黄土丘陵半干旱区人工沙棘林水土保持和土壤水分生态效益分析

沙棘及其混交林减少径流泥沙的作用突出 ,但结构和混交模式不同所发挥的水保作用大小不同 .沙棘林生长季各月消耗利用水分的强度不同 .在整个生长季 ,5月末 0～ 5 0 0cm土层平均含水率最低 ,为5 .1% ;10月末最高 ,达 8.8% .沙棘林对土壤水分的利用强度受林龄影响 ,8龄沙棘林年消耗土壤贮水2 31.2mm ,应进行平茬 .平茬后第 3年末 ,土壤水分恢复深度达 16 0cm ,含水率为 10 .3%～ 14 .6 % .沙棘林具有削减坡位对土壤水分影响的作用 .沙棘及其混交林对土壤水分的利用强度相似 ,林地存在土壤干层现象 .

黄土丘陵半干旱区天然草地土壤水分调控研究

以黄土丘陵半干旱区天然草地土壤水分为重点,研究封育和未封草地土壤水分的消耗与恢复过程。结果表明:平水年封育草地鲜草产量达5860.7kg/hm2,未封草地鲜草产量仅785.4kg/hm2,植物生长期降水补充量封育草地39.4mm,未封草地29.2mm;在丰水年干物质生产2.65kg/(hm2·mm);平水年1.94kg/(hm2·mm);枯水年仅0.64kg/(hm2·mm)。在未封草地上采用工程整地措施修筑蓄水带和蓄水沟,13年0～500cm土壤含水量为11.3%～13.5%,比对照提高3.0～5.2个百分点,鲜草产量提高5～8倍。采用调控措施集蓄土壤水分是促进植物生长和提高草地生产力的关键。

黄土丘陵半干旱区柠条锦鸡儿人工林对土壤水分的影响

为了解覆被变化对土壤水分的影响,采用中子水分仪同步定位观测多年撂荒地转变为人工柠条锦鸡儿林地前后2种覆被类型的土壤剖面水分动态变化,并对测定资料进行量化分析。结果表明:荒地造林后,除丰水年林地剖面土壤含水量和储水量增加,表现为对土壤水分的正效应外,其他年份均表现为对土壤水分的负效应。随林龄增加,柠条锦鸡儿林对土壤水分影响程度逐渐增强,林地土壤含水量和储水量下降幅度加大。由于林地土壤水分主要依靠穿过林冠的天然降水来补充,为了实现森林植被和土壤水资源的可持续发展,防止深层土壤干层形成,造林后第5年就需采取适当措施控制柠条锦鸡儿生长,以减少土壤水分消耗。

黄土丘陵半干旱区柠条林生长过程研究

以经典的Logistic方程为基础,添加了一个生长阻力因素,建立了林木生长的改进模型,并采用该模型对宁夏自治区固原市黄土丘陵半干旱区柠条林生长状况进行了拟合。结果表明,成林密度对新模型具有显著影响,改进模型的密度适用值在51～71丛/100m2。

黄土丘陵半干旱区人工沙棘林水文特性及效益

沙棘是黄土丘陵半干旱区的主要生态-经济型树种,在生态环境建设中有重要作用。利用野外长期观测资料,系统分析了该区人工沙棘林的水文作用。结果表明:7～10a沙棘林冠平均年截留率为8 5%,林冠截留率(I)与郁闭度(C)关系式为I=-1 59+0 018C1 439。5～10a沙棘林枯枝落叶层单次降雨可截留0 89mm降水。林地土壤入渗速率大于荒坡,其稳渗速率为1 5mm/min。林地土壤水分随季节变化明显,5月末0～500cm土层平均含水率为生长季最低,10月末最高。0～100cm土层是沙棘利用水分的主要层次,100cm土层是沙棘抵御持续干旱的主要层次。和荒坡比较,2～3a沙棘幼林减少产流的作用较小,产流量占荒坡的90 8%～99 5%,从4a起,产流量迅速减少,占荒坡的35 5%,10a沙棘林地的产流量为2 74t/hm2,仅占荒坡的5 3%。林地产流量(RS)与降雨量(P)和最大30min雨强(I30)密切相关,关系式为RS=0 094P0 603I300 610。

基于GIS的黄土丘陵半干旱区退耕还林还草决策系统应用

在GIS及相关软件支持下,对甘肃省定西市安定区土地利用和土壤侵蚀的相关图件进行几何校正和数字化等一系列处理,获得土地利用类型和土壤侵蚀强度的空间数据,并由安定区等高线生成坡度数据.将土地利用类型数据与坡度数据、侵蚀强度数据先后进行叠加,形成包括三者所有属性的空间数据库,并从中提取满足退耕还林条件的数据,从而确定退耕还林还草地和荒山造林地的面积及其空间分布.

