新疆昌吉回族自治州水土流失分布特征及其防治布局

在分析水土流失分布特征、构建水土保持区划指标体系基础上,采用主成分分析、聚类分析及ArcGIS空间叠置等方法划定了昌吉州水土保持四级区划,即南部中高山冻融区、南部中低山丘陵水源涵养生态保护区、南部低山丘陵土壤保持区、中部绿洲人居环境农田防护区、北部荒漠生态维护防风治沙区、北部中低山水源涵养生态维护区,并提出了各分区水土流失防治布局。

重庆四面山不同林地土壤团聚体特征

通过对重庆四面山毛竹林、柳杉林、槲栎林和川柯林4种不同林地土壤团聚体的测定,运用分形理论对研究林地土壤的团聚体分形维数进行分析,结果表明4种林地土壤水稳性团聚体的分形维数（湿筛）均在2.670~2.882之间,其中川柯林地0-20 cm土壤层的分形维数最小,毛竹林土壤40-60 cm层分形维数最大;土壤团聚体的分形维数（干筛）均在2.514~2.683之间,且槲栎林土壤40-60 cm层的分形维数最小,毛竹林土壤40-60cm层分形维数最大。通过建立团聚体和水稳性团聚体之间的转移矩阵,用不同径级的保存机率计算出团聚体的稳定性指数,结果表明3~1 mm,1~0.5 mm粒径级土壤团聚体的保存机率较大,不易遭到破坏;〉10 mm,0.5~0.25 mm粒径级团聚体的保存机率较小,容易遭到破坏。通过计算4种林地土壤不同深度团聚体稳定性指数平均值发现,川柯林土壤的稳定性指数最高（3.26）,其次为槲栎林土壤（3.03）、柳杉林土壤（2.71）和毛竹林土壤（2.69）,说明川柯和槲栎两种阔叶林有利于土壤团聚体的稳定。

三峡库区植物篱对土壤理化性质及抗蚀性的影响

三峡库区坡耕地水土流失严重,已经威胁到库区生态环境及库区安全。利用长期定位小区试验,通过对2种植物篱及对照处理的对比分析,研究不同植物篱对坡耕地土壤理化性质及土壤侵蚀的影响。结果表明:黄荆和紫背天葵2种植物篱处理在不同程度上均改良了土壤物理性质,不同位置土壤养分指标表现为带内最高,带间最低,带上和带下介于两者之间。对照处理土壤养分指标均表现为从坡顶向坡脚逐渐富积的特点。不同植物篱带内土壤抗蚀性的强弱分别为:黄荆(79.2%)>紫背天葵(15.3%)>CK(8.7%),除了砂粒、粉粒和粘粒含量外,植物篱带内土壤抗蚀指数与其他土壤理化性质间均具有显著或极显著的相关性。植物篱带内土壤抗蚀指数随着土粒浸水时间的增加而减小,两者呈三次多项式函数关系。2种植物篱处理中黄荆改良土壤理化性质、减轻土壤侵蚀的效果优于紫背天葵。

基于点格局分析的林地表层土壤优先路径水平分布特征

将景观生态学中的空间点格局分析方法应用于土壤优先路径的水平空间分布研究,采用Ripley’s K(x)函数单种点格局分析及多元点格局分析方法,对重庆四面山针叶林地、阔叶林地及针阔混交林地10-20cm土壤深度上不同影响半径范围优先路径的空间位置及其与土壤生物活动的关系进行分析,经Monte-Carlo方法检验,发现优先路径在0-15cm土壤水平剖面半径尺度上呈聚集分布,>15cm尺度向均匀分布发展;在不同尺度上与生物活动呈显著正相关关系;较小影响半径范围优先路径的空间分布数量随较大影响半径范围优先路径的空间分布数量的增加而减小。结果表明,空间点格局分析能较好地反映优先路径在土壤水平空间分布的状态,并能从数学空间形态分析角度解释土壤优先路径水平空间分布与生物活动的关系,以及不同影响半径范围优先路径间的分布关系,适用于量化分析土壤优先路径水平空间分布特征。

多沙粗沙区露天煤矿水土保持生态效应的监测评价

[目的]通过开展露天煤矿水土保持生态效应监测评价,判定水土保持措施防护效果及其可行性。[方法]以陕西省神榆矿区西湾露天煤矿为例,以实际监测数据为支撑,从调水效益、保土效益和植被恢复3个方面建立了评价指标体系。采用德尔菲法确定了指标权重,利用线性加权求和法建立综合评价模型,最终计算得出该项目不同建设时期水土保持生态效应值。[结果]生态效应值为运行期(0.683)>试运行期(0.344)>施工前期(0.213);工程实施以来,治理总面积349.72hm^2,治理前后,水土流失面积由426.71hm^2下降到376.63hm^2,植被覆盖度由20.20%上升到27.18%,拦蓄径流量增加了7530m^3,保土量增加了6.90×10^4t。[结论]陕西省神榆矿区西湾露天煤矿通过实施水土保持方案设计的水土保持工程、植物等措施防护体系,取得了良好的治理效果和生态效应。

