晋西黄土区典型植被恢复生态系统各层次化学计量与生态因子的关系 被引量：3

1

作者 詹紫馨 冯天骄 +1 位作者 梅柏寒 王平 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期797-809,共13页

【目的】植被恢复是改善黄土高原水土流失和生态环境的重要手段。评估植被恢复对生态系统养分循环和生态服务功能的影响需进一步明晰林地植被与土壤的化学元素计量和分布特征,这对合理开展植被恢复类型筛选具有重要意义。【方法】选取... 【目的】植被恢复是改善黄土高原水土流失和生态环境的重要手段。评估植被恢复对生态系统养分循环和生态服务功能的影响需进一步明晰林地植被与土壤的化学元素计量和分布特征,这对合理开展植被恢复类型筛选具有重要意义。【方法】选取晋西黄土区4种典型植被恢复类型(油松Pinus tabuliformis人工林、刺槐Robinia pseudoacacia人工林、侧柏Platycladus orientalis人工林、辽东栎Quercus mongolica天然林),分别测定乔木层的树枝、树叶、树干、树皮、树根和灌木层、草本层的地上、地下部分以及0~100 cm土壤各层的碳、氮、磷质量分数,结合单因素方差分析法、最小显著差法、冗余分析法等分析植被恢复类型对生态系统养分循环和生态化学计量的影响。【结果】(1)相比其他植被恢复类型,辽东栎天然林样地的灌木层和草本层生物量最高,其地上部分生物量分别为(8.62±0.78)、(5.91±0.18)t·hm^(-2),地下部分生物量分别为(3.65±0.36)、(3.54±0.25)t·hm^(-2)。(2)辽东栎天然林草本层碳质量分数最高,为(552.90±19.33)g·kg^(-1),氮质量分数最低,为(10.36±0.30)g·kg^(-1)。(3)植物与土壤的碳、氮、磷质量分数具有显著相关关系(P<0.05);辽东栎天然林的土壤碳磷比最高,为15.22±0.28,而刺槐人工林土壤碳磷比最低,为8.28±0.26。(4)Mantel Test和冗余分析结果表明:人工林中,土壤和植被中的养分相关关系显著(P<0.05),然而在辽东栎天然林中两者相关性相对较小,而且辽东栎天然林的乔木层对土壤和植被化学计量特征的影响相对较弱。【结论】近自然造林可以提高植被多样性,并提供更好的生态系统服务。 展开更多

关键词 黄土高原 植物器官 植被恢复类型 生态化学计量

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黄土丘陵区华北落叶松人工林生态系统生物量与养分循环特征 被引量：8

2

作者 王彬 魏天兴 刘钊 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期45-51,共7页

通过样地调查观测和室内样品分析,对位于山西吉县的23年生华北落叶松人工林生态系统中13种元素的循环特征进行研究。测算得到研究区域人工林生态系统的生物量在各器官的空间分布,结合林木各器官养分含量,得出养分元素在空间变异上的积... 通过样地调查观测和室内样品分析,对位于山西吉县的23年生华北落叶松人工林生态系统中13种元素的循环特征进行研究。测算得到研究区域人工林生态系统的生物量在各器官的空间分布,结合林木各器官养分含量,得出养分元素在空间变异上的积累与分布;测算四大分室(林木、土壤、枯落物和大气)中其余分室的养分含量和养分积累与分布,得到养分循环过程中华北落叶松人工林养分年归还量134.719kg/(hm^2·a),年存留量53.409kg/(hm^2·a)和年吸收量188.129kg/(hm2·a);最后综合上述的各分室养分循环状况,得出反映该森林生态系统的养分生物循环特征的参数和指标。研究区华北落叶松人工林生态系统内N,P,K的循环系数均值(0.68),表明研究区生态系统循环速率较快;利用系数偏小,储存效率慢,土壤养分利用效率较高;养分元素通过林冠后均明显增加(林冠截留量142.1mm),并且对降水量(587.8mm)要求一般。较高的富集系数使其适应瘠薄自然环境,养分消耗量低。总体来看,华北落叶松是很有潜力的森林更新和荒山造林树种。 展开更多

关键词 森林生态系统 养分循环特征 生物量 养分含量 积累与分配

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乌拉山废弃矿山生态恢复的近自然植被空间配置模式 被引量：2

3

作者 张泽宇 吴晓静 +2 位作者 梁一鹏 张晓霞 查同刚 《干旱区研究》 CSCD 北大核心 2023年第7期1164-1171,共8页

本研究着眼于废弃矿山立地类型与植被群落特征关系的研究视角,以近自然修复理论为基础探究其植被群落空间配置,为废弃矿区生态修复过程中植被恢复提供理论依据和参考。研究区位于内蒙古乌拉山废弃矿山,采用主成分分析、相关性分析和聚... 本研究着眼于废弃矿山立地类型与植被群落特征关系的研究视角,以近自然修复理论为基础探究其植被群落空间配置,为废弃矿区生态修复过程中植被恢复提供理论依据和参考。研究区位于内蒙古乌拉山废弃矿山,采用主成分分析、相关性分析和聚类分析的方法划分立地类型,探究不同立地类型下植物群落特征,从而得到近自然植被恢复的最佳空间配置比例。结果表明:坡度、坡位和土壤硬度为主导因子并据此将该区域划分为9个立地类型。其中,缓坡坡中中质土立地类型和斜坡坡中中质土立地类型在生物量、植被盖度、Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数上均大于其他立地类型。就植被配置模式而言,对于生境较差的立地类型如缓坡坡下软质土立地类型,建议配置草本模式(配置比例为多年生草本∶一年生草本=6∶4),对于其他立地条件较好区域,建议配置灌草模式。 展开更多

