黄土丘陵区藓结皮生物量测定方法及其随发育年限的变化

通过野外调查黄土丘陵区不同发育年限退耕地上藓结皮发育状况,结合室内测定,提出了藓类植物生物量测定的回归方程法.运用该方法测定了研究区9个不同发育年限藓类植物的生物量,并分析了其随发育年限的变化趋势.结果表明,研究区藓类植物个体微小,株高相同的藓类植物生物量变异很小,不同株高的藓类植物的株数与其生物量之间呈显著的线性相关关系(R2>0.96,n=7).因此,可以利用藓类植物株数与生物量之间的统计回归关系式估测生物结皮中藓类植物的生物量.用所建立的回归方程估测的研究区不同年限退耕地藓类植物生物量的绝对误差为1.3%～27.3%.研究区藓类植物生物量随结皮发育年限而变化,在退耕的前11年里,藓类植物生物量随发育年限的延长而增加,至11年时藓类植物生物量达到最大值(303.8g/m2),此后藓类植物生物量变化不大甚至还有下降趋势.

燕沟流域退耕地土壤有机碳、全氮和酶活性对植被恢复过程的响应

本文以黄土高原丘陵区陕北延安燕沟流域为例,研究了退耕地土壤有机碳、全氮和酶活性对植被恢复过程的响应。结果表明,随植被恢复年限的增加,植被盖度、多度和物种数均呈现先增加后减少然后又增加的趋势。同当年对照农地相比,随着植被恢复年限的增加,表层(0~20 cm)土壤有机碳、全氮、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均明显增加,过氧化氢酶活性随植被恢复年限的增加变化不明显。同对照农地相比,表层土壤有机碳、全氮、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性分别增加了35%~184.6%、5.7%~157.4%、89.6%~566%、32.9%~331.2%和0.18%~184.8%。表层土壤有机碳和脲酶活性对植被恢复的响应是在植被恢复初期(0~8年),随植被恢复年限的增加而增加,植被恢复8~29年期间,随植被恢复年限的增加而减少,而植被恢复29 a以后,又随植被恢复年限的增加而增加。而表层土壤全氮、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性对植被恢复的响应是在植被恢复初期(0~16年),随植被恢复年限的增加而增加,植被恢复16~29年期间,随植被恢复年限的增加而减少,植被恢复29 a以后,又随植被恢复年限的增加而增加。表层土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性与有机碳...

黄土高原典型小流域综合治理的水文生态效应(英文)

从流域产流规律及水土保持措施改变引起的土壤水分状况和流域蒸散发的变化等方面评价了黄土丘陵沟壑区泉家沟流域水土保持措施变化对流域水分生态环境的影响。结果表明:水土保持与生态建设过程改变了土地利用结构,对小流域水环境变迁具有很大的影响作用,主要表现在:减少地表径流量,径流模数1996～2000年平均较1980～1985年减少了36.1%;不同治理措施土壤水分状况不同,灌木林地、人工草地和乔木林地均存在深度和厚度不等的土壤"干层";不同地貌部位土壤储水差异很大,阴坡的水分环境优于阳坡,沟底优于峁顶,缓坡优于陡坡;林草措施对流域总蒸散量起着决定性作用,1991～1995年流域林草地面积达到最大,总蒸散量也达到最大,与治理初期相比,总蒸散量累计增加了56.3mm。