湟水流域灌区水循环规律研究

水资源作为基础性自然资源与战略性经济资源,担负着支撑人类社会经济发展、维系生态环境安全的重任。开展青海湟水流域大峡灌区耗水系数研究,为进一步完善流域管理与行政区管理相结合的水资源管理体制提供技术支撑。通过对典型地块的引退水量、地下水监测井和不同土层土壤含水量的动态监测,在综合考虑地表和地下退水量、田间灌溉水下渗量等因素后,采用引排差法计算得到的大峡灌区春灌期和苗灌期典型地块耗水系数为0. 51。

青海省大峡灌区典型地块作物耗水系数研究

采用引排差法和最大蒸发量法对青海省大峡灌区典型地块耗水系数进行计算研究。在典型地块设置了2个斗渠引水口和6个退水口,并对其春灌期流量进行监测。同时在典型地块内设置5眼地下水监测井,用于计算地下退水量。在综合考虑地表退水和地下退水基础上,采用引排差法计算耗水系数;同时利用最大蒸发量法计算耗水系数,对引排差法进行验证。结果表明,采用引排差法计算得到的大峡灌区典型地块春灌期耗水系数为0.48,采用最大蒸发量法,计算得到耗水系数为0.49,两种方法计算得出的耗水系数非常接近,说明在试验区耗水系数计算上,最大蒸发量法可以对引排差法进行较好的验证。

青海典型灌区土壤物理特征对作物耗水的影响

蒸渗器中的作物耗水量与土壤入渗能力密切相关,而土壤水分入渗过程复杂,与降水、地表径流、表土结构、土壤密度、孔隙度、含水量和持水特性等关系紧密。对青海省大峡、礼让、官亭泵站3个典型灌区土壤基本物理性质分层次进行测定,并采用桑斯威特排水式蒸渗器进行土壤水下渗模型试验观测。结果表明,大峡灌区土壤密度最小,具有较好的孔隙状况和持水特性,礼让灌区次之,官亭泵站灌区最差,这可能与官亭泵站灌区高程较高,土壤质地较紧实、孔隙较少有关。方差分析结果显示:官亭泵站灌区蒸渗器灌溉量最大,耗水量显著高于礼让和大峡灌区,蒸渗器土壤出流速率最小,但其变异系数最大,出流速率波动较大。蒸渗器中作物耗水量与土壤密度呈显著负相关,与体积含水量呈极显著负相关,与总孔隙度、孔隙含水量、田间持水量呈显著正相关,与毛管孔隙度、饱和含水量呈极显著正相关,与非毛管孔隙度不相关。

青海省大峡灌区土壤基本物理性质垂直变异特征

由于受气候、生物、土壤属性等因素的影响,土壤基本物理性质垂直剖面分布也表现出相应的层次性。该研究对青海省大峡灌区典型地块土壤基本物理性质分层次进行测定和分析。结果表明,土壤容重随土层深度的增加呈先增大后减小趋势;土壤孔隙度随土层深度的增加呈先减小后增加趋势,整个土壤层次中0~40和90~150 cm两处为高孔隙度区,其他土层属于低孔隙度区;土壤持水性能指标中的土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量均随土层深度的增加呈先减小后增加趋势,且三者变化趋势基本一致,均呈近等差递减的趋势。大峡灌区典型样地土壤在垂直方向呈现出上部（0~40 cm）疏松,40~60 cm范围较紧实,下部（60~200 cm）再次趋于疏松。

青海省格尔木市农场灌区典型地块耗水系数研究

农业灌溉用水在青海省国民经济用水中占有非常高的比重,保障农业用水是提高青海省农业稳定发展的主要支撑条件,也是青海省水资源优化配置的基本依托。基于典型地块引退水监测试验,分别采用引排差法和通用土壤水分预算(简称VSMB)模型模拟2种方法对青海省格尔木市农场灌区典型地块耗水系数进行计算。结果表明,2种方法计算得到的格尔木市农场灌区典型地块2014年耗水系数分别为0.978、0.932,两者较为接近,这说明在研究区内计算耗水系数时,VSMB模型模拟的方法可以对引排差法进行较好的验证。

