宁夏中部干旱带斜翼窨井式鱼鳞坑集水造林模式探讨

从斜翼窨井式鱼鳞坑集水造林模式发展历程、模式特点、技术流程等综合阐述红寺堡区基本情况,以期为宁夏中部干旱带斜翼窨井式鱼鳞坑集水造林模式发展提供帮助、参考。

坝上草原鱼鳞坑生态修复措施的水土保持效应

[目的]探究不同位置鱼鳞坑的水土保持效果,确定合理的鱼鳞坑布置原则,为生态脆弱区鱼鳞坑选址与效果评估提供实证研究。[方法]以坝上草原千松坝为研究区,在阴坡、阳坡和河谷分别设置样地,对比鱼鳞坑区和对照区的水土状况,分析不同位置鱼鳞坑对生物量、土壤容重、根系层和土壤养分的影响。[结果](1)阳坡、阴坡、河谷的鱼鳞坑均增加了地上生物量、地下生物量、根系深度、TN含量,DOC等指标,降低了土壤容重。(2)阴坡、阳坡、河谷的鱼鳞坑水土保持效果差异较大;阴坡、阳坡鱼鳞坑均能显著增加植被的根系深度(p<0.05)(阴坡104.19%,阳坡42.87%),而阴坡鱼鳞坑对土壤容重、TN含量、地上生物量的影响更显著(p<0.05)(分别减少9.26%,增加148.05%,增加136.32%);河谷鱼鳞坑能显著增加土壤氨氮和硝态氮(p<0.05)(125.16%,174.53%)。(3)鱼鳞坑位置、修建时间对水土保持指标影响较大,坡位的影响较小;随着鱼鳞坑修建时间的增长,地上地下生物量、TN含量、根系深度增加,土壤氧化还原电位降低。(4)土壤侵蚀严重地区的鱼鳞坑水土保持效果更显著。[结论]鱼鳞坑水土保持效果显著,阴坡鱼鳞坑效果较阳坡显著,河谷鱼鳞坑提高土壤氨氮和硝态氮的效果较阴坡、阳坡显著,且随着鱼鳞坑修建时间增长,水土保持效果增强。应因地制宜地在阴坡、河谷修建鱼鳞坑,以增强鱼鳞坑的水土保持效果。

黄河沿岸困难立地鱼鳞坑土壤状况研究

为了解黄河沿岸困难立地造林时,不同土层深度、不同鱼鳞坑大小对土壤肥力、酸碱度、含水率及电导率的影响,在造林成活后,分季节对不同尺寸鱼鳞坑内的表层土和深15 cm土壤进行了多点采样测定。结果表明:表层土硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾含量和电导率均高于15 cm土壤,pH及土壤含水率小于15 cm土壤。不同鱼鳞坑大小对土壤电导率及土壤养分含量的影响不显著,但数值上有轻微差别;对土壤含水率有显著影响,大鱼鳞坑含水率比小鱼鳞坑、中鱼鳞坑分别高39.2%、17.4%。在困难立地荒山造林,不同大小的鱼鳞坑只对土壤含水率影响较大,造林时及时浇水至关重要。

黄土丘陵沟壑区鱼鳞坑雨季土壤水分状况

在黄土高原半干旱地区,降水是限制植被生长的主要限制因子。鱼鳞坑作为一种集水措施在人工造林中被普及推广。为研究鱼鳞坑雨季的集水功能,对样地鱼鳞坑内部、上部及侧面坡面典型部位的土壤水分进行了连续性监测,结果显示:7—8月,鱼鳞坑内的平均土壤含水量维持在低于鱼鳞坑外部坡面的水平;鱼鳞坑内20～40cm土层是土壤水分的主要利用层,鱼鳞坑的集雨效果表现在40～60cm土层上;单个鱼鳞坑的集雨效果存在差异性,这种差异性主要表现在有径流产生的降雨期。单个鱼鳞坑的集雨效果受鱼鳞坑的布置模式、施工工艺等因素的影响。

半干旱黄土丘陵沟壑区不同规格鱼鳞坑集水效果研究

为了研究不同规格鱼鳞坑的集水效果,确定不同立地类型条件下适宜的鱼鳞坑规格,通过鱼鳞坑集水效果指标的建立,对半干旱黄土丘陵沟壑区4种规格的鱼鳞坑集水效果的年内变化进行了对比研究。结果显示,在半阳向缓坡上,120cm×80cm×60cm或者80cm×60cm×60cm规格较适宜;半阳向陡坡和极陡坡上,80cm×60cm×60cm规格较适宜;而在半阴向缓坡和阴向缓坡上,80cm×60cm×60cm或者60cm×40cm×60cm规格较适宜。鱼鳞坑可以同时兼顾植被用水和生态用水,根据不同立地类型配置不同规格标准的鱼鳞坑,在实现植被恢复的同时,生态环境也得以有效改善。