黄土丘陵沟壑区退耕地植被自然恢复过程——以吴起县双树沟流域为例

采用TWINSPAN分类法对黄土丘陵沟壑区吴起县双树沟流域30个自然恢复草地植被进行分类,并对分类后各植被群落特征和地上生物量进行统计分析。结果表明:在自然恢复条件下,随着退耕年限的不断增加,退耕地植被自然恢复依次经历了猪毛蒿群落—赖草+长芒草群落—赖草+铁杆蒿群落—铁杆蒿群落—铁杆蒿+茭蒿群落5个发展阶段,地带性植被类型铁杆蒿+茭蒿群落在研究区内开始出现,并且已经占有一定优势;随着退耕地植被自然恢复的不断进行,Margalef等丰富度指数以及Shannon-wiener等多样性指数、Pielou等物种均匀度指数和地上生物量都呈现出先减小后增大的发展趋势;在植被自然恢复的稳定阶段,虽然物种丰富度指数和物种多样性指数有一定的增加,但是相对恢复初期来讲还是有所下降,并且有达到与初期相当水平的趋势;物种丰富度指数均在第1恢复阶段最大,而均匀度指数Jsw以及Shannon-wiener指数在第5恢复阶段最高。随着退耕地植被自然恢复的不断进行,植被群落总盖度随着退耕年限的延长而不断增大。

陕北黄土丘陵沟壑区土地利用景观格局动态变化特征分析

以位于典型黄土丘陵沟壑区的延安赵庄村为例,选取多样性、优势度、均匀度、破碎度和偏离度等主要指标,对村庄尺度上的土地利用景观格局动态变化进行分析研究。结果表明:1)研究期间,研究区景观斑块数与景观斑块密度增加,而平均斑块面积减少;2)研究区2个时期的景观异质性差异显著,景观指数变化表现为:优势度指数与偏离度指数减小,多样性指数、均匀度指数和破碎度指数都有不同程度的增大;3)6年来,随着退耕还林(草)政策的实施,研究区土地利用景观格局有了较大变化,生态环境整体状况趋于改善,农民收入有所增加,产业结构趋向合理,其中,工副业比例增大与种植业、养殖业、果菜比例减小是研究期间农民收入构成的主要变化特点,农民收入以工副业、果菜为主。

延安燕沟流域次降雨泥沙来源分析

延安燕沟流域属于水土流失治理的重点区,退耕还林(草)措施引起的生态环境改善和经济发展带动的山区道路建设压力对本地区侵蚀环境和侵蚀动力机制产生了巨大影响,坡面水土流失与道路水土流失对比关系发生了新变化。在坡面侵蚀得到初步治理的新环境下,道路侵蚀则上升为主要地位。依据燕沟流域2005年7月2日的5年一遇暴雨引起的不同土地利用类型下的侵蚀产沙监测结果,结合流域卡口站测得的流域产沙总量,分析各土地利用类型产沙量对流域总产沙量的贡献,并依据流域土地利用的演变,反演林草植被恢复与道路建设对流域泥沙来源的作用。研究结果表明:在次降雨条件下,道路的产沙强度为支道山路500 t/km2、干道山路3 163 t/km2、运油道路1万3500 t/km2,而农、林、草地的产沙强度为6~184 t/km2;道路产沙强度远大于农、林、草地的产沙强度:占流域面积1%的道路产沙量占总产沙量的42.3%,占流域面积70.5%的草地、灌木林地产沙量仅占流域的26.7%。退耕还林(草)措施使流域坡面产沙量大为降低,流域产沙量减少41.2%,但由于道路产沙量增加,抵消了减沙效益的58.0%,因此,黄土丘陵区植被恢复后,应将水土流失治理重点放在防止...

黄土高原丘陵沟壑区沟道水资源利用模式初探

黄土高原丘陵沟壑区干旱缺水 ,要让有限的水资源支撑当地的生态农业建设 ,就要高效利用有限水资源 ,提高单位水的利用效率。通过在延安市燕儿沟的生产实践证明 ,在沟道中兴建截潜流工程 ,引水上山 ,发展坡地果园和保护地蔬菜微灌 ,是高效利用当地有限水资源的一种重要模式 ,很有推广价值

