辽西低山丘陵区坡面暴雨产流产沙过程及水保效益

基于辽西低山丘陵区二道岭小流域坡面径流和泥沙现场观测,研究暴雨条件下(7·28暴雨)6种不同水土保持措施的坡面产流产沙过程及水土保持效益。结果表明,在暴雨过程中,与裸地相比,耕作措施中的顺垄耕作缩短了初始产流时间,工程措施和林草措施延长了初始产流时间。不同措施的产流产沙过程和雨强变化趋势相似,横垄耕作的径流和含沙量与雨强存在延后现象。在暴雨条件下,以裸地作为对照,林草措施具有良好的减流减沙效果,而农业措施的顺垄耕作则增大了产流产沙作用,加剧了水土流失。

辽宁省西部低山丘陵区草地类型分布及植物区系特征

辽宁省地处东北地区南部,横跨暖温带和中温带,植物区系复杂多样。为了掌握草地类型分布及其植物区系特征,本研究基于气象数据和野外植物调查数据,对辽西低山丘陵区草地类型进行划分,并分析其植物区系特征。结果表明:辽宁省伊万诺夫湿润度在0.3~1.2之间,辽西低山丘陵区属于半干旱区;温性草原类共出现436种植物,暖性灌草丛类共出现298种。根据优势种特征将温性草原类划分为3个草地型,暖性灌草丛类划分为4个草地型。温带分布型属在温性草原类和暖性灌草丛类中分别占59.40%和60.50%,远高于热带分布型的22.00%和20.20%,植物区系具明显的温带性质,暖性灌草丛类中广泛分布着黄背草(Themeda triandra)、白羊草(Bothriochloa ischaemum)等热带分布型的喜暖性植物,成为草本层的优势种。温性草原类的植物区系丰富度指数为5.512,高于暖性灌草丛类的4.980,温带分布型和热带分布型的相互渗透特征明显。

辽西地区燕山板内造山带早中生代构造变形的年代学限定

在辽西进行的构造研究确认了这里曾经在早中生代期间发生过几次重要的构造变形事件,地质上,这几次构造变形的时代被限定在中三叠世老虎沟组沉积之后到晚侏罗世髫髻山/蓝旗组火山岩喷发之前。期间,第一期逆冲推覆构造被水泉沟组不整合覆盖,第二期逆冲推覆构造被髫髻山组/蓝旗组不整合覆盖。本文通过对水泉沟组火山岩、邓杖子组火山岩砾石、髫髻山组底部火山岩以及侵位到逆冲构造岩片中的安山玢岩脉体进行锆石SHRIMP法U-Pb定年,比较准确地限定了燕山板内造山带早中生代几次构造变形的时代。这对于研究燕山板内造山带早期变形特征和变形历史、研究整个燕山造山带的变形过程都具有重要的意义。

辽西台里黑云母二长花岗岩地球化学特征及锆石U-Pb年代学

辽西台里地区花岗质岩石主要由花岗质片麻岩、斑状花岗质片麻岩和黑云母二长花岗岩等组成，这些花岗质岩石均曾被视为新太古代花岗岩。根据各类花岗质岩石的产状序次关系确定，块状/片麻状黑云母二长花岗岩呈岩脉或岩枝状侵入太古宙花岗质片麻岩和斑状花岗质片麻岩中，分别出露于研究区南北两侧。地球化学研究表明，黑云母二长花岗岩属于准铝质弱过铝质的 I 型花岗岩，显示火山弧花岗岩的特点。黑云母二长花岗岩中锆石组成复杂，大量继承性锆石和新生锆石共存。新生锆石岩浆结晶特征明显，内部发育振荡生长环带，并具较高的 Th/U 值（0．15～1．70）。两个样品的新生锆石 U- Pb 定年结果（加权平均年龄）分别为（153．7±2．0）Ma 和（153．7±4．7）Ma。研究表明，黑云母二长花岗岩为源自下地壳中基性火成岩的晚侏罗世花岗质侵入岩，其构造背景与古太平洋板块向亚洲大陆下俯冲作用有关。

