水土保持的另类研究领域

一、研究的Zxin进展

1.随着农业产业结构调整，滇西南地区新植果园不断增多，水土流失及土壤退化成为该区域内普遍存在的重要生态环境问题。为提供切实可行的耕作技术指导，保护生态环境安全。

本研究以滇西南边境地区坡耕地幼龄果园为对象，通过测定3种不同耕作措施(传统耕作、秸秆覆盖和生物覆盖)下的土壤养分状况、地表径流量和土壤流失量，研究不同保护性耕作模式的水土保持效果及作用机理。

结果表明：秸秆覆盖和生物覆盖均能改善土壤养分状况，减少水土流失。相比于传统耕作，其他2种保护性耕作模式的土壤有机质、全氮和全钾质量分数增加了14%以上，径流量减少20%左右，土壤流失量减少10%~30%，总养分流失减少20%~30%。

其中，生物覆盖模式水土保持效果更为显著，而且随着试验时间推进，秸秆覆盖和生物覆盖模式的水土保持效果有明显增加的趋势（潘艳华等，2016，幼龄果园坡耕地保护性耕作的水土保持效果）。

2.水土保持的生态监测种类：进行区域检测，实施ZD监测；进行小流域监测，实施动态监测。水土保持中的生态监测改善意见：

(1)注重技术和监测方法的应用。正确的监测方法和熟练的技术是进行水土保持生态监测的基础，是获取监测数据和资料的保障。因此在检测过程中应该注重各个方面的标准化操作，实现检测的统一、简化和协调。

对于不同的监测内容确定不同的监测手段和方法，例如对于水土流失面积较为严重的地区采用3S技术段，根据监测对象的年际变化应用GIS与GPS进行现场调查、跟踪监测。

(2)注意加强监测人员的专业素养，提高监测的质量组建专业的水土保持生态监测队伍，让这一部分人员不仅懂得水土保持方面的专业知识，还要有相应的专业技能，对于监测仪器的使用熟练、有技巧，并且掌握计算机、地理信息系统、GPS应用方面的多项技能。

改善在职监测人员的年龄结构和知识结构，聘用具有现代信息应用技术的专业人员，强化监测队伍的建设。

(3)确保水土保持监测部门的主体地位，增强监测的重要性意识（王双顶，2016，水土保持中的生态环境监测探讨）。

3.通过对不同林草措施下的土壤理化性质的测定，分析比较了三峡库区内土壤理化特征，并用灰色关联分析法定量比较不同林草措施对土壤理化性质的改善效果，结合当地经济现状，筛选出改善土壤物理性质，提高土壤养分效果显著的林草措施，减缓三峡库区内的水土流失。

不同林草措施下土壤容重均小于裸地，可能是农林复合模式下植物根系分布比单一模式复杂，根系在土壤中穿插、挤压以及死亡形成通道，同样使得土壤变得疏松，土壤容重减小，孔隙增多。

林草措施下土壤总孔隙度及毛管孔隙度高于裸地，说明采取林草措施会提高土壤的总孔隙度及毛管孔隙度。不同林草措施下土壤比较疏松，透水性和通气性能较好，持水能力强，不仅有利于植物的生长，还有利于雨水下渗，减少径流。

采取一定的林草措施可以改善土壤的通气度。不同林草措施下，土壤全氮、全磷、全钾、有效磷、SX钾、碱解氮及土壤C/N呈现不同的规律，但是从整体趋势上分析林草措施的土壤养分含量比裸地的土壤养分含量高。

不同林草措施的植被覆盖度、坡向、坡度以及海拔不同可能会使土壤理化性质产生差异，而且不同植物的生物学特性也决定了土壤理化性质的差异（郭晓朦等，2016，不同水土保持林草措施对三峡库区土壤理化性质的影响）。

二、根系研究情况

1.四川省农业科学院

选择典型的三年生的蓑草1窝，采用剖面法和扫描法观测根系。剖面挖掘完竣后置入方格网，以植株为ZX横向120cm、向下0～90cm，按每小格(10cm×10cm×10cm)取样。样方浸泡后用喷雾器冲洗根系，保持在5℃左右条件下，用软件扫描测定根长、根表面积、根体积和根直径。

2.北京林业大学

采用人工模拟降雨的方法对扦插、篱墙和灌丛垫等措施下柳树表层根系的截流效果和减沙效果进行研究。分别在3种不同措施下垂直于河流的方向从近水处向远水处一端随机选取5条150cm×20cm的样方带，样方带内划定10cm×20cm的调查样方，从近水端向远水端分别编号1～15，调查样方内部的表层根系生物量，将样方内柳树表层根系收集到样品袋中并带回室内烘干称其干质量，从而得到表层根系生物量。

3.内蒙古农业大学

以内蒙古自治区准格尔煤田黑岱沟露天矿排土场2种人工栽植的4龄水土保持灌木柠条和沙棘的根系为对象，通过研究根系数量特征，确定其代表根，为2种灌木根系的生物力学性质和抗蚀研究提供了基础数据和相关参数。代表根的确定将根系以0.5mm为1个径级进行分级，计算每个径级组的累计根数量、累计根长、累计根表面积和累计根干重等4个方面，取这4个值百分比相对较大的径级组作为各自的代表根。

三、根系研究展望

水土保持是生态环境建设的主体，水土保持工作中生态环境的监测是水土保持工作发展的重要保障，对水土保持工作顺利执行起着重要的技术和资料保障作用。由于植被破坏、土壤侵蚀、荒漠化等人为、自然因素导致生态系统严重退化。而陆地生态系统的退化较为严重。

因此，应加大研究植物根系对土壤生态环境的影响。如，植物根系对土壤物理性质的改善、对土层结构的稳定作用、对土壤抗冲性的作用等。

耕地轮作休耕制度能够减少土壤结构被破坏，防止水土流失和土壤风蚀。耕地主要用于农作物的种植，所以耕地的质量Z终决定农作物的产量与品质。根系是作物与土壤直接接触的部分，研究不同作物根系对土壤结构、水土流失、土壤风蚀等方面内容更有利于耕地的恢复。

四、根系研究方法概述

1.传统根系研究方法

传统的根系研究方法，大多采用挖掘法、钻土芯、网袋法、分根移位法等，将根系分离出来，通过洗根、扫描的方式进行根系信息的收集。

传统方法虽然简单易行、直观性强，但是取样后期需要做的工作较多，如洗根等，且在取样过程中，会因为人工、机械等因素导致根系的损失，降低了实际测量的精度和可靠性，使同一生长作物的全程连续观测无法实现，在一定程度上限制了根系研究的进行。

2.根系监测系统的优势

恩奈瑟斯根系原位监测系统，是一种破坏性较小、定点原位野外观察细根生长动态状况的方法。利用微根管方法可以在多个时段对根系进行原位重复观测，克服了仅依靠对根系进行物理取样所带来的诸多缺陷。

Analysis根系原位监测系统Zda优点是对根系的观测研究是非破坏性的，在不影响根系生长过程的前提下，长期监测某个根系片断或单个根系生长发育的变化趋势；实时追踪记录同一根系的生长、死亡动态和物候等特征，而且省时、省工、省力。