Autumn Daily Characteristics of Land Surface Heat and Water Exchange over the Loess Plateau Mesa in China

The Loess Plateau, located in northern China, has a significant impact on the climate and ecosystem evolvement over the East Asian continent. In this paper, the preliminary autumn daily characteristics of land surface energy and water exchange over the Chinese Loess Plateau mesa region are evaluated by using data collected during the Loess Plateau land-atmosphere interaction pilot experiment （LOPEX04）, which was conducted from 25 August to 12 September 2004 near Pingliang city, Gansu Province of China. The experiment was carried out in a region with a typical landscape of the Chinese Loess Plateau, known as ＂loess mesa＂. The experiment＇s field land utilizations were cornfield and fallow farmland, with the fallow field later used for rotating winter wheat. The autumn daily characteristics of heat and water exchange evidently differed between the mesa cornfield and fallow, and the imbalance term of the surface energy was large. This is discussed in terms of sampling errors in the flux observations-footprint; energy storage terms of soil and vegetation layers; contribution from air advections; and low and high frequency loss of turbulent fluxes and instruments bias. Comparison of energy components between the mesa cornfield and the lowland cornfield did not reveal any obvious difference. Inadequacies of the field observation equipment and experimental design emerged during the study, and some new research topics have emerged from this pilot experiment for future investigation.

宁南黄土区不同人工植被类型深层土壤水分亏缺评价

【目的】开展评估不同人工植被类型深层土壤水分亏缺程度,能为区域科学合理实施植被恢复策略提供理论依据。【方法】以宁夏彭阳中庄小流域5种不同植被类型(山桃林、沙棘林、柠条林、苜蓿地,农田为对照)为研究对象,采用土壤水分相对亏缺指数(CSWDI)和干燥化指数(SDI)定量评价模型,对不同植被类型下0~1 000 cm土壤水分亏缺及干燥化程度进行定量化分析与评价。【结果】不同植被类型深层土壤水分变化特征差异明显,0~1 000 cm平均土壤水分含量呈现出农地(16.29%)>山桃林(13.06%)>沙棘林(12.22%)>柠条林(9.12%)>苜蓿地(8.08%)。在垂直剖面上,土壤水分随土层深度增加总体呈现先减小后增加再逐渐稳定的趋势。在0~1 000 cm农地基本没有水分亏缺和干层发生,山桃林、柠条林、沙棘林和苜蓿地均呈现不同程度的土壤水分亏缺现象,平均土壤水分相对亏缺指数分别为0、0.22、0.62、0.35、0.79,平均土壤干燥化指数分别为185.5%、67.45%、51.55%、87.35%、36.10%,5种植被类型中苜蓿地土壤水分亏缺最严重,其次为柠条林、沙棘林、山桃林、农地。山桃林、柠条林、沙棘林、苜蓿地均有不同程度的干层分布,分别呈现中度、轻度和严重干燥化,干层厚度(DSLT)分别为890、860、800、920 cm,DSL-SWC分别为12.42%、8.14%、11.56%、7.76%。【结论】宁南黄土区不同人工植被类型对深层土壤水分亏缺具有明显影响,导致不同程度土壤干层发生,其中苜蓿地土壤水分亏缺最严重,应采取相应措施恢复土壤水分,促进区域水土资源可持续利用和生态健康发展。

