耕作措施对红壤坡耕地土壤有机碳流失/淋失过程的影响

摘要

[目的]探究耕作措施对红壤坡耕地土壤有机碳流失/淋失过程的影响及耦合协同机制，为红壤坡耕地通过优化耕作措施调控土壤有机碳流失/淋失提供科学依据。[方法]通过布设覆膜耕作（PM）、横坡垄作（RT）、顺坡垄作（DT）和传统耕作（CT）4种耕作措施试验小区，采用精细化室内人工模拟降雨的研究手段，并结合结构方程模型（SEM），探析降雨侵蚀过程不同耕作措施对红壤坡耕地有机碳流失/淋失的影响机制。[结果]地表径流和壤中流量大小关系分别为PM>DT>CT>RT、RT>CT>DT>PM，其中，PM、RT、DT和CT小区地表径流分别占总径流量的60.6%、34.9%、53.4%、45.8%,PM、DT产流形式以地表径流为主，RT、CT以壤中流为主。降雨过程产流产沙及有机碳流失/淋失均受耕作措施、生育期和降雨强度三者交互作用的显著影响（p<0.01），其中，DT侵蚀产沙总量最大，较其他耕作措施增大2.00～8.28倍（p<0.05），不同耕作措施和生育期的土壤有机碳流失/淋失总量关系分别为DT>CT>PM>RT，穗期>花粒期>苗期，RT可显著抑制有机碳流失/淋失，较其他耕作措施减少4.9%～52.8%(p<0.05)。地表径流、壤中流和侵蚀泥沙中有机碳流失/淋失量分别为总损失量的56.1%、18.1%和25.8%。SEM分析表明，耕作措施和降雨强度均可通过影响地表径流量、壤中流量及侵蚀泥沙量进而对土壤有机碳流失/淋失过程产生间接影响，其中通过地表径流量对土壤有机碳流失/淋失的影响系数最大，其次为侵蚀泥沙量和壤中流量。[结论]地表径流和侵蚀泥沙是红壤坡耕地土壤有机碳流失/淋失的主要途径，RT在减少红壤坡耕地地表径流量、侵蚀泥沙量及阻控土壤有机碳的流失/淋失方面表现出显著优势，可作为红壤坡耕地耕作管理中的优先推广措施。

关键词

土壤有机碳 / 水土流失/淋失 / 红壤坡耕地 / 耕作措施 / 地表径流 / 壤中流 / 降雨侵蚀