五种气候生产力模型在华北土石山区的适用性分析

植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)是陆地植物的净固碳量,对于全球碳估算研究具有重要意义。华北土石山区作为中国林业工程重点区域,是典型的干旱半干旱气候区,准确估算该地区NPP大小及其变化特征对林业生态工程建设具有重要意义。本文基于河南小浪底森林生态系统国家野外科学观测研究站1980-2020年气候数据,利用Miami模型、Thornthwaite Memorial模型、Chikugo模型、朱志辉模型及周广胜模型共5种气候生产力模型估算,分析NPP的变化趋势,运用随机森林算法探讨NPP影响因素,并以区域MODISNPP数据为标准进行评价,以探究适合估算该地区NPP的气候生产力模型。结果表明:(1)华北土石山区年平均气温、最高气温、最低气温和降水量均呈上升趋势,变化速率分别为0.05℃×a^(-1)、0.04℃×a^(-1)、0.05℃×a^(-1)和1.58mm×a^(-1);年平均太阳辐射和平均相对湿度则呈下降趋势,变化速率分别为0.46MJ×m^(-2)×a^(-1)和0.17个百分点×a^(-1)。(2)采用5种模型计算的华北土石山区NPP均呈上升趋势,但NPP值存在差异,变化范围在739.35~958.48gC×m^(-2)×a^(-1),均值为862.19gC×m^(-2)×a^(-1)。其中Miami模型估算值最大(958.48gC×m^(-2)×a^(-1)),周广胜模型估算值最小(739.35gC×m^(-2)×a^(-1))。(3)随机森林算法表明,降水是影响该地区NPP的关键因子。适用性分析显示,周广胜模型估算值与MODIS NPP最接近,其相对误差、RMSE和MAE分别为1.45%、451.05gC×m^(-2)×a^(-1)和446.03gC×m^(-2)×a^(-1),且相关系数最大(0.49)。综上可知,周广胜模型更适宜该地区的NPP估算,在使用气候生产力模型估算华北土石山区NPP时,应优先考虑使用周广胜模型。

华北土石山区油松生长季夜间液流分配特征

【目的】通过对油松生长季夜间液流特征和环境驱动因素的研究,揭示夜间液流组分拆分特征,探讨夜间液流的组分与气象因子之间的相关关系,以及茎干补水对气象因子的响应,为华北土石山区水资源和水源涵养林管理决策提供理论依据。【方法】以华北土石山区的油松作为研究对象,根据径阶大小选取18棵样树,在2014年生长季运用Granier热扩散探针技术(TDP)持续观测夜间液流,结合称重式蒸渗仪和自制微型蒸渗仪来计算蒸腾量,解析夜间液流的去向;并进行夜间液流与土壤含水量、大气温度、湿度及光合有效辐射等气象因子的相关分析,以确定主要驱动因素。【结果】在6—9月典型晴天,夜间液流速率都呈逐渐降低趋势,18:00—24:00的夜间液流速率高于00:00—05:00,夜间液流主要用于对白天失水过多的茎干进行补水,以至于在24:00时油松茎干储水量基本达到饱和,因此,00:00—05:00夜间液流速率趋于稳定;油松夜间液流用于茎干补水的比例(95.34%)显著高于用于夜间蒸腾量的比例(4.66%);油松夜间茎干补水量与饱和水汽压差呈极显著正相关(R^(2)=0.793,P<0.01),而对土壤含水量变化响应不敏感(R^(2)=0.105,P>0.05),表明夜间液流主要受饱和水汽压影响。【结论】华北土石山区的油松生长季夜间液流随着夜间时间的进行呈现逐渐降低的趋势;绝大部分的夜间液流用于夜间茎干补水,在气象因子中,饱和水汽压是驱动夜间茎干补水及夜间液流的重要因子(P<0.01)。