浅埋滴灌水氮运筹对春玉米产量及水分利用效率的影响

采用二因素二次饱和D-最优设计,于2016-2017年在辽西半干旱区移动遮雨棚内进行了水氮精量控制试验,设灌溉量和施氮量2个因素,灌溉量分别设145.4、271.7、348.2、436.2 mm 4个水平,施氮量分别设0、84.6、136.1、195.0 kg·hm^(-2) 4个水平,共6个处理。试验分析了水氮交互作用对春玉米产量和水分利用效率的影响,建立了产量回归模型。研究结果表明:浅埋滴灌条件下,灌溉量在145.4～350.5 mm时,春玉米产量随灌溉量的增加而增高至11 005.60 kg·hm^(-2);灌溉量在350.5～436.2 mm时,产量随灌溉量的增加而降低至10 730.09 kg·hm^(-2);施氮量在0～146.9 kg·hm^(-2)时,产量随施氮量的增加而增高至10 983.19 kg·hm^(-2),施氮量在146.9～195.0 kg·hm^(-2)时,产量随施氮量的增加而降低至10 862.39 kg·hm^(-2)。灌溉量因素的影响大于施氮量,水氮之间有明显的正向交互效应,当灌溉量为373.1 mm,施氮量为165.6 kg·hm^(-2)时产量最高。作物耗水量在拔节-抽雄期和灌浆-收获期较大,分别为115.64、127.50 mm;水分利用效率随灌溉量的增加呈逐渐降低趋势,降低幅度达到52.21%,随着施氮量的增加则呈先升高后降低趋势,增幅为14.73%～20.08%;其中处理6(灌溉量348.2 mm,施氮量195.0 kg·hm^(-2))最利于水分利用效率的提高。综合产量和水分利用效率两方面的因素,初步建立了春玉米浅埋滴灌水氮施用优化模式,参数组合为灌溉量348.2 mm、施氮量165.6 kg·hm^(-2)。

用于大比例尺土壤调查的侵蚀分级指标研究——以辽宁西部低山丘陵区为例

目前,我国对适用于各地区大比例尺土壤侵蚀分级指标的研究较少,现行的土壤侵蚀强度分级标准,在野外实际应用中困难,对指导土地合理利用意义不大。根据多年来在辽宁省西部低山丘陵区的实地调查研究,抓住成土母质这一主导因素,根据不同成土母质土地的土壤质量分异规律、土壤侵蚀特点以及土壤遭受侵蚀后对土壤生产力水平、土地利用管理的影响不同等实际情况,选取不同的分级方法和分级标准,确立了适合辽宁西部低山丘陵区大比例尺土壤资源调查的土壤侵蚀程度分级指标体系。该分级指标体系具有针对性强、分级指标界限明确、可操作性强、对土地利用管理指导意义大等优点。

辽西兴城地区早侏罗世花岗质岩浆活动——华北克拉通东部古太平洋俯冲作用的响应

华北克拉通东部中生代期间受到古太平洋板块俯冲并引发一系列的构造-岩浆-成矿作用,但古太平洋俯冲作用开始的具体时限仍未有定论。本文对辽西兴城地区中生代药王庙-磨盘山岩体进行了系统的岩相学研究、锆石U-Pb同位素定年、全岩地球化学和锆石原位Hf同位素测试分析,结果显示,花岗质岩石中岩浆成因锆石加权平均年龄为193~186 Ma,岩体侵位于早侏罗世;岩石组合为石英二长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩-正长花岗岩;岩石全碱含量较高,属准铝-弱过铝质、高钾钙碱性系列,具有与Ⅰ型花岗岩类似的岩石地球化学特征;岩石相对富集轻稀土元素和大离子亲石元素K、Pb等,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti等及P元素;岩浆成因锆石εHf(t)值为-12.94~-7.39,Hf同位素二阶段模式年龄为2.05~1.69 Ga,其初始岩浆可能来源于古老地壳的部分熔融并可能有幔源物质的参与。辽西兴城地区早侏罗世花岗岩岩石组合、岩石地球化学特征和与俯冲作用有关的活动陆缘花岗岩特征类似,岩石形成于古太平洋俯冲作用导致的活动陆缘构造背景下,结合区域研究资料,认为古太平洋对华北克拉通东部的俯冲作用开始于晚三叠世—早侏罗世,而早侏罗世花岗质岩浆活动是古太平洋板块对华北克拉通俯冲作用的响应。

