太行山退化山地火炬树群落物种多样性与土壤特性变化的研究

采取空间代替时间的方法,研究了太行山退化山地不同林龄的火炬树群落物种多样性及土壤特性的变化,结果表明,(1)火炬树群落呈单优势群落,物种多样性指数和丰富度指数数值由草本层-灌木层-乔木层依次递减;随火炬树群落林龄增加,多样性指数下降,各样地多样性指数差异不大.(2)随火炬树群落林龄增长,土壤容重下降、孔隙度增加、水分含量增加,土壤物理性状得到改善,土壤渗透性、保水功能等能力得到提高;有机质、全氮及速效钾等养分指标含量逐渐增加,pH值下降,这些理化指标均呈线性变化.随火炬树林龄增长,土壤肥力有所提高,对研究区严重退化的生态环境起到良好的恢复效果.

太行山丘陵区观光农业区域规划与发展模式构想——以河北省为例

简析了太行山丘陵区发展观光农业的区位、客源市场、农业资源和旅游资源优势 ,提出该区开发观光农业的规划和发展模式构想。该区观光农业宜以远、中、近 3个观光农业地带和凉城～易县、满城～顺平、阜平、平山～灵寿、鹿泉～赞皇、临城～邢台、涉县～磁县 7个布局规划 ,其对应的发展模式主要基于自然景观、农业产业和人文景观。

基于熵权可拓模型的农村居民点整理潜力研究--以河北省太行山山前平原区为例

定量评价区域农村居民点整理潜力对于区域经济增长和社会发展具有重要意义。本文引入整理效益因素并结合经济、社会和自然因素构建区域农村居民点整理潜力指标体系,运用熵权和可拓学理论,对太行山山前平原区农村居民点整理潜力进行实证研究。结果表明:不同区域农村居民点整理潜力差异较为显著,石家庄市周边县市以及环北京市13个县市区整理潜力值为[0.7,1.0],属于优先整理区;重点整理区包括保定市中部、石家庄市南部以及邯郸市北部的12个县市区,整理潜力值为[0.4,0.7);邢台市、邯郸市南部以及保定市西部13个县市区整理潜力值为[0,0.4),属于适度整理区。根据研究结果针对不同的整理区提出了不同的整理模式,本文建立的熵权可拓模型将有助于推进区域农村居民点进行有序整理和土地整治规划的编制。

基于二分类Logistic回归模型的太行山丘陵区县域耕地资源潜力估算

耕地红线划定与人-地资源矛盾日益突出背景下,耕地资源潜力的研究与开发日显重要。我国耕地面积近2/3分布在山区,因此山区耕地资源的合理开发利用及其资源潜力的研究尤为重要。本文以华北地区的太行山为研究区域,选择耕地占比和资源潜力最大的丘陵区典型县——河北省井陉县为研究案例,选取13个影响耕地资源潜力的基本生态要素,包括5个地形要素和8个直接气象要素或由气象要素计算得到的间接气象要素,引入二分类Logistic回归分析方法,运用偏最大似然估计向前引入法的拟合方法,筛选提取影响耕地资源潜力的关键生态要素;由模型参数Waldc2统计量分析影响耕地资源潜力的关键生态要素的贡献率排序;由模型参数回归系数β分析耕地资源潜力与生态要素的相关关系;由模型参数发生比率OR分析量化关键生态要素对耕地资源潜力的影响,最终建立Logistic回归模型。基于此模型,在GIS软件中得到井陉县耕地资源潜力分布图,进而估算出县域耕地资源潜力。研究结果表明:13个影响井陉县耕地资源潜力的基本生态要素中8个为关键生态要素;关键生态要素中地形要素配置比气象要素配置更为重要;年平均气温和寒冷指数与耕地资源潜力呈负相关关系,其余生态要素则呈正相关关系;由回归模型估算出井陉县具备垦殖为耕地资源的土地面积为60 400 hm^2,而根据遥感影像解译结果得出的现有耕地资源为45 600 hm^2,由此井陉县尚具有14 800 hm^2的后备耕地资源,相当于现有耕地面积的32.5%,这说明在不考虑垦殖所带来的可能负效应的前提下,井陉县具有较大的后备耕地资源开发潜力,该结论为井陉县后备耕地资源的开发与可持续利用提供了理论依据。