北方土石山区坡面水土流失特征研究

[目的]揭示北方土石山区坡面水土流失规律,为山区土壤侵蚀防治和生态建设提供科学依据。[方法]利用1988—1991年坡面径流小区观测数据,运用统计和相关分析等方法,对不同下垫面条件下坡面水土流失特征进行了分析,并探讨了坡面径流深度、土壤侵蚀模数、土壤入渗率与有效降雨量、平均降雨强度、降雨历时、降雨等级的关系。[结果](1)在5°08′~24°08′坡度范围内,坡面径流深度随坡度增加逐渐减小,土壤侵蚀模数和土壤入渗率随坡度增加逐渐增大;(2)在2.18~33.19 m坡长范围内,坡面径流深度随坡长增加逐渐减小,土壤侵蚀模数和土壤入渗率随坡长增加呈现先增后减的变化趋势,存在临界坡长;(3)随着植被覆盖度增加,坡面径流深度、土壤侵蚀模数迅速减小,土壤入渗率逐渐增加;裸地的坡面径流深度和土壤侵蚀模数显著高于30%植被覆盖度坡面,但植被覆盖度由30%增加到60%,90%时,坡面水土流失过程的影响差异并不明显,说明在水土流失治理中存在临界植被覆盖度;(4)坡面径流深度、土壤侵蚀模数主要受到有效降雨量和平均降雨强度影响,且均呈显著正相关;而土壤入渗率主要受到平均降雨强度和降雨历时影响,与平均降雨强度呈显著正相关,与降雨历时呈显著负相关;随降雨等级的增加,坡面径流深度和土壤侵蚀模数呈增加趋势而土壤入渗率呈先增加后减少的趋势。[结论]下垫面条件和降雨因素对北方土石山区坡面水土流失过程产生了重要影响。未来应结合室内试验和模型模拟,进一步加强该区域不同自然因素和人类活动对坡面水土流失过程和影响机制的研究。

北方土石山区薄土坡耕地石坎反坡阶措施减流减沙效益分析

为解决我国北方土石山区薄土坡耕地水土流失问题,通过布设标准径流小区来研究石坎反坡阶措施的水土保持综合效果。结果表明:石坎反坡阶措施对于坡耕地水土流失调控效果显著,该措施相较于等高耕作措施,坡面径流削减率和泥沙削减率分别达到68.57%和94.29%;石坎反坡阶措施在提高坡面土壤水分含量、提高坡面水分分布均匀度方面能够发挥出良好的作用,该措施相较于等高耕作措施,坡面总体土壤水分含量提高了7.78%;石坎反坡阶措施能够显著提高坡耕地的农作物产量,相较于常规等高耕作措施,玉米产量提高了12.69%。石坎反坡阶的设计及作用效果研究,丰富了我国北方土石山区薄土坡耕地的水土流失治理途径。