黄土高原不同规格鱼鳞坑土壤水分状况研究

鱼鳞坑是坡面水土保持的一项工程治理措施,同时又是一种坡面植树造林的整地方法。由于鱼鳞坑施工简单,在拦蓄地表径流,保持水土,促进林木生长等方面作用比较显著,因此得到广泛应用。为了研究不同规格鱼鳞坑的土壤水分变化,采用固定点监测方法对陕北黄土区4种规格的鱼鳞坑土壤水分进行了对比研究。结果表明,在半阳向陡坡和极陡坡上,4种规格鱼鳞坑土壤含水量表由大到小表现为:中规格>大规格>较小规格>小规格>对照,而在半阴向缓坡和阴向缓坡上,4种规格鱼鳞坑土壤含水量由大到小依次为:大规格>中规格>较小规格>小规格>对照。

太行山南麓鱼鳞坑工程对坡面土壤水分空间变异性的影响

【目的】探讨鱼鳞坑工程对坡面土壤水分空间变异性的影响。【方法】以太行山南麓实施鱼鳞坑工程坡面为研究对象,以自然坡面为对照,分析鱼鳞坑对坡面土壤水分空间变异的影响。【结果】①太行山南麓坡面土壤水分具有很强的空间相关性,实施鱼鳞坑工程可有效改善该区土壤水分状况,土壤含水率增加了7%~41%,变异程度由中等变异变为弱变异,结构变异占总变异的比例提高了20%~88%。②无论是在降水还是干旱条件下,自然坡面土壤水分从坡上到坡下均呈逐渐减小的带状分布,而鱼鳞坑坡面土壤水分在干旱条件下则呈斑块状分布,离散程度较高。③冗余分析表明,各环境因子解释量从大到小依次为砾石量(22.7%)>砂粒量(2.9%)>粉粒量(2.3%)>体积质量(1.3%)>海拔(1.0%)>砾石覆盖度(0.02%),自然坡地为海拔(25%)>砾石量(13.9%)>粉粒量(8.1%)>体积质量(2.9%)>砂粒量(1.2%)>砾石覆盖度(0.4%)。【结论】鱼鳞坑工程通过改变下垫面结构,弱化地形对土壤水分的影响,砾石引起的变异占总变异的比例增加,同时改善土壤保水性能,减小土壤水分变异系数,增加结构因素所占比例,改变坡面土壤水分分布特征,从而对土壤水分空间异质性产生重要影响。

黄土坡地经济林大鱼鳞坑膜下滴灌技术研究

黄土高原丘陵沟壑区坡地经济林营造中 ,采用大鱼鳞坑坑内打孔覆膜、膜下滴灌技术 ,解决了本区干旱坡地经济林造林成活率低、生长慢、发育迟的难题。可使坡地杏树造林成活率提高到 96% ,枣树造林成活率提高到 92 % ;成林后 ,鱼鳞坑汇集径流可使降水利用率提高到 42 5 % ,加上旱季节水包膜下补灌 ,避免了土壤板结 ,降低了土壤水分蒸发 ,可使杏、枣产量比穴灌分别提高 1 0 3 2 %和 1 9 61 %。

翻转式鱼鳞坑开沟犁装置设计

在已有的专利产品基础上,针对翻转式鱼鳞坑开沟犁整机结构中的犁体翻转和液压部分进行了优化改进设计,应用机械、液压、电控装置实现了不同土壤类型的鱼鳞坑开沟间距式作业,解决了在单犁体鱼鳞坑开沟犁返程时因开沟翻土方向不在坡下而是在开出的沟上面的作业问题。新研制的翻转式鱼鳞坑开沟工作结构装置集机械、液压、电控为一体,开沟效率高,性能可靠,市场前景广阔。

沙地大型喷灌机施肥灌溉配套鱼鳞坑对马铃薯生长和水肥利用的影响研究

为了实现沙地上大型喷灌机施肥灌溉下马铃薯的水肥高效利用,通过田间试验研究了大型喷灌机施肥灌溉条件下配套水土保持措施——鱼鳞坑对马铃薯生长、水肥利用效率等的影响。结果表明,在大型喷灌机条件下,通过负压计指导施肥灌溉,当垄中心20cm深度处的土壤水基质势低于-15kPa时进行施肥灌溉时,在马铃薯垄间挖鱼鳞坑,能有效地改善根区土壤水分状况,促进马铃薯的生长,不仅马铃薯增产22.1%~33.3%,还使肥料偏生产力提高了33.3%~36.8%。

