南方红壤丘陵区马尾松林下水土流失现状、成因及防治

马尾松林下水土流失已经成为南方红壤丘陵区水土流失治理一个亟待解决的问题。在分析南方红壤丘陵区马尾松林下水土流失现状及特点的基础上,从马尾松林下植被状况、人为干扰、地形、降雨侵蚀力、土壤性状等方面综合探讨了马尾松林下水土流失的成因。认为:林下植被匮乏是造成马尾松林下水土流失最主要和最直接的原因;掠夺性人为干扰是造成马尾松林下水土流失的根本原因;破碎的地形、较高的降雨侵蚀力和土壤可蚀性则为林下水土流失的发生提供了有利条件。同时总结了诸如微地形改造、林下补植、封禁保护等马尾松林下水土流失治理的成功经验,以期为今后马尾松林下水土流失治理提供参考。

红壤侵蚀地马尾松林恢复后土壤有机碳库动态

运用RothC(version 26.3)模型,并结合"时空代换法"对长汀河田红壤侵蚀退化地马尾松人工恢复后林地表层(0—20cm)土壤有机碳库的动态变化进行了反演和预测,研究结果表明:RothC 26.3模型的模拟结果能够较好地反映红壤侵蚀地植被恢复过程中土壤有机碳的变化趋势;RothC 26.3模型适用于中亚热带季风气候条件下马尾松林地土壤碳库的动态模拟;侵蚀退化地在马尾松林建植后,林地表层土壤碳吸存速率以非线性的形式上升,并在15—25a时间内达到最大,马尾松恢复后前30a林地土壤平均碳吸存速率约为0.385 tC.hm-.2a-1,自马尾松建植后演替至当地顶级群落(次生林)全过程中平均碳吸存速率约0.156 tC.hm-.2a-1;根据模拟结果得到的拟合方程,计算得到研究区红壤侵蚀退化地的碳饱和容量约为36.85 tC/hm2,固碳潜力约为33.26 tC/hm2。

南方红壤侵蚀区马尾松林下植被恢复限制因子与改造技术

林下植被匮乏是南方红壤丘陵区退化马尾松林生态系统普遍存在的一个突出问题。恢复退化马尾松群落的林下植被对于扭转该地区低效马尾松林的逆向演替,改善当地生态环境具有重要意义。分析了马尾松林下植被匮乏的主要成因,并从土壤养分、土壤物理性状、夏季高温和季节性干旱、土壤酸化和人为干扰等方面综合探讨了林下植被恢复的主要限制性因素。从如何控制林地水土流失,改良退化林地土壤及减少人为干扰3个方面提出了退化马尾松林下植被恢复的对策。总结了到目前为止林下植被恢复较为成功的几种模式,以期为今后南方红壤侵蚀区退化马尾松林的改造和修复提供参考。

百喜草治理对退化红壤生态系统碳库及分配的影响

侵蚀退化红壤植被恢复后生态系统碳库变化的研究对全面认识生态恢复的作用以及碳汇经营具有重要意义.试验地位于福建省长汀县河田镇,本文以采用种植百喜草治理侵蚀退化地上典型"小老头"马尾松林(百喜草治理地)为对象,以相邻的未治理地为对照,研究生态系统及其各个分室碳库的变化.结果表明:侵蚀地种植百喜草治理后生态系统、乔木层及土壤层碳库均显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于对照地,分别是对照的2.32倍、5.23倍和1.81倍.乔木层各器官碳贮量均显著高于对照地(P<0.05),其中树干碳贮量增量最大.与对照地土壤相比,表层0～20 cm土壤碳贮量增量高达5.84 t.hm-2,同时土壤深层(20～100 cm)碳库增量(6.04 t.hm-2)与其相当.对照地的土壤碳库占生态系统碳库的比例为70.88%,而百喜草治理地的土壤碳库所占比例下降至55.28%,表明侵蚀地种植百喜草治理后生态系统碳库分配趋于合理.因此,从森林碳汇与可持续经营角度出发,种植百喜草治理侵蚀退化红壤是一项可行有效的措施.