关键词 废弃矿山 立地类型 主成分分析 聚类分析 植物群落特征

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基于刺槐年轮重建黄土丘陵区小流域年径流输沙研究 被引量：5

4

作者 刘春月 信忠保 +1 位作者 李宗善 买尔当·克依木 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期343-353,共11页

刺槐是广泛分布于黄土高原的典型水土保持植物。以黄土丘陵区甘肃天水吕二沟小流域为研究区,分析了刺槐径向生长过程及其对气候因子的响应,并开展了利用刺槐年轮估算小流域年径流量、年输沙量的适用性评估。研究表明:(1)吕二沟刺槐人工... 刺槐是广泛分布于黄土高原的典型水土保持植物。以黄土丘陵区甘肃天水吕二沟小流域为研究区,分析了刺槐径向生长过程及其对气候因子的响应,并开展了利用刺槐年轮估算小流域年径流量、年输沙量的适用性评估。研究表明:(1)吕二沟刺槐人工林的径向生长随林龄呈明显的下降趋势,在幼龄林阶段(1—10 a)刺槐处于快速径向生长期((4.17±0.74)mm/a),之后逐渐下降,中龄林、成熟林、过熟林阶段(11—40 a)平均生长速率为(2.31±0.41)mm/a,较前期下降了44.60%。刺槐胸高断面积增量(BAI)在1—10 a平均以(5.46±2.13)cm^(2)/a的速度生长,在11—40 a仍保持上升趋势但年际间生长波动较大,生长速率平均为(10.80±1.95)cm^(2)/a,流域刺槐生长并未发生明显衰退。(2)刺槐的径向生长与温度多呈负相关,与降水、相对湿度及帕默尔干旱指数(PDSI)多呈正相关。其中刺槐径向生长与上年8月、9月(P<0.05)及当年7月均温、最高温呈显著负相关(P<0.01),与当年5月最低温呈显著正相关(P<0.05);与当年6月、7月降水量和上年8月、当年7月相对湿度呈显著正相关(P<0.05),与当年3月相对湿度显著负相关(P<0.05);与上年6月、上年10月—当年1月及当年3月—8月PDSI显著正相关(P<0.05),干旱胁迫明显抑制流域刺槐生长。(3)1978—2017年吕二沟流域年径流量、年输沙量呈减少趋势,年际间波动较大,存在明显丰枯阶段。流域径流输沙受降水量影响显著,且径流输沙显著正相关(P<0.001)。(4)利用刺槐年轮估算吕二沟流域年径流量、输沙量效果良好(P<0.02),方法可行。比较而言,相对自然条件下即人类干扰较少时径流输沙估算优于人类活动影响时期。利用树轮宽度反演水文过程可为缺乏水文观测资料区域提供参考。 展开更多

关键词 黄土高原 刺槐 树木年轮 气候 径流输沙

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澜沧江源区高山柏径向生长对气候变化的响应 被引量：2

5

作者 赵国清 信忠保 +3 位作者 柳金昊 刘亚玲 黄艳章 李宗善 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期235-245,共11页

为探究澜沧江源区气候变化对高山柏(Sabina squamata)径向生长的影响,在该区巴青县、杂多县和囊谦县分别对高山柏进行采样。运用树木年轮学方法测定3个样地高山柏逐年树轮宽度和胸高断面积增量(BAI),建立高山柏树轮宽度标准年表并分析... 为探究澜沧江源区气候变化对高山柏(Sabina squamata)径向生长的影响,在该区巴青县、杂多县和囊谦县分别对高山柏进行采样。运用树木年轮学方法测定3个样地高山柏逐年树轮宽度和胸高断面积增量(BAI),建立高山柏树轮宽度标准年表并分析其对气候变化的响应。研究结果表明,1986—2019年,澜沧江源区年平均温度呈快速上升趋势(0.43℃/10a,P<0.01),年平均最低气温(0.57℃/10a,P<0.01)的上升速率明显高于年平均最高气温(0.33℃/10a,P<0.01),而年降水量呈不显著的上升趋势(2.39mm/a,P>0.10)。气候变暖背景下,澜沧江源区高山柏树轮宽度呈上升趋势(P<0.01),2000—2019年生长速率((0.37±0.16) mm/a)较1986—1999年((0.20±0.09) mm/a)增加了85%;BAI亦上升显著,在1986—1999年一直呈上升趋势((12.16±5.16) mm^(2)/a),2000—2019年处于平稳快速生长阶段((22.49±8.84) mm^(2)/a),表现出稳定且持续的生长能力。高山柏树轮宽度标准年表与气候因素的相关性显示:澜沧江源区高山柏径向生长对温度的响应明显强于降水,与多数月份(上年6月—当年10月)的降水呈不显著正相关,而与多数月份的温度呈显著正相关。与月平均最高温度和平均温度相比,高山柏径向生长与月平均最低温度的相关性更为显著(P<0.01)。在气候暖湿化背景下,近30年澜沧江源区高山柏径向生长进入快速生长时期,树轮宽度和BAI均呈快速生长特征,表明该区域气候条件更加适宜高山柏生长。 展开更多