华北土石山区典型人工林空气负离子变化及其影响因子分析

[目的]探究华北土石山区典型人工林生长季与非生长空气负离子(NAI)的变化特征以及其影响因子的差异性,为揭示该地区不同季节影响NAI浓度的环境因子变化提供科学依据。[方法]利用河南黄河小浪底地球关键带国家野外科学观测研究站的空气负离子、PM2.5、PM10和气象数据,分析该地区生长季与非生长季栓皮栎和侧柏的NAI变化特征,在此基础上,采用随机森林模型(RF)比较了影响NAI的主要环境因子及其重要性得分。[结果]生长季栓皮栎人工林NAI浓度日内变化呈单峰曲线,非生长季则不明显。生长季和非生长季侧柏人工林NAI浓度日内变化均呈单峰变化趋势,但峰值大小差异较大;观测期栓皮栎人工林平均NAI浓度(740.32 ion·cm^(−3))>侧柏(703.74 ion·cm^(−3))(p<0.01),其中,生长季栓皮栎人工林日均NAI浓度(858.94 ion·cm^(−3))>侧柏(724.33 ion·cm^(−3))(p<0.01);非生长季侧柏人工林日均NAI浓度(683.16ion·cm^(−3))>栓皮栎(621.70 ion·cm^(−3))(p<0.01);生长季空气温度(Ta)、相对湿度(RH)、饱和水汽压亏缺(VPD)、光合有效辐射(PAR)等气象因子均高于非生长季,而颗粒物(PM2.5、PM10)表现为非生长季高于生长季,且同时期PM10浓度>PM2.5浓度,风速(WS)生长季与非生长季差异不明显;随机森林模型显示,生长季影响栓皮栎和侧柏人工林NAI浓度的主要环境因子为VPD、PAR和WS,其重要性得分分别为20.22、15.08、14.71和25.08、16.76、16.49;非生长季影响栓皮栎人工林NAI浓度的主要环境因子为PM2.5、WS和PM10,其重要性得分分别为33.36、17.58和14.28,影响侧柏人工林NAI浓度的主要环境因子为WS、PM2.5和PM10,其重要性得分分别为17.51、15.89和14.62。[结论]华北土石山区生长季栓皮栎与侧柏NAI浓度日内变化均呈单峰曲线,非生长季栓皮栎NAI浓度变化不明显,而侧柏呈单峰曲线。栓皮栎和侧柏人工林NAI浓度差异显著,其中,生长季人工林的NAI浓度栓皮栎>侧柏,非生长季人工林的NAI浓度侧柏>栓皮栎,观测期内栓皮栎NAI浓度高于侧柏NAI浓度。影响该地区典型人工林NAI浓度的环境因子季节差异明显,生长季主要的环境因子是VPD和PAR,而非生长季的主要环境因子是颗粒物和WS。

华北土石山区荆条潜在蒸散量及作物系数分析

[目的]研究荆条灌丛的潜在蒸散量及作物系数变化趋势,为半干旱区水资源管理及植被建设提供依据。[方法]利用河南黄河小浪底地球关键带国家野外观测站2021年5—10月份的蒸渗仪数据、逐日气象数据、荆条叶面积指数(LAI)及新梢生长量数据,利用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET0),分析生长状况基本一致、水分充足条件下的荆条不同生育期的潜在蒸散量、作物系数的变化趋势及其与生长指标的关系。[结果](1)在荆条生育期内,ET0值整体呈下降趋势,5、6月份较高,7月份后开始下降,ET0总值为630.86 mm,日均值为3.43 mm·d^(-1)。(2)荆条生育期内荆条灌丛的潜在蒸散量呈抛物线式变化,表现为开花期最大,总值为336.26±18.19 mm,日均值为5.51±0.30 mm·d^(-1);结果期和展叶期次之,落叶期最小,总值为41.57±3.61 mm,日均值为1.98±0.17 mm·d^(-1);整个生育期的总值为716.47±40.21 mm,日均值为3.89±0.22 mm·d^(-1)。(3)荆条灌丛LAI和新梢生长量在5、6月增长较快,之后变缓。其中LAI在8月达到最大值(2.93±0.07),之后开始下降,10月降为最小值(1.63±0.08)。新梢在5月增长量最大,为6.85±0.25 cm,10月基本停止生长。(4)荆条作物系数在生育期内呈先增后降的变化趋势,结果期最大(1.45±0.22),开花期次之(1.25±0.13),展叶期(0.98±0.05)和落叶期(0.95±0.14)最小,整个生育期平均为1.28±0.16。作物系数与叶面积指数呈极显著正相关(p<0.01),决定系数R2为0.736,与新梢生长量相关性不显著(p>0.05)。

基于改进RUSLE模型的西南土石山区水土流失评价——以湖南省龙山县为例

本文基于Landsat遥感影像,引入归一化山地植被指数(NDMVI),改进RUSLE模型中的植被管理因子C,得到改进的RUSLE模型,并利用其对湖南省龙山县2000~2020年的土壤侵蚀进行估算,旨在快速、科学地评价研究区水土流失变化情况,为以龙山县为代表的西南土石山区水土流失治理提供科学依据。2000年的NDMVI数值范围较均一化植被指数(NDVI)增加了0.3158,2020年的NDMVI数值较NDVI增加了0.2076,增加幅度均较大,这说明NDMVI区分地物的能力更强,具有较强地消除复杂地形影响的能力。通过影像对比,可以看出NDMVI区分地物的能力要优于NDVI,提取城镇用地、水体等地物的精度更高,尤其在地形起伏地区以及山坡的阴影地区,能更好地反演植被覆盖管理因子。基于山地植被指数修正的植被覆盖管理因子C可以更准确地区分地物,尤其是在地形起伏和山坡阴影地区。该方法能有效地运用于西南土石山区的水土流失监测和评价,实现动态变化的快速定量监测。