黄土丘陵区不同土地利用方式土壤团粒结构分形特征

土壤团粒、水稳性团粒和微团粒状况是影响土壤结构和性质的重要因素。运用分形理论研究黄土丘陵区纸坊沟流域7种不同土地利用方式土壤团粒结构的分形特征。结果表明:表层土壤团粒的分形维数在1.641~2.114之间,其大小顺序为人工草地>果园>坡耕地>乔木林地>灌丛>天然草地>人工梯田。土壤水稳性团粒的分形维数在1.774~2.384之间,其变化顺序为果园>乔木林地>人工草地>坡耕地>天然草地>人工梯田>灌丛,二者均表现出≥0.25 mm粒级土壤团粒含量越低,分形维数越高的规律;分形维数与≥5 mm、5~2 mm和≥0.25 mm粒级的土壤团粒、水稳性团粒呈极显著负相关(P<0.01),与<0.25 mm粒级的呈极显著正相关(P<0.01);结合团粒结构体破坏率可知,灌丛土壤结构与稳定性最好,其次为天然草地,人工草地最差;表层土壤微团粒结构分形维数在2.360~2.487之间,大小顺序为天然草地>乔木林地>坡耕地>人工梯田>人工草地>果园>灌丛,灌丛有助于促进土壤微结构形成,分形维数与0.25~0.05 mm和>0.001 mm粒级土壤微团粒含量呈极显著负相关(P<0.01),与<0.001 mm粒级土壤微团粒含量呈极...

黄土丘陵区土壤团聚体分形特征及其对植被恢复的响应

采用计算分形维数的方法,对黄土丘陵区典型草原带土壤团聚体的分形特征及其对植被恢复的响应进行研究。结果表明:1)在植被恢复初期,土壤>10 mm粒级的团聚体含量在0~20和20~40 cm层次均较高,含量为331.4~525.6 g/kg。随植被恢复年限增加,10~7、7~5、5~3、3~2、2~1 mm粒级的团聚体绝对含量下降差异不明显。1~0.5、0.5~0.25和<0.25 mm小粒级土壤团聚体含量,在植被恢复初期(7 a)较高。2)随着植被恢复年限增加,土壤>5 mm粒级的水稳性团聚体含量相对下降很快,恢复7 a之后,大粒级土壤团聚体表现为上层含量比下层含量低的趋势。相对于干筛结果而言,土壤水稳性团聚体的粒径分布更为均匀、稳定,恢复7 a之后的土壤>0.25mm团聚体含量占到40%~50%,而>5 mm的土壤团聚体则占10%~23%。植被恢复过程中,土壤团聚体由大的团块向小颗粒的土壤团聚体转换,粒径分布更为均匀,土壤结构逐渐改善。3)不同恢复年限土壤团聚体分形维数变化范围为表层2.75~2.86,表下层2.77~2.89,变化范围小,20~40 cm土层的分形维数大于0~20 cm,恢复植被可使土壤分形...

黄土丘陵沟壑区不同植被类型的水土保持功能及养分流失效应

对黄土丘陵沟壑区安塞水土保持试验站3种草本、3种灌木、3种乔木、1种农田共计10种植被类型径流小区进行径流和侵蚀泥沙观测,并分别分析其养分含量,研究黄土丘陵区不同植被类型水土保持功能及养分流失效应。结果表明,乔、灌、草植被类型的水土保持功能相对农田较好,在径流和土壤养分流失方面相对农田较少。因此,该地区要注意建设和恢复草、灌植被,使之尽快起到水土保持作用,近而减少土壤养分流失。

黄土丘陵区退耕地土壤水分入渗特征及影响因素

为评价退耕还林(草)工程的成效及认识下垫面改变对土壤水文过程的影响,采用圆盘入渗仪以4、6、8年退耕地为对象,长芒草草地为对照在黄土丘陵区分层(表层、20 cm、40 cm)研究退耕地土壤水分入渗特征,并探讨其影响因素。结果表明:1)较短年限退耕地表层土壤入渗能力较天然草地差,而下层入渗能力较天然草地强;2)退耕地下层的初始入渗速率是表层的1.2~1.4倍,稳定入渗率是表层的1.9~2.8倍,饱和导水率是表层的1.9~3.0倍;3)随着退耕年限增加,表层土壤入渗能力下降,而下层入渗能力增强;4)土壤结皮阻碍退耕地表层土壤的入渗。