关键词 澜沧江源区 高山柏 标准年表 径向生长 气候响应

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北方土石山区冻融与水力复合作用对土壤侵蚀的影响

6

作者 杨浩宇 马岚 陈仕媛 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期92-101,共10页

[目的]揭示冻融与水力作用在不同条件下对北方土石山区土壤侵蚀的影响。[方法]以北京市鹫峰地区土壤为研究对象,采用室内径流冲刷及冻融设备进行模拟试验,探讨在冻融与水力作用下冻融循环次数、坡度、流量、土壤初始含水率和冻融温差这... [目的]揭示冻融与水力作用在不同条件下对北方土石山区土壤侵蚀的影响。[方法]以北京市鹫峰地区土壤为研究对象,采用室内径流冲刷及冻融设备进行模拟试验,探讨在冻融与水力作用下冻融循环次数、坡度、流量、土壤初始含水率和冻融温差这5个影响因素对土壤产沙量与抗冲性的影响。[结果](1)土壤抗冲系数对各因素敏感程度大小为坡度>流量>冻融温差>冻融循环次数>初始含水率,其中坡度与流量对其具有显著影响(p<0.05);土壤产沙量对各因素敏感程度大小为流量>坡度>冻融温差>土壤含水率>冻融循环次数,其中流量对其具有极显著影响(p<0.01),坡度与冻融温差对土壤产沙量具有显著影响(p<0.05)。(2)冻融循环次数、坡度及流量的大小与土壤抗冲系数呈负相关,冻融温差大小却与其呈正相关,而抗冲系数随土壤初始含水率的增加呈先减小后增大的趋势。(3)土壤产沙量随流量、坡度和冻融循环次数的增大而增大,随着冻融温差整体温度的增大而减小;随着土壤含水率的增加,土壤产沙量呈先增大后减小的趋势;在冻融循环次数为7,10次时,土壤产沙率在径流冲刷中期(3~6 min)有峰值出现(96.7~99.7 g/min),随后趋于平稳。[结论]北方土石山区土壤在冻融与水力复合作用下受多种因素影响密切,研究结果有助对该地区复合侵蚀防治及合理配置水土保持措施提供理论支持。 展开更多

关键词 冻融作用 水力作用 侵蚀规律 抗冲性 产沙量 产沙率

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不同滴灌带布设方式对苹果-大豆间作系统土壤化感物质与微生物的影响 被引量：1

7

作者 王鑫 王若水 +5 位作者 陈梨 王莉莎 熊常 张萌 代厚帅 张彦勤 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期305-314,324,共11页

为探究不同滴灌带布设方式对果农间作系统土壤酚酸类物质、酶活性和微生物分布特性影响,初步探明间作滴灌条件下,土壤酚酸类物质与土壤生物因子的相互关系。以晋西黄土区典型的苹果—大豆间作系统为研究对象,设置3种(L1、L2、L3)滴灌带... 为探究不同滴灌带布设方式对果农间作系统土壤酚酸类物质、酶活性和微生物分布特性影响,初步探明间作滴灌条件下,土壤酚酸类物质与土壤生物因子的相互关系。以晋西黄土区典型的苹果—大豆间作系统为研究对象,设置3种(L1、L2、L3)滴灌带间距,分析不同水分分布下土壤酚酸类物质、酶活性和微生物数量的空间分布变化,并在相关性基础上利用逐步回归模型,分析3个土壤因子之间的相互关系。结果表明:除苯甲酸和间苯三酚外,滴灌带间距对酚酸类物质分布影响显著(p<0.05),除过氧化氢酶外,滴灌带间距对酶活性、微生物数量分布有显著影响(p<0.05)。在垂直方向上,不同滴灌带布设方式使酚酸更多地分布在深层土壤,微生物数量和部分酶活性在L1、L2处理中随土层加深而先减后增;在水平方向上,不同滴灌带布设方式对土壤酚酸类物质、细菌和真菌分布影响与间作对照处理一致,随距树距离增加而增加。滴灌条件下,除对羟基苯甲酸外,酚酸类物质受脲酶、过氧化氢酶和放线菌的抑制作用显著,间作处理土壤酚酸总量较单作有所减少。L1处理土壤酶活性、微生物总量最高,L2处理土壤酚酸类物质累积量最低。其中L2处理在酚酸累积量最低的基础上,土壤酶活性也处于较高水平,因此,建议在果农间作系统中采用隔行大豆布设滴灌带模式,改善土壤微生态环境的同时可缓解化感物质的抑制作用。 展开更多

关键词 晋西黄土区 滴灌带布设 土壤酚酸 土壤酶活性 果农间作

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不同水热调控方式对苹果-大豆间作系统土壤温度和根系分布的影响 被引量：2

8

作者 罗成威 王若水 +5 位作者 王莉莎 熊常 王鑫 代厚帅 万倩 肖婉 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期217-226,共10页

