，一般只攔截徑流，保護(hù)地坎不被沖刷，但不蓄水。 (3)華北、東北土石山區(qū)。多數(shù)為石坎梯田，埂坎較齊全，但埂多裂隙，難以蓄水。埂坎上大多栽種經(jīng)濟(jì)型的樹(shù)、草和花，梯田的多種經(jīng)營(yíng)效益較好。 (4)南方亞熱帶地區(qū)。這里主要農(nóng)作物是水稻和旱作茶、果、桑、麻等經(jīng)濟(jì)作物，其種植地以崗丘緩坡地帶上的土坎梯田（當(dāng)?shù)厝罕姺Q作“謗田”和“沖田”）*普遍，石坎梯田較少。這里的梯田多是埂、坎齊全，且多數(shù)都可水、旱(埂端設(shè)1～2個(gè)進(jìn)、出水口)兩作。 (5)華南熱帶地區(qū)。這里的山丘坡地上多以發(fā)展橡膠、荔枝、龍眼、香蕉、胡椒等經(jīng)濟(jì)作物為主，坡地上的梯田也多是埂坎齊全，亦可水、旱(埂端設(shè)1～2個(gè)放水口）兩作。 1.2.3中國(guó)梯田的類型 由于中國(guó)各地的自然地理?xiàng)l件、勞動(dòng)力多少、土地利用方式、耕作習(xí)慣和治理程度等均不同，因此修筑梯田形式各異，其分類方法也有很多種，但主要為以下幾種。 1)按斷面形式分類 (1)階臺(tái)式梯田：階臺(tái)式梯田在坡地上沿等高線修筑，為逐級(jí)升高的階臺(tái)形的田地。階臺(tái)式梯田又可分為水平梯田、坡式梯田、反坡梯田和隔坡梯田4種。①水平梯田是為保持水土，發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將坡地沿等高線修筑成田面水平的一種階臺(tái)式梯田。適宜種植水稻、其他大田作物、果樹(shù)等。②坡式梯田是山丘坡面地埂呈階梯狀而地塊內(nèi)呈斜坡?tīng)畹囊活惡凳礁亍榱藴p少斜坡耕地的水土流失，在適當(dāng)?shù)奈恢脡臼，形成初步的梯田，之后便逐步將地埂加高，把地塊內(nèi)坡度逐步減小，從而增加地表水的下滲量，減緩水流對(duì)土壤的沖刷，向水平梯田過(guò)渡。③反坡梯田是水平階整地后坡面外高內(nèi)低的梯田，反坡角度一般為1°～3°，能改善立地條件，蓄水保土，并使暴雨產(chǎn)生的過(guò)多徑流由梯田內(nèi)側(cè)安全排走，適用于干旱及水土沖刷較為嚴(yán)重而坡面平整的山坡地帶及黃土高原。干旱地區(qū)造林所修筑的反坡梯田一般寬度僅為1～2m。④隔坡梯田是水平梯田和坡式梯田的過(guò)渡形態(tài)，相鄰兩水平階臺(tái)之間保留一定寬度原狀坡面，適宜勞動(dòng)力不夠充足的山區(qū)。梯田水平部分種植大田作物，坡式部分可種植果樹(shù)或牧草，逐漸改造成完全的水平梯田。 (2)波浪式梯田：波浪式梯田是在緩坡上修筑的斷面呈波浪式的梯田，又稱軟埝或?qū)捁√萏铩Ｒ话闶窃?°～10°的緩坡上，每隔一定距離沿等高線方向修建軟埝和截水溝，兩軟埝和截水溝之間保持原來(lái)的坡面。軟埝有水平和斜坡2種：水平軟埝能攔蓄全部的徑流，適于較干旱的地區(qū)；斜坡軟埝能將徑流由截水溝安全排出，適于較濕潤(rùn)的地區(qū)。軟埝的邊坡平緩，可種植物。兩軟埝和截水溝之間的距離較寬，面積較大，便于農(nóng)業(yè)機(jī)械化耕作。 (3)復(fù)式梯田：復(fù)式梯田是根據(jù)當(dāng)?shù)夭煌沫h(huán)境和氣候條件，因山就勢(shì)在山丘坡面上開(kāi)辟的集多種梯田類型于一體的綜合梯田模式。 2)按田坎建筑材料分類 按照田坎建筑材料分類，可分為土埂梯田、石壘梯田和植物埂梯田。