Effects of Land Use Change on Eco-environment in Hilly Area of Central Sichuan Basin——A Case Study of Yanting County, Sichuan Province

With the artificial alder and cypress mixed forest being planted, there has been a marked land use change since 1970s' in Hilly Area of Central Sichuan Basin, China. Data from meteorological observations or posts operated over long time, measurement and calculation of NPP (net primary production) and biomass of biological community, and analysis of soil organic matter content show that the artificial alder and cypress mixed forest has outstanding eco-environmental effect: adjusting local climate, raising soil fertility, alleviating menace of drought, and raising NPP and biomass of biological community. It is very beneficial for improving ecological environment to afforest artificial alder and cypress mixed forest in populous Hilly Area of Central Sichuan Basin, China. Key Words: land use/land cover change (LUCC); eco-environmental effect; Hilly Area of Central Sichuan Basin; the artificial alder and cypress mixed forest

鲁中南山区侵蚀性降雨及典型作物对坡面产流产沙影响研究

为研究降雨量、降雨历时、降雨强度等降雨因素及典型作物对坡面产流产沙的影响,基于K-均值聚类分析法对山东省泰安市东周小流域2014-2020年77次侵蚀性降雨进行分类,并进一步分析不同降雨类型下不同作物产流产沙特征及对各降雨指标的响应.结果表明:①研究区侵蚀性降雨可以分为Ⅰ型(小雨量、短历时、大雨强)、Ⅱ型(大雨量、长历时、小雨强)、Ⅲ型(中雨量、中历时、小雨强)3类.各降雨频率为67.53%,3.9%,28.57%,占研究期内总降雨量的44.2%,14.02%,41.78%.②各径流小区产流和土壤流失量从大到小依次为大豆、裸地、地瓜、花生,花生和地瓜对径流和泥沙的削减效果相对较好.在Ⅱ型条件下,各小区产流产沙量最大,Ⅲ型次之,Ⅰ型最小;但当Ⅰ型和Ⅲ型雨频率较高时,产流产沙量也较大.③对坡面产流产沙影响最大的因素为降雨量,当作物种类不同时,影响次之的因素有所差别.径流对降雨因素的响应程度高于土壤流失量,控制产流发生可在一定程度上有效降低土壤流失量.

山东省鲁中南山地丘陵地区森林矢量标准地/标准木数据模型库构建及应用

“森林矢量标准地/标准木调查技术”是完成森林生态补偿的一项重要指标依据。为了对森林生态补偿指标标准化,通过数据调查精度控制、数据结构格式统一、数据库完整性核查等控制手段,构建了鲁中南山地丘陵区分区数据库,并分析了18个优势树种DBH(胸径)和树高相关性。研究区域18个优势树种总株数为23910株,其中欧美杨(Populus nigra)、侧柏(Platycladus orientalis(L.)Franco)、毛白杨(Populus tomentosa)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、白蜡(Fraxinus chinensis Roxb.)、悬铃木(Platanus orientalis)、黑松(Pinus thunbergii Parl.)、银杏(Ginkgo biloba L.)、赤松(Pinus densiflora Sieb.et Zucc.)和国槐(Sophora japonica L.)10个优势树种株数较多,每个树种的株数均大于300株,总株数共计23089株,约占优势树种总株数的96.57%。18个优势树种的平均每公顷蓄积在51.0~140.6 m 3之间,差别较大。通过分析发现:麻栎(Quercus acutissima Carruth.)、欧美杨、银杏、油松(Pinus tabuliformis Carr.)4个优势树种胸径和树高相关性较强,相关系数(R 2)均大于0.5,麻栎的相关性最强,为0.5391,欧美杨、油松和银杏的相关系数分别为0.5255、0.5230和0.5215,其他14个优势树种胸径和树高相关性均较低。该工作能够为鲁中南山地丘陵地区森林资源调查监测工作提供基础数据支撑,为该区域科学开展森林生态系统保护修复、监督管理等提供决策支撑。