为探究适于黄土区果农间作系统的水热调控方式,选取该区典型的苹果—大豆间作系统为对象,分析不同水热调控方式对间作系统耗水量、土壤温度及根系分布的影响。试验设置3个灌水量上限:田间持水量的50%(W1),65%(W2)和80%(W3);2个覆膜时间... 为探究适于黄土区果农间作系统的水热调控方式,选取该区典型的苹果—大豆间作系统为对象,分析不同水热调控方式对间作系统耗水量、土壤温度及根系分布的影响。试验设置3个灌水量上限:田间持水量的50%(W1),65%(W2)和80%(W3);2个覆膜时间:大豆播种至结荚期(M1)和全生育期覆膜(M2)。结果表明:灌水处理的耗水量与灌水量呈正相关,其耗水量较对照提高1.02%~79.11%。土壤温度在分枝和结荚期随土层深度的增加先增后减,最大值出现在15 cm,而在鼓粒期却呈减小趋势。覆膜在生长前期可增温1.13~3.09℃,而在后期降温0.05~2.36℃。间作系统中作物根系在竖直和水平方向上主要分布范围为0—80 cm深度和距树行0.3~1.8 m。土壤有效积温和根系竞争强度总体上随灌水量的增加先增后减,最大值出现在W2;同时,M1组根系竞争强度较M2提高12.69%。相关分析表明,土壤水分与根系呈极显著负相关性。中等水平的灌水结合播种至结荚期覆膜能最大程度地提升作物根系密度,改善土壤物理性质。建议在幼龄果树间作大豆系统中采用半生育期覆膜(M1)结合田间持水量的65%作为灌水上限(W2)。 展开更多

关键词 农林复合 覆膜时间 滴灌 种间竞争 晋西黄土区

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不同生态恢复模式对黄土残塬沟壑区深层土壤有机碳的影响 被引量：25

9

作者 黄艳章 信忠保 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期778-788,共11页

黄土高原退耕还林近20年来,大量生态恢复工程的实施,势必对土壤碳库产生影响。为评估生态恢复的土壤碳汇效益,本研究以黄土残塬沟壑区天然次生林、人工生态林和人工经济林等3种生态恢复模式为对象,研究其4 m土壤有机碳(SOC)储量。结果表... 黄土高原退耕还林近20年来,大量生态恢复工程的实施,势必对土壤碳库产生影响。为评估生态恢复的土壤碳汇效益,本研究以黄土残塬沟壑区天然次生林、人工生态林和人工经济林等3种生态恢复模式为对象,研究其4 m土壤有机碳(SOC)储量。结果表明:(1)三种生态恢复模式具有明显的碳汇效益。天然次生林4 m SOC储量为(166.40±42.90) t/hm^2比坡中农地((58.73±4.73) t/hm^2显著增加了183.33%;人工生态林和人工经济林分别为(111.32±13.30) t/hm^2、(104.60±7.10) t/hm^2比坡中农地高89.54%、78.11%;(2)0-60 cm SOC含量随深度的增加显著降低(P<0.05),由表层的(11.03±7.51) g/kg减少到(2.40±0.93) g/kg,降幅达78.22%,表现出明显的表聚性;60-400 cm SOC含量变化较为稳定,含量较低为(1.81±0.88) g/kg;(3)三种恢复模式深层(1-4 m)SOC储量与坡中农地相比分别提高109.43%、76.43%、65.06%;深层SOC储量天然次生林((77.81±8.40) t/hm^2)、人工生态林((65.55±7.71) t/hm^2)、人工经济林((61.32±3.16) t/hm^2)分别占4 m剖面有机碳储量的46.76%、58.89%、58.62%。结果表明天然次生林和人工混交林是黄土高原残塬沟壑区良好的生态恢复模式,且深层SOC在土壤碳库中不可忽视。 展开更多

关键词 黄土高原 深层土壤 有机碳 生态恢复 植被类型

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滴灌水肥调控对苹果-大豆间作系统光合特性和水分利用的影响 被引量：7

10

作者 李超楠 王若水 +3 位作者 周宣 郑成浩 刘文治 李永红 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期299-310,共12页

为探究适于晋西黄土区果农间作系统滴灌水肥一体化管理制度,以典型的苹果-大豆间作系统为研究对象,设置灌水和施肥两因素,分析不同水肥调控措施对土壤含水量分布、苹果和大豆光合生理特征、大豆生长和产量以及间作系统水分利用等指标的... 为探究适于晋西黄土区果农间作系统滴灌水肥一体化管理制度,以典型的苹果-大豆间作系统为研究对象,设置灌水和施肥两因素,分析不同水肥调控措施对土壤含水量分布、苹果和大豆光合生理特征、大豆生长和产量以及间作系统水分利用等指标的影响。试验在大豆4个关键需水期进行灌水,肥料随灌溉水施入,每次设置不同灌水上限和施肥水平,4个灌水量上限水平分别为:田间持水量(Fc)的60%(W1),70%(W2),80%(W3)和90%(W4),3个施氮水平:纯N 59.40 kg/hm^2(F1),92.00 kg/hm^2(F2),124.32 kg/hm^2(F3),对照处理(CK)整个生育期不灌水不施肥,仅在播种前施入基肥。结果表明:各水肥处理土壤含水量在水平和垂直方向上具有显著差异,灌水量对土壤含水量的影响程度高于施肥量和水肥交互作用。苹果和大豆的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的日变化特征相似,均为单峰型曲线,最大值均为W3F2处理。各处理大豆株高、茎粗和叶面积指数(LAI)分别较对照组提高了1.3%~32.3%,2.8%~33.9%和3.4%~125.9%,其中最大值均出现在W3F2处理,该处理大豆产量和间作系统水分利用效率(WUE)也最优,较其他处理分别提高了10.9%~99.3%和8.0%~70.0%。在播种至出苗期、幼苗期至分枝期、开花结荚期和鼓粒期可以设置80%Fc的灌水上限,同时在大豆幼苗期至分枝期、结荚期和鼓粒期分别施加92.00 kg/hm^2的氮肥,该水肥管理方式使苹果—大豆间作系统获得较高的作物产量及水分利用效率,可为该地区间作系统滴灌水肥一体化管理提供参考。 展开更多