北方土石山区水土流失现状与综合治理对策

北方土石山区现有轻度以上水土流失面积13.49万km2,其中水蚀面积约占95%,水蚀区虽以轻度侵蚀为主,但水土流失仍然是该区主要的生态环境问题,不仅制约山区经济的发展,而且严重影响下游经济发达地区的水资源安全和生态安全,加强区域水土保持已成为区域发展的迫切要求。北方土石山区的水土保持,在新的时代背景下,应更加关注坡耕地改造、"坡林地"水土保持、"节水型"措施和生态"清洁型"小流域建设。依据自然地带性规律、区域经济发展和社会需求,北方土石山区可分为8个水土流失综合治理区,各区应当结合实际情况采取有针对性的综合治理对策。

华北刺槐林与自然恢复植被土壤微生物量碳、氮含量四季动态

【目的】土壤微生物量碳、氮是植被所需碳、氮的重要＂源＂或＂库＂,是公认的综合评价土壤质量或肥力的重要指标,也是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,研究其动态变化,可为退耕还林及后期管理决策提供科学依据,并为深入研究林地碳氮循环及温室气体排放提供参考。【方法】以农田（FL）为对照,研究华北土石山区10年生刺槐林、43年生刺槐林、自然恢复植被（NRV）土壤微生物量碳、氮的四季动态变化,并对各样地微生物量碳、氮对土壤营养库的贡献率进行对比研究。【结果】各样地微生物量碳、氮随土层加深而逐渐下降,其季节动态变化差异显著;农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地0-20 cm土层微生物量碳、氮含量四季均值分别为251.94,290.68,150.66,197.34 mg·kg^-1和30.95,46.46,36.55,45.27 mg·kg^-1。其中：自然恢复植被的微生物量碳、氮含量四季均值最高,其微生物量碳含量分别是农田、10和43年生刺槐林的1.15,1.93和1.47倍,微生物量氮含量分别是它们的1.50,1.27和1.03倍;土壤微生物量碳、氮含量随刺槐树龄增大而升高,43年生刺槐林0-20 cm土层的微生物量碳、氮含量是10年生刺槐林的1.31和1.24倍。各植被样地不同层次土壤微生物量碳氮比季节差异明显,农田、自然恢复植被、10年和43年生刺槐林0-20 cm土层碳氮比四季均值分别为8.64,6.26,4.12和4.36;10,43年生刺槐林碳氮比分别是农田的0.48和0.50倍,是自然恢复植被的0.66和0.70倍。在0-20 cm土层中,农田、自然恢复植被、10和43年生刺槐林地微生物量碳对土壤有机碳平均贡献率分别为1.88%,2.00%,1.54%和1.24%,土壤微生物量氮对土壤全氮的平均贡献率分别为1.21%,5.44%,3.55%和2.26%。【结论】各样地土壤微生物量碳、氮之间显著相关,它们与土壤全氮、有机质和速效钾含量均显著相关;除此之外,土壤微生物量碳还与土壤硝态氮含量显著相关。随着树龄的增加刺槐林土壤微生物量尤其是微生物量氮含量显著提高,因而土壤的生物肥力也显著提高;由土壤微生物量碳、氮含量及其对土壤营养库的贡献率可知,自然恢复植被更利于土壤微生物结构、功能的恢复和生物活性的改善。