免耕和休耕改善黄绵土水稳性团聚体组成及稳定性

土壤团聚体是土壤结构的基本组成单元,对土壤功能的发挥至关重要,探究耕作措施对土壤水稳性团聚体组成及稳定性的影响,有助于为耕作措施的制定和土壤健康提供理论依据。本研究基于5年的田间定位试验,分析了免耕+秸秆覆盖(NTMS)、休耕(AL)和常规耕作(CK)对黄绵土0~20 cm土壤水稳性团聚体组成和稳定性的影响,并解析其与土壤性质间的耦合关系。研究结果表明,NTMS和AL显著增加了>5 mm粒径团聚体含量、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和>0.25 mm粒径水稳性团聚体质量,显著降低了<0.25 mm粒径团聚体含量和分形维数(D);土壤容重(BD)、饱和持水量(SM)和毛管持水量(CMC)与土壤水稳性团聚体组成具有显著的相关关系,土壤有机质(SOM)、可蚀性因子(K)、pH和过氧化氢酶(CA)与土壤水稳性团聚体稳定性具有显著的相关关系,这7项因子可以解释土壤团聚体组成和稳定性92.0%的变异,解释率从大到小的顺序依次为CMC(33.6%)、SM(25.8%)、BD(11.4%)、SOM(8.71%)、pH(5.42%)、CA(5.27%)和K(1.86%)。免耕+秸秆覆盖耕作措施和短期休耕(3年)促进黄绵土>5 mm粒径团聚体的形成,增加土壤团聚体稳定性。

黄土丘陵区两个典型成熟森林群落土壤水分时空变化特征及对降雨事件的响应

[目的]探究黄土丘陵区刺槐人工林和辽东栎天然次生林土壤水分的时空变化特征及其对降雨事件的响应机制,揭示该区域两个典型森林群落的土壤水分特征及其差异性,为该地区森林植被建设与管理提供科学依据。[方法]以黄土丘陵区两个典型树种的成熟森林群落为研究对象,通过对试验地0—300 cm范围土壤含水量10年间(2009—2019)的监测,并结合同期降水量变化,分析这两种森林群落土壤水分的时空变化规律及对降雨的响应。[结果](1)2019年生长季末两森林群落0—100 cm和0—300 cm平均土壤含水量均高于2009年平均值,在0—100 cm范围内两群落均达到显著差异,且2019年辽东栎林平均土壤含水量显著高于刺槐林;在0—300 cm范围的平均值仅辽东栎林达到显著差异。(2)两森林群落土壤水分的空间分布均在0—200 cm土层内呈现较为明显波动;在2—300 cm土层辽东栎林土壤水分在时间和空间上的稳定性均高于刺槐林。(3)两森林群落土壤水分的月际动态趋势基本一致,与降雨量月际动态大致同步,但辽东栎林土壤含水量始终高于刺槐林。(4)在年际尺度上,两森林群落生长季末土壤含水量均与当年降雨量呈显著正相关,随降雨量的增大,辽东栎林在抵消蒸散耗水的同时对土壤水分的补充作用大于刺槐林。两森林群落土壤储水量增量与次降雨量均呈现极显著的指数增长关系,次降雨量较小时(小于22 mm)刺槐林土壤水分的补充作用大于辽东栎林,而次降雨量较大时(大于22 mm)则辽东栎林更有利于土壤水分的补充。[结论]两种森林群落土壤水分的时空变化特征存在显著差异,尤其是在深层土壤。与刺槐林相比,辽东栎林土壤水分对年际降雨的响应更为明显,而两森林群落土壤储水量对单次降雨事件响应的差异取决于次降雨量。

宁夏黄土区典型坡面表层土壤有机碳含量的空间变化特征及尺度效应

【目的】定量认识土壤有机碳(SOC)含量在坡面上的空间异质性及尺度效应,探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径,为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁夏半干旱黄土丘陵区,选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面,从坡顶向坡脚设置连续样点,调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层(0^20 cm)SOC含量,分析其坡向差异、坡位变化;以“离坡顶的水平距离或相对距离”为自变量,以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量,定量描述坡面尺度效应;再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量,实现由“点”到“面”的尺度上推。【结果】研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应。表层SOC含量的坡面平均值在南坡(7.60 g·kg^(-1))最高,东坡(6.42 g·kg^(-1))次之,西坡(5.65 g·kg^(-1))最低,其坡位间变幅在东坡(15.95 g·kg^(-1))最大,其次为西坡(11.34 g·kg^(-1)),最小为南坡(9.72 g·kg^(-1)),说明东坡的坡面效应最强,其次为西坡,南坡最弱。东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同,均由坡顶向下逐渐减小,至离坡顶水平距离200、150、280 m(相对距离0.73、0.45、0.76)后趋于稳定,主要与坡面“上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁”的空间格局有关。在东坡、西坡、南坡上,距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化-3.40、-2.50、-1.51 g·kg^(-1);距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化-0.96、-0.75、-0.55 g·kg^(-1)。构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系(R^(2)>0.7,P<0.001),籍此可由坡面上任一样点表层SOC含量精确便捷地估算坡面平均值。将所有位点数据融合得出,离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值。【结论】半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化,与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关。以顺坡(相对)水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应,藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算。