黄土丘陵半干旱区集流整地模式

探讨在不同的立地条件下,采取科学合理的集流整地模式,以提高对天然降雨资源的高效利用。结果表明,在半干旱黄土丘陵区,缓坡地整地适宜"88542"集流水平沟方式;斜坡地整地为"16542"集流水平沟方式;陡坡地整地为鱼鳞坑方式;梁峁、平掌地和机修梯田整地为漏斗式集水坑方式。它们在不同程度上有效地提高了土壤含水量,而且苗木的生长量也大幅度提高,达到了最佳集流效果。

黄土丘陵半干旱区集流整地模式

探讨在不同的立地条件下,采取科学合理的集流整地模式,以提高对天然降雨资源的高效利用。结果表明,在半干旱黄土丘陵区,缓坡地整地适宜"88542"集流水平沟方式;斜坡地整地为"16542"集流水平沟方式;陡坡地整地为1.0m×0.8m鱼鳞坑方式;梁峁、平掌台地和机修梯田整地为"4443"网格方式。它们在不同程度上有效地提高了土壤含水量,而且苗木的生长量也大幅度提高,达到了最佳集流效果。

黄土丘陵半干旱区集流整地模式

探讨在不同的立地条件下,采取科学合理的集流整地模式,以提高对天然降雨资源的高效利用。结果表明,在半干旱黄土丘陵区,缓坡地整地适宜“88542”集流水平沟方式;斜坡地整地为“16542”、“16543”集流水平沟方式;陡坡地整地为1m×0.8m鱼鳞坑方式;梁峁、平掌台地和机修梯田整地为“4443”网格方式。它们在不同程度上有效地提高了土壤含水量,而且苗木的生长量也大幅度提高,达到了最佳集流效果。

种植年限对黄土丘陵半干旱区山地枣树蒸腾的影响

为了研究山地成年枣树的蒸腾特征以及不同种植年限枣树蒸腾耗水的差异性，运用TDP液流监测系统对山地枣树的蒸腾进行了连续3年的动态监测。通过分析发现：枣树蒸腾日内变化呈单峰变化趋势，而且随着生育期变化呈窄峰-宽峰-窄峰变化。

宁南黄土丘陵半干旱区玉米间作马铃薯栽培技术

1997— 1999年在宁夏南部黄土丘陵半干旱区的西吉县进行了地膜玉米、马铃薯间作种植试验。结果表明 ,间作后两种作物的混合平均产量为 180 67.6kg/hm2 ,比马铃薯单作经济产量增加 56.4 % ,比地膜玉米单作增加经济产量 2 77.7% ,纯收入分别增加 3 10 8.9元 /hm2和 2 52 1.0元 /hm2。该种植模式在条件较好的坝地、旧水平梯田。

黄土丘陵半干旱区土壤水资源利用限度

以柠条为对象,采用中子水分仪对黄土丘陵半干旱区人工植被恢复过程中土壤水分与植物生长进行长期定位观测.结果表明:撂荒地播种后,随着时间推移,植物群落保持水土能力增强,根系吸收利用水分的土层深度增加、土壤含水量下降.林地土壤出现干层,且干层土壤的深度和厚度逐年增加.植物对土壤水资源的利用限度为干层土壤深度等于最大补给深度时的土壤储水量.在黄土丘陵半干旱区人工柠条林地土壤水资源利用限度是0～290cm土层的土壤储水量为249.4mm.当人工林地土壤水资源接近或等于土壤水资源利用限度时,需要采取措施降低土壤水分消耗,或增加土壤水分补给,维持根系吸收利用水资源的相对稳定.

宁夏南部半干旱黄土丘陵区草地土壤水分物理特性研究

在宁夏南部半干旱黄土丘陵区，选择具有典型代表性的人工草地和天然草地，采用野外调查采样与室内分析相结合法，分析在植被生态恢复过程中土壤水分特征的变化．结果表明：土壤容质量人工草地〉天然草地，饱和含水量、田间持水量和毛管持水量等天然草地〉人工草地；在土壤蓄水性能方面表现为天然草地在涵蓄降水量、有效涵蓄量2方面优于人工草地；用O～100cm土壤水分无论人工草地还是天然草地（1—10月）都表现有亏缺状态．

半干旱区柠条林利用土壤水分深度和耗水量

植物根系利用土壤水分深度和耗水量是研究植物与土壤水关系的基础。以柠条为对象,采用中子仪,对撂荒地和柠条林地土壤水分进行长期定位观测和分析。结果表明,2002年内,随着时间推移,柠条利用土壤水分深度从播种时的2cm左右,迅速增加到9月1日的90cm,10月15日的110cm,11月1日的170cm,到11月15日柠条利用土壤水分深度为220cm;除丰水年(2年生)柠条土壤储水量增加了122.8mm外,随着林龄的增加和降雨量等的变化,植物利用土壤水分的深度和耗水量增加,土壤储水量下降。到2004年生长季末,3年生柠条林地100cm土层出现土壤干层,5年生柠条林地剖面60—300cm土层出现土壤干层。此时需要采取措施,控制柠条生长、密度和耗水量,实现土壤水资源的可持续利用。

