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。

西南土石山区不同雨型下茶树产流产沙规律研究

为研究西南土石山区茶树种植对水土流失的影响规律,以贵州省黔南州云雾水土保持监测站野外径流小区为实验区,通过自记雨量计采集2018-2022年间降雨数据、分流池和集流池等测流设施收集产沙产流数据,采用SPSS27软件进行统计分析。结果表明:(1)研究区在2018-2022年5 a内,共有125次降雨发生了产流产沙事件,其中,暴雨事件17场,大雨事件37场,中雨事件64场,小雨事件7场,暴雨、大雨、中雨是茶树引起水土流失的主要降雨类型;(2)6月、7月、9月是雨量比较多的月份,茶树水土流失较为严重,水土流失应重点防控这3个月;(3)通过植物措施+工程措施+耕作措施联合使用,具有明显的减流减沙效果,茶树+水平阶整地+梯带种植的方式减流减沙效果优于茶树+等高带状种植。

浅析晋北土石山区露天煤矿辅助生产设施建设水土流失预测

晋北土石山区土质疏松,植被稀少,露天煤矿辅助生产设施建设导致水土流失严重,影响生态环境。本文以新建东露天电铲、钻机大修场地工程为分析案例,根据工程设计理念并结合实际情况,采用现场踏勘和专家咨询法等方法来研究工程所在地的水土流失情况,分析确定各时间段内单位面积的土壤侵蚀强度,计算预测因工程建设扰动和破坏地表所流失的水资源量和泥土资源量。通过评估和分析,能够提供有效的评价方法和充分的理论依据用以预测晋北露天煤矿辅助生产设施建设所造成的水土流失情况。有助于制定相应的水土流失防治措施和管理策略,减少对环境的不良影响。同时,也为晋北露天煤矿辅助生产设施建设制定水土流失防治体系提供有效的数据支撑。

广西大石山区牛羊适度规模养殖现状调查——以大化瑶族自治县为例

广西大化瑶族自治县曾经是国家级深度贫困县,因地方自然条件限制,产业发展存在极大困难。为掌握大化县牛羊适度规模养殖情况,分析制约大化县牛羊产业发展的因素,巩固拓展脱贫攻坚成果,通过实地调查、电话咨询和查阅资料等方式,对大化县大石山区牛羊养殖情况展开调查,并提出牛羊产业发展相关建议。

广西大石山区肉牛养殖盈利运营探讨及对策

广西贫困人口绝大部分分布在石漠化严重的大石山区,石漠化引起的生态恶化加剧了贫困程度,阻碍区域经济的发展。该研究探索广西石漠化山区肉牛养殖产业盈利运营模式,协调石漠化治理与肉牛产业发展之间的关系,加快实现脱贫攻坚奔小康和产业兴旺乡村振兴目标的步伐,提升人民群众生活水平和生活质量,为石漠化极度贫困山区肉牛产业持续发展壮大提供参考和借鉴。

广西大石山区雨水水柜供水工艺研究与推广应用

党的二十大报告提出了要“建设宜居宜业和美乡村”,《中共中央振兴重点工作的意见》也就相关内容做出了具体部署,将持续加强乡村公共基础设施建设。乡村供水作为乡村现代生活必备条件,是保证乡村宜居的兜底性、基础性民生工程,解决缺水地区的供水问题至关重要。广西大石山区主要覆盖河池、百色、南宁、柳州、来宾、崇左6市30个县(市区),该地区降水时空分布不均匀,年平均降水量1500mm,降雨多集中在4月至8月。由于特殊的岩溶地貌,降雨大部分通过岩溶裂隙和石灰岩漏斗流入地下,因此当地地表水资源匮乏且呈现春秋易旱、夏涝冬干的特点。

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)。

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。

西南土石山区弃渣场防护措施设计应用

西南土石山区建设项目多位于中高山区,弃渣场具有弃渣量大、坡度陡、堆置地点分散等特点,并且在生态保护要求日趋严格的形势下,弃渣场选址可用占地少。加之地质及水文条件复杂、气候多变,生态环境及景观要求高,相较于其他类型区域,西南土石山区弃渣场的选取所面临的限制性因素更多,弃渣场的防护措施设计难度较大。以云南普洱市黄草坝水库为实例,根据水土保持技术规范要求,结合西南土石山区地质及气象条件,对其涉及的平地型、坡地型、沟道型等不同类型弃渣场采取的防护措施进行分析和阐述,旨在为生态环境保护新形势下该区域弃渣场的设计提供参考与借鉴。