晋西黄土区典型人工林土壤水分的垂直分布特征

【目的】探究晋西黄土区人工林恢复过程中0~500 cm土层土壤含水量垂直特征,为改善人工林土壤水环境,实现林水平衡提供理论依据。【方法】以晋西黄土区蔡家川流域5种典型人工林(刺槐Robinia pseudoacacia、侧柏Platycladus orientalis、油松Pinus tabuliformis、刺槐-侧柏、刺槐-油松)为研究对象,通过土钻烘干法测定0~500 cm土层土壤含水量,分析人工林土壤含水量的垂直特征。【结果】研究区典型人工林平均土壤含水量由大到小依次为侧柏、刺槐-侧柏、油松、刺槐-油松、刺槐,5种人工林土壤含水量差异显著(P<0.05),降水量及土壤质地是影响人工林土壤含水量的主要因素;在垂直方向上,人工林土壤含水量变异程度均为中等变异,变异系数随土层深度的增加呈减小趋势,约在360 cm土层形成稳定变化,人工植被主要影响0~360 cm土层内的土壤水,5种人工林中刺槐林地土壤水分变异程度最大,侧柏林地土壤水分最为稳定;采用有序聚类法将人工林土壤水分垂直层次划分为交换层、利用层、调节层和稳定层,不同林分间层次划分深度存在一定差异。【结论】研究区人工林可导致土壤含水量一定程度的减少,刺槐、油松、刺槐-油松林会加剧对深层土壤水分的消耗,其中刺槐林对深层土壤水分的消耗最为明显,建议在林业生态工程建设时,适当减少刺槐林面积,提高侧柏栽植比例。对现存土壤含水量较低的刺槐林,通过间伐降低林分密度,或将其改造为混交林,以期改善土壤水环境,实现林水平衡。

“88542”水平沟整地措施下土壤微生物群落空间分异特征

为探明宁夏黄土丘陵区“88542”水平沟整地措施下土壤微生物群落结构的空间分异特征,选取整地措施下形成的水平沟(FL)和上、下相邻水平沟间的隔坡地(GL)表层土壤为对象,通过高通量测序技术,研究整地措施下土壤微生物组成及多样性的变化及其影响环境因素。结果表明,在2种样地共检测到细菌30门、82纲和真菌13门、29纲的微生物。土壤中的主要细菌门为变形菌门、放线菌门和酸杆菌门,主要真菌门为子囊菌门、担子菌门和被孢霉门。2种样地下主要微生物类群的相对丰度存在明显差异,水平沟土壤中变形菌门和担子菌门的相对丰度分别高于隔坡地43.8%和79.6%,隔坡地土壤中放线菌门和子囊菌门的相对丰度分别高于水平沟28.1%和42.1%。α多样性显示,在2种样地间土壤细菌多样性指数无显著差异,但隔坡地上的土壤真菌Shannon、Simpson指数显著高于水平沟。此外,冗余分析显示,脲酶、微生物量碳、有机质以及全N是驱动土壤细菌和真菌群落变化的主要因子。研究结果可为黄土丘陵区整地措施后的生物地球化学过程和微生物变化机制提供理论依据和数据支撑。

