元谋干热河谷1988—2022年参考作物蒸散量的演变趋势及其影响因素

为研究元谋干热河谷地区参考作物蒸散量的变化及其影响因素,以元谋干热河谷1988—2022年气象站点逐日气象数据为基础,采用敏感度分析、贡献率分析、主成分分析、通径分析、分层聚类分析、灰色关联度等定量和定性的方法分析元谋干热河谷参考作物蒸散量变化规律及其影响因素。结果表明:近35 a,元谋干热河谷年度、旱、雨季参考作物蒸散量均呈显著上升趋势(Z>1.96),每10 a增幅分别为18.663、3.903、14.761 mm,增幅表现为雨季大于旱季,2008年既是年度参考作物蒸散量转折点也是突变点,旱、雨季的参考作物蒸散量无突变点;主成分分析结果显示,根据综合得分系数和权重对8个气象因子进行排序,从大到小依次为,日最高气温、日平均气温、日相对湿度、日照时间、日最低气温、日平均风速、日平均降水、实际水汽压;聚类分析结果将8个气象要素划分为6类,灰色关联度值计算结果与主成分分析结果一致,灰色关联度和主成分分析互相验证;元谋干热河谷的年度参考作物蒸散量主要受到日最高气温的影响,而在不同季节,参考作物蒸散量的主导因素不同。

1956—2019年元谋干热河谷潜在蒸散发的变化及影响因素

为探究元谋干热河谷地区潜在蒸散发变化特征及其影响因子,通过应用彭曼蒙特斯模型、曼-肯德尔突变检验、气候倾向率和距平相关方法,分时段分析1956—2019年逐日气象要素值。结果表明:元谋干热河谷地区潜在蒸散发整体呈极显著下降的趋势,年度潜在蒸散发在1982年发生突变;各季潜在蒸散发变化明显,变化速率从大到小依次为3—5月、12月—次年2月、6—8月、9—11月;除1956—1982年12月—次年2月,1982—2019年9—11月、12月—次年2月潜在蒸散发有所增长外,剩下时段都呈减少趋势,1982年为各季的突变点。潜在蒸散发转折点为1982年;1982年前,年度潜在蒸散发距平占主导;1982年后,负距平占据主导,2008、2015年发生两次较大的波动。元谋干热河谷地区年潜在蒸散发变化主要取决于日照时间、气温和平均相对湿度;各季潜在蒸散发主要是由各气象要素共同作用的结果,且具有季节性差异;1982年以前,6—8月、9—11月潜在蒸散发的减少和12月—次年2月潜在蒸散发的增加仅与平均风速的减弱有关。

元谋干热河谷区退化坡地土壤裂缝形态发育的影响因子

土壤开裂影响土体内水分散失、溶质运移及土体结构,是元谋干热河谷坡地退化的一个重要过程及特征。该文通过对元谋干热河谷退化坡地典型土壤裂缝样方的实地调查及数据的室内分析,系统分析了土壤理化属性对裂缝发育程度的影响。研究结果表明:1)土壤裂缝发育程度与土壤黏粒含量、土壤胀缩度、土壤容重呈正相关,与土壤有机质含量、土壤总孔隙度呈较弱的负相关;2)土壤裂缝发育程度的首要影响因子是土壤结构性因子(土壤容重、总孔隙度和黏粒含量),其次为土壤胀缩度,然后是土壤有机质。该研究可为进一步研究土壤开裂导致的土地退化过程奠定基础,为制定开裂土体的改良措施提供参考。

元谋干热河谷冲沟集水区土壤入渗性能及其影响因素

试验研究元谋干热河谷冲沟沟头集水区5种土地覆被类型的土壤入渗特征及其影响因素。结果表明:(1)冲沟沟头集水区不同覆被类型下土壤入渗性能存在较大差异。裸地A(地表无铁锰胶膜)和裸地B(地表有铁锰胶膜)的入渗性能远远低于印楝林地、耕地和草地的入渗性能,这可能是导致裸地A、裸地B所在沟头发育仍然活跃的原因之一;(2)3种公式拟合效果以通用经验公式为最佳,拟合结果表明,初始入渗速率和稳定入渗速率均按照印楝林地>耕地>草地>裸地A>裸地B的顺序递减;(3)相关分析表明,土壤砂粘比、总孔隙度、毛管孔隙度、容重均与各土壤入渗性能指标呈显著的相关关系,但非毛管孔隙度、有机质含量、初始水分含量与入渗性能指标相关性不显著。主成分分析也表明,土壤容重、毛管孔隙度和砂粘比是影响该区土壤入渗性能最重要的3个因子。

