Effects of Different Modes of Returning Farmland to Forest on Physicochemical Properties of Soil in Bashang Area of Northern Hebei Province

[Objective]The research aimed to understand the change rules of physicochemical properties of soil in the different modes of returning farmland to forest.[Method]The physicochemical properties of soil in three different types of returning farmland to forest(Hippophae rhamnoides Linn.forest,Caragana korshinskii forest and Ulmus pumila L.forest)were analyzed by taking the enclosed grassland as comparison in Bashang area of northern Hebei Province.[Result]The results showed that there were significant differences among different types.Order of the bulk density of soil:H.rhamnoides Linn.forest(1.17 g/cm^3)<U.pumila L.forest(1.24 g/cm^3)<C.korshinskii forest(1.26 g/cm^3)<enclosed grassland(1.61 g/cm^3);order of the total porosity of soil:H.rhamnoides Linn.forest(55.29%)>U.pumila L.forest(52.55%)>C.korshinskii forest(51.93%)<enclosed grassland(38.85%);order of the organic matter content of soil:H.rhamnoides Linn.forest(3.191%)>C.korshinskii forest(3.128%)>U.pumila L.forest(2.804%)>enclosed grassland(2.536%).[Conclusion]After returning farmland to forest,vegetation played a positive role in physicochemical properties of soil.There were significant differences in physicochemical properties of soil among different modes of returning farmland to forest,and the improvement effect of H.rhamnoides Linn.forest on physicochemical properties of soil was the best.

冀北坝上地区营造樟子松人工林对植被群落特征与土壤理化性质的影响

为明确在冀北坝上地区营造樟子松人工林对植被群落特征与土壤理化性质的影响,本研究将冀北坝上地区划分为坝西、坝中、坝东3个区域,以樟子松人工林为研究对象,以天然草地为对照,分析同一植被类型不同区域以及同一区域不同植被类型间植被物种组成、物种多样性和土壤理化性质的差异。结果表明:(1)营造樟子松人工林后,坝西植被物种数量明显增加,喜阴植物重要值和增加,Margalef丰富度指数(DM)显著增大,Pielou均匀度指数(Jsw)显著减小;坝中植被物种数量几乎不变,喜阴植物重要值增加,Simpson指数(DS)和Shannon-Wiener指数(H′)以及Pielou均匀度指数(Jsw)均显著减小;坝东植被物种数量明显减少,喜阴植物重要值和几乎不变,物种多样性与均匀度指数变化不显著。(2)坝西土壤容重显著减小,大团聚体含量和非毛管孔隙度显著增加;坝东土壤毛管孔隙度均显著减小,土壤容重均显著增加。(3)坝西和坝中土壤的酸碱性显著减小至中性,坝中土壤全氮含量、坝东土壤全氮和碱解氮含量显著减小。综上所述,在冀北坝上地区不同区域营造樟子松人工林效果并不相同,在坝西营造樟子松人工林对植被群落和土壤理化性质积极效果明显。

河北坝上林田湖草土壤水盐氮分布与累积特征

[目的]探索干旱半干旱区土壤水盐氮的分布规律,为防治地下水面源污染和实现水土资源可持续利用提供依据。[方法]选取河北坝上地区4种典型的土地利用类型(林、田、湖、草),分析土壤水分、盐分以及硝态氮的变化特征,阐明不同土地利用类型土壤剖面的水盐氮分布规律。[结果]①不同土地利用方式中,安固里淖干涸湖底的土壤水盐含量最高,平均含水率达60.18%,且土壤水盐分布均表现出中等变异性,含水率变异程度更大。②林地、旱作农田和安固里淖干涸湖底0—220 cm土壤水盐分布规律基本一致,分别呈振荡型、均匀型和底聚型,而草地的水盐分布存在差异。③盐分离子在4种土地利用类型间均具有显著差异(p<0.05),其构成以SO_(4)^(2-)为主,K^(+),Mg^(2+)和Ca^(2+)普遍缺乏。④安固里淖干涸湖底土壤剖面平均硝态氮含量高达134.18 mg/kg,在林地和旱作农田分布呈表聚型,在安固里淖干涸湖底呈中间少、上下多的特征。草地硝态氮上层土壤累积明显。⑤林田湖草土壤硝态氮均与K^(+)存在显著或极显著正相关,K^(+)是控制区域硝态氮变化的主要因子。[结论]河北坝上林田湖草土壤水盐氮分布具有明显的差异性,安固里淖干涸湖底土壤水盐氮含量显著高于其他3种土地利用类型,对地下水造成严重的潜在污染。