神木北部风沙黄土区不同植被类型土壤水分特征

为进一步了解风沙黄土区不同植被类型土壤水分特征,选择陕西省榆林市神木市大柳塔镇5种典型植被类型的7个样地柠条1、柠条2、草地1、草地2、樟子松、沙棘、杏树为研究对象,采用单因素方差分析法比较不同样地间土壤水分的差异性。结果表明:(1)在0~100 cm土层,研究区不同植被类型间土壤含水量和土壤蓄水量均存在显著差异(P<0.05),均表现为杏树>沙棘>柠条1>柠条2>草地1>樟子松>草地2。(2)不同植被类型土壤含水量随着土层深度的增加整体上都成增加趋势。其中草地1、樟子松、草地2的变化趋势不明显。(3)不同植被类型土壤蓄水量随土层深度的增加整体上均表现出不断增加的趋势。各植被在0~40 cm土层的蓄水量均比较少且变化不大,在40~100 cm土层时土壤蓄水量变化较大且均在80~100 cm土层时的蓄水量达到最大。该试验分析出了该地不同植被类型下的土壤含水量及土壤蓄水量特征,对该地后续的水土保持与植被恢复和生态环境建设提供理论依据。

黄土丘陵沟壑区典型小流域沟道类型和坡面组成对重力侵蚀的影响

重力侵蚀是黄土丘陵沟壑区小流域发生水土流失和地质灾害的重要原因之一,但对其存在和发生环境的研究仍不充分。为探究沟道形态和坡面组成对重力侵蚀的影响,基于无人机摄影测量、遥感解译、现场调查等方法,系统研究山西省吕梁市王家沟流域内78处滑坡、26处崩塌和108处泻溜的空间分布、侵蚀数量特征及与沟坡的关系。结果表明:1)沟道类型影响重力侵蚀危害程度。沟道分类有助于识别重力侵蚀活跃区域,冲沟和干沟的重力侵蚀量及面积分别占研究区总量的88.5%和81.4%。2)重力侵蚀与沟道坡度存在紧密关系,在不同类型沟道中的表现差异显著。坡度30°~60°区域分别是切沟和冲沟中重力侵蚀最严重区域,发生率约是其他区域的2.57倍和1.19倍;干沟和河沟的重力侵蚀主要发生在坡度0~30°区域。3)坡面组成方式对重力侵蚀危害程度和发生类型存在显著影响,土壤类型及其空间分布特征是重要影响因素。该研究可为黄土丘陵沟壑区重力侵蚀精准防治提供理论依据。

晋西北黄土丘陵区小叶锦鸡儿人工灌丛土壤水分动态研究

土壤水分是黄土丘陵区植被成活与正常生长的关键因素。对黄土丘陵区不同生长年限小叶锦鸡儿灌丛及其撂荒地土壤水分的动态监测表明, 随种植年限延长, 小叶锦鸡儿灌丛下土壤水分含量呈持续下降趋势, 40年灌丛下土壤含水量明显低于20年和10年的小叶锦鸡儿灌丛, 且所有种植年限的灌丛土壤含水量均低于撂荒地。从周年内土壤水分季节变化看, 整体呈下降趋势, 4～6月不断降低, 6～7月达到最低值, 8～10月逐渐回升。对0～200 cm土体剖面土壤水分分布研究表明, 随种植年限增加, 小叶锦鸡儿灌丛各深度土层土壤含水量呈递减趋势, 在40～80 cm土层随种植年限增加土壤含水量减少幅度明显。整个生长季各年限灌丛的土壤水分循环水平不高, 40年灌丛只有4.63%, 与撂荒地比较相差2.92%, 而各年限灌丛土壤水分表观平衡均表现为亏缺状态。表明目前黄土丘陵区人工种植的小叶锦鸡儿灌丛土壤水分环境不容乐观, 长期处于水分胁迫状态, 不利于其生存生长, 存在灌丛衰退甚至死亡的风险。

黄土丘陵区不同土地利用的土壤水分灰色关联度

运用灰色关联度分析法，分析了黄土丘陵区的延安燕沟不同土地利用方式下土壤水分的垂直变化和月动态。结果表明：梯田各层土壤水分变化态势相似程度较高，即梯田土壤水分的垂直波动较小；不同土地利用方式下均是表层（0～30cm）和中层（30～100cm）土壤水分的灰关联度较大，即土壤水分的变化发展态势较一致，但由于不同利用方式的影响，土壤水分变化态势的相似程度为梯田〉白羊草〉刺槐〉沙棘，除白羊草地外，其他土地利用方式下表层（0～30cm）与深层（100～200）的灰关联度最小，土壤水分变化差异较大。从各月土壤水分灰关联度来看，沙棘除10月份外，其他各月土壤水分变化态势的相似程度较高；白羊草地正好相反，整个生长季土壤水分的变化波动很大；梯田和刺槐林地居中，但各月土壤水分变化态势的相似程度仍然存在差异，表现为雨季前各月土壤水分变化较为一致，雨季后的9、10月份与4月份相比差异较大。说明不同的土地利用方式对土壤水分的垂直变化和月动态变化均产生不同影响。