植物生长与土壤水关系调控起始期

确定植物生长与土壤水关系调控起始期是可持续利用土壤水资源的基础。以柠条为研究对象,采用中子仪对黄土丘陵半干旱区撂荒地,1～5年生柠条林生长和土壤水分进行长期定位观测和分析。结果表明:1 a内,随着时间推移,柠条利用土壤水分深度从播种时的表层土壤增加到220 cm;随着林龄增加,除丰水年2年生柠条林地土壤储水量增加外,柠条利用土壤水分深度和耗水量增加,林地土壤储水量下降。在2004年生长末期,3年生柠条林地100 cm土层的土壤含水量低于萎蔫系数,4年生柠条林地土壤旱化加剧,柠条生长与土壤水关系调控起始期是第5年。此时需要调控柠条生长与土壤水关系,采取措施降低柠条水分耗水量,实现土壤水资源可持续利用。

时间序列自回归模型在土壤水分预测中的应用研究

在黄土丘陵半干旱区,多年生柠条林地土壤旱化严重,为了实现土壤水资源可持续利用,需要依据土壤水分状况,调控柠条生长与土壤水关系,而监测和预报土壤水分是防旱抗旱、调控柠条生长与土壤水关系的基础。为此选取黄土丘陵半干旱地区柠条林地2011年4月至2013年2月的土壤含水量时间序列作为研究对象,将各土层土壤含水量变异系数分为3个变化范围,并从3个范围内各选取一个代表土层,建立自回归模型,运用AIC准则及最大似然估计法求解模型中的参数,卡方检验的结果认为建立的模型较好。经过实例验证,实测值与预测值的相关误差均小于10%,说明时间序列自回归模型能够很好地预测黄土丘陵半干旱地区柠条林地的土壤含水量。

宁南山区旱地耕作施肥技术

宁南山区位于黄河中游地区,黄土高原中心地带,属典型的黄土丘陵半干旱区。年降水量一般在200～400mm,地表和地下水资源贫乏,降雨量不仅偏少,而且年际内、季节内分布极度不均匀，变率较大,农业生态环境十分脆弱。随人口密度的进一步加大,加剧了盲目扩田和过度放牧。由于耕作粗放，耕作层浅,难以打破犁底层，天然降水不能有效地保存在土壤耕作层内。管理原始，养地不济,导致土壤瘠薄,地力衰减，致使农田土壤养分人不敷出,土地生产力不高。常年产量低而不稳。

土壤水分植被承载力研究成果在实践中的应用

论文以黄土高原半干旱区柠条林为例,探讨了土壤水分植被承载力研究成果在生产中的应用。结果表明,土壤水分植被承载力不仅是确定森林植被恢复目标、调控植物水关系的理论基础,而且是确定森林植被合理经营方向和利用强度的理论基础。如果人工林密度大于土壤水分承载力,需要对人工林进行疏伐;如果人工林密度小于土壤水分承载力,需要增加密度或改换植被类型。当人工林密度等于土壤水分承载力时,人工林可持续利用土壤水资源。土壤水分承载力时的柠条林可以作为薪炭林和放牧林经营。单位面积结实量与密度关系可用正态分布曲线描述。承载力时的柠条林不仅能有效地保持水土,而且能生产较多的种子,又是良好的蜜源植物,宜作为水土保持林经营。该研究结果可为人工植被恢复和可持续经营提供科技支撑。

不同密度人工柠条林土壤水分时空变化研究

研究不同密度人工柠条林地土壤水分时空变化对黄土丘陵半干旱地区植被恢复和生态建设具有重要的意义。本文以柠条为对象,采用中子水分仪对黄土丘陵半干旱区多年撂荒地和不同密度柠条林地土壤水分进行长期定位观测和分析,研究了不同密度柠条地土壤水分的时空变异性。结果表明:土壤容积含水量变异程度与土层深度成反比,而且林分密度越大,土壤容积含水量变异系数越大;不同密度小区变异系数分层存在差异,依据变异系数可将试验地从地表到地下划分为土壤水分速变层、土壤水分活跃层、土壤水分次活跃层以及土壤水分相对稳定层4个层次。土壤水资源量年内变化受降雨影响也呈现季节性,各密度小区土壤水资源年内变化呈现出"V"字型规律;林分密度与土壤水资源量变化成反比。不同密度试验地(各小区)土壤容积含水量总体变化趋势为"增加-减少-增加",林分密度与土壤容积含水量成反比。