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东北黑土区是我国重要的粮食生产基地,农民的经济收入主要来自农业生产,但开垦后土壤侵蚀严重,使黑土的肥力和粮食生产潜力不断下降,持续影响着农民的经济收入。研究土壤侵蚀造成的经济损失以及对农民经济收入的影响程度,对反映土壤侵蚀的危害程度、提高民众水土保护意识具有重要的现实意义。本研究在前期建立的侵蚀深度为0cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm的田间试验小区上,在施肥和不施肥两种条件下,结合野外和室内试验,获得主要土壤理化性质和作物产量指标,以氮、磷元素和有机质损失表征土壤的肥力下降水平,以大豆产量损失表征土壤生产力下降水平。采用环境经济学的原理和方法估算土壤肥力和生产力下降的经济损失。结合实地调查农民农业生产的投入和产出数据,评价土壤侵蚀对农民经济收入的危害程度。从而形象直观地向公众展示土壤侵蚀带来的危害,为相关部门制定合理的水土保持措施提供科学依据。研究的主要结论有: (1)在侵蚀深度为0cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm和70cm时,施肥条件下,有机质平均含量分别为3.99%、2.92%、2.92%、2.38%、1.97%、1.90%、1.64%、1.69%,全氮平均含量分别为0.19%、0.15%、0.15%、0.14%、0.10%、0.10%、0.10%、0.10%,全磷含量分别为0.08%、0.06%、0.06%、0.05%、0.04%、0.04%、0.04%、0.04%,全钾含量分别为1.88%、1.90%、1.89%、1.86%、1.84%、1.87%、1.88%、1.91%;不施肥条件下,有机质平均含量分别为3.82%、2.70%、2.28%、1.97%、1.86%、1.75%、1.54%、1.41%,全氮平均含量分别为0.19%、0.15%、0.13%、0.11%、0.11%、0.11%、0.09%、0.08%,全磷含量分别为0.06%、0.05%、0.05%、0.04%、0.04%、0.04%、0.04%、0.04%,全钾含量分别为1.74%、1.86%、1.86%、1.94%、1.81%、1.91%、1.92%、1.91%。 随着侵蚀深度的增加,无论是施肥还是不施肥,土壤有机质、全氮和全磷含量都呈下降趋势,并且在侵蚀40cm之前下降迅速,侵蚀40cm之后下降减缓。土壤全钾含量随侵蚀深度拘增加没有规律性的下降趋势。 (2)在侵蚀深度为0cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm和70cm时,施肥条件下,大豆产量分别为2.02t/ha、1.89t/ha、1.79t/ha、1.8 lt/ha、1.73t/ha、1.77t/ha、1.66t/ha、1.66t/ha,不施肥条件下,大豆产量分别为1.95t/ha、1.81t/ha、1.70t/ha、1.71t/ha、1.52t/ha、1.48t/ha、1.4166t/ha、1.21t/ha。 无沦是施肥还是不施肥,大豆产量随侵蚀深度的增加都呈指数函数下降。施肥条件下大豆产量高于不施肥条件下大豆产量。 (3)在侵蚀深度为0cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm和70cm时,施肥条件下,全氮经济损失分别为0万元/ha、0.19万元/ha、0.18万元/ha、0.26万元/ha、0.39万元/ha、0.44万元/ha、0.45万元/ha、0.43万元/ha,全磷经济损失分别为0万元/ha、0.10万元/ha、0.12万元/ha、0.15万元/ha、0.22万元/ha、0.23万元/ha、0.21万元/ha、0.22万元/ha;不施肥条件下,全氮经济损失分别为0万元/ha、0.23万元/ha、0.32万元/ha、0.40万元/ha、0.42万元/ha、0.39万元/ha、0.50万元/ha、0.50万元/ha,全磷经济损失分别为0万元/ha、0.09万元/ha、0.15万元/ha、0.18万元/ha、0.18万元/ha、0.17万元/ha、0.20万元/ha、0.19万元/ha。 无论是施肥还是不施肥,随着侵蚀深度的增加,全氮和全磷经济损失都呈指数函数递增。在侵蚀深度达到40cm之前,随着侵蚀深度的增加递增比较迅速,在侵蚀深度达到40cm之后,随着侵蚀深度的增加递增趋于平缓。无论何种侵蚀程度,施肥条件下的全氮经济损失都小于不施肥条件下的全氮经济损失,而全磷经济损失则没有这种规律。 (4)在侵蚀深度为0cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm和70cm时,施肥条件下,将有机质换算成有机肥的经济损失分别为0万元/ha、7.90万元/ha、7.54万元/ha、11.15万元/ha、15.11万元/ha、16.35万元/ha、17.86万元/ha、17.18万元/ha.,将有机质换算成薪材的经济损失分别为0万元/ha、0.20万元/ha、0.19万元/ha、0.29万元/ha、0.38万元/ha、0.41万元/ha、0.45万元/ha、0.43万元/ha;不施肥条件下,将有机质换算成有机肥的经济损失分别为0万元/ha、10.14万元/ha、14.02万元/ha、16.52万元/ha、17.62万元/ha,、17.95万元/ha、20.36万元/ha、21.13万元/ha,将有机质换算成薪材的经济损失分别为0万元/ha、0.25万元/ha、0.35万元/ha、0.41万元/ha、0.44.万元/ha、0.45万元/ha、0.51万元/ha、0.53万元/ha。 两种算法的结果显示:无论是施肥还是不施肥,有机质经济损失随侵蚀深度的增加呈指数函数递增。在侵蚀深度达到40cm之前,随着侵蚀深度的增加递增比较迅速,在侵蚀深度达到40cm之后,随着侵蚀深度的增加递增趋于平缓。 两种算法的结果差别很大,将有机质折算成有机肥的经济损失远远高于将有机质折算为新材的经济损失。 (5)从不同侵蚀程度土壤肥力经济损失的结构上看:两种计算方法,无论是施肥还是不施肥,土壤有机质的经济损失所占比例最大。将有机质换算成有机肥进行计算时,有机质经济损失达到土壤肥力经济损失的96%以上,其次是全氮、全磷的经济损失。将有机质换算成薪材进行计算时,有机质经济损失占土壤肥力经济损失的40%h~右,其次是全氮、全磷的经济损失。 (6)在侵蚀深度为0cm、10cm、20cm、30era、40cm、50era、60cm和70cm时,施肥条件下,当年产量经济损失分别为0万元/ha、0.0498万元/ha、0.087万元/ha、0.0799万元/ha、0.1081万元/ha、0.0935万元/ha、0.1338万元/ha、0.1359万元/ha,累积产量经济损失分别为0万元/ha、0.966万元/ha、3.465万元/ha、7.08万元/ha、11.506万元/ha、16.41万元/ha、21.846万元/ha、27.346万元/ha;不施肥条件下,当年产量经济损失分别为0万元/ha、0.0538万元/ha、0.0939万元/ha、0.0896万元/ha、0.1604万元/ha、0.1754万元/ha、0.202万元/ha、0.2766万元/ha,累积产量经济损失分别为0万元/ha、0.728万元/ha、2.932万元/ha、6.689万元/ha、12.078万元/ha、19.015万元/ha、27.888万元/ha、38.160万元/ha。 土壤生产力当年和累积经济损失随侵蚀深度的增加呈指数函数递增。侵蚀20cm之前,施肥处理对生产力当年经济损失影响不大,侵蚀20cm后,施肥条件下生产力当年经济损失低于不施肥条件下生产力当年经济损失,并且差值越来越大。侵蚀36cm之前,施肥处理对累积生产力经济损失的影响不大,侵蚀36cm后,不施肥条件下的累积生产力经济损失高于施肥条件下的累积生产力经济损失。 (7)在侵蚀深度为0cm、10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm和70cm时,施肥条件下,农民当年实际收入分别为0.69万元/ha、0.65万元/ha、0.63万元/ha、0.61万元/ha、0.59万元/ha、0.58万元/ha、0.57万元/ha、0.57万元/ha,农民累积实际收入分别为0.69万元/ha、32.22万元/ha、62.22万元/ha、90.50万元/ha、118.58万元/ha、146.07万元/ha、173.13万元ma、199.88万元/ha;不施肥条件下,农民当年实际收入分别为0.71万元/ha、0.68万元/ha、0.65万元/ha、0.62万元/ha、0.58万元/ha、0.54万元/ha、0.50万元/ha、0.46万元/ha,农民累积实际收入分别为0.71万元/ha、33.50万元/ha、64.81万元/ha、94.57万元/ha、122.69万元/ha、148.56万元/ha、173.20万元/ha、195.95万元/ha。 在侵蚀40cm之前,施肥条件下的农民当年经济收入低于不施肥条件下的农民当年经济收入。在侵蚀60cm之前,施肥条件下的农民累积经济收入低于不施肥条件下的农民累积经济收入。