关键词 果农间作 滴灌 晋西黄土区 光合 水分利用效率

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不同地表粗糙度坡面流水力学特性试验研究 被引量：2

11

作者 张旖璇 马岚 +4 位作者 薛梦华 孙旭 王福星 李浩玉 宋天翼 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1-10,共10页

为进一步探明坡面流水力学特性,通过室内定床放水冲刷试验,研究了不同流量和坡度下不同粗糙度(0.2~0.6 mm、0.6~1 mm、1~1.4 mm、1.4~2 mm、2~3 mm粒径和光滑对照组)下垫面的坡面流水力学特性。结果表明:下垫面粗糙度的增加减缓了坡面... 为进一步探明坡面流水力学特性,通过室内定床放水冲刷试验,研究了不同流量和坡度下不同粗糙度(0.2~0.6 mm、0.6~1 mm、1~1.4 mm、1.4~2 mm、2~3 mm粒径和光滑对照组)下垫面的坡面流水力学特性。结果表明:下垫面粗糙度的增加减缓了坡面流流速,增大了水深,且流速和水深均与流量、坡度和粗糙度因子呈良好幂函数关系;雷诺数在对照组达最大值,粗糙度的增加使流型趋于缓流;阻力系数随粗糙度呈正势变化,其与流量、坡度、粗糙度因子的幂函数回归关系较好;计算径流剪应力与实测径流剪应力在对照组下垫面的关系良好,粗糙度增加对实测径流剪应力的增加有一定影响。研究成果对深入认识土壤侵蚀机理和坡面侵蚀防治具有重要意义。 展开更多

关键词 坡面流 粗糙度 水力学参数 径流剪应力

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黄土丘陵区第三副区人工牧草SCS-CN值率定研究

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作者 邹伟婷 信忠保 +2 位作者 秦瑞杰 张满良 刘晓 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期233-239,共7页

径流曲线数法(SCS-CN模型)是估算地表径流的常用方法,可以快速评估不同地表覆盖对降水径流关系的影响。为探讨径流曲线数法在黄土高原地区人工牧草措施下的适用性,提高植被恢复对黄土高原水资源影响的理解,为黄土高原人工牧草地表径流... 径流曲线数法(SCS-CN模型)是估算地表径流的常用方法,可以快速评估不同地表覆盖对降水径流关系的影响。为探讨径流曲线数法在黄土高原地区人工牧草措施下的适用性,提高植被恢复对黄土高原水资源影响的理解,为黄土高原人工牧草地表径流估算提供理论参考,选取黄河水利委员会天水水土保持科学试验站罗玉沟试验场7个径流小区中73场降雨径流事件资料,采用步长法对黄土高原人工牧草标准SCS-CN模型的径流曲线数(CN)和初损率(λ)进行优化率定。结果表明:(1)人工牧草最优λ值为0.15,而对照农田为0.18;(2)不同种类牧草CN值差异不显著,约为79,对照农田CN值为81,表明美国土壤保持局推荐的CN值对黄土高原人工牧草径流计算具有适用性,但λ值需根据实际情况进行优化率定;(3)根据前期土壤湿度情况修正S值,模拟效果较为理想,修正后的SCS-CN模型适用于黄土高原半干旱人工牧草地区。 展开更多

关键词 黄土高原 SCS-CN 人工牧草 径流

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1986-2018年黄土丘陵区典型小流域不同水文年水沙变化 被引量：3

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作者 刘春月 信忠保 +2 位作者 秦瑞杰 张满良 刘晓 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期126-135,共10页

[目的]探讨黄土丘陵区罗玉沟典型小流域水沙变化趋势以及不同水文年径流输沙对水土流失治理的响应差异,量化降水和人类活动对流域水沙影响的相对贡献,以期为黄土丘陵第三副区流域水土流失治理和水资源管理提供参考。[方法]基于罗玉沟流... [目的]探讨黄土丘陵区罗玉沟典型小流域水沙变化趋势以及不同水文年径流输沙对水土流失治理的响应差异,量化降水和人类活动对流域水沙影响的相对贡献,以期为黄土丘陵第三副区流域水土流失治理和水资源管理提供参考。[方法]基于罗玉沟流域1986—2018年的降雨、径流、输沙等数据,采用Mann-Kendall检验法、累积距平法及双累积曲线法分析流域水沙变化趋势及驱动因素。[结果]1986—2018年罗玉沟流域河流由常流河转变为季节性河流,干河日数显著上升(p<0.01),2000年以来干河日数多在300 d以上;同期,罗玉沟流域径流输沙显著下降(p<0.05),与基准期1986—1993年相比,1994—2007年减水减沙率分别为61.9%,44.3%,2008—2018年径流输沙分别减少67.5%,76.4%;在2008—2018年平水年和枯水年间罗玉沟流域输沙模数分别为(1 080.0±107.5) t/km^(2),(167.8±111.4) t/km^(2),而在暴雨频发丰水年,输沙模数仍接近4 000 t/km^(2);流域产流产沙能力降低,水沙关系发生改变,相同径流条件下输沙量减少,即流域径流含沙量水平降低,开始变清;相比降雨变化而言,人类活动是流域水沙变化的主导因素,1994—2007年人类活动对减水减沙的贡献率分别为83.3%和79.5%,而2008—2018年人类活动的贡献率分别为91.8%,94.4%,表明流域水沙变化受人类活动影响越来越大,其中,坡改梯及退耕还林还草工程是主要影响因素。[结论]因沟道治理工程建设不足,罗玉沟流域在丰水年因沟道重力侵蚀导致流域输沙仍然剧烈,因此,需要加强沟道治理进一步减少流域水土流失。 展开更多