黄土高原丘陵区地形和土地利用对土壤有机碳的影响

土壤有机碳(SOC)作为土壤中重要的组成部分及植物生长的主要元素,在地球生态系统中起着举足轻重的作用,是全球环境尤其是气候变化的重要影响因素。以黄土高原王茂沟小流域为研究对象,通过间隔为150m经纬网格分5层采集0~100cm土壤样品,采集土壤样品包括4种地形(坡顶、坡上、坡中、坡下)和5种土地利用类型(坡耕地、林地、草地、灌木、梯田),共采集土壤样品1540个,探讨地形和土地利用方式对黄土丘陵沟壑区小流域SOC含量和分布影响,并通过Kriging插值计算流域内SOC空间分布。结果表明,黄土丘陵第一副区王茂沟小流域在0~100cm土层中,SOC平均含量坡上(4.49g·kg^-1)和坡中(4.30g·kg^-1)含量最高,其次为坡下(3.97g·kg^-1),坡顶SOC含量最低(3.34g·kg^-1);坡耕地SOC含量最低。林地(4.31g·kg^-1)、梯田(4.25g·kg^-1)、草地(4.12g·kg^-1)和灌木(3.82g·kg^-1)分别较坡耕地(3.47g·kg^-1)SOC含量增加24.2%、22.4%、18.7%和10.1%。表层SOC更易受到环境因子的影响,梯田等水土保持措施可明显固存深层(>20cm)SOC。方差成分估计表明,土地利用、地形、深度以及土地利用与地形的交互作用对流域剖面SOC含量空间分布有着极显著的影响(P<0.01),其中地形对SOC含量的贡献率最高(32.50%)。土地利用与地形的交互作用在各因子的交互作用中表现出对SOC含量变异解释度最高(7.4%)。流域SOC在空间上呈斑块分布,随着深度的增加,流域SOC的空间分布向均一性发展。研究结果为黄土区水土保持措施规划及退耕还林的固碳效益评价提供了科学依据。

不同降雨强度下黄土区冻土坡面产流产沙过程及水沙关系

为了明确降雨对冻土坡面侵蚀的作用机理,探讨冻土和未冻土在不同水力条件下侵蚀之间的差异。通过室内模拟降雨试验,采用3种降雨强度(0.6,0.9,1.2 mm/min)对比定量研究冻土坡面和未冻土坡面产流产沙过程及水沙关系。结果表明:在0.9、1.2 mm/min雨强下,冻土坡面的产流时间相对对照坡面提前了18.7,6.4 min。冻土坡面径流量、侵蚀量均远大于对照坡面,在0.9,1.2 mm/min雨强下径流量分别是对照坡面的1.16,1.19倍,侵蚀量分别是对照坡面的10.40,6.40倍。随着降雨进行,坡面产生不同程度的细沟,其中,冻土坡面相比对照坡面细沟出现时间分别缩短了18 min,22 min,且冻土坡面细沟侵蚀量占总侵蚀量的79%～92%,此比例大于同雨强下的对照坡面。两种坡面的累计径流量与累计产沙量之间满足y=kx+b的线性关系,在细沟间侵蚀阶段,冻土坡面的k值是对照坡面的8.48～9.02倍,而在细沟侵蚀阶段,则为对照的3.68～7.50倍。研究结果表明细沟侵蚀是冻土坡面土壤侵蚀率增大的主要原因,而冻结层的阻水作用是导致坡面上细沟出现时间提前的最重要因素。该研究可以为完善土壤侵蚀机理研究提供一定的参考价值。