冀北坝上地区榆树和樟子松人工林降雨再分配特征研究

为明确冀北坝上地区主要人工林降雨再分配特征,在河北省承德市丰宁满族自治县大滩镇以林分结构相似的榆树(Ulmus pumila)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林为研究对象,测定每场降雨2种人工林林冠截留各水文分量,分析其降雨再分配特征及影响因素。结果表明:(1)榆树和樟子松人工林的林冠截留量与林外降雨量分别呈指数关系和对数关系。(2)郁闭度较小的情况下,2种人工林的林内降雨量与林外降雨量都呈线性关系。(3)榆树和樟子松人工林分别在林外降雨量为0.25 mm和4.58 mm时开始产生树干茎流,且与林外降雨量均呈线性关系;榆树树皮对树干茎流的阻拦和吸收作用大于樟子松。(4)2种人工林的林内降雨量均显著大于林冠截留量和树干茎流量;在降雨量较小时,林冠截留量显著大于树干茎流量,随着雨量级的增加,树干茎流量会超过林冠截留量。(5)风增大了榆树人工林的林内降雨量并减小了林冠截留量和树干茎流量,对樟子松人工林林冠截留各水文分量影响不大。综上所述,不同人工林对降雨再分配作用会受到降雨量、树干、林冠等特征和风的影响,樟子松人工林的林冠截留作用更为稳定。

坝上乡村景观初探——以河北省张北县为例

文章研究了农牧文化影响下中国坝上地区乡村的景观建设,以河北省张北县为例,梳理了张北县乡村景观特征,并从“自然地形”“植被格局”“农牧智慧”“乡村游径”“村庄布局和风貌”五个方面分析其乡村景观的形成。最后,结合张北县乡村发展现状,提出未来坝上地区乡村景观发展的建议。

冀西北坝上地区旱砂地小西瓜适应性研究

采用田间小区试验的方法,对引进的小西瓜品种从叶比重、光合特性、综合抗性、水分利用效率、产量和品质方面比较了其露地栽培的适应性。结果表明,3个品种中京欣在每个时期的叶比重、叶绿素含量较高,发病率较低;京欣的净光合速率比黑美人和京秀分别提高16.01%和26.37%,荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo也高于黑美人和京秀,水分利用效率较二者分别提高14.3%和83.4%,产量和品质均优于二者,表现出很强的适应性,在生产上值得推广。黑美人的综合性状略低于京欣,也是一个可以应用的品种。

基于粒度对比法的坝上农田风蚀与粉尘释放量估算

为了计算当前年内的农田风蚀量,该研究利用农田耕作层土壤粒度组成较均一,风蚀使表层可蚀性颗粒减少,不可蚀颗粒含量相对增加这一特点,通过比较一个风蚀季结束后,农田耕作层表层与下层可蚀性颗粒与不可蚀颗粒相对含量的变化,提出了一种估算当前年内土壤风蚀量和粉尘释放量的方法,并给出了风蚀量与粉尘释放量的计算公式。利用此方法对河北坝上地区主要农田类型土壤风蚀量和粉尘释放量进行计算。计算结果表明,2013年研究区农田风蚀量为960-5 700 g/（m2·a）,平均为2 852.14 g/（m2·a）,平均风蚀深度为0.21 cm/a,从强度上划分属于重度风蚀。农田平均粉尘释放量为768.16 g/（m2·a）,约占农田平均风蚀量的29.00%。粉尘释放量与风蚀量之间有显著的线性相关关系,翻耕耙平地的风蚀量和粉尘释放量显著大于留茬地。该方法的估算结果与前人采用其他方法得到的结果以及实地观测得到的结果基本吻合。

河北坝上地区湖泊沉积物记录的中全新世干旱气候

根据位于典型草原带的河北坝上地区白诺尔及毗邻的内蒙古乌兰诺尔湖泊沉积物的K、Na、Ca、Mg等化学元素组成、总有机碳（TOC）与氧同位素（δ^18O）的分析，以（K＋Na＋ca＋MS）／（Fe＋Mn）值指示干旱度，δ^18O值指示夏季风的强弱，TOC值指示湖区植被状况，探讨了该地区^14C测年9．8～5．3kaB．P．以来的气候变化与环境变迁。结果表明：两个剖面所记录的气候变化趋势相近，^14C测年7．0～5．7kaB．P．为偏于期。反映夏季风强弱的氧同位素指标与干旱程度的变化没有明显的对应关系，说明夏季风引起的降水量变化不是气候干湿变化的主要影响因子，温度升高导致的蒸发加强可能对气候干旱化的影响更加明显。

河北坝上地区生态环境评价

该文以河北坝上生态调查为基础,选取气候、水文、地貌、植被等因子,利用层次分析法对当地的生态环境进行评价。结果表明,坝上地区生态环境已受到严重破坏,虽然经过多年治理,生态环境有所改善,但大部分地区仍有继续恶化的趋势;干旱少雨是坝上地区生态环境恶化的主导因素。