关键词 黄土高原 水沙变化 丰水年 水土保持措施 趋势分析 归因分析

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晋西黄土区典型林分凋落物-土壤养分对降雨再分配变化的响应 被引量：3

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作者 龚世豪 查同刚 +3 位作者 张晓霞 张恒硕 高连炜 于洋 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第17期7748-7759,共12页

降雨是影响黄土高原地区植被生长的主要限制因子,但植被群落结构间存在的差异使其对凋落物和土壤养分的影响存在较大的不确定性。以黄土区油松人工纯林、刺槐人工纯林、油松-刺槐人工混交林、山杨-辽东栎天然次生林为对象,研究了林冠对... 降雨是影响黄土高原地区植被生长的主要限制因子,但植被群落结构间存在的差异使其对凋落物和土壤养分的影响存在较大的不确定性。以黄土区油松人工纯林、刺槐人工纯林、油松-刺槐人工混交林、山杨-辽东栎天然次生林为对象,研究了林冠对降雨的再分配特征、凋落物储量、土壤有机碳(SOC)、总氮(STN)、总磷(STP)含量随林型的变化,分析了不同降雨分配特征对凋落物、土壤养分的影响。结果表明:(1)4种林分类型间降雨再分配特征具有一定差异性,油松林、刺槐林、油松刺槐林、次生林累计穿透雨率分别为86.43%、85.37%、71.68%、64.77%,树干径流率为1.0%、1.6%、1.3%、3.2%,树冠截流率为12.48%、13.01%、27.00%、31.93%。(2)不同林分类型SOC、STN、STP以及凋落物养分释放效率表现出显著差异性,天然次生林养分含量整体上高于人工林。(3)4种林分类型中,刺槐林的土壤C∶N最低,其它3种林分的土壤C∶N无显著差异;天然次生林的土壤N∶P和C∶P最高,油松林和刺槐林的土壤N∶P无显著差异。(4)穿透雨和林冠截流的变化能够影响土壤N、P组分和凋落物C、N、P元素释放率,但对土壤C组分影响较小。综上所述,黄土高原地区植被恢复过程中,降雨能够提高土壤养分含量,促进凋落物养分归还。天然次生林对改变降雨分配特征和土壤养分特征的潜力更大,自然恢复更有利于土壤养分积累。 展开更多

关键词 降雨再分配 土壤养分 养分释放 林分类型

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晋西黄土区典型人工林土壤水分的垂直分布特征 被引量：3

15

作者 黄靖涵 毕华兴 +3 位作者 赵丹阳 王宁 刘泽晖 张荣 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期387-395,共9页

【目的】探究晋西黄土区人工林恢复过程中0~500 cm土层土壤含水量垂直特征,为改善人工林土壤水环境,实现林水平衡提供理论依据。【方法】以晋西黄土区蔡家川流域5种典型人工林(刺槐Robinia pseudoacacia、侧柏Platycladus orientalis、... 【目的】探究晋西黄土区人工林恢复过程中0~500 cm土层土壤含水量垂直特征,为改善人工林土壤水环境,实现林水平衡提供理论依据。【方法】以晋西黄土区蔡家川流域5种典型人工林(刺槐Robinia pseudoacacia、侧柏Platycladus orientalis、油松Pinus tabuliformis、刺槐-侧柏、刺槐-油松)为研究对象,通过土钻烘干法测定0~500 cm土层土壤含水量,分析人工林土壤含水量的垂直特征。【结果】研究区典型人工林平均土壤含水量由大到小依次为侧柏、刺槐-侧柏、油松、刺槐-油松、刺槐,5种人工林土壤含水量差异显著(P<0.05),降水量及土壤质地是影响人工林土壤含水量的主要因素;在垂直方向上,人工林土壤含水量变异程度均为中等变异,变异系数随土层深度的增加呈减小趋势,约在360 cm土层形成稳定变化,人工植被主要影响0~360 cm土层内的土壤水,5种人工林中刺槐林地土壤水分变异程度最大,侧柏林地土壤水分最为稳定;采用有序聚类法将人工林土壤水分垂直层次划分为交换层、利用层、调节层和稳定层,不同林分间层次划分深度存在一定差异。【结论】研究区人工林可导致土壤含水量一定程度的减少,刺槐、油松、刺槐-油松林会加剧对深层土壤水分的消耗,其中刺槐林对深层土壤水分的消耗最为明显,建议在林业生态工程建设时,适当减少刺槐林面积,提高侧柏栽植比例。对现存土壤含水量较低的刺槐林,通过间伐降低林分密度,或将其改造为混交林,以期改善土壤水环境,实现林水平衡。 展开更多

关键词 土壤含水量 人工林 垂直变化特征 混交林 晋西黄土区

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晋西黄土区林分密度对油松人工林生物量及土壤理化性质的影响 被引量：1

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作者 贾亚倢 杨建英 +5 位作者 张建军 胡亚伟 张犇 赵炯昌 李阳 唐鹏 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1211-1221,共11页