黄土丘陵区植被的土壤水文效应

采用定位监测与普查相结合方法,对黄土丘陵区主要降水量级地区不同植被下土壤水分状况进行了系统的总结分析。研究认为:农林草地土壤水分剖面有较大差异,土壤水分由高到低依次为农地、草地、灌木地、乔木。部分地区灌木林土壤水分可能不如乔木林地。在特旱年份,不同植被下的土壤水分严重亏缺,但不同植被利用引起的土壤水分差异变小。森林带土壤水分明显好于过渡带,该带刺槐生长正常;在过渡带,特旱年份油松、刺槐林不能正常生长,且乔、灌、草均引起土壤干层。所以在林草植被建设中需要一些辅助措施来保证土壤水分供应的可持续性。

修剪与覆盖对黄土丘陵区枣林土壤干层的修复效应

【目的】探究修剪与覆盖对黄土丘陵区旱作枣林土壤水分的影响,为该区林地土壤干层修复提供科学依据。【方法】2012—2015年,以典型黄土丘陵区枣林及农田为研究对象,设计10种试验处理:常规(PI-1)、轻度(PI-2)、中度(PI-3)、重度(PI-4)修剪;林下秸秆、石子覆盖、地膜覆盖、林下裸地;PI-4+塑料膜覆盖;农地。并采用中子水分仪定位监测土壤剖面水分含量,探讨不同处理下的土壤水分状况。【结果】与相似条件下的旱作农地相比,15龄旱作山地枣林土壤干层深度达560 cm,年均耗水量高出农地19.7 mm;不同修剪处理间,枣林土壤含水量存在显著差异(P<0.05),4种修剪处理土壤含水量表现为PI-1<PI-2<PI-3<PI-4;在常规修剪情况下,采取林下秸秆、石子覆盖和地膜覆盖的枣林地土壤水分含量都显著增加(P<0.05),分别比林下裸地土壤储水量增加31.8~43.1、69.9~71.4和84.0~92.7 mm;地膜覆盖储水量在枣林休眠期达339.45 mm,显著高于石子覆盖和林下秸秆处理(P<0.05);PI-4+塑料膜覆盖处理土壤水分与农地土壤水分在枣林生育期无显著差异(P>0.05),但在休眠期枣林土壤含水量高于农地。【结论】增加枣树修剪强度可明显减少林地耗水;全年林地覆盖更有利于生育期土壤水分储存并可有效降低林地休眠期土壤水分损失;适度修剪+全年地膜覆盖可有效防治林地土壤干层加重或发生。

黄土丘陵区红枣经济林根系分布与土壤水分关系研究

为明确半干旱黄土丘陵区不同年龄无灌溉旱作矮化修剪密植枣林的根系分布范围与其土壤水分的空间关系,利用根钻法测定枣林株间不同深度的根系分布、枣树主干就近位置的根系量,并采用土钻取土和中子仪定位测定结合了解不同年龄的枣林10 m深度的土壤水分。结果表明：随着树龄增加,1、3、5、12 a枣树根系最大深度年平均增值在减小,12 a枣林垂直根系达520 cm。枣树株间100 cm处向下的根系深度较浅,枣林的垂直根系最大和最小值之差先增加后减小,12 a枣林垂直根系之差只有180 cm。研究区枣树株间水平根系在枣林3 a时开始交汇,枣树水平根系延伸无法确定,所得到的水平方向根系实际是枣林多株树汇集的根系。枣林垂直根系对土壤水分的垂直变化作用显著,但矮化修剪密植枣林株间根系深度差异并没有造成土壤水分因此而波动。随着枣树树龄的增加根系深度和土壤水分干层均增加,0～2 m土层的土壤水分年内变化幅度也增加,而且根层范围的土壤水分随着树龄增加在降低,但是土壤干层深度稍大于测得的根系深度。