基于地理探测器的山东省莱阳市耕地类型时空分布及其影响因素

[目的]探索不同耕地类型的空间分布、动态变化及其影响因素,为该区域耕地保护、可持续农业发展和水土保持综合治理提供科学指导。[方法]以山东省莱阳市为研究区,基于2019—2021年高分遥感数据,结合野外调查,采用动态变化度、土地利用转移矩阵及地理探测器等方法,对耕地类型进一步细分为水浇地、旱平地、旱坡地、旱梯田、撂荒地等5类,并探讨其空间分布影响因素、年际时空分布格局及其易变化区域识别。[结果]①研究区耕地占土地总面积的54.44%,整体呈现南多北少,西多东少的特征;以旱梯田为主,所占比例为61.19%;其次为水浇地、旱平地和旱坡地,撂荒地仅占0.33%。②单因子探测器结果表明,地貌类型、坡度及土壤类型是影响耕地类型分布的主导因素,因子交互作用时,影响因子的解释力q值均达0.3以上。③2019—2021年耕地总体动态度为-0.25%,面积减少4.73 km^(2),主要由旱梯田、旱坡地、旱平地、水浇地转化为建设用地,多发生在城镇周边,且以低丘陵区坡度小于5°的棕壤土居多。[结论]研究区耕地类型以旱梯田为主,分布在低丘陵区且坡度较平缓(耕作质量较好)的耕地类型易发生变化,从而使耕地面积持续减少。因此,应加强对高质量耕地的保护措施。

山农酥梨在鲁中山区的表现及优质丰产关键技术

‘山农’酥梨是山东农业大学陈学森教授团队杂交选育出的优质晚熟梨新品种。该品种果个大,平均单果质量可达500 g以上;果核小;皮薄肉细,几乎没石细胞;可溶性固形物质量分数可达15%,抗氧化能力强;极耐贮藏,常温可贮藏60 d,低温贮藏可达180 d以上。在鲁中山区3月底开花,10月上旬采收风味最佳。1年生苗建园,采用系列早果丰产管理技术,取得了“2年见果、3年见效、4年丰产”的突出效果,带动了周边地区的大面积发展。现将山农酥梨优质丰产关键技术总结如下,旨在指导广大果农科学种植。

鲁中南山区南部岩浆岩低山丘陵区地下水赋存特征

岩浆岩低山丘陵区地形地貌及地质条件复杂,地下水蓄存环境差,水资源贫乏,水文地质研究程度低,长期以来一直存在极大的找水困难。通过开展典型地区水文地质调查与找水打井示范,深化了对地下水赋存和补径排条件的认识,地下水赋存空间在垂向上可分为浅部风化裂隙带和中深部岩脉裂隙网络,平面上分为断裂构造裂隙带、岩脉裂隙带和岩性接触裂隙带,总体呈现“两层三带”基本特征;为寻找赋水打井目标、有针对性布置勘查工作提供了参考,提高了找水效果。

不同土地利用方式对湘中丘陵区土壤质量的影响

对湘中丘陵区7种典型土地利用方式(次生林、经济林、杉木人工林、苗圃地、坡耕地、采伐迹地、弃耕地)的表层(0～15cm)土壤性状进行比较分析,筛选出土壤密度、pH值、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量作为土壤质量评价指标,运用土壤质量综合指数和土壤退化指数评价不同土地利用方式的土壤质量水平及退化程度。结果表明:7种不同土地利用方式之间,表层土壤密度、pH值、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量均表现为差异显著;7种土地利用方式的土壤质量综合指数表现为次生林(95.35%)>经济林(73.83%)>采伐迹地(64.41%)>杉木人工林(62.61%)>弃耕地(56.30%)>坡耕地(27.35%)>苗圃地(4.84%),土壤退化指数表现为次生林(0)>经济林(-9.90%)>采伐迹地(-14.35%)>杉木人工林(-14.96%)>弃耕地(-22.22%)>坡耕地(-32.16%)>苗圃地(-40.44%),土壤退化指数与土壤质量综合指数评价结果一致,表明土壤退化指数和土壤质量综合指数均能有效地评价不同土地利用方式的土壤质量。