石漠化土地分级指征及其遥感影像特征分析——以粤北岩溶山区为例

建立准确的石漠化土地分级指征及其卫星遥感影像特征是提高石漠化土地监测与评价的基础和关键。以生态基准面概念为理论依据,在综合性、主导性、可操作性原则指导下,选取基岩、植被、土壤、土地利用等指标,建立了粤北山区石漠化土地分级指征,并提出了各级石漠化土地的解译标志。结果表明:选取的分级指征及解译标志能够有效地揭示粤北石漠化土地的现状。

华北土石山区不同林分结构与功能的研究

在调查北京八达岭林区刺槐(Robinia pseudoacacia)、侧柏(Platycladus orientalis)及其混交林生长量、土壤理化性质、水源涵养能力、病虫害的基础上,研究其结构与功能关系。结果表明,混交林比纯林具有更好的生长量,土壤理化性质得到进一步改善,从而提高水源涵养能力。另外,混交林还能够提高林分抵抗病虫害的能力。采用混交的方式为:1行刺槐3行侧柏循环混交,刺槐株数不超过1/4。本项研究以期对北京市森林健康经营具有一定的指导意义。

北方土石山区土壤侵蚀对土壤质量的影响

沂蒙山区是我国北方典型的土石山区,当地土壤由片麻岩、砂岩发育而来,质地疏松易流失,目前缺乏对土壤侵蚀监测的长期观测数据。以山东省沂蒙山区某一小流域为研究对象,利用137Cs示踪技术与杨氏土壤侵蚀等模型,对该流域坡耕地与非耕地的土壤侵蚀速率进行了初步估算,坡耕地土壤侵蚀速率5 961.6 t/km2.a,坡地非耕地侵蚀速率2 530.5 t/km2.a,并探讨了土壤侵蚀对土壤质量的影响。研究结果表明:整个研究流域土壤侵蚀严重,土壤侵蚀量大的区域,土壤有机质、全氮等含量相对较低,而土壤全磷含量变化和缓,总体上土壤质量状况较差。该研究对我国北方土石山区土地资源的合理开发利用和生态环境保护具有积极的意义。

北方土石山区典型树种耗水特征及环境影响因子

研究北方土石山区植物耗水特征和环境影响因子对于构建稳定的植被生态系统具有重要意义,能够为当地植被恢复策略提供科学指导。在北京林业大学西山试验林场于2016年7月至10月利用热扩散探针的方法,结合同步观测的土壤含水率和气象因子,对刺槐和油松人工混交林进行蒸腾观测和分析。结果表明:(1)尽管刺槐和油松蒸腾的日变化规律相近,但二者蒸腾的季节变化规律不同;(2)两个树种蒸腾与VPD(饱和水汽压差)成顺时针时滞。刺槐蒸腾与太阳辐射成顺时针时滞,油松则成逆时针时滞;(3)二者与大气环境的耦合程度均较高(Ω<0.1),其气孔活动能够有效地控制蒸腾;(4)影响植物蒸腾的主要环境因子为太阳辐射(P<0.01)、VPD(P<0.01)和风速(P<0.01),其中由VPD引起的蒸腾量高于太阳辐射;(5)浅层土壤(0—50cm)的水分条件可能并不是影响植物蒸腾的重要因素。研究表明,在实际管理中可以采取调控气孔导度的手段来减少刺槐和油松人工林的耗水量,来降低水分这一人工林成活的限制因子,从而提高造林成活率。

华北土石山区天然次生林空间结构特征分析

以河北省木兰围场国有林场内1hm2标准地植被群落调查数据为基础,利用角尺度、混交度和大小比数这3个林分空间结构参数分析了华北土石山区天然次生林林分空间结构特征。结果表明,优势种白桦混交程度较低,林木空间隔离状况较差,亚优势种和伴生树种混交程度普遍较高,林分混交形式以零度和弱度混交为主,平均混交度为0.400。林木个体大小分化明显,各树种平均大小比数排序为:华北落叶松>花楸>蒙古栎>棘皮桦>白桦>青杄>山杨>油松>华北五角枫。群落内多数林木处于随机分布状态,但林分平均角尺度为0.562,属团状分布。依据天然次生林空间结构特征,分析预测了群落演替趋势,并提出森林经营的相关建议。