元谋干热河谷冲沟区植被对微地形的响应

微地形是影响植被分布格局及多样性的重要因素。在元谋干热河谷冲沟区采集了1 236组"土壤-坡度-坡向-植被盖度-物种多样性"数据,运用统计学方法研究了坡度和坡向这两个地形因子对干热河谷植被盖度及其多样性的影响。结果表明:在元谋干热河谷冲沟区,植被盖度呈现出随坡度增大而减小的趋势,变性土区域活跃性冲沟坡面上有无植被生长的临界坡度是50°,而燥红土区域稳定性冲沟的临界坡度为65°;受人类活动影响强烈的沟坡区植被生长的临界坡度是45°,影响较轻微的近自然状态沟坡区的临界坡度是65°;植被盖度分布和植被种类的优势方向同为东北向,平均盖度为40%,西北向为28%,西南为20%,东南为21%;植被种类东北向平均为1.8,西北向为1.4.西南向为1.0,东南向为0.5。研究元谋干热河谷典型立地条件下植被对冲沟微地形条件的响应,可以为本区生态恢复提供科学指导。

元谋干热河谷区生态环境变迁探讨

干热河谷是我国西南地区特殊的生态环境类型，分析了云南元谋干热河谷地质历史时期的生态环境演变及５０年代以来人类活动对环境变化的影响，提出了该区生态环境的整治对策。

元谋干热河谷区森林消长与生态环境变化研究

在元谋干热河谷区 ,森林覆盖率 195 0年为 12 8%、1973年为 6 3 %、1985年降至 5 2 %、1993年升至5 8%。而人类的社会、经济活动 ,是导致森林面积消长的主要原因。森林面积增减 ,是生态环境向良性或恶性方向转变的关键所在 。

元谋干热河谷降雨、温度、蒸发量的监测分析

以元谋的苜林大黑山项目点为观测点,对其2002年7月至2004年4月的降雨量、气温极值与地表温度极值、蒸发量进行了观测分析,得出了这些指标在观测时段内的分异状况及其变化规律,以此表明了元谋干热河谷区的干、热气候特点。

元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因

元谋干热河谷冲沟极为发育,发达的冲沟网络不但蚕食耕地,还产生大量泥沙,并加剧面蚀的发育发展,加速土地退化进程。在干热河谷开展冲沟侵蚀研究对于该区经济的可持续发展及江河泥沙的控制意义深远。采用野外实地调查、文献资料综合分析的方法,对元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因进行了研究。结果表明:1)元谋干热河谷冲沟具有"沟壁陡立、沟谷深壑、活跃沟头常呈上凸下凹状"等形态特征;2)岩层结构、气候降雨、土壤属性是导致该区冲沟发育的主要原因。在此基础上指出,未来干热河谷冲沟侵蚀研究重点应集中于冲沟形态监测方法、冲沟发育过程及机制、冲沟产沙效应及人类活动对冲沟发育的影响等方面。

元谋干热河谷退化坡地罗望子人工林水土保持效益

元谋干热河谷典型区具有北热带温度条件和长达半年以上的干季时间 ,植被生态系统具有破坏容易恢复难的特点。经广泛的资源调查 ,选择罗望子作为治理退化坡地的先锋树种进行人工栽培。结果表明 :罗望子不仅是一种经济林木 ,而且具有水土保持、改良土壤、调节气候等生态效益功能。

元谋干热河谷区旱坡地生态农业模式的水土保持效益研究

对元谋干热河谷区4种旱坡地生态农业模式的水土保持效益进行了系统的研究。结果表明:与对照模式“罗望子+裸地”相比,建立的4种模式均体现了良好的水土保持效果,其中,“罗望子+木豆+柱花草”模式截持降雨,增加地表盖度,改善土壤物理性状,提高蓄水保水能力,防治水土流失效果最佳,其余3种模式均有明显的生态效益。根据需要,若重新对套入模式的主栽灌草层作物进行科学合理的搭配,重建后的优化复合生态农业模式,无论是生态效益,还是经济和社会效益都将得到充分的体现。