鲁中南山丘区坡面产流产沙与降雨关系

为探求鲁中南山丘区坡面侵蚀规律,选取山东省泰安市药乡小流域,以4个坡面径流小区的降雨、径流、泥沙实测资料为基础,探究不同措施下各小区产流产沙的差异性和导致产流的降雨量临界值,并利用相关分析方法探究径流泥沙与降雨的相关关系。结果表明:(1)导致径流产生的降雨量临界值表现为裸地<农地<草地,草地临界降雨量分别比梯田种植、横坡种植、裸地高0.2,2.8,3.8mm;(2)在相同的降雨条件下,各小区产流产沙均为裸地最大,其中产流量约为农地的1.3~4.3倍,约为草地的2.8倍;产沙量约为农地的3.1~10.4倍,约为草地的77.6倍;产流开始时间以裸地最早,草地最晚,二者之间相差37min,结束时间正好相反;(3)通过对不同降雨因子与产流产沙进行皮尔逊相关分析,除降雨历时(D)外,其它降雨因子均与产流、产沙量有较好相关性,其中与降雨量(P)相关性最强。

湘中南丘岗地区土壤发生特性及系统分类

选取湖南省中南部丘岗地区11个土壤剖面,研究其土壤成土环境和形成特点。结果表明,该区土壤质地以黏土为主,土壤黏粒淋溶明显,黏化过程较强,各剖面表现出铁游离度高、活化度低的特点,处于中度富铁化过程。根据《中国土壤系统分类检索(第三版)》,鉴定了诊断层和诊断特性,确定了供试土壤剖面在中国土壤系统分类中的归属,其中原发生分类中的红壤(04、22、23号剖面)属普通强育湿润富铁土;红壤(07、13号剖面)属网纹简育湿润富铁土;菜园土(19号剖面)属斑纹肥熟旱耕人为土;紫色土(20号剖面)属酸性紫色正常新成土;粗骨土(21号剖面)属普通湿润正常新成土;石灰土(01号剖面)属普通钙质湿润雏形土;紫色土(16、17号剖面)属斑纹紫色湿润雏形土。

鲁中南山地干果经济林土壤水文生态特征

为探讨我国北方土石山区小流域干果经济林地土壤水文特征，为该地区水土保持干果经济林合理营造与效益评价提供科学依据，以该地区的典型区域鲁中南山地马蹄峪小流域的板栗和核桃干果经济林地为研究对象，从林地土壤物理性状、土壤蓄水量、土壤入渗性能和枯落物持水能力等方面，对干果经济林地土壤水文生态特征进行研究。结果表明：板栗和核桃干果经济林地土壤与荒地相比，土壤颗粒在1～0．05mm范围内的粒径分布均大于荒地，土壤密度平均比荒地减少10．40％，土壤总孔隙度和非毛管孔隙度平均分别比荒地增加15．04％和17．46％，土壤有效贮水量和饱和贮水量平均分别比荒地增加4．07和18．36mm，土壤初渗速率和稳渗速率的平均值分别是荒地的1．56和1．52倍；板栗和核桃林地枯落物饱和吸水率分别为168．52％和200．47％。说明板栗和核桃干果经济林能够较好地改善该地区的土壤结构，具有良好的土壤水文生态功能。

鲁中山地侧柏人工林土壤质量评价及林分密度的影响作用

为了解鲁中山地长期侧柏人工林土壤质量状况,研究不同林分密度对土壤质量的影响,为人工林的合理经营提供科学依据。以鲁中山地不同密度(1300~6400株/hm^2)侧柏人工林样地土壤为研究对象,通过野外调查和室内分析,采用因子分析法研究了长期侧柏林土壤的物理、化学、生物及综合质量,并探讨了林分密度对侧柏人工林土壤质量的影响。结果表明:供试侧柏林地土壤质量综合得分与土壤硬度、有机质含量、过氧化氢酶活性均呈显著正相关(p<0.05),与毛管孔隙度、水解氮含量、脲酶活性具有极显著的正相关关系(p<0.01)。相比之下,黑峪林场侧柏林土壤整体质量优于燕子山林场和原山林场,后两者相差不大。随林分密度增加,侧柏林土壤化学、生物和综合质量均表现出显著下降;林分密度增加会增加植物对养分的吸收,降低林内凋落物分解速率,不利于人工林系统内的养分再循环,从而导致林地土壤质量的下降。在林分密度较低(<2500株/hm^2)时,土壤质量平均得分分别是2500~3500株/hm^2,3500~4500株/hm^2和>4500株/hm^2密度组的2.11,2.02,2.27倍。鲁中山地侧柏林土壤质量受林分密度影响较大,在林分密度低于2500株/hm^2时具有较高的土壤化学、生物和综合质量。建议对鲁中山地侧柏人工林采取合理间伐措施,降低林分密度,提高林地土壤质量,以利于侧柏林可持续经营,从而更好地发挥生态效益。