冀西北坝上地区灯下蛾类群落结构特征

对冀西北坝上地区蛾类进行了逐日灯诱监测,以微软系统的Excel列表、作图,进行蛾类群落的种-多度曲线作图及群落多样性(H')、均匀度(J')、物种丰富度(S)和个体数(N)的时间和空间分布的处理,并做了多样性分析。结果表明:该区蛾类已知16科173属247种,夜蛾科是该区蛾类的优势类群,旋幽夜蛾、网锥蛾野螟(草地螟)和小菜蛾为当地优势种。从5月到9月蛾类多样性指数、物种丰富度和个体数基本呈上升趋势,多样性指数与均匀度(r=0.9477)、物种数(r=0.7785)、个体数(r=0.9704)相一致。不同月份间的蛾类相似程度差异较大,种-多度关系符合对数正态分布模型,研究认为坝上地区蛾类赖以生存的生态环境稳定,生态环境条件保持较好。

河北坝上生态脆弱区的土地退化及生态重建

河北坝上地区处于农牧交错带,是中国北方生态脆弱地带中最为脆弱的地段,土地退化现象比较严重。利用Landsat TM影像,对河北坝上地区1986年和2000年的土地退化,包括土地沙化、盐渍化和水土流失状况进行了分析,根据土地退化的成因,提出了退化土地的生态恢复重建的措施。

河北坝上不同土地利用方式下土壤表层水分变化对风蚀的影响

土壤风蚀是引起干旱半干旱地区土地退化的主要因素,风蚀强度取决于土壤分布区的自然环境及土壤本身的性质,随着人类活动强度的加大,土地利用、土地覆被及其所引起的土壤表层水分变化成为影响土壤风蚀的主要因素。本文利用2 0 0 2年36月期间在河北坝上丰宁县野外试验并观测到的不同土地利用方式下土壤湿度及风蚀量数据,通过定量分析,比较不同土地利用方式及其土壤含水量对风蚀的影响。结果表明,土壤风蚀的强弱主要取决于土地利用方式及土壤表层含水量。草地和林地在抗风蚀方面要强于耕地,土壤表层含水量对风蚀的影响突出地表现在耕地中,据此,人类可通过改变土地利用方式,其次是在春季增加土壤表层湿度。

改进粒度对比法估算单次农田风蚀量

为了定量估算单次大风蚀事件的土壤风蚀量，该研究采用改进的粒度对比法对2014年春季一次大风蚀事件的农田风蚀量进行了估算。结果表明，在这次风蚀事件中，研究区农田风蚀量在0.35×10^6～4.11×10^6 kg/km2之间，平均为1.30×10^6 kg/km2，平均风蚀厚度0.9 mm。各采样点的风蚀量存在较大差距，翻耕耙平地的风蚀量显著大于莜麦留茬地，是莜麦留茬地风蚀量的2.85倍。这次风蚀事件使研究区2014年农田风蚀量增加了1倍,可见大风蚀事件对农田风蚀量的影响较大，一次风蚀事件产生的风蚀量可能超过多次小风蚀事件的总和。改进后的粒度对比法具有多方面的优势，取样厚度稍有变化，不可风蚀颗粒物的粒径取值范围稍有变化，都不会对公式计算结果造成显著影响。该方法方便快捷，操作简单，适用于地面平坦、不可风蚀物含量较高的农田上大风蚀事件风蚀量的估算。该研究在区域农田土壤风蚀评价和风蚀模型验证方面具有较好的应用前景。

河北坝上地区植被覆盖变化遥感时空分析

基于MODIS数据,采用基于像元尺度的趋势分析和稳定性分析方法,深入分析了河北坝上地区近13 a的植被变化特征。研究表明:空间分布上,坝上全区地表植被覆盖从西向东依次渐好,各分区域的季节变化特征具有明显的差异性;时间上,近13 a以来坝上大部分地区植被覆盖有改善的趋势,其中得到改善的区域占坝上总面积的51.35%,基本不变的区域占25.68%;同时,因坝上地区生态环境比较脆弱,植被生长易受自然和人为因素的干扰,植被覆盖在时间序列上的稳定性较差,坝上全区每年的NDVI最大值合成数据的变异系数Cv平均值达到14.85%,Cv<10%的区域仅占坝上总面积的15.3%。