华北土石山区土壤水分物理特征研究

通过对华北土石山区人工油松林和侧柏栎类混交林土壤水分物理特性研究可知,由于阴坡油松林比阳坡侧柏栎类混交林有较好的有机质含量、黏粒含量、比表面及孔性等。油松林的最大持水量、毛管持水量和最小持水量都小于侧柏栎类混交林,最大蓄水量、毛管蓄水量和最小蓄水量都大于侧柏栎类混交林林地;阴坡油松林的持水力显著大于阳坡侧柏栎类混交林;在同样的水势下,Cθ达10-2数量级时,油松林的土壤水势为-1.0×10^5Pa;侧柏栎类混交林的土壤水势为-0.5×10^5Pa,土壤释水性能为前者优于后两者;潜在土壤有效水含量排序为：阴坡油松林〉阳坡侧柏栎类混交林。表明油松林林地土壤水分状况较好,从而能及时为林木生长提供所需的水分。

华北土石山区砾石覆盖对土壤溅蚀的影响

为探讨降雨强度和砾石覆盖度与土壤溅蚀的关系,通过野外人工模拟降雨,采用自主设计的圆形溅蚀板定量研究不同砾石覆盖度(0、5%、10%、15%、20%)、不同降雨强度(40、80和120 mm/h)对土壤溅蚀量的影响。结果表明:在相同的砾石覆盖度下,溅蚀量与降雨强度成线性正相关;在相同降雨强度下,溅蚀量随砾石覆盖度的增加呈指数递减趋势;随着降雨强度的增大,土壤溅蚀量受砾石覆盖度影响的程度减小;土壤溅蚀量随溅蚀距离的增加先增大后减小;土粒飞溅距离与降雨强度呈正相关;砾石覆盖对抑制溅蚀具有重要影响。

北京市红门川流域森林植被/土地覆被变化的水文响应

根据北京市红门川流域原有1∶1万土地利用图,结合流域1990年、1995年、2000年和2005年4期遥感影像,在GIS支持下,得到4期土地利用图,采用ArcView分析获得空间数据和属性数据。并利用研究区逐日降水量和径流量数据,从年径流量、汛期(6-9月份)径流量和单次径流量3个层次,分析不同土地利用时期的水文响应。结果表明:不同土地利用变化对流域径流具有显著影响。2001-2005年植被条件较好的土地利用较1990-1995年和1996-2000年产流有所减少,多年平均径流系数下降了70%以上。不同土地利用在相同降水条件下的产流仅在生长季节具有明显差异,也就是说土地利用变化对产流的影响具有季节性,在枯水季节无显著影响。2001-2006年的单次产流均小于1990-1995和1996-2000年的单次产流,仅为前期的1/3,降水利用率提高,发生洪涝灾害的可能性减小。

华北土石山区油松和元宝枫人工林土壤有机碳特征

森林生态系统土壤有机碳的储量及时空变化是制定森林生态系统可持续经营管理措施的重要依据,对全球碳循环与碳平衡的研究具有十分重要的理论价值。以华北土石山区不同密度油松和元宝枫人工林为研究对象,对不同林地类型的土壤密度、p H值以及全氮、速效钾、有机碳的质量分数等参数进行测定,对比分析不同林地类型土壤有机碳的质量分数、土壤有机碳密度、储量及垂直分布特征,探讨土壤有机碳质量分数与土壤理化性状的相关关系。结果表明：元宝枫林的平均土壤有机碳质量分数和有机碳密度均大于油松林的;土壤有机碳质量分数和有机碳密度在土壤表层（0~10 cm）为最高值并随土壤深度的增加而降低;土壤有机碳质量分数表现为2种林分密度下的元宝枫林无显著差异,而有机碳密度则表现为高密度元宝枫林〉低密度元宝枫林;在油松林中土壤有机碳质量分数、有机碳密度均表现为中密度油松林〉高密度油松林和低密度油松林。油松林和元宝枫林土壤有机碳质量分数与土壤密度均呈显著负相关,而全氮、速效钾与其呈显著正相关,油松林土壤有机碳质量分数与p H值呈显著相关,而元宝枫林土壤有机碳质量分数与p H值不相关。综上所述,华北土石山区元宝枫林较油松林具有更大的固碳潜力,而且土壤的有机碳质量分数及有机碳密度受树种和林分密度影响较大。