鲁中南岩溶水资源综合类型及合理调蓄研究

鲁中南岩溶区是中国北方半干旱温带岩溶区中具有代表性的地区之一。该区岩溶水资源分布具有明显的不均匀性和大面积分散补给而局部富集等特征。岩溶形态以溶蚀裂隙洞穴为主 ,地下水类型多为裂隙溶洞型。在对该区岩溶水补给、富集、径流及排泄特征的研究基础上 ,初步将本区地表水和地下水资源划分为两大类型 ,即地下岩溶水径带变化带水资源类型和排泄带水资源及地下岩溶水资源类型。对该区地表水和地下水的合理调蓄问题进行了系统的分析和总结 ,并提出了相关的对策。

鲁中山地不同密度侧柏人工林土壤质量特性

【目的】土壤质量是森林生态健康的重要组成部分。开展森林土壤质量研究,对于诊断林地土壤质量优劣具有重要意义,可为人工林的合理经营提供科学依据。【方法】以鲁中山地22块不同密度(1300~6400株·hm^-2)侧柏人工林样地土壤为研究对象,采用野外调查和室内分析相结合的方法,取样测定17个土壤指标,研究林地土壤的理化性质、生物学特性;采用相关性分析,探讨林分密度对侧柏人工林土壤质量的影响。【结果】1)供试的侧柏林地有40.90%的土壤容重处于“适中”等级,多数处于“较低”水平,供试样地的土壤粘粒含量也普遍较低。由于总孔隙度、毛管孔隙度和毛管持水量较高,林地土壤的透气性和保水性较好。2)林地土壤电导率普遍很低,72.72%土壤的阳离子交换量(CEC)处于“很高”或“较高”等级。土壤碱解氮和有效磷含量较低,分别只有13.64%和36.36%的样地达到“适中”等级,而有效钾含量均处于较高水平。3)林分密度与总孔隙度、毛管持水量、CEC、碱解氮、有效钾、过氧化氢酶、脲酶之间的关系均为显著负相关(P<0.05);在林分密度较低(<2500株·hm^-2)时,土壤质量明显高于其它密度组。【结论】鲁中山地侧柏人工林土壤理化性质和生物学性质较为稳定,各指标在不同样地间的变异均为中、低强度。林地土壤质量受林分密度影响较大,密度较低时有利于林地土壤质量的提升。对密度过高的侧柏人工林应采取间伐抚育措施,控制在2500株·hm^-2左右,有利于提高林地土壤质量。

鲁中南山区小流域雨水资源化潜力的定量评价研究

为了探讨我国北方土石山区小流域雨水资源潜力及其水资源供需态势,为高效开发利用流域雨水资源和大规模开展生态环境建设工程提供理论依据。以代表该地区典型区域的鲁中南山区小流域为研究区域,在确定了小流域雨水资源理论潜力和现实潜力计算方法的基础上,对典型小流域雨水资源潜力及水资源供需平衡进行了定量分析。结果表明:该地区小流域总需水量中生态需水的比重最大,占总需水量的68.11%,农业生产需水量其次,占31.37%,人畜生活需水量最少,仅为0.52%。以小流域降水资源作为水资源的评估基础,当降雨设计频率分别为50%,75%和95%时,典型小流域的需水量占可供水量比重分别达到63.1%,75.2%和101.7%,研究区域典型小流域基本上都处于用水高度紧张状态,同时,提出了该地区未来小流域水资源开发利用的方向。

湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳密度

通过实测对比分析了湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳含量及其密度。结果表明,不同土地利用方式下土壤有机碳含量随土壤深度的增加呈指数函数下降趋势(R2≥0.8184),且水平分布上表现为:经济林地(10.12 g/kg)>人工林地(9.94 g/kg)>次生林地(9.11 g/kg)>坡耕地(7.90 g/kg)>弃耕地(6.77 g/kg)>苗圃地(5.95 g/kg);经济林地、人工林地、次生林地土壤有机碳含量与土壤pH值之间存在显著负相关性(p<0.05),6种不同土地利用方式土壤有机碳含量与全氮含量之间均存在极显著正相关性(p<0.01),人工林地和次生林地土壤有机碳含量与硝态氮含量之间存在显著的正相关性(p<0.05),经济林地、弃耕地土壤有机碳含量与碱解氮含量之间存在极显著正相关性(p<0.01),其它4种利用方式与碱解氮含量之间存在显著正相关性(p<0.05);6种不同土地利用方式下土壤(0-60 cm)有机碳密度表现为:人工林地(91.57t/hm2)>经济林地(89.51t/hm2)>次生林地(83.13 t/hm2)>坡耕地(72.70 t/hm2)>弃耕地(58.05 t/hm2)>苗圃地(43.63 t/hm2),与次生林地相比,苗圃地土壤有机碳的损失量最大。

湘中丘陵区不同土地利用方式对土壤有机碳和微生物量碳的影响

为了解土地利用方式对土壤有机碳(SOC)和微生物量碳(SMBC)的影响,研究湘中丘陵区5种不同土地利用方式(天然次生林、杉木人工林、苗圃、农用坡耕地、水田)SOC和SMBC的差异及其与土壤养分的相关性。结果表明,土地利用方式明显影响了SOC和SMBC含量,且SOC与SMBC变化趋势基本一致,SMBC含量对土地利用方式的响应比SOC、微生物商更为敏感。与青冈+石栎次生林地相比,苗圃、农用坡耕地、水田SOC含量分别下降了36.99%～55.60%,31.70%～51.23%,23.73%～41.51%,且差异极显著,杉木人工林SOC含量也下降了25.75%～27.74%,且差异显著,水田SMBC含量增加了71.63%以上,而杉木人工林、苗圃、农用坡耕地分别减少了34.06%～35.20%,46.93%～57.04%,48.46%～55.06%,水田SMBC/SOC增加了130%以上,而杉木人工林、苗圃、农用坡耕地分别减少了6.77%～10.93%,7.20%～15.04%和10.15%～13.14%。SOC和SMBC间均呈极显著的相关性,SOC、SMBC与全N、碱解性N、全P、有效P、全K、速效K的相关性也均达到显著或极显著水平,表明SMBC可作为衡量SOC变化的敏感指标,SOC和SMBC含量均可作为衡量土壤养分变化的重要指标。表明湘中丘陵区天然次生林开垦为水田降低了SOC的积累,但增加了土壤微生物活性,天然次生林转变为杉木人工林、苗圃、农用坡耕地不同程度降低了SOC的积累和微生物活性。

湘中丘陵区土壤微生物指标对土地利用方式的响应

为了探明土地利用方式对土壤微生物性质的影响,研究了湘中丘陵区6种土地利用方式(石栎+青冈常绿阔叶次生林、杉木人工林、毛竹林、苗圃、农用旱地、水田)土壤微生物指标(微生物生物量碳Cmic、氮Nmic含量、微生物熵、微生物生物量碳氮比、土壤基础呼吸强度、土壤微生物代谢熵)。结果表明,土地利用方式明显影响了土壤Cmic、Nmic含量,6种土地利用方式各土层Cmic、Nmic含量的变化趋势基本一致,与青冈+石栎常绿阔叶林相比,毛竹林、水田土壤Cmic、Nmic含量显著提高,而杉木人工林、苗圃、农用旱地却显著下降;6种土地利用方式各土层微生物熵的变化不一致,毛竹林、苗圃、农用旱地、水田土壤微生物熵普遍高于青冈+石栎常绿阔叶林,而杉木人工林最低;水田土壤Cmic/Nmic最高(9.35以上),青冈+石栎常绿阔叶林最低;青冈+石栎常绿阔叶林土壤基础呼吸强度、代谢熵最高,水田土壤基础呼吸强度较高,代谢熵最低,表明湘中丘陵区土壤微生物生物量主要受土壤有机碳源的制约,青冈+石栎常绿阔叶林土壤具有较多活性微生物种群,有机碳利用率较低,有利于土壤有机碳的积累,水田有机碳利用率较高。