黄土丘陵区人工沙棘林水土保持作用机理及效益

沙棘是我国半干旱地区用于水土保持造林的主要生态 经济型树种,在“三北”地区生态环境建设中发挥重要作用.对野外试验资料分析表明,7～10龄沙棘林冠年平均截留率为8 5 % ,6～10龄沙棘林地枯落物层单次可截留0 89mm降水;沙棘林通过改善土壤理化性质,具有提高土壤入渗和抗冲性能作用,其中土壤中毛根数量是决定土壤抗冲能力的主要指标.沙棘林的水土保持作用随林龄变化明显,幼林(2～3龄)阶段的作用很小,降水特性是决定林地产流产沙量的主要因素;成林(4～5龄)阶段,产流产沙量受降水和林分生长的共同影响;成林后(6～12龄)阶段,降水特性的影响很小,林地产流产沙量维持相对稳定,年径流深与侵蚀模数分别为0 3～3 4mm、0～6 75t·km-2 .幼林至成林(2～5龄)阶段,径流含沙量急剧减少,成林后(6～12龄)阶段,径流含沙量趋于稳定,含沙量变化在0～5 0 9kg·m-3 .

雨水利用与水土保持和农业持续发展

雨水资源是西北黄土高原旱作区农田生产的主要水源。该区域年均雨水（４４３ｍｍ）总量２７５７亿ｍ３，是当前年地表水和地下水用量的９．２倍。因降水时空分布不均，“易失多变”，水土流失和干旱问题严重，降水利用率４０％左右，作物水分利用效率仅３．０～４．５ｋｇ（ｈｍ２·ｍｍ）。人工收集与调配利用雨水，是水土保持和农业生产的一个结合点，是节水农业的一项工程。雨水收集可减轻水土流失，在作物受旱缺水时补充灌溉增产明显，可使降雨叠加增效。人工收集利用雨水在西北历史悠久，有坝、塘、池、井、窖和隔坡梯田等形式，但未形成体系，缺乏统一规划。在技术上，集流。

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤水分分析

采用定位监测法，对地处黄土丘陵区的延安燕沟不同植被类型下土壤水分状况进行了对比分析。结果表明：农林草地土壤水分剖面（0～4m）存在显著差异，平均土壤含水量由高到低依次为：旱农坡地〉草地〉柠条灌丛〉果园〉黄刺玫灌丛〉刺槐，与旱农坡地对照分别相差2．04％、2．27％、4．75％、4．8％和5．68％；刺槐、柠条和黄刺攻的土壤水分垂直分布呈现较一致的趋势，表现为上层水分高于下层且差异显著，水分较明显的分界点在100cm左右，其100cm以上平均土壤湿度分别为10．12％、13．58％和11．89％，100cm以下分别为8．79％、12．16％和9．07％；同时，不同植被类型下土壤剖面低湿层不同，乔灌地低湿层深度较农地和草地深；土壤水分剖面形态与分层特征受植被利用影响作用显著。

黄土丘陵区天然和人工植被类型对土壤理化性质的影响

不同植被类型对黄土高原土壤质量的改善作用存在较大差异。研究天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异对于深入认识黄土高原植被恢复与土壤环境演化的关系,准确评价不同植被恢复模式生态环境效益具有重要意义。该研究以黄土丘陵区燕沟流域为例,选择研究区广泛分布的11种天然和人工植被类型为研究对象,系统分析了该区天然和人工植被类型对土壤性状的影响。结果表明:天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异明显。200cm土层土壤含水率大小为农田>天然草地>人工乔木林地>果园>人工灌木林地>天然灌木林地。与农田相比,天然灌木林地和天然草地土壤体积质量降低最为明显,人工乔木林地、人工灌木林地和果园土壤体积质量下降差别不明显。天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地土壤有机质、全氮都有明显提高,人工乔木林地和果园土壤有机质和全氮提高不明显。不同植被类型土壤有机质、全氮总体随土层加深呈下降趋势,农田、果园和人工乔木林地土壤有机质和全氮垂直变化较小,而天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地变化较大。不同植被类型土壤全磷含量差异较小,且垂直变化不明显。总体看来,天然植被类型对该区土壤性状改善作用优于人工植被类型,而人工灌木林的改善作用优于人工乔木林。