黃土高原地區(qū)，土層深厚，年降雨量少，主要修筑土埂梯田。土石山區(qū)，石多土薄，降雨量多，主要修筑石壘梯田。陜北黃土丘陵區(qū)，地面廣闊平緩，人口稀少，多采用灌木、牧草為田埂的植物埂梯田。 3)按土地利用類型分類 按土地利用類型分類，可將梯田分為農(nóng)田梯田、果園梯田和林木梯田等。 4)按灌溉方法分類 按照灌溉方法分類，梯田可分為旱地梯田和灌溉梯田。其中，灌溉梯田可分為長(zhǎng)期淹水梯田和季節(jié)性淹水梯田。 5)按施工方法分類 按施工方法分類，梯田可分為人工梯田和機(jī)修梯田。 1.3梯田的景觀結(jié)構(gòu)與特征 梯田景觀結(jié)構(gòu)主要包括梯田及其田埂、田面、斷面、村落等因素，梯田景觀特征主要由以上要素的特征、空間格局、分布及其相互之間的關(guān)系所構(gòu)成。在綜合考慮自然地理狀況和維修梯田的要素的前提下，北方梯田和南方梯田呈現(xiàn)出不同的景觀特征(姬婷，2007)。 1.3.1梯田的景觀結(jié)構(gòu) 1.北方梯田 北方梯田一般是沒(méi)有任何灌溉條件的純旱地，其垂直景觀結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了“山頂植被戴帽，山間梯田纏腰，埂頊牧草鎖邊，溝底頊庫(kù)穿鞋”的生態(tài)梯田綜合治理模式，能夠有效利用水土資源，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。 北方梯田將梯田建設(shè)與林草種植、道路、渠道、蓄水池、堤頊等建設(shè)相配套，把工程措施同生物措施相結(jié)合，形成了一種復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)工程。通過(guò)在田面上布設(shè)匯流坡面，能夠有效地調(diào)控地表徑流，使雨水就地入滲；通過(guò)修建水窖、小型攔蓄工程、燕翅坑和道路林網(wǎng)等，合理利用降水，攔截泥沙；通過(guò)作物間作套種技術(shù)，如埂頊的牧草、山頭溝底的林帶，形成作物、林草復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，綜合治理水土流失。 北方梯田一般以小流域?yàn)閱卧，集中連片布設(shè)連臺(tái)水平梯田，田片根據(jù)地貌及明顯切割地貌地物(如道路、陡坎、溝壑、非耕地等)界定，宜大則大，宜小則小。這樣不僅便于機(jī)耕、施肥等農(nóng)事作業(yè)，而且形成了一種山、水、田、林、路的景觀格局。 北方梯田在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工中，根據(jù)不同的坡度、坡向、土質(zhì)特點(diǎn)，田塊結(jié)構(gòu)依山布形、順溝列勢(shì)，采用“等高線，沿山轉(zhuǎn)；寬適當(dāng)，長(zhǎng)不限；大彎就勢(shì)，小彎取直”的方法修建梯田。田面寬按坡度分級(jí)：陡坡區(qū)（15°～25°)—般為9～15m，緩坡區(qū)(5°～15°)一般為15～30m。為防止田塊過(guò)長(zhǎng)引起的徑流集中沖刷問(wèn)題，沿縱向每隔30～50m修橫向軟埝，埝頂應(yīng)低于地埂。地埂采用梯形斷面人工筑成，頂寬0
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