淮河流域伏牛山区水土保持生态自然修复适宜性评价与分区

伏牛山区水土流失危害严重,实施水土保持生态修复是加快区域水土流失防治步伐的有效措施。针对大区域生态修复工程建设亟待解决的适宜性区划问题,采用主导因子分级组合及其专题图叠加分析法,对伏牛山区生态自然修复的适宜性进行评价与分区。1)提出地貌类型、土地覆被类型和地面坡度3个主导因子作为生态自然修复适宜性评价与分区指标,并对其进行分级(分类)和分区;2)按照实施封禁保育(促进生态自然修复)措施的适宜程度,提出"适宜"、"暂不适宜"和"不适宜"3个生态自然修复适宜性等级,并确定其区域分布格局;3)将伏牛山区的生态自然修复适宜性划分为2个大区(一级区)、4个亚区(二级区)和15个类型区(三级区)。研究结果可为伏牛山区水土保持生态自然修复工程的规划布局提供技术支撑。

桐柏大别山区水土保持生态修复适宜性评价与分区

针对大区域生态修复工程建设亟待解决的生态修复适宜性区划问题,采用主导因子分级组合法及其专题图叠加分析法,对淮河流域桐柏大别山区生态修复的适宜性进行了评价与分区研究。(1)用地貌类型(海拔高度)、土地覆被类型和地面坡度3个主导因子构建了生态修复适宜性评价与分区指标体系,并对指标因子进行了分类(或分级)和区域划分;(2)按照实施封禁保育(促进生态自我恢复)措施的适宜程度,提出了"适宜"、"暂不适宜"和"不适宜"3个生态修复适宜性等级,评价和确定了不同区域的生态修复适宜性;(3)按照生态修复适宜性将桐柏大别山区划分为2个生态修复区、4个亚区和16个类型区,可为在桐柏大别山区全面开展水土保持生态修复工程提供科学依据及技术支撑。

辽西大黑山生态修复区土地利用格局变化及驱动力

生态修复区土地利用与覆盖变化是区域环境变化研究的重要内容,可为水土保持生态修复措施的调控及效益定量评价提供依据。以辽西大黑山生态修复区2000年、2005年和2010年的Landsat TM遥感影像为基础数据,基于Erdas Imagine遥感软件和ArcGIS技术平台,利用土地利用动态度、土地利用程度综合指数和转移矩阵等指标,对研究区土地利用格局的动态变化进行了定量分析,并探讨了其变化的驱动力因素。结果表明:1.10 a间,耕地保持面积最大,其次是林地和草地;耕地和未利用土地占总面积比例分别减少了28.43%和44.32%,林地、草地、城镇村及工矿交通、水域及水利设施用地占总面积比例分别增加了83.68%、10.75%、21.07%和162.74%。2.2000—2005年,林地的土地利用变化幅度最大,为12.42%,其次为未利用土地和草地;2005—2010年,水域及水利设施用地的土地利用变化幅度最大,为24.82%,其次是草地、未利用土地和耕地。3.研究区土地利用程度和开发强度处于中等偏上水平,2000—2005年土地利用处于发展期,2005—2010年土地利用处于调整期;土地利用类型的转入和转出主要发生在耕地、林地和草地之间。4.水土保持生态修复和退耕还林等生态建设项目的实施,可以较大程度地改变微地貌、减少地表坡度、提高植被盖度,在短时间使土地利用的空间分布发生较大变化,是其土地利用格局变化的主要驱动力因素。

泰安市典型生态功能区空气负离子的时空分布及影响因素分析

为了探讨城市不同生态功能区空气负离子的时空分布及其影响因素,选取泰安市典型生态功能区(广场公园区、居民住宅区、城市道路区和工业厂房区),对其空气正、负离子浓度、可吸入颗粒物(PM10、PM2.5)浓度及其主要环境因子(空气温度、相对湿度、风速)进行同步监测,系统分析评价了各生态功能区空气负离子动态变化特征,以及与环境因子和可吸入颗粒物的相关性.结果表明:(1)广场公园区空气负离子浓度日变化呈明显的单峰形式,居民住宅区、城市道路区和工业厂房区呈双峰形式,广场公园区的空气负离子浓度最高,其次是居民住宅区和城市道路区,工业厂房区最低;(2)各生态功能区CI指数的平均值大小顺序依次为广场公园区>居民住宅区>城市道路区>工业厂房区;(3)空气负离子日变化浓度趋势与相对湿度变化趋势相似,与温度、空气正离子、风速变化趋势相反.对空气负离子浓度日变化影响较大的环境因子是相对湿度和温度;(4)空气负离子和可吸入颗粒物(PM10、PM2.5)的日变化趋势相反,当空气负离子浓度增大时,可吸入颗粒物浓度减小,空气负离子和可吸入颗粒物呈显著负相关的关系,在相关性上PM10>PM2.5.