【目的】探讨林分密度对油松Pinus tabuliformis人工林生物量与土壤理化性质的影响,为油松人工林高质量发展和生态服务功能持续稳定发挥提供理论支撑。【方法】以山西省临汾市吉县蔡家川流域30年生油松人工林为研究对象,采用标准木法测... 【目的】探讨林分密度对油松Pinus tabuliformis人工林生物量与土壤理化性质的影响,为油松人工林高质量发展和生态服务功能持续稳定发挥提供理论支撑。【方法】以山西省临汾市吉县蔡家川流域30年生油松人工林为研究对象,采用标准木法测算不同密度条件下单株生物量及林分生物量,并测定土壤理化性质,分析林分密度对油松林生物量及土壤理化性质的影响,采用冗余分析(RDA)及斯皮尔曼(Spearman)相关性分析确定油松林生物量与土壤理化性质之间的关系。【结果】①不同密度油松人工林的单株生物量和林分总生物量差异显著(P<0.05),且随林分密度的增加,单株生物量逐渐减少,林分总生物量在密度1750株·hm^(−2)时具有峰值;②不同密度油松人工林地土壤理化性质差异显著(P<0.05),其中土壤孔隙度在林分密度1750株·hm^(−2)时最大,达52.38%,林地土壤含水量在林分密度2750株·hm^(−2)时最高,达13.84%,土壤肥力状况则在林分密度1750株·hm^(−2)时最佳;③通过冗余分析及斯皮尔曼相关分析发现:土壤总孔隙度、有机碳和速效磷与林分总生物量均呈极显著相关(P<0.01),地下生物量受到土壤含水量的显著影响(P<0.05)。【结论】以固碳释氧和维持最大生产力为目的,以及以提高土壤碳汇能力和改良肥力为目的的油松林,林分密度建议维持在1750株·hm^(−2)左右的油松林;以保持水土和改良土壤蓄水性能为目的的油松林,林分密度建议维持在1750~2750株·hm^(−2)。 展开更多

关键词 油松林 林分密度 生物量 土壤理化性质 冗余分析

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2000—2020年青海河湟谷地植被NDVI时空变化及影响因素 被引量：3

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作者 李小宇 信忠保 +1 位作者 杨俊柳 柳金昊 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期79-90,103,共13页

[目的]为了解青海河湟谷地植被时空变化情况,明晰气候变化、土地开发利用及人类活动等因素对植被变化的影响。[方法]利用2000—2020年MODIS NDVI数据集表征植被变化,基于Theil-Sen Median趋势检验法、偏相关性分析、地理探测器等方法,... [目的]为了解青海河湟谷地植被时空变化情况,明晰气候变化、土地开发利用及人类活动等因素对植被变化的影响。[方法]利用2000—2020年MODIS NDVI数据集表征植被变化,基于Theil-Sen Median趋势检验法、偏相关性分析、地理探测器等方法,探究青海河湟谷地NDVI时空变化情况及其与气温、降水、坡度、土壤类型和人类活动等影响因素的关系。[结果](1)近20年河湟谷地植被NDVI呈波动增长趋势,显著增长区域面积为2.21×10^(4) km^(2)(p<0.05),占河湟谷地总面积的53.39%;植被NDVI显著下降区域面积为7.04×102 km^(2)(p<0.05),主要分布在湟水谷地中部,占总面积的1.69%;(2)自然因素上,NDVI与气温、降水呈正相关区域分别占总面积的50.32%,80.14%。植被显著上升的区域主要分布在海拔2800~3100 m、坡度15°~20°、坡向为北向的区域。在高程小于3200 m范围内,植被NDVI变化随高程增加呈现上升趋势,其中显著上升区域占总面积的54.37%。人类活动因素上,NDVI与人口密度、夜间灯光呈正相关区域分别占总面积的50.52%,38.53%。植被NDVI在森林、灌木、草地及建设用地上呈显著向好趋势。(3)综合偏相关性分析与地理探测器对植被NDVI变化归因分析可知,不同土壤类型上植被变化差异明显,年降雨量和人类活动是河湟谷地植被NDVI变化主要影响因素,各影响因素间存在交互作用,呈现相互增强和非线性增强关系。[结论]研究结果揭示了河湟谷地植被NDVI时空变化特征,明确了自然因素与人为因素对植被NDVI变化的驱动机制,可为未来青海省河湟谷地生态保护、建设规划以及生态工程实施提供理论支撑。 展开更多

关键词 河湟谷地 NDVI 时空变化 气候变化 人类活动 地理探测器

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晋西黄土区刺槐林典型植物蒸腾特征及其环境响应 被引量：1

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作者 党彩宇 马岚 +1 位作者 崔永生 邹春蕾 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期243-251,共9页

[目的]揭示晋西黄土区刺槐林典型植物(乔木、灌木、草本)的蒸腾耗水规律,以期明确该区刺槐人工林蒸腾耗水的主导环境因子。[方法]利用Li-6400XT便携式光合仪对植物的蒸腾过程进行测定,并同步收集土壤水分及气象因子数据,分析了刺槐林典... [目的]揭示晋西黄土区刺槐林典型植物(乔木、灌木、草本)的蒸腾耗水规律,以期明确该区刺槐人工林蒸腾耗水的主导环境因子。[方法]利用Li-6400XT便携式光合仪对植物的蒸腾过程进行测定,并同步收集土壤水分及气象因子数据,分析了刺槐林典型植物蒸腾特征及其环境响应。[结果](1)7月,刺槐(乔木)和高羊茅(草本)的蒸腾速率日变化特征呈现双峰曲线规律,杠柳(灌木)蒸腾速率日变化特征为单峰曲线;9月3种植物蒸腾速率的日变化特征均呈单峰曲线的趋势。(2)研究期间0—20 cm土层的平均土壤体积含水率在9.37%~18.09%,坡上的平均土壤含水量为12.16%,坡下的平均土壤含水量为15.41%。坡上刺槐和杠柳的蒸腾速率对土壤含水量的响应大于坡下,而高羊茅的蒸腾速率对土壤含水量的响应在坡上小于坡下。(3)在坡上,光合有效辐射是驱动植物蒸腾的主导气象因子;在坡下,刺槐、杠柳和高羊茅蒸腾的主导气象因子分别为空气相对湿度、光合有效辐射和大气CO_(2)浓度。(4)在整个研究期间建立逐步回归拟合,刺槐和杠柳建立的方程可以更准确地模拟蒸腾速率,而高羊茅效果不理想。[结论]在晋西黄土区,不同植物蒸腾特征差异明显,且各植物影响蒸腾特征的环境因子因坡位而异,在植被建设过程中应综合考虑坡位以及环境因子的作用。 展开更多