降雨特性和坡度对辽西低山丘陵区坡耕地褐土溅蚀的影响

为揭示辽西低山丘陵区坡耕地典型土壤溅蚀特征,选取褐土为研究对象,采用人工模拟降雨试验研究降雨特性和坡度对溅蚀的影响。结果表明:随着降雨强度的增大,5°和10°溅蚀量分别由6.86g/cm和8.13g/cm增加到14.21g/cm和16.00g/cm,增加幅度为48.47%~209.81%;不同溅蚀距离内的溅蚀量表现为0~5cm>5~10cm>10~15cm>15~20cm>20~25cm,溅蚀距离0~5cm范围内的溅蚀量(75mm/h)为7.29g/cm,占0~25cm范围内总溅蚀量(16.00g/cm)的45.56%,溅蚀距离20~25cm范围内的溅蚀量仅占9.88%。溅蚀量与降雨强度和溅蚀距离均具有较好的指数关系,其回归方程的决定系数R2在0.8以上。随着降雨时间的延续,溅蚀量逐渐增加,但溅蚀量增长率呈减小的趋势;降雨历时由5min增加到10min时溅蚀量增长率最大。溅蚀量和降雨历时之间具有较好的指数关系,其回归方程的决定系数R2在0.9以上。随着降雨强度发生变化时,溅蚀团聚体空间分布规律也随之发生改变。各径级团聚体的溅蚀距离均随降雨强度的增大而增大,2~5mm团聚体由30mm/h的0~5cm扩大到75mm/h的0~15cm。溅蚀团聚体以粒径<1mm为主,小粒径团聚体溅蚀距离和溅蚀量均大于大粒径团聚体,>5mm团聚体并没有迁移。5°总溅蚀量、上坡溅蚀量、下坡溅蚀量、净溅蚀量(75mm/h)依次为14.21,3.54,10.67,7.13g/cm,10°依次为16.00,3.85,12.15,8.30g/cm,与5°相比显著增加12.60%,8.76%,13.87%,16.41%,下坡溅蚀量大于上坡溅蚀量。

辽西半干旱区大豆垄膜沟种微集水技术效果研究

垄膜沟种微集水技术是提高农田降水资源利用率和水分满足率的有效途径,具有产流和较好的控制农田土壤水分蒸发的双重作用,可有效抑制农田水分的非目标性输出,促进大豆生长发育,对大豆增产显著,增产幅度达30.44%。

辽宁西部低山丘陵区农林复合经营技术的研究

为探索辽宁西部半干旱地区低山、缓丘良种地貌类型农林复合经营的优化模式及经营管理技术,进行了树木与草本、果树与农作物复合经营试验,结果表明,在低山区林草复合经营可明显提高土壤耕作层的有机质和氮素含量,在缓丘区枣农复合经营为理想模式。