北票市生态修复区土壤侵蚀动态变化格局分析

利用1998、2003和2008年三期遥感卫片资料,对辽宁西部北票市生态修复区的土壤侵蚀现状与动态变化格局进行了研究。结果表明,该修复区土壤侵蚀面积明显减少,各侵蚀类型面积由高强度侵蚀向低强度侵蚀转变明显,土壤侵蚀情况得到明显改善。

土壤干旱胁迫对沙棘叶片光合作用和抗氧化酶活性的影响

在半干旱黄土丘陵区,采用盆栽控水试验,通过测定3年生沙棘苗木在8个土壤水分梯度下的光合速率、叶绿素荧光、抗氧化酶活性等光合生理生化指标,探讨沙棘叶片光合作用在土壤干旱逐渐加重过程中的变化过程、机制及其与土壤水分的定量关系。结果表明:(1)土壤相对含水量(RWC)在38.9%—70.5%范围内,随干旱胁迫加重,沙棘的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)明显下降,而气孔限制值(Ls)显著上升,即Pn下降主要是由气孔限制造成的;当RWC<38.9%时,干旱胁迫继续加剧,Pn和Ls都降低,而Ci显著上升,即Pn下降的主要原因已经转变为非气孔因素的限制。(2)土壤适度水分胁迫能够提高沙棘叶片的水分利用效率(WUE),维持沙棘Pn和WUE处于较高水平的RWC范围为58.6%—82.9%和48.3%—70.5%。(3)土壤干旱加重过程中,沙棘的最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率ΦPSⅡ,光化学猝灭(qP)均表现出逐渐降低的趋势,而初始荧光(Fo)显著升高,非光化学猝灭(NPQ)则表现出先上升后下降的趋势;RWC在38.9%—70.5%的范围内,热耗散是沙棘重要光保护机制;RWC<38.9%时,PSⅡ受到损伤,电子传递受阻。(4)土壤干旱加重过程中,沙棘叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性表现出先升高后降低的趋势,丙二醛(MDA)含量则表现出逐级递增趋势;土壤干旱程度在RWC为48.3%—70.5%时,对沙棘叶片的抗氧化酶系统活性有诱导作用;而土壤干旱到严重胁迫(RWC<38.9%)时,沙棘叶片的抗氧化酶系统损伤,抗氧化酶活性下降,细胞膜遭到破坏。土壤干旱程度在RWC为48.3%—70.5%时,沙棘叶片可以通过热耗散和酶活性调节协同作用,稳定光合机构的正常功能,Pn下降的主要原因是气孔限制;而干旱到严重胁迫(RWC<38.9%)时,PSⅡ系统和抗氧化酶系统损伤,是光合作用发生非气孔限制的主要原因。在半干旱黄土丘陵区,沙棘生长所允许的最大土壤水分亏缺在RWC为38.9%,维持沙棘具有较高WUE和Pn的土壤水分阈值为RWC在58.6%—70.5%之间。

不同土壤水分下山杏光合作用光响应过程及其模拟

利用CIRAS-2型便携式光合作用测定系统,在黄土高原丘陵沟壑区,测定了山杏(Prunus sibirical L.)在8个土壤水分梯度下光合作用的光响应过程,并采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对其进行拟合分析。结果表明:土壤相对含水量(RSWC)在56.3%—80.9%范围内,山杏在强光下能维持较高的光合作用水平,受到的光抑制不明显。在此土壤水分范围内,3个模型均能较好地拟合光合作用的光响应过程及其表观量子效率(Φ)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd),对Φ、LCP和Rd的拟合精度以非直角双曲线模型>直角双曲线修正模型>直角双曲线模型。但超出此范围(即RSWC<56.3%或RSWC>80.9%)时,山杏的光合作用在强光下会发生明显的光抑制,表现为光合速率随光强增加而明显降低,量子效率和光饱和点明显减小,此时只有直角双曲线修正模型能较好地拟合山杏光响应过程及其特征参数。结论:山杏光合作用正常的土壤水分范围在RSWC为56.3%—80.9%之间;直角双曲线修正模型能较好地拟合各种土壤水分下山杏的光响应过程及其特征参数;直角和非直角双曲线模型适用于正常水分下山杏光响应过程及其特征参数的模拟,但不能用于拟合胁迫水分(或光抑制)下的光响应过程。