提高河北坝上地区营造林质量研究

根据河北坝上地区的自然条件、植被分布和水土流失状况,分析了制约营造林质量的主要因素,提出了提高营造林质量的对策。

河北坝上植被恢复措施对土壤性质的影响

从土壤理化性质变化的角度探讨了不同植被恢复措施对当地土壤环境的影响。在河北坝上康保县选取了退耕还林还草、草地围栏封育、草地植树造林等15组样地,对每组样地进行了土样采集分析。结果表明:不同植被恢复措施均能不同程度地改善土壤性质。植被恢复区土壤团聚体稳定性增强,土壤孔隙增多,土壤容重减小;过度放牧则使土壤更加紧实;较高覆盖度荒地和草地能减少地表蒸发,使土壤含水量增加,乔木本身需水量大,发达的表层土壤根系会降低土壤水分;较高植被覆盖度能有效减弱土壤风蚀,但乔木林下植被稀疏、地表裸露和灌木林带间距过宽则会加剧风蚀。在不考虑施肥影响的情况下,植被恢复能不同程度增加土壤有机质、全N和全P含量,且对0—10cm土壤层的增加效果大于10—20cm土壤层;耕地由于施肥的影响,退耕后的区域土壤全N和全P含量有所下降。研究表明,对于改善土壤环境,退耕还荒草地、草地围栏封育是当地相对较好的植被恢复措施;灌木林地由于是当地物种,应该多加栽培,但需调整结构,也可结合乔木林种植,增大林下植被盖度,增强防风保土效果。

河北坝上地区草地退化指示种的高光谱特征波段识别

草地生态系统对发展畜牧业、保持水土和维持生态平衡有重要作用,实时、准确地监测草地的退化具有重要意义.高光谱遥感能够大幅度提高草地退化进程中植被结构退化的识别精度,为草原退化研究开辟新领域.利用高光谱遥感技术进行植被结构退化鉴别时,特征波段的选择和提取至关重要.根据地面实测高光谱数据,对河北坝上地区3种退化指示种和2种优势物种光谱反射曲线进行对数变换处理,采用均值置信区间对原始光谱和变换处理后的对数光谱进行波段选择,提取了退化指示种的光谱特性,并利用Manhattan距离对所选择的波段进行识别检验.结果表明：（1）与2种优势物种苔草（Carexpediormis）和羊草（Leymusc Ainensis）相比,退化指示种狼毒（Stellerac Aamaeiasme）的特征波段为402-412nm,冷嵩（Artemis iairigid）的特征波段为627？689、715-929和929-1033nm,星毛委陵菜（Potentilla acaulis）的特征波段为705？721nm;（2）在上述特征波段内,同种植被的Manhattan距离值显著小于异种植被的Manhattan距离值,狼毒、冷蒿和星毛委陵菜的Manhattan距离值分别为0.0066、0.3101和0.3855;（3）在可见光范围内,退化植被与主要优势植被的光谱差异不明显,经对数变换后,其差异被放大,易于提取特征波段,且基于均值置信区间的植被原始光谱曲线与对数光谱曲线相结合方法的特征提取结果更精细,最终确定狼毒的特征波段为402-412nm,冷蒿的特征波段为627-689、758-924和940-1033nm,星毛委陵菜的特征波段为705-721nm.

耕作方式对土壤风蚀的影响──以河北坝上地区为例

河北坝上地区不同类型耕地土壤风蚀及其影响因素的野外观测结果表明，风蚀强度由秋翻地到春翻地和留茬地明显降低。其中在秋翻地，随着土壤不可蚀性颗粒的增加，风蚀量减少，但因土壤富含粗砂和砾石，易导致土壤粗化、土地生产力下降；在春翻地和留茬地，随土垄高度（犁沟深度）和作物残体盖度的增加，风蚀量显著减少。据此认为，在农田防护林体系仍不完善的河北坝上高原农垦区，应采作留茬深耕等耕作措施，以有效地控制土壤风蚀，减轻风蚀危害。

影响野生口防风抽薹因素的研究

采用实地调查取样方法,对河北省坝上地区口防风的群体龄级、个体生物量以及再生分枝结构进行了实证研究,以期明晰野生口防风的种群结构特征以及抽薹的影响因素,建立栽培防风高产优质技术体系。结果表明:坝上地区野生口防风表现明显的衰退型种群结构特征;防风抽薹发育与株体生物量有关;芦头与根部被机械损坏能够控制植株不抽薹,其再生的多个分枝的抽薹发育存在异步性。持续的防风药材供应必须实现人工栽培化,每年切断芦头有利控制防风抽薹、延长生长年限与保障防风药材的品质。

河北丰宁坝上土地沙漠化现状及其综合整治的研究

河北丰宁坝上的土地沙漠化主要表现在：①旱作农田的土壤风蚀。②缓起伏沙质草场的退化。③河滩低湿草地的退化。④丘陵山地阳坡的侵蚀沙化。综合整治的总方针是加强天然草原植被的合理管护与人工饲草饲料基地建设，建立综合防护林体系。