3LY-500鱼鳞坑开沟犁的优化设计

介绍了植树挖坑机的类型和设计要求,根据实践经验提出了各类植树挖坑机存在的问题。分析了3LY-500鱼鳞坑开沟犁的特点,针对该开沟犁存在的问题和不足,提出了优化设计方向,可为该开沟犁的整机结构改进及性能优化提供参考。

鱼鳞坑开沟双犁体翻转机构研究设计

双犁体翻转机构是对已有的发明专利机型即鱼鳞坑开沟犁装置的进一步优化设计,解决了在单犁体鱼鳞坑开沟犁返程时因开沟翻土方向不在坡下而是在开出的沟上面的作业问题。新研制翻转式鱼鳞坑开沟工作结构装置,应用机械、液压、电控装置实现了不同土壤类型的鱼鳞坑开沟间距式作业,生产效率高,性能可靠,市场前景广阔。

造林整地新机型——翻转式鱼鳞坑开沟机

＂翻转式鱼鳞坑开沟机＂是一种运用翻转式开沟犁和间距式电液自动控制系统进行机械开垦鱼鳞坑的造林整地机械。翻转式鱼鳞坑开沟机主要适用于干旱半干旱区域、黄土丘陵区、阴山北部农牧交错地带荒坡以及坡度小于15°的退耕还林地。为大面积造林整地、牧场更新和农业土地耕作提供了高效、便捷的机械选择。一、翻转式鱼鳞坑开沟机的技术规格与结构翻转式鱼鳞坑开沟机整机长度2.41米、高度2.38米、宽度1.07米,整机重量978公斤。

鱼鳞坑生态恢复措施对宁夏典型草原植物群落特征的影响

研究植物群落特征对草原生态建设具有重要意义。在宁夏黄土高原丘陵区典型草原,以放牧草地(FM)为对照,研究了草地封育(FY)和鱼鳞坑整地1年(Y1)、3年(Y3)、6年(Y6)、10年(Y10)和15年(Y15)措施对植物群落特征的影响。结果表明,1)鱼鳞坑和封育措施下,植物物种数较放牧增加。其中鱼鳞坑使一年生植物、多年生杂类草及半灌木比例增加;封育使半灌木和多年生草本重要值增加;随鱼鳞坑恢复年限增加,优势物种呈根茎-疏丛-密丛型植物的变化趋势。2)草地植物盖度、高度和生物量呈现鱼鳞坑居中,封育草地最高,放牧草地最低;鱼鳞坑植被仍处于恢复演替阶段。3)鱼鳞坑物种多样性、均匀度、优势度和丰富度指数随恢复年限变化规律不明显,但其多样性显著(P<0.05)高于放牧草地,与封育草地接近;各措施下植物群落均处于不稳定阶段。相对而言,放牧草地稳定性最大,鱼鳞坑15年稳定性最低。相对放牧草地,鱼鳞坑可改善植被,但弱于封育草地恢复效果,一定的放牧干扰有利于群落稳定性的增加。

潮滦河小流域鱼鳞坑内外植被群落特征与环境关系

通过对小流域不同坡面上鱼鳞坑的内外群落植被调查,研究了该地区鱼鳞坑内外植被群落特征与海拔及坡向的关系。(1)阴坡鱼鳞坑内的盖度大于阳坡鱼鳞坑内的盖度,并且达到极显著水平。(2)坡向不是控制该区域植被群落多样性的主导因子。(3)不同土地类型鱼鳞坑外的群落丰富度指数,Shannon- Wiener指数及同一土地类型的鱼鳞坑内外群落的指数均与海拔高度成极显著的抛物线函数关系,但是与鱼鳞坑内群落的多样性指数不成显著相关关系。结果显示,可以通过像鱼鳞坑这样的整地方式来改变小生境以促进群落植被的物种多样性。

不同规格鱼鳞坑坡面侵蚀过程及特征研究

探究不同雨强下鱼鳞坑措施的坡面侵蚀规律及特征,对进一步明晰该措施的径流泥沙调控机制具有重要意义。该研究采用小区模拟降雨试验,研究3种雨强(40,70和100 mm/h)条件下2种规格鱼鳞坑坡面的蓄水保土效益及侵蚀过程,并探讨鱼鳞坑坡面水沙特征及其与细沟形态之间的关系。结果表明,鱼鳞坑的径流泥沙调控作用明显但也存在阈值,在措施被冲垮前,各处理减流效益和减沙效益分别为66.02%~82.20%和85.77%~91.91%;平均径流强度和输沙速率分别为平整坡面的18.87%~33.21%和10.04%~15.38%;当鱼鳞坑被冲垮后,坡面产流量和产沙量分别为平整坡面的1.00~1.22倍和1.39~3.53倍,其平均径流强度和输沙速率分别为鱼鳞坑冲垮前的4.60~7.46倍和13.70~16.75倍。鱼鳞坑坡面径流含沙率在措施冲垮前后的差异较大,水沙关系线性拟合的斜率在措施被冲垮前为0.020和0.035,而冲垮后斜率为0.205和0.231,同时坡面总产沙量和峰值产流产沙量与细沟形态显著相关。因此,鱼鳞坑措施对坡面产流产沙特征及形态的影响在其调控阈值前后有较大差异。研究可为鱼鳞坑坡面水土流失的研究可为区域水土保持措施配置及管理提供相应的依据。