流域基流氮磷流失的非点源污染定量研究

利用数字滤波技术,在结合基流营养物负荷量消退过程和气象因子影响分析的基础上,提出并建立了基流营养物日负荷量分割的递归滤波算法,对浙江嵊州长乐江流域基流氮磷流失进行定量分析。结果表明,基流总氮(TN)日负荷量模拟值的R2为0.86,模拟效率系数NSE为0.72;基流总磷(TP)日负荷量模拟值的R2为0.65,NSE为0.63。用该方法对长乐江流域2003—2012年基流养分流失量的定量分析结果表明,全流域TN和TP年平均基流流失量分别高达1 317.6t(15.25kg/hm2)和51.8t(0.60kg/hm2),占该流域平均TN和TP总径流流失量的61.82%和56.92%。随着降雨量的增加,长乐江流域近年来的基流TN和TP流失量均呈现出极显著的上升趋势,已经成为河流非点源污染不可忽视的重要污染源。

土壤调查与制图课程教学探索与实践

《土壤调查与制图》是与发展农林业生产密切相关的一门学科,是农业资源环境专业课程体系的重要组成部分。通过对土壤调查与制图课程的创新性改革和探索,通过运用网络教学、深化课程体系改革、丰富土壤调查与制图课程内容,以增强学生的学习兴趣、提高学生的理论和实践能力,为国家和社会输送更多符合时代需求的高质量人才。

青山湖流域景观格局对河流氮磷营养盐影响的时空尺度效应

景观格局对水质的影响具有时空尺度依赖性,然而不同空间尺度下景观组成、景观配置及景观坡度对季节性水质的影响程度仍然不甚明了.基于青山湖流域26个监测点的总氮、总磷、硝态氮和铵态氮数据,采用景观格局分析、冗余分析和偏冗余分析方法定量景观格局对河流氮磷营养盐影响的时空尺度效应.结果表明:(1)子流域尺度内景观格局对河流氮磷浓度的解释力比在缓冲区尺度上高6.8%~8.4%,且这种作用在干季更明显.(2)在子流域尺度,林地占比和居民地的散布分裂程度对河流氮磷浓度影响较大;而缓冲区尺度上,农田和居民地分布的坡度以及林地斑块的聚集度是影响氮磷浓度的关键因子.(3)景观配置对河流氮磷浓度变化的独立贡献率(20.1%~36.5%)高于景观组成(4.1%~14.5%)和景观坡度(5.5%~23.7%)的独立贡献率,且景观配置对河流氮磷浓度影响随季节变化的敏感度最高,而景观坡度对河流氮磷浓度影响具有更高的空间尺度敏感性.因此,通过景观格局调控非点源污染应从多尺度角度考虑.研究结果可从宏观上为制定以非点源污染控制为目标的景观格局优化措施提供科学依据.

千岛湖地区上梧溪流域地表径流非点源氮污染分类识别

非点源污染的准确定量是流域非点源污染控制和治理的基本前提和重要保障.在综合考虑基流非点源污染的前提下,对传统输出系数模型(ECM)进行优化和改进,建立以周为时间步长的输出系数模型(IECM),实现上梧溪流域不同土地利用类型地表径流非点源总氮(TN)污染更加准确的定量识别.结果表明,IECM可以有效实现该流域TN负荷的模拟定量,校准期与验证期的纳什系数(NSE)分别为0.82和0.77,R^(2)分别为0.87和0.84.基于IECM得到的上梧溪流域2020年11月至2021年10月地表径流和基流的TN输出强度分别为5.74 kg·(hm^(2)·a)^(-1)和9.85 kg·(hm^(2)·a)^(-1),分别占总径流负荷的36.80%和63.20%.相较于IECM,ECM由于未考虑基流对非点源污染的贡献,其估算的地表径流TN负荷量较IECM高54.21%.显然,直接将基流非点源污染归结于地表径流将导致地表径流负荷输出强度的严重高估.基于IECM计算得到的上梧溪流域水田、草地、林地、旱地和人居地的以地表径流形式输出的非点源污染TN输出强度分别为10.95、5.42、5.20、12.34和2.77kg·(hm^(2)·a)^(-1),上述各地类产生的地表径流TN负荷量占总径流负荷的比例分别为5.80%、4.00%、26.55%、0.38%和0.03%.因此,该流域今后非点源氮(N)污染的治理应重点围绕流域地下水非点源的污染防治与管理,以及对耕地(水田和旱地)地表径流非点源污染负荷输出的控制.