辽西阜新盆地及外围早白垩世火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其对喷发期次的限定

火山岩时代和层位是资源勘探和沉积构造演化的基础性问题之一。阜新盆地构造位置属华北地块的东北端燕山褶皱带东部,早白垩世火山岩发育。该文通过在辽西阜新盆地及外围黑山-彰武地区系统采集了1套火山岩样品,测试锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄。结合前人成果,提出区内白垩世的火山活动划分为5期,活动时间分别为(100±5) Ma、(115±2) Ma、(122±2) Ma、(126±1) Ma和(132±1) Ma。结合野外工作认为阜新盆地及周边的彰武-黑山地区早白垩世火山岩主要包括3套火山岩和一套古近纪含橄榄石包体的玄武岩。第1套为裂隙式喷发的中基性的玄武安山岩,见于十家子、罗台山、张罗屯等地;第2套为中性粗安岩系,见于哈拉和稍尖山子,黄花山,苍土乡下石土村等地;第3套属裂隙式喷发的中基性玄武安山岩,见于尖山子、豆芽窝铺和苍土乡下石土村等地。古近纪碱性玄武岩年龄为(56±2.9) Ma,分布在阜新县十家子镇那立闪村等地。

黑龙江西部低山丘陵坡面集水工程抗旱造林试验

选取4种不同的坡面集水处理(覆膜、撒水泥、刨光、自然坡面)措施,开展了不同坡面集水措施对造林效果影响的试验。结果表明:不同坡面处理措施对土壤含水率、造林成活率及林木生长产生不同影响,其中撒水泥处理措施土壤含水率最高,覆膜处理措施造林成活率最高,且苗木生长效果最好。

辽西凌源罗庄亚组白云岩成因探讨

通过主元素、微量元素和碳、氧同位素特征分析,系统研究了燕山地区辽西凌源罗庄亚组白云岩地球化学特征及成因。碳、氧同位素和微量元素Sr分析表明,该区白云岩具有较低的成岩温度(40℃和31.7℃),结合区域地层资料、区域构造演化史推测其形成于罗庄亚组沉积时期,属同生白云岩。白云岩中Na2O质量浓度与正常海水中白云岩接近,反映其形成于正常海水盐度环境;白云岩Fe、Mn含量较低,Fe2+与Fe3+的质量浓度之比平均为0.32,表明白云石化作用发生在地表-近地表条件下的氧化环境。样品主元素因子分析提取到陆源因子和海源因子,海源因子中,SiO2与MgO、CaO的质量浓度呈负相关,可能与pH值对海源沉积作用的控制有关;而MgO与CaO的质量浓度呈正相关性,表明白云岩是沉积成因而非交代或重结晶成因。

基于移动窗口法的豫西山地丘陵地区景观异质性分析

研究典型区域景观异质性过程中,对特征尺度的判断尤为重要。基于3S技术,以豫西山地丘陵地区巩义市为研究区域,在分析其景观组分与结构的基础上,采用半变异函数和移动窗口相结合的方法,确定研究景观异质性的特征尺度,并在特征尺度下选取西北—东南方向和东北—西南方向两条样线,分析研究区不同干扰背景下景观异质性的空间特征。结果表明:豫西巩义地区总体上以旱地、建设用地、水浇地、草地和有林地景观类型为主,其中旱地所占比例最大(30.9%),沟渠所占比例最小(0.1%);根据特征尺度分析确定研究区巩义市景观异质性的合适尺度为1000 m;在特征尺度下,研究区景观破碎化以河谷平原和丘陵为主的巩义东部偏南区域最高,以人为干扰较少的南部低山有林地区最低,景观多样性分布特征则呈现4个聚集中心,分别为北部河谷平原农业区、城市建成区、南部低山区和东南丘陵区;不同干扰背景下,巩义地区景观异质性根据城市化程度呈现以市区为中心向外辐射发展的特征,同时受海拔高度因素影响较大,即在海拔200 m以下区域景观受人为干扰强烈,海拔200—500 m丘陵区域受海拔因子和人为干扰因子共同作用,海拔500 m以上区域海拔因子起主导作用。研究结果可为豫西山地丘陵地区及同类地区景观异质性的研究尺度、景观格局优化和土地的有效管理提供依据。