川中丘陵区土地资源生态安全性评价——以广安市为例

以川中丘陵区为研究对象,提出土地资源生态安全概念,分析了影响其安全性的原因和主要表现。基于PSR模型,构建了包含24个具体指标的川中丘陵区土地资源生态安全评价指标体系。以广安市为研究案例,运用模糊物元模型对研究区的土地资源生态安全性进行综合评判。结果表明,近10年来,广安市土地资源生态安全水平呈整体上升趋势,到2006年基本保持预警状态,土地利用的安全状况不稳定,有必要在今后很长时期内坚持走可持续发展的道路,以实现区域土地利用的社会、经济和生态效益的最大化。

基于TOPSIS法的鲁中南山区不同混交林水土保持效益评价

为更好地开展鲁中南山区水土流失生态工作,有必要对该地区混交林的水土保持效益进行综合评价并筛选出适宜的混交林模式。以鲁中南山区典型石灰岩山地和砂石山地的12种10年生混交林为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究林分的蓄水保土效益和改良土壤的效益,运用熵权法计算权重,并基于TOPSIS原理对各混交林模式进行评价;综合13项水土保持效益指标,对不同混交林的水土保持综合效益进行评价,筛选出适合石灰岩山地和砂石山地的混交林。结果表明:对于石灰岩山地,乔灌混交林中的侧柏黄栌混交林、针阔混交林中的侧柏刺槐混交林表现较优;对于砂石山地,针阔混交林中的黑松刺槐混交林、阔阔混交林中的刺槐麻栎混交林较为适宜。

湘中丘陵区不同土地利用方式土壤碳氮含量的特征

对湘中丘陵区杉木人工林、油茶经济林、苗圃地、坡耕地、采伐迹地、弃耕地6种土地利用方式下土壤碳氮含量垂直分布特征进行比较分析.结果表明:6种土地利用方式下,土壤有机碳含量的空间垂直分布大体随着土层的深入而降低,按分异程度(变异系数)由大到小的次序为:弃耕地(80.09%)>经济林地(67.21%)>坡耕地(62.41%)>杉木人工林(58.03%)>苗圃地(35.58%)>采伐迹地(25.32%);6种土地利用方式的土壤有机碳加权平均含量(g/kg)从高到低依次为:采伐迹地(9.87)>经济林(9.78)>弃耕地(7.35)>杉木人工林(6.84)>坡耕地(5.48)>苗圃地(5.36);6种土地利用方式的土壤有机碳含量在空间分布上呈极显著差异(F=5.43,p<0.01);土壤全氮含量的空间垂直分布与有机碳相似,按分异程度(变异系数)由大到小的次序为:弃耕地(55.71%)>坡耕地(48.43%)>经济林地(46.22%)>杉木人工林(33.75%)>采伐迹地(20.56%)>苗圃地(19.65%);6种土地利用方式的土壤全氮加权平均含量(g/kg)从高到低依次为:采伐迹地(0.84)>弃耕地(0.80)>坡耕地(0.78)>经济林(0.75)>苗圃地(0.71)>杉木人工林(0.62),且6种土地利用方式的土壤全氮含量在空间水平分布上呈极显著差异(F=4.63,p<0.01);不同土地利用方式下,土壤铵态氮、硝态氮空间垂直分布没有明显的规律性,水解氮空间垂直分布表现为表层较其它土层高;6种土地利用方式的土壤铵态氮含量在空间分布上呈显著差异(F=2.30,p<0.05),硝态氮含量呈极显著差异(F=3.34,p<0.01),水解氮含量无显著性差异(F=1.21,p>0.05);土壤有机碳含量与土壤全氮含量之间均存在极显著线性正相关(R2≥0.84,p<0.01).