3种人工林表层土壤溶解性有机质含量的季节变化

通过研究土壤活性碳、氮的季节变化及其影响因素,为揭示人工林生态系统土壤碳、氮周转机理提供理论依据。以华北石质山区侧柏、刺槐和栓皮栎3种典型人工林为对象,设置有枯落物归还和无枯落物处理,在3、6、9和12月份采集表层0～10 cm土样,动态监测不同人工林下土壤溶解性有机碳、溶解性有机氮、无机氮、硝态氮和铵态氮的季节性变化规律。研究结果表明:1) 3种人工林下土壤溶解性有机碳、溶解性有机氮、无机氮、硝态氮和铵态氮质量分数呈显著的季节变化(P <0. 05),且有相似的趋势,均在6月达到峰值。2)土壤无机氮主要以NO_3^--N形式存在,侧柏林、刺槐林和栓皮栎林下土壤NO_3^--N质量分数分别为70. 2%、72. 8%和53. 4%。3)人工林类型显著影响林下土壤溶解性有机碳和NO_3^--N质量分数(P <0. 05),有枯落物处理时年均土壤溶解性有机碳和溶解性有机氮质量分数均呈侧柏>栓皮栎>刺槐的趋势,4)而NO_3^--N和NH_4^+-N和无机氮质量分数呈侧柏>刺槐>栓皮栎的趋势。枯落物处理显著影响土壤溶解性有机碳和溶解性有机氮质量分数(P <0. 05),对土壤NO_3^--N和NH_4^+-N质量分数无显著影响,土壤溶解性有机碳和溶解性有机氮质量分数大多呈有枯落物处理高于无枯落物处理的规律。5)逐步回归分析结果表明,土壤溶解性有机碳质量分数主要受土壤总氮质量分数的影响,其可解释74. 6%的变化;土壤溶解性有机氮主要受土壤总氮、NO_3^--N、气温和NH_4^+-N质量分数的影响,它们可共同解释86. 6%的变化。不同人工林类型显著影响了土壤活性碳、氮的季节变化;枯落物的归还提高并促进了人工林下土壤碳、氮含量和周转速率。

雨强对华北土石山区坡面侵蚀及其颗粒富集过程的影响

为研究雨强对华北土石山区坡面侵蚀过程和泥沙颗粒分布规律的影响,采用室内人工模拟降雨试验,以华北土石山区2种典型土壤为研究对象,在4种雨强(30,60,90,120mm/h)条件下,分析了径流的变化过程和侵蚀泥沙的颗粒组成及其颗粒富集率的变化规律。结果表明:(1)随着雨强从30mm/h增大至120mm/h,黄土性褐土和石灰性褐土的产流时间均逐渐减小,分别缩短了79%和85%;(2)在60,90,120mm/h雨强条件下,黄土性褐土的径流强度和泥沙浓度均随降雨时间先减小后增大,而后趋于稳定状态,石灰性褐土仅在120mm/h雨强条件下出现相似规律;(3)当雨强从30mm/h增大至120mm/h,黄土性褐土泥沙流失朝粗颗粒化发展,侵蚀泥沙的砂粒和粗粉粒含量分别增加了86%和21%,而石灰性褐土的变化不明显;(4)在降雨初始阶段,粒径较小的黏粒和细粉粒明显富集,而粒径较大的粗粉粒和砂粒不易流失,但随着降雨历时的延长,不同粒径泥沙颗粒的富集率趋于1,这种现象在大雨强下表现得尤为明显。