辽西台里地区斑状花岗质片麻岩特征及其地质意义

本文对辽西台里地区的斑状花岗质片麻岩进行了系统的岩石学、地球化学和锆石U—Ph年代学研究，这为了解该地区斑状花岗质片麻岩的特征和形成演化，以及探讨华北克拉通地质演化提供了新的岩石学证据。研究结果表明，台里地区花岗质岩石主要由花岗质片麻岩、斑状花岗质片麻岩和黑云母二长花岗岩组成。斑状花岗质片麻岩形成晚于花岗质片麻岩，与其呈侵入接触关系。其具斑状结构，含较多碱性长石和石英斑晶，结构构造在不同地段表现各异。远离变形带产出的斑状花岗质片麻岩斑晶较大，无构造变形现象，而在变形带内，其变形强烈，发生糜棱岩化，具“眼球状”构造。斑状花岗质片麻岩的Si02和K：O含量分别为67．54％～75．64％和2．89％。4．67％。其富集轻稀土和Ba，Sr，亏损重稀土和Ti，Nb，Ta，P等元素，存在弱的负Eu异常，推测当时源区残留相中含有较多石榴子石。斑状花岗质片麻岩中锆石为岩浆成因锆石，其发育振荡生长环带，并具较高的Th／U比（0．28～1．20）。两个样品的U—Ph定年结果（加权平均年龄）分别为（224．6±2．5）Ma和（216．4±0．5）Ma。斑状花岗质片麻岩的原岩为I型花岗岩，其源岩是下地壳的中基性火成岩。斑状花岗质片麻岩的原岩形成于晚三叠世，其为华北克拉通中生代岩石圈减薄的岩石学标志。

褐土与棕壤坡耕地细沟侵蚀发生的阶段性水沙变化

为深入探究辽西低山丘陵区坡耕地土壤侵蚀机理,以该区的典型土壤类型褐土和棕壤为研究对象,采用室内人工降雨模拟试验,研究3种坡度(5°,10°,15°)和3种降雨强度(40,60,80 mm/h)下细沟侵蚀发生的阶段性水沙变化过程。结果表明:褐土与棕壤坡面侵蚀过程可划分为3个阶段,即细沟侵蚀之前阶段、跌坎发育阶段和细沟侵蚀快速发育阶段;细沟侵蚀之前的面蚀阶段,同一坡度条件下,褐土与棕壤随雨强的增加,坡面流速呈增大趋势,而在同一雨强条件下,坡度对流速的影响并无明显规律;细沟侵蚀阶段,当坡度一定条件下,褐土与棕壤细沟内、细沟间的流速随雨强的增加而增大,当雨强一定时,褐土与棕壤随坡度的增加细沟间流速增加;细沟侵蚀阶段流速表现为细沟内流速>坡面流速>细沟间流速;细沟侵蚀快速发育阶段2种土壤产生的径流量占总径流量的80%以上,土壤侵蚀量占总侵蚀量均在70%以上,且棕壤对总体侵蚀量的贡献更稳定,更易发生细沟侵蚀。整场降雨的侵蚀方式是面蚀向细沟侵蚀的转变,坡面一旦发生侵蚀,细沟侵蚀对坡面总侵蚀的贡献更大。

辽西沿海经济区新型工业化对策

通过对辽西沿海经济区新型工业化进程的分析,提出通过实施城市群发展战略,加速辽西一体化建设;培育产业集群,以信息化带动工业化;采用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业;加快资源型城市转型等对策,来提高辽西沿海经济区城市化水平。