青海省大峡灌区土壤基本物理性质垂直变异特征（英文）

由于受气候、生物、土壤属性等因素的影响,土壤基本物理性质垂直剖面分布也表现出相应的层次性。该研究对青海省大峡灌区典型地块土壤基本物理性质分层次进行测定和分析。结果表明,土壤容重随土层深度的增加呈先增大后减小趋势;土壤孔隙度随土层深度的增加呈先减小后增加趋势,整个土壤层次中0~40和90~150 cm两处为高孔隙度区,其他土层属于低孔隙度区;土壤持水性能指标中的土壤饱和持水量、毛管持水量及田间持水量均随土层深度的增加呈先减小后增加趋势,且三者变化趋势基本一致,均呈近等差递减的趋势。大峡灌区典型样地土壤在垂直方向呈现出上部（0~40 cm）疏松,40~60 cm范围较紧实,下部（60~200 cm）再次趋于疏松。

洮惠渠灌区不同尺度耗水监测研究

在对甘肃省洮惠渠灌区和典型地块进行引退水监测试验的基础上,采用引排差法开展不同尺度耗水系数率定工作。结果显示,灌区和典型地块2016年耗水系数分别为0.721和0.571。灌区和典型地块耗水系数表现出一定的尺度效应,灌区尺度上耗水系数明显高于典型地块尺度。

重庆四面山不同土地利用方式土壤水分特征曲线测定与评价

为满足在同类土地利用方式下测量大量土壤水分状况的需求,选择重庆四面山人工针叶混交林地、天然针叶混交林地和农耕地等3种土地利用方式,在采用常规方法测定土壤基本物理性质、压力膜仪法测定土壤水分特征曲线基础上,分别采用Brooks-Corey模型、Gardner模型和van Genuchten模型模拟不同土地利用方式的土壤水分特征曲线,以筛选出适用于特定土地利用方式的模型,用于模拟土壤水分特征曲线.结果表明,Brooks-Corey模型模拟的土壤水分特征曲线与实测值存在较大差异,在3个模型中拟合精度最差.Gardner模型对不同林地土壤水分特征曲线模拟的判别系数R2均大于0.97;van Genuchten模型对农耕地0～20,20～40,40～60 cm土壤水分特征曲线模拟的判别系数R2均在0.92以上.Gardner模型适用于林地土壤水分特征曲线的模拟,van Genuchten模型适用于农耕地土壤水分特征曲线的模拟.

重庆四面山林地土壤水分特性

本文对重庆四面山林地土壤持水、蓄水和水分渗透特性进行了研究。结果表明:针阔混交林土壤具有较好的持水与蓄水功能,其土壤饱和持水量与非毛管持水量分别为274.43、66.05t/hm2;有效蓄水容量针阔混交天然次生林为107.82t/hm2,人工林为123.36t/hm2。阔叶林土壤渗透能力较强,其次为针阔混交林、针叶林。阔叶林土壤水分初渗速率与稳渗速率,天然次生林为46.500与3.257mm/min,人工林为37.917与2.088mm/min。Horton渗透模型对研究区内林地土壤水分入渗速率的拟合程度较好,r为0.959。天然次生林土壤持水性、蓄水性和渗透性优于人工林,应加强对人工林的管理,以提高其土壤水分性能。

重庆四面山不同林地土壤颗粒特征及其与土壤侵蚀的关系

通过对重庆四面山的槲栎林、川柯林、柳杉林和毛竹林4种林地土壤颗粒状况的分析,探讨不同林地土壤颗粒特征及其与土壤侵蚀之间的关系。结果表明:除柳杉林以外,其他林地土壤均属于级配良好土壤,毛竹林表层土壤颗粒的分散度较低、偏度较大,土壤颗粒分布不均衡,土壤流失程度较高。不同林地土壤的微团聚体分形维数表现为川柯林40-60cm层最小,柳杉林0-20cm层最大,微团聚体分形维数与<0.001mm粒级微团聚体含量成正比,与0.25～0.05mm粒级微团聚体含量成反比。川柯林土壤团聚状况最高(19.38%),分散率最低(32.13%);柳杉林土壤团聚状况最低(10.88%),分散率最高(74.41%)。