千岛湖地区上梧溪流域基流磷输出定量研究

基于双参数递归数字滤波(ERDF)、LOADEST模型和遗传算法,建立一种递归滤波基流负荷分割算法(RFLSA),对千岛湖地区上梧溪流域的基流总磷(TP)负荷进行分割定量.结果表明:利用遗传算法对双参数滤波日尺度退水常数和最大基流指数(BFI_(max))进行同步优化,可以有效提高ERDF基流分割结果的准确性和可靠性(NSE=0.92,RSR=0.29,R^(2)=0.92);以此为基础建立的RFLSA能够实现上梧溪流域基流TP负荷的准确定量(NSE=0.79,RSR=0.46,R^(2)=0.95),可以作为流域尺度上基流非点源污染定量评价的一种有效方法;2020年11月—2021年10月,上梧溪流域以基流形式输出的TP负荷量为0.167 kg·hm^(-2),占总径流负荷量(0.302 kg·hm^(-2))的比例高达55.30%.基流已经成为上梧溪流域非点源TP的主要输出途径,是该地区地表河流水体一个不容忽视的重要污染源.

太湖流域上游南苕溪水系夏秋季水体溶存二氧化碳和甲烷浓度特征及影响因素

内陆水体是重要的活性碳(C)汇和温室气体潜在排放源.为查明太湖流域上游南苕溪水系夏秋季水体溶存二氧化碳(CO_(2))和甲烷(CH_(4))浓度特征及影响因素,于2019年7~11月进行水样采集,采用水-气顶空平衡-气相色谱法测定水体溶存CO_(2)浓度[c_(obs)(CO_(2))]和CH_(4)浓度[c_(obs)(CH_(4))],同步测定水体物理化学指标,分析水体c_(obs)(CO_(2))和c_(obs)(CH_(4))变化的主要影响因素.结果表明,观测期内南苕溪水体c_(obs)(CO_(2))及其饱和度[R(CO_(2))]和c_(obs)(CH_(4))及其饱和度[R(CH_(4))]的均值分别为(505.47±16.99)μg·L^(-1)、(256.31±8.32)%和(1.88±0.09)μg·L^(-1)、(5218.74±264.30)%;所有观测点位R(CO_(2))和R(CH_(4))均大于100%,表明南苕溪水体为CO_(2)和CH_(4)的潜在释放源.农业区水体c_(obs)(CO_(2))最高、居民点区次之、森林区最低,3种土地利用类型区水体间差异显著;居民点区水体c_(obs)(CH_(4))显著高于农业区与森林区.水体c_(obs)(CO_(2))、R(CO_(2))、c_(obs)(CH_(4))和R(CH_(4))均与氧化还原电位(ORP)负相关(P<0.01),与电导率(EC)正相关(P<0.01).叶绿素a(Chl-a)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、总氮(TN)浓度和EC的差异是造成不同土地利用类型区水体c_(obs)(CO_(2))显著差异的主要原因;农业区和居民点区水体中较高的氮污染物浓度还可促进浮游植物生长并产生更活跃的呼吸作用,最终使两类型区水体c_(obs)(CO_(2))显著较高.居民点区水体中较高的可溶性有机碳(DOC)和铵态氮(NH_(4)^(+)-N)浓度及水温(WT)是导致该类型区水体c_(obs)(CH_(4))较高的主要原因.降雨对流域内不同土地利用类型区水体c_(obs)(CO_(2))和c_(obs)(CH_(4))都产生一定的影响,雨后农业区水体氮污染物浓度增大和居民点区水体DOC浓度增加分别是造成农业区水体c_(obs)(CO_(2))和居民点区水体c_(obs)(CH_(4))较高的主要原因.