元谋干热河谷冲沟沟头径流水动力学特性及产沙效应初探

采用原位放水冲刷试验研究不同放水流量下元谋干热河谷冲沟沟头径流水动力学参数、径流泥沙含量和沟头土壤侵蚀量的变化特征,进一步探明沟头的产沙效应。结果表明:(1)各试验流量条件下,1号沟头(沟壁无内凹洞)、2号沟头(沟壁有内凹洞)的集水区、沟床径流雷诺数均远大于500,处于紊流状态,弗罗德数均大于1,处于急流状态;2个沟头的集水区、沟床阻力系数(f)随放水流量增加而减小,径流侵蚀力(径流剪切力、水流功率、单位水流功率)随放水流量增加而增大。(2)相同径流条件下,1号沟头(沟壁无内凹洞)径流泥沙含量和土壤侵蚀量都大于2号沟头(沟壁有内凹洞),表明相同条件下,冲沟沟壁内凹洞的形成起始阶段比沟壁内凹洞后续发育阶段更活跃。(3)冲沟沟头土壤侵蚀量与径流能量损耗、雷诺数、弗罗德数、剪切力、水流功率、单位水流功率呈正相关关系,与径流阻力系数(f)呈负相关关系。

跌水高度对元谋干热河谷冲沟沟头侵蚀产沙特征的影响初探

元谋干热河谷冲沟侵蚀强烈,以沟头溯源侵蚀过程为主,陡立沟壁跌坎是活跃沟头的重要形态特征之一。采用野外原位放水冲刷试验,研究了25和50 cm两种不同跌水高度对侵蚀产沙过程的影响。结果表明:2种跌水高度下,(1)径流跌水冲刷力差异显著。跌水势能转化量平均值分别为4.89和9.78 J s-1,跌水剪切力平均值分别为25.9和53.5 Pa,均呈现倍数关系。(2)跌穴发育形态特征及下游侵蚀量差异大。2个小区跌水最大下切深度分别为7.38和7.50 cm,平均下切深度分别为3.87和5.16 cm;沟头沟壁及下游沟床部位侵蚀量累积贡献平均为41%和54%。(3)径流含沙量差异显著(p<0.1)。整个试验中2个小区径流平均含沙量分别为7.51和18.76 g L^(-1),且径流经过沟壁跌坎后,含沙量分别平均增大6.25和25.49 g L^(-1)。初步认为沟壁跌坎高度差异影响径流冲刷力及其侵蚀产沙特征,但仍需进一步开展更多跌坎高度下的相关研究,为干热河谷区冲沟沟头溯源侵蚀动力学机制研究提供补充。

元谋干热河谷不同岩土组成坡地桉树人工林生长特征初步研究

在元谋干热河谷桉树人工林内设置 14个样方 ,对干热河谷桉树的生长特征进行了生态学研究。结果表明 ,坡地类型和地表侵蚀状况是影响干热河谷林木生长的主要立地因素之一。土壤入渗能力强的石质山地有利于高大乔木的生长 ,桉树人工林生长快 ,种群生物量高 ,而侵蚀严重的泥质山地则相反 ,不利于高大乔木的生长 ,桉树人工林生长差 ,种群生物量低。生长状况的差异导致桉树在不同坡地类型上生长潜力差异很大 ,桉树在谷地、石质山地和侵蚀严重的泥质山地上的树高和茎粗分别能长到 2 8m和 6 2 cm,14～ 2 3m和 2 4～ 51cm,8～ 14m和 7～ 13cm。

云南元谋干热河谷生态环境退化及恢复重建试验研究

干热河谷是我国西南地区的一种特殊生态类型 ,元谋干热河谷是金沙江干热河谷的典型代表 .该区气候炎热干燥、植被稀疏、生态环境脆弱 ,加之人类活动的干扰 ,生态环境退化严重 . 1992年以来 ,我们对该区的生态环境退化状况进行了研究 ,并进行了复合生态模式、岩土性质与土壤水分、植被恢复、农 (林 )业节水技术试验研究和推广 .