太行山前丘陵区基岩裂隙水赋存的非均一性和易疏干性特征

针对太行山东簏丘陵区地下水能否可持续开发利用问题,基于探采结合的大量深井抽水及水位恢复试验资料,采用量化对比分析方法,揭示了研究区基岩裂隙水赋存非均一性和开采易疏干性特征。研究结果表明,不仅不同井位区之间地下水赋存具有空间非均一性,而且,各井孔内的不同深度也存在明显差异:在抽水时间小于70min时段,ZKs-3井的水位降深大于ZKs-2井的降深;70min之后,随着抽水时间增加,ZKs-2井的水位降深大于ZKs-3井的降深,且二者之差逐渐增大,表明ZKs-2井位的含水系统上部富水性较强、下部富水性较弱,ZKs-3井位的含水系统上部富水性较弱、下部富水性较强。不同井位含水系统具有不同的开采易疏干性:随着抽水试验轮次的增加,ZKs-2井的最大水位降深和水位恢复所需时间依次增加,但每次水位都能完全恢复至初始水位状态;ZKs-3井的水位未能完全恢复至初始水位状态,且至初始水位的距离依次增大,但每次水位恢复至稳定状态所用的时间没有明显变化。因此,合理设计井的结构与布局是防止山丘区地下水疏干性开采的关键。

河北太行山丘陵区种植结构动态变化及发展方向

河北太行山丘陵区地处国家级贫困带,生态环境脆弱,优化种植结构对增加农民收入、如期实现全面建成小康社会的目标具有重要意义。本研究运用定量分析与定性分析相结合的方法,探讨了河北太行山丘陵区1985-2010年种植结构调整过程,对不同时期农作物的种植结构变化及动因进行了分析,讨论了未来河北太行山丘陵区种植结构调整的重点及方向。

豫北太行山低山丘陵区植被恢复模式研究

通过对豫北太行山低山丘陵区植被现状进行调研,根据生境及植被特征,应用生态学原理与方法,提出了该区6大植被恢复模式,即水土保持林模式,生态经济模式,封山育林模式,公路两旁植被恢复模式,自然保护区模式,防火林带模式。从地带性植物群落、防火减灾、景观生态、最优分布位置等角度,研究了豫北太行山低山丘陵区的植被恢复模式,研究结果对豫北太行山乃至整个太行山区的植被恢复具有一定的指导意义。

太行山低山丘陵区植被恢复模式探讨

针对太行山低山丘陵区的特殊立地及气候条件,指出该区植被恢复应遵循近自然原理、效益最大化、适地适树的原则,并提出了该区植被恢复的宏观模式,即构建生态型防护林、经济型防护林和景观型防护林。

太行山低山丘陵区外来种火炬树群落生物量与碳贮量

为全面了解外来种火炬树的生态服务功能,研究了太行山南端低山丘陵区岩石裸露地和自然荒坡二种生境营造的11年生火炬树人工林的生物量与碳贮量。主要结果为:建立了火炬树各器官生物量和基径、树高的回归方程,回归系数均在0.92以上,都达到极显著水平,可以用于研究地区火炬树生物量的测算;石裸地和荒坡地火炬树群落生物量分别达到13.395 4 t·hm-2和29.106 4 t·hm-2,高于同地区乡土灌丛的生物量;火炬树平均含碳率44.56%,石裸地和荒坡地火炬树群落植物层碳贮量分别达5.915 5 t·hm-2和12.975 1 t·hm-2,荒坡0～20 cm土壤碳密度为2.172 2 kg·m-2,荒坡11年生火炬树群落总碳贮量达34.697 1 t·hm-2。从物质生产和碳存贮能力来看,外来种火炬树优于当地同生境的乡土灌木树种。

基于RS与GIS的太行山山地丘陵区水土流失风险评价——以河北省赞皇县为例

太行山山地丘陵区由于地形、地貌、气候等自然条件和人类活动的干扰,出现了一定程度的水土流失。本文以河北省赞皇县为例,选取美国陆地卫星2010年Landsat5TM遥感影像、DEM数据和土地利用现状等数据,在RS和GIS的技术支持下,提取对水土流失影响较大的植被覆盖度、地形坡度和土地利用类型等因子,对赞皇县水土流失强度进行等级划分。结果表明:赞皇县水土流失程度有微度、轻度、中度、强度、极强度和剧烈几种情况,其中以微度、轻度和中度为主,分别占土地总面积的69.27%、19.30%和10.86%,主要集中分布于自然保留地、旱地和园地。

荆条+白羊草群丛植物种多样性研究

研究了荆条+白羊草群丛植物种多样性、生态成分、果实类型、花型和根型构成特点。采用邻接小样方对植物种多样性进行定量分析,结果表明:随坡位上移,Shannon-w iener多样性指数下降幅度最大,P ielou均匀度指数下降幅度很小,多年生杂类草禾草植物和一年生植物数量减少,草质藤本植物消失,肉质草本植物样方数量增加,但仍以多年生杂类草禾草植物和一年生植物数量在整个坡面最多;总状花序和圆锥花序植物种数量、中旱生植物数量均最多,根系类型谱为轴根型>根蘖型>根茎型>丛生型>鳞茎型。说明荆条+白羊草群丛的植物繁殖对策以属于风媒花与虫媒花并存、风播种子和深根系植物为基本特征,是由零星分布的乔木树种、间断分布的灌木层片和恒有草本层片构成。