不同类型植物篱对长江上游坡耕地土壤养分含量及坡面分布的影响

在调查分析长江上游现有坡耕地植物篱的配置方式、生长状况和室内分析植物篱-坡耕地系统中土壤养分含量和颗粒组成的基础上,对3种坡耕地-植物篱系统中土壤养分含量及其分布特征进行了研究,结果表明:在坡耕地-植物篱系统中,植物篱能显著改善和提高植物篱带内表层土壤的养分含量,不同植物篱带内土壤有机质、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾平均质量分数比带间坡耕地土壤分别提高了59.1%、83.5%、56.2%、83.3%、149.6%、14.0%、153.1%,植物篱带内土壤阳离子交换量比带间坡耕地土壤提高了21.6%。植物篱带内比带间坡耕地土壤沙粒质量分数减小了9.4%,粘粒质量分数增加了21.6%,在植物篱系统中土壤粘粒质量分数与土壤养分含量在3种植物篱系统内表现出一致的规律性,自篱间坡耕地至植物篱带呈增加的趋势,至植物篱带下土壤粘粒和土壤养分含量减小。

三峡库区坡耕地植物篱模式效益评价研究

植物篱具有保持水土、增加土壤肥力、改善土壤物理性质等功能,且能增加农民收入、扩大就业,是一项具有生态、经济和社会效益的复合农林技术。以位于三峡库区的重庆市江津区常见6种植物篱模式(柑橘、沙梨、花椒、黄荆、桑树、紫背天葵)为对象,遵循层次分析法原理,从生态、经济和社会效益3方面建立了三峡库区坡耕地植物篱模式效益评价指标体系。应用熵值法与专家评分法相结合计算指标权重,利用熵权决策法对6种常见植物篱模式进行效益评价。结果表明:生态效益以黄荆类植物篱最好,紫背天葵类植物篱最差;经济效益以花椒类植物篱最高,黄荆类植物篱最低;社会效益以桑树类植物篱最好,紫背天葵类植物篱最差。综合效益以花椒类植物篱最高,其次是桑树、柑橘、沙梨、黄荆植物篱,紫背天葵类植物篱最差。

重庆紫色土区不同森林恢复类型对土壤质量的影响

为了探讨不同森林恢复类型对土壤质量的影响,对南方紫色土区4种主要森林恢复类型及对照地土壤物理和化学特性进行了比较研究。结果表明:4种森林类型的土壤质量均高于长期干扰下对照的土地,天然次生林土壤质量又高于人工林,5种不同状况下土壤质量综合指数由大到小为:天然次生林(0.97)、石栎(Lithocarpus glaber)×木荷(Schima superba)阔叶混交林(0.77)、枫香(Liquidambar formsana)×木荷×石栎×香樟(Cinnamomum camphora)阔叶混交林(0.67)、杉木纯林(0.41)、对照(0.04)。导致人工林和对照地土壤质量相对较低的主要原因是:周期性的森林抚育使土壤结构较差、凋落物量较低和土壤养分流失严重。研究表明,在植被恢复初期阶段,自然恢复是最大限度发挥森林功能的有效途径。

黄河流域耗水系数评价指标体系研究

流域耗水系数是评价流域用水消耗程度的关键指标。为统一流域耗水系数概念和评价方法,在回顾和总结耗水系数研究进展的基础上,根据最严格水资源管理要求,合理界定了流域耗水量概念的内涵,建立了黄河流域耗水系数评价指标体系和计算模型结构,将用水总量、用水效率和入河湖排污总量纳入评价指标体系,对影响模型的主要方面进行了流域尺度效应分析。

三峡库区坡耕地植物篱土壤改良作用研究

【目的】从土壤改良指标中找出差异明显、对植物篱土壤改良作用研究贡献大的指标,为以后植物篱土壤改良研究中指标的选取提供参考,并筛选出适宜于长江三峡库区坡耕地、土壤改良作用较好的植物篱模式。【方法】从土壤肥力、土壤物理性质、根系状况和水土保持特性4个方面,选取15个指标作为土壤改良作用指标,根据信息熵理论确定每个指标的重要性,利用熵权决策法计算6种植物篱模式(柑橘、沙梨、花椒、黄荆、桑树、紫背天葵)与理想植物篱模式的贴近度,比较其土壤改良作用的大小。【结果】研究不同植物篱模式的土壤改良效果时,可考虑选择熵权大的指标来进行比较;15个土壤改良指标中,饱和导水率的熵权最大,为0.123,其次是水解氮(0.097)和土壤中>0.25 mm水稳性团聚体的含量(0.091),阳离子交换量的熵权最小,为0.046。以贴近度为指标进行比较,6种植物篱模式的土壤改良作用大小为黄荆类(0.652)>沙梨类(0.690)>柑橘类(0.769)>桑树类(0.778)>紫背天葵类(0.782)>花椒类(0.817)。【结论】15个土壤改良指标中,反映土壤物理性质的指标对比较不同植物篱模式土壤改良作用大小的贡献较大;黄荆枝叶茂盛,根性发达,土壤改良作用最好,通过熵权决策法得出的结果与实际相符。