生物炭对坡耕地水土流失的影响

生物炭对土壤结构、团聚体稳定性、土壤水分特征参数及相关水力学特性等坡面水文及土壤侵蚀过程相关参数的影响，必然导致坡面产流产沙呈现相 应的变化。通常认为，添加生物炭有助于增加团聚体稳定性，抑制土壤胶体的剥离，进而减少土壤侵蚀。在黄土中添加生物炭，径流时间随着生物炭添加量的增加而减少，而土壤总流失量随着生物炭施 用率的增加而增加，可能主要与施用生物炭提高了＞2mm水稳性土壤团聚体含量和土壤饱和导水率，从而延缓了坡面径流产流时间，减少了径流量和土壤侵蚀量有关。具体而言，1%的生物炭添加量即可产生减流减沙作用，产流时间随生物炭含量的增加而减小，生物炭添加量小于3%时可(＜延迟产流时间，当使用较细的生物炭颗粒0.25 mm)时，1%的生物炭施用量对黄土水土流失防治效果最好。东北黑土区也呈现相似的研究结果，施用生物炭显著降低了黑土区坡耕地的年径流深和土壤侵蚀量，随着生物炭施用量的增加，年径流深和土壤侵蚀量均呈线性递减，减流率和减沙率均呈对数函 数递增，生物炭施用量为75t/hm2 时控制效果最佳，且径流控制效果相对更好; 施用年限也是重要的影响因素，连续2a施加 50t/hm2生物炭的径流减少效果与抗侵蚀效果最优。半干旱地区土壤的研究结果表明，生物量施用量超过20t/hm2 时，能够显著延缓径流开始时间、减少径流量、径流系数和土壤流失量。亚热带地区坡耕地的研究表明，添加4%的生物炭后，径流减少了16.8%，侵蚀泥沙减少了25%。基于亚洲湿润区的强风化土壤的研究结果发 现，施用生物炭可有效降低土壤密度，增大土壤团聚体平均粒径，减少土壤侵蚀量约50%~64% ，最适宜的生物炭施用量为5%。