太行山南端外来树种火炬树群落的水保效应

为了全面了解外来树种火炬树的生态服务功能,从林冠层截留量、枯落物层持水率、林地贮水性能和渗透性能4个方面,研究了6年、11年火炬树、12年刺槐、15年侧柏及荆条灌丛的水保效应。结果表明:灌层截留量:11年火炬树>15年侧柏>6年火炬树>12年刺槐>荆条灌丛,4个树种冠层截持率分别为侧柏35.89%,火炬树32.40%,荆条26.53%,刺槐3.50%;枯落物层持水率为:11年生火炬树>12年生刺槐>6年生火炬树>15年生侧柏>荆条灌丛;林地贮水性能:11年生火炬树>15年生侧柏>12年生刺槐>6年生火炬树>荆条灌丛;林地渗透性能为:11年生火炬树>15年生侧柏>12年生刺槐>荆条灌丛>6年生火炬树,在太行山低山丘陵区困难立地上,火炬树群落具有良好的水土保持作用。

太行山低山丘陵区鸟类种群动态及招引工程效果初报

本文从太行山试区的气候、土壤、植被等状况，深入分析了该试区各种植物群落对招鸟的作用、鸟类群落的季节变化和演替原因，并就人工巢箱招鸟和环境生态改变对招鸟效果等项进行了探讨。初步查明试区内共有鸟类１１目２４科４５属，其中雀形目占多数。

不同林分的保水能力

为给太行山低山丘陵区植被建设和生态环境可持续发展提供科学依据,对太行山低山丘陵区经济林和生态林冠层水容量、枯落物水容量、土壤贮水量和土壤入渗能力等涵养水源功能进行了研究。结果表明:乔灌草、灌草相结合的生态林冠层水容量明显大于石榴、枣树,草地最低,乔灌草、灌草结合的林地枯落物贮存量、饱和吸水率和饱和吸水量明显高于石榴和枣树经济林,土壤饱和贮水量和毛管最大贮水量排序为草地>荆条灌丛>薄皮木灌丛>刺槐林>石榴林>枣树林,不同林分的土壤入渗速率依次为薄皮木灌丛>荆条灌丛>枣树林>石榴林。

基于RZWQM模型模拟太行山低山丘陵区农田土壤硝态氮迁移及淋溶规律

太行山低山丘陵区是华北平原地下水补给区,近年来山区农田面积增加,农田过量氮肥投入造成地下水硝酸盐浓度逐年升高,因此,研究典型农田土壤氮淋溶过程对保护补给区地下水具有重要意义.本文以位于太行山低山丘陵区的中国科学院太行山生态试验站冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,应用根区水质模型(root zone water quality model,RZWQM)对太行山低山丘陵区2015～2016年冬小麦-夏玉米的1个轮作周期内1m土壤剖面水分和硝态氮运移进行模拟.结果表明,土壤硝态氮淋溶主要发生在夏玉米季(雨季),当全年施氮量为300 kg·hm^(-2)时,夏玉米季硝态氮淋失量达到59. 9 kg·hm^(-2),而冬小麦生长季硝态氮淋失量仅为2. 12 kg·hm^(-2).不同施氮量和不同降水年型下玉米季土壤硝态氮淋溶模拟结果表明,当施氮量为0、300和450 kg·hm^(-2)时,2016年(丰水年)极端降水后,玉米季土壤硝态氮潜在淋失量分别为10. 5、59. 9和136. 5kg·hm^(-2);当全年施氮量为300 kg·hm^(-2)时,2013(枯水年)、2015(平水年)和2016年(丰水年)玉米季硝态氮淋失量分别占轮作周期总施氮量的9%、10%和20%;当全年施氮量为450 kg·hm^(-2)时,2013(枯水年)、2015(平水年)和2016年(丰水年)玉米季硝态氮淋失量分别占总施氮量的11%、17%和30%,表明大降水事件不仅对地下水形成大量补给,很大程度上也增加了累积在农田土壤中的硝态氮淋溶损失,增加了对区域地下水硝酸盐潜在污染威胁.

太行山丘陵区降水时空分布特征及影响因素分析——以崇陵流域为例

为有效利用太行山丘陵区降水资源,实现科学的水资源管理和生态建设,采用线性回归模型以及Mann-Kendall趋势性检验方法对崇陵流域6个降水观测点的降水数据(2005-2014年4-10月)进行时空分布特征分析。结果表明,2005-2014年4-10月崇陵流域降水量波动明显,无明显上升或下降趋势,年内降水主要集中于6-9月,5月降水量呈显著减小趋势;研究区降水日数逐渐减小(-1.22 d/a),小雨量级降水对研究区降水资源的贡献率达50%以上,大雨及大雨以上量级降水出现频率近年来呈增加趋势(0.19 d/a);崇陵流域降水量的空间分布不均,流域上游年降水量明显小于下游。认为植被覆盖是导致崇陵流域降水时空分布存在差异的主要因素,太行山丘陵区的油松、侧柏和刺槐等森林植被显著增加了区内的降水量。