翻转式鱼鳞坑开沟犁旋转轴受力分析—基于ANSYS

针对3YL-500翻转式鱼鳞坑开沟犁旋转轴的抗弯性能进行了ANSYS分析。首先,根据文献和资料对旋转轴预定了尺寸,并建立了Pro/E三维模型;然后,在ANSYS环境下进行了网格划分和数值计算;最后,得出了旋转轴的Von Misesstress应力云图。对云图进行分析得出了结论:在设计旋转轴时,更应该注意双向犁体与支架的接触位置,只要保证了该位置的抗弯强度,旋转轴就可以顺利承载犁体的升降。

黄土高原地区鱼鳞坑坡面侵蚀演化过程及水力学特征

为明确鱼鳞坑坡面抗侵蚀演化过程及其水流水力学特性,采用间歇性人工模拟降雨实验,对鱼鳞坑坡面水流水力学特性以及阻力规律进行了系统分析。结果表明:(1)鱼鳞坑坡面侵蚀演化过程表现为:雨滴溅蚀—片蚀—股流冲刷—跌坑—细沟侵蚀—下切侵蚀—溯源侵蚀—崩塌。(2)随着降雨历时的增加,由于鱼鳞坑的层层拦截与蓄满,其下方的坡面径流流速、水深均呈波动式增长趋势,坑内出现旋涡,坡面径流呈现断续股流。降雨累积历时为58 min左右,总降雨量达到87 mm时,鱼鳞坑侵蚀量急剧增加,拦蓄径流作用失效。(3)五场降雨过程中,上坡和中坡水流流态为层流,下坡由于鱼鳞坑蓄满后径流出现波动,水流流态由层流变为紊流且时而为缓流时而为急流。(4)鱼鳞坑坡面水流阻力来源于降雨阻力、颗粒阻力、形态阻力叠加,在整个降雨过程中阻力总和呈下降趋势;其中,受地形高低起伏、地表糙度的影响,形态阻力一直居于主导地位。

鱼鳞坑整地改善土壤水分状况与造林效果分析

通过引入土壤储水量、树冠覆盖率等指标,对鱼鳞坑整地改善土壤水分状况及其在侧柏造林中的应用效果进行分析,结果表明:采用鱼鳞坑整地可显著提高土壤含水率和土壤储水量;随着林地土壤水分状况的改善,造林保存率、林木生长量、林地生产力、郁闭成林的速度随之提高;在不同的土壤水分状况下,种群通过生物量投资与分配格局调节形成与之相适应的种群行为及个体形态特征,从而提高种群的稳定性或持久性。

黄土丘陵区降雨后鱼鳞坑土壤水分动态模拟研究

为了明确鱼鳞坑措施下降雨后土壤水分再分布过程及范围的变化,以汇流面积2 m^(2),径流系数0.3为试验条件,选取规格为60 cm×40 cm×10 cm(长×宽×深)的鱼鳞坑,通过灌水试验研究了降雨强度分别为60,30 mm/h、历时1 h后连续7 d的土壤水分动态。结果表明:(1)降雨强度60,30 mm/h时灌水后第1天水分入渗深度为60,50 cm,第2天达到最大值,分别为80,60 cm,水分最大入渗深度随降雨强度增加而增大;灌水后第1天水分水平入渗距离达到最大值40 cm,水分水平入渗距离随土层深度增加而降低。(2)灌水后7 d内,降雨强度60 mm/h时水分主要储存在深度10—80 cm距离鱼鳞坑中心0—40 cm的区域内;降雨强度30 mm/h时,水分主要储存在深度10—50 cm距离鱼鳞坑中心0—40 cm的区域内。(3)深度10—30 cm处土壤水分在灌水后第1天达到最大值,30—50 cm处土壤水分在灌水后第3天达到最大值;距离鱼鳞坑中心0—20 cm处土壤水分在灌水后第1天达到最大值,距离20—40 cm处在灌水后2~3 d水分达到最大值;达到最大值后土壤水分逐渐降低至稳定。鱼鳞坑措施下降雨水分入渗深度可达80 cm,且随降雨强度增加而增大,水分水平入渗距离与降雨强度无明显关系。