关键词 刺槐林 蒸腾 土壤含水量 气象因子 晋西黄土区

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晋西黄土区典型造林整地措施对土壤水分动态的影响

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作者 朱洪盛 赵炯昌 +4 位作者 池金洺 王子涵 王丽平 王正泽 于洋 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期996-1004,共9页

【目的】探究晋西黄土区典型造林树种和水平阶整地措施对0~180 cm土层土壤水分动态的影响,为植被恢复及流域综合治理提供参考依据。【方法】以晋西黄土残塬区蔡家川流域典型工程措施水平阶以及主要造林树种刺槐Robinia pseudoacacia和侧... 【目的】探究晋西黄土区典型造林树种和水平阶整地措施对0~180 cm土层土壤水分动态的影响,为植被恢复及流域综合治理提供参考依据。【方法】以晋西黄土残塬区蔡家川流域典型工程措施水平阶以及主要造林树种刺槐Robinia pseudoacacia和侧柏Platycladusorientalis为研究对象,于2019年5—9月生长季开展土壤水分定位监测,并采用配对试验,对自然坡面刺槐林地与侧柏林地土壤水分进行同步观测,分析不同植被和水平阶整地综合影响下的土壤水分特征及对降雨事件的响应,评价典型工程措施对不同植被土壤含水量的影响。【结果】生长季不同植被类型、水平阶整地前后的土壤含水量的变化与降雨量的变化密切相关,不同样地平均土壤含水量由高到低依次为水平阶侧柏林地(18.68%)、自然坡面侧柏林地(16.19%)、水平阶刺槐林地(16.10%)、自然坡面刺槐林地(15.42%)。较之自然坡面,水平阶整地措施能够分别提高侧柏林地和刺槐林地土壤含水量15.38%、4.41%。根据土壤水分垂直变化特征,水平阶整地可以提升土壤水分的活跃层、次活跃层深度:水平阶侧柏林地活跃层、次活跃层深度范围为0~80 cm,相对于自然坡面侧柏林地提升深度33%;水平阶刺槐林地活跃层、次活跃层深度范围为0~140 cm,相对于自然坡面刺槐林地提升深度40%。【结论】土壤含水量的动态变化与降雨量、工程措施、植被作用关系密切,水平阶是开展黄土残塬小流域生态恢复的有效工程措施,且水平阶侧柏林地提升效果要优于水平阶刺槐林地。图3表3参37. 展开更多

关键词 水平阶整地 植被类型 土壤含水量 动态变化 晋西黄土区

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红壤坡面水力与重力复合作用下的土壤侵蚀过程

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作者 张晓韩 马岚 +2 位作者 郁重 武志伟 王洁 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期54-60,共7页

[目的]土壤侵蚀是全球最主要的生态环境问题之一。分析不同条件下水力与重力复合侵蚀的水沙过程及其与砾石含量间的协同变化规律,对揭示水力与重力复合侵蚀的耦合机理具有重要意义。[方法]设置无砾石与砾石含量为40%的2种类型的土体,通... [目的]土壤侵蚀是全球最主要的生态环境问题之一。分析不同条件下水力与重力复合侵蚀的水沙过程及其与砾石含量间的协同变化规律,对揭示水力与重力复合侵蚀的耦合机理具有重要意义。[方法]设置无砾石与砾石含量为40%的2种类型的土体,通过野外人工模拟连续降雨的方法,探讨水力与重力复合作用下,砾石含量对土壤侵蚀过程的影响及其协同变化规律。[结果](1)无砾石土体在2场降雨中均未产流;含砾石土体在第1场降雨中未产流,但第2场降雨中含砾石土体在36 min开始产流,初始产流时间随降雨场次的增加基本趋于提前,变化为8~36 min。(2)含砾石土体各场降雨的总产流量分别为8.97,63.9,70.8,79.7,127.5 L;各场降雨后期产流过程基本一致,产流率均逐渐减小。(3)各场降雨的总产沙量分别为0.26,10.6,5.74,3.15,9.37 g;含砾石土体各场降雨中侵蚀速率均呈较大波动,但在降雨后期总体趋势均为减小。(4)无砾石土体在第2场降雨中发生重力侵蚀,侵蚀量为106.37×10^(3)cm^(3),沉积量为76.28×10^(3)cm^(3);含砾石土体在第3场降雨中,土体中下部发生小面积的崩塌,重力侵蚀量为6.08×10^(3)cm^(3)。[结论]研究结果可为解析水力与重力复合侵蚀营力的耦合作用机制提供理论依据。 展开更多

关键词 红壤 水力侵蚀 重力侵蚀 砾石含量 侵蚀产沙

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