辽西低山丘陵区褐土和棕壤坡耕地溅蚀过程模拟

为揭示辽西低山丘陵区坡耕地典型土壤溅蚀特征,选取褐土和棕壤作为研究对象,采用人工模拟降雨试验对比研究2种土壤的溅蚀差异。结果表明:褐土和棕壤不同方向溅蚀率、净溅蚀率和总溅蚀率差异较大。不同降雨强度下,棕壤溅蚀率均随降雨历时呈现递减并趋于稳定的趋势;褐土溅蚀率随降雨历时的变化可以划分为缓慢增长阶段、迅速增长阶段、快速下降阶段和相对稳定阶段。褐土的小粒级颗粒完成迁移的降雨历时临界值与不同方向溅蚀率、净溅蚀率和总溅蚀率的降雨历时临界值一致,降雨历时为20~25 min;棕壤的小粒级颗粒完成迁移的降雨历时临界值与不同方向溅蚀率、净溅蚀率和总溅蚀率的降雨历时临界值一致,降雨历时为10~15 min。褐土向上坡溅蚀率、向下坡溅蚀率、净溅蚀率和总溅蚀率皆与降雨历时呈显著二次多项式关系,而棕壤向上坡溅蚀率、向下坡溅蚀率、净溅蚀率和总溅蚀率皆与降雨历时呈显著对数关系。

辽西褐土和棕壤溅蚀效应与团聚体分选特征

为了探究辽西低山丘陵区坡耕地土壤溅蚀机理,选取褐土和棕壤为研究对象,采用人工模拟降雨试验研究一定降雨能量下土壤溅蚀量与团聚体分选特征。结果表明:1)褐土和棕壤不同方向溅蚀量以及净溅蚀量与溅蚀距离呈对数递减关系。不同水平距离范围内,褐土下坡溅蚀总量是上坡溅蚀总量的4.25倍,棕壤下坡溅蚀总量是上坡溅蚀总量的4.85倍。褐土和棕壤水平距离为0~5 cm时溅蚀量和其他水平距离溅蚀量呈极显著差异。2)溅蚀对褐土和棕壤大团聚体富集作用与损耗作用的临界团聚体粒级为1 mm,当团聚体粒级>1 mm时,棕壤的富集率明显大于褐土;当团聚体的粒级<1 mm时,褐土的团聚体富集率明显大于棕壤。3)褐土和棕壤在各水平距离范围均未出现>5 mm的水稳性团聚体,>0.50~1.00 mm水稳性团聚体和>0.25~0.50 mm水稳性团聚体均出现在试验设计的水平距离范围内,褐土相比棕壤>0.25~1.00 mm粒级的团聚体,随水平距离的变化不管是增大幅度还是减小幅度,均表现为褐土大于棕壤。褐土和棕壤不同水平距离范围内各个粒级水稳性团聚体平均质量直径均<1 mm,褐土随着水平距离的增大团聚体平均质量直径表现为先增大后减小,棕壤随着水平距离的增大团聚体平均质量直径表现为逐渐减小。

辽西低山丘陵区针叶林与阔叶林枯落物持水性对比

为对比分析辽西低山丘陵区针叶林与阔叶林枯落物的持水性差异,为辽西森林植被恢复提供科学依据和技术支撑,选取3个针叶林(红松林、油松林、兴安落叶松林)和3个阔叶林(榆树林、山杨林、紫椴林)下的枯落物作为研究对象,采用野外现场采样与室内浸水相结合的方法对枯落物的持水特性进行测定。结果表明:针叶林平均蓄积量大于阔叶林,其中针叶林蓄积量在14.65~17.75 t/hm^2,阔叶林在8.44~16.92 t/hm^2;针叶林枯落物平均厚度(2.79 cm)大于阔叶林(2.44 cm);针叶林最大持水率在148.88%~173.19%,阔叶林在145.42%~156.91%;针叶林有效拦蓄水量为19.47~25.59 t/hm^2,阔叶林有效拦蓄水量为10.56~22.04 t/hm^2,表现为针叶林下枯落物的拦蓄能力更强;针叶林半分解层拦蓄水量显著大于未分解层,阔叶林未分解层拦蓄水量大于半分解层;阔叶林未分解层吸水速率大于针叶林。