论脱贫攻坚成果和乡村振兴有效衔接的科技赋能——基于广西大石山区的分析

广西大石山区巩固拓展脱贫攻坚成果和全面推进乡村振兴有效衔接,必须要在产业有效衔接、对象有效衔接、政策有效衔接等急需科技赋能,面临着加快科技创新引领、推进科技成果转化、加快科技平台建设等科技赋能任务。因此,要采取提高广西大石山区科技创新能力、加快科技成果转化速度、打造多元性平台科技人才队伍等路径,实现巩固拓展脱贫攻坚成果和全面推进乡村振兴有效衔接。

广西大石山区肉牛高效养殖策略的探讨

本文针对大石山区肉牛养殖存在问题进行分析,提出解决措施。对肉牛高效养殖策略进行探讨,提出肉牛养殖产业发展相关建议,以期为下一步推动大石山区肉牛产业高质量发展提供参考。

广西大石山区农村规模化供水发展面临的挑战及对策建议

新发展阶段全面推进乡村振兴对农村供水保障水平提出更高的要求,在全国大力推进实施农村规模化供水工程背景下,文章结合广西政府组织广西水利厅开展的广西大石山区集中供水调研工作,深入了解大石山区农村供水现状与存在的问题,剖析大石山区农村规模化供水发展面临的挑战,提出了统筹水源工程建设及优化配置、充分发挥政府和市场积极作用、建立和完善水价形成和收费机制、落实维修养护经费和完善财政补助保障机制、建立健全运行管护机制等对策建议。

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。

桂东南石山区植被物种组成研究

为了解桂东南石山区生态多样性特征,对桂东南苍梧县石山区5种不同植被类型组成及其重要值进行分析。结果表明,石山区植被主要由木本及草本植物组成,木本植物种类多于草本植物,木本植物重要值排前8位的是:红背山麻杆、黄荆、苎麻、龙须藤、菜豆树、小果微花藤、老虎刺、石岩枫;草本植物前8位是:水蔗草、肾蕨、荩草、五节芒、假鞭叶铁线蕨、牡蒿、飞扬草、鸭舌草。5种不同植被类型物种组成中,新弃耕地物种科属种类数量最少,石山任豆疏林物种数量最多,石山任豆疏林生态多样性最丰富。

辽宁土石山区侵蚀沟道综合治理效益评价指标体系构建与评价技术研究

选取了辽宁土石山区72个县(区)2011—2017年的侵蚀沟道治理工程相关数据,经筛选构建了由19项因子组成的评价指标体系,采用综合集成赋权法确定指标权重,通过建立土石山区侵蚀沟道治理工程水土保持效益评价体系,开展科学、客观和系统的评价,为优化土石山区乃至全省水土保持措施提供对策建议。

陇南土石山区高速公路工程弃渣场水土流失防治

弃土弃渣是工程建设的产物,如何安全、合理地堆放弃土弃渣是工程建设单位必须考虑的现实问题。陇南土石山区高速公路工程弃渣量大且石多土少,受地形条件限制,弃渣场选址比较困难,若选址不合理或水土流失防治措施设计不合理,则会导致严重的水土流失问题。通过对位于陇南土石山区的十堰至天水高速公路甘肃段36个弃渣场位置、弃渣量、占地面积、堆渣高度、水土流失防治措施等基本情况进行调查,评价其水土流失防治效果,分析了弃渣场水土流失防治存在的主要问题,并提出弃渣场水土流失防治措施体系主要包括渣脚拦挡、斜坡防护、渣顶整治和截排水工程,应根据弃渣场类型、堆渣高度、渣体性质、弃渣场的综合利用方向等合理确定具体的防治措施。

沿黄土石山区几种针叶树造林生长情况研究

为筛选出适合沿黄土石山区的优良造林树种,在府谷县郝家寨村进行彰武松、班克松、长白落叶松、油松、侧柏等5个树种的造林试验,调查分析不同树种的存活率及相关生长情况。结果表明:除长白落叶松存活率极低外,其他树种的存活率均达到70%以上,坡中位置彰武松成活率最高(86.47%);株高数据中,彰武松>班克松>油松>侧柏;地径数据中,彰武松>油松>班克松>侧柏;新梢生长数据中,彰武松与班克松相近,均高于油松。无论存活率、株高还是地径,不同树种生长指标均为坡中位置的高于坡上位置。整体而言,彰武松在沿黄土石山区很适合栽植,班克松更适合在沿黄土石山区的坡中位置栽植,油松、侧柏生长也较好,不建议栽植长白落叶松。

汾河上游土石山区土壤水分对油松坡面造林成活率影响浅析

汾河上游土石山区常在春季土壤解冻后的5月份进行山区造林,常用树种多为应用广泛的优良抗旱乔木“油松”,期间风大、气温升高、蒸发加剧,而春季坡面土壤水分条件往往较差,土壤蒸发成为主要的耗水项目,因此造林成活率偏低。文章根据油松特性和当地土壤类型,提出了一套采用大营养袋苗,适应大龄苗栽植,合理估算造林单株浇水量和浇水频次的实际栽植效果较好的方法。