子午岭森林群落土壤水分与生物量关系研究

通过对黄土丘陵区子午岭北部山杨林、白桦林、油松林和辽东栎林植被群落特征的分析,研究了植被演替过程中土壤水分和生物量的变化及其相互关系。结果表明,在植被正向演替过程中,土壤含水量随植被正向演替而逐渐减少,土壤含水量的大小顺序依次为山杨>白桦>油松>辽东栎;土壤含水量对树枝和树干生物量的影响较大,立地条件致使各林分地上生物量发生明显变化;在林龄差距不大的条件下各林分平均单株生物量的大小关系为辽东栎>白桦>山杨>油松。

黄土丘陵沟壑区乔灌木植物系数计算与适应性评价

利用长期定位试验资料,研究了黄土高原丘陵沟壑区乔木和灌木植物系数的计算方法,比较了两种代表性乔木(榆树和小叶杨)和两种代表性灌木(柠条和沙棘)的实际蒸散量和生育期土壤平均含水量的差异,分析了土壤含水量变化对植物根系吸水和土壤水分有效性的影响。结果发现:该地区灌木的实际蒸散量小于乔木,但同类植物的实际蒸散量没有显著差异;土壤含水量柠条最高,沙棘最低;榆树植物系数最小,柠条其次,沙棘最大,但榆树和小叶杨的土壤水分有效性高,耗水量大,所以灌木较适于该区生长。

侵蚀环境撂荒地植被恢复与土壤质量的协同效应

探索黄土丘陵区退耕撂荒地植被恢复与土壤相关要素的关系,为生态恢复重建决策提供理论依据。【方法】以中国科学院安塞水土保持实验站墩山退耕不同年限的撂荒地为研究对象,通过植被群落特征调查和土壤质量测试分析等,运用相关和回归分析方法对植被恢复过程中植被与土壤质量的协同效应研究。【结果】在其恢复过程中,植被地上生物量与植被覆盖度呈正相关,它们与土壤容重呈负相关,而与土壤大团聚体、水稳性大团聚体、有机质含量、全氮含量、水解氮含量、速效钾含量、微生物量(C、N、P)以及土壤呼吸强度之间呈正相关,与土壤全磷、速效磷含量无显著相关性。同时,植被地上生物量和植被覆盖度与土壤抗蚀性关系密切,它们与表示土壤抗蚀性能的土壤团聚度、结构系数之间呈正相关,与土壤分散系数、结构体破坏率之间呈负相关。土壤容重与土壤大团聚体、水稳性团聚体含量之间呈负相关,土壤大团聚体含量与水稳性团聚体含量之间亦呈正相关。黄土丘陵区退耕撂荒地植被恢复过程中,土壤质量得到不断恢复提高,并能促进植被的生长繁衍,推动植被恢复演替进展,植被恢复健康和演替的同时,亦进一步推动土壤质量的改善提高,二者之间表现为正向互作效应。

黄土丘陵沟壑区山坡道路防蚀措施初步研究

山坡道路连接农田、果园 ,对山区经济发展有重要作用。黄土高原山坡道路存在严重的水土流失 ,侵蚀方式主要有沟蚀、泻溜、崩塌、陷穴、悬沟侵蚀与滑坡等。山坡道路网应按照小流域综合治理规划合理布置 ,其主要防护措施 :①修筑梯田 ,防止坡面径流冲刷道路 ;②将路面整修成拱形以分散径流 ;③在道路内侧修蓄水窑窖 ,拦蓄径流 ;④路面及边坡栽植草灌 ,防止雨水冲刷