元谋干热河谷桉树人工林生物量初步研究

干热河谷人工林生长缓慢 ,林分结构简单 ,群落生物量较低。地面物质组成和地表侵蚀状况是影响干热河谷林木群落生物量的主要立地因素之一 ,土壤入渗能力强的石质山地有利于高大乔木的生长 ,桉树人工林生物量高 ,而侵蚀严重的泥质山地则相反 ,不利于高大乔木的生长 ,桉树人工林生物量低。

元谋干热河谷8种植被类型的林地土壤特性研究

通过对元谋干热河谷区加勒比松人工林、加勒比松＋车桑子人工混交林、山合欢天然更新林、车桑子＋山毛豆人工混交林、桉树人工林、草地、荒坡、膨胀土8种植被类型林地1m土层内不同层次雨季（8月2日～9月2日）土壤水分含量的分析研究得出：在雨季8种植被类型林地土壤的水分含量均较低，因其土壤的物理性能较差，故蓄水保水能力也较差；各植被类型林地土壤的有机质、养分含量均极低，按照土壤养分含量分级标准，各植被类型林地土壤的养分含量均在6级以下。元谋干热河谷区林地土壤的贫瘠特性致使林木长势较弱，是造成其植被恢复困难的一个原因。

8份圭亚那柱花草在元谋干热河谷的引种研究

以中国热带农业科学院已选育成功的热研5号柱花草作对照,对2003年引进的8份圭亚那柱花草种质资源进行比较试验研究。结果表明:参试的柱花草材料在本区均能安全越冬,正常生长。总体看所有参试种叶量比茎多,品质好。按粗蛋白质含量分等级,参试材料中,等级处于上而且比热研5号高的种质有4个,比热研5号草低的有2个。其中GC1557柱花草的干草产量最高,显著高于热研5号,干草产量为17 784.7 kg/cm2/a,综合性状较好,可在云南干热河谷区推广应用。M ineirao柱花草旱季干草产量最高,是全年的13.80%,具有较强的抗旱能力,可作为旱地种植的材料之一。种植柱花草1年,试验地土壤养分均有明显提高,表明柱花草的根瘤可以固氮,种植柱花草能提高土壤肥力,改良酸性土壤。综合评价认为,柱花草是适应本区种植的优良牧草。

元谋干热河谷旱坡地复合生态农业模式效益研究初评

对元谋干热河谷区4种旱坡地生态农业模式进行连续2a的定位监测,研究各种模式的生态、经济和社会效益。结果表明:与对照模式罗望子+自然草被相比,建立的4种模式均有一定的培肥、改土效果,其中,以豆科牧草为主的罗望子+木豆、罗望子+木豆+柱花草、罗望子+木豆+绿肥3种模式的效果明显优于以禾本科牧草为主的罗望子+象草模式;4种模式均能在旱季提高土壤含水量,明显改善局地小气候;同时,产生良好的经济和社会效益。

金沙江流域元谋干热河谷人工酸角林地铺地木蓝引种研究

针对金沙江流域元谋干热河谷退化旱坡山地环境人工经济林行间少优良草被覆盖问题,在乡土酸角Tamarindusindicalinn人工经济林6m×8m行间,开展了铺地木蓝IndigoferaendecaphyllaJacq适应引种栽培和生物量产出研究。测定其扦插出苗率、生根期、生长速度、株高、产草量、枯落物量和种子产量等指标,观察其抗逆性能,结果表明:铺地木蓝在金沙江干热河谷乡土酸角人工经济林行间适应性较好,具有速生、覆盖力强、耐瘠、耐旱、不攀缘和缠绕客体特点;全生育期内可刈割2次,留茬15cm,地面生物产量达31 5～40 5t/hm2;未刈割3年生铺地木蓝地面枯落物为6 3t/hm2,可采收种子968 8kg/hm2;适宜作为干热区退化旱坡山地人工经济林果行间覆盖作物推广,但规划种植时宜重视低温对其危害。