3个树种对不同程度土壤干旱的生理生化响应

利用盆栽试验和采用人工浇水后持续自然耗水的方法,研究了3年生山杏(Prunus sibirica)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、油松(Pinus tabulaeformis)对土壤干旱胁迫的生理生化响应过程。结果表明:随着干旱程度加剧,3个树种叶片相对含水量(LRWC)及叶绿素(Chl)含量持续下降,细胞膜透性逐渐增大;其中,以山杏和沙棘变化幅度较大,油松最小;3个指标发生显著变化的土壤相对含水量(RWC)临界值,油松为54.7%、山杏和沙棘分别为46.7%和48.4%。3个树种超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)两种抗氧化酶活性,随RWC降低先升高后降低;维持较高抗氧化酶活性的RWC范围,油松为32.9%—76.4%、山杏和沙棘分别为46.7%—77.9%和35.8%—78.2%;在不同土壤干旱程度下,油松的抗氧化酶活性水平高于沙棘和山杏。3个树种两种渗透调节物质脯氨酸(Pro)与可溶性糖(Ss)的含量随RWC降低而增加,油松的增加幅度大于山杏和沙棘;Pro含量的增加速度大于Ss含量。结论:3个树种可通过渗透调节、抗氧化酶活性升高等途径增强对干旱逆境的耐受性和适应性;3个树种的抗旱能力为油松>沙棘>山杏。

黄河三角洲滩地土壤颗粒分形特征及其与土壤有机质的关系

土壤粒径分布影响土壤的水力特性、土壤肥力以及土壤侵蚀状况等,是重要土壤物理性状之一。以黄河三角洲滩地土壤为研究对象,利用单重与多重分形学理论和方法,对黄河三角洲滩地不同土地利用方式土壤的分形特征及其与土壤有机质的相关性进行研究。结果表明,不同土地利用方式对土壤单重分形维数D有显著影响,D值介于2.465 7～2.678 9,其中,林地的D值最大,粘粒含量最高,砂粒含量最低;而荒草地的D值最小,粘粒含量最低,砂粒含量最高;土壤粒径分布的多重分形参数D0(容量维数)、D1(信息维数)和D1/D0(信息维数/容量维数)的值因土地利用方式不同而出现规律性的趋势,均表现为刺槐林地>欧美杨林地>棉花地>荒草地;土壤单重分形和多重分形参数均与土壤有机质含量之间存在显著的相关性,而且普遍高于土壤质地与有机质的相关性。土壤分形及多重分形参数能较好地表征黄河三角洲滩地不同土地利用方式对土壤结构性状和土壤肥力的影响与改变,可为黄河三角洲滩地的治理与开发提供理论依据和技术指导。

土壤水分对山杏光合作用日变化过程的影响

在半干旱黄土丘陵区,应用CIRAS-2型光合作用测定系统,通过测定8个土壤水分梯度下山杏(Prunus sibiri-ca L.)叶片光合生理参数的日变化过程,探讨土壤水分变化对山杏光合作用日变化过程的影响。结果表明:1)山杏光合作用日变化过程和光合午休的原因,随土壤水分的变化而明显不同,当土壤相对含水量(Wr)在56.1%～66.1%之间时,山杏没有发生光合作用午休现象,但超出此土壤水分范围会发生不同程度的光合午休现象,当Wr在93.2%～77.0%之间时,山杏光合午休的主要原因是气孔因素限制,当Wr在49.3%～37.3%之间时,光合午休的主要原因开始由气孔因素向非气孔因素转变,当Wr小于37.3%后,光合午休的主要原因为非气孔因素限制,即叶肉细胞光合能力下降;2)当Wr在49.3%～77.0%之间时,山杏同时具有较高的光合速率和水分利用效率。

鲁中南山地典型植被土壤颗粒与土壤水分特征曲线的分形学特征

土壤粒径分布与水分特征曲线是土壤的重要物理性质,对土壤侵蚀状况和土壤肥力有显著影响。以鲁中南山地典型植被下土壤为研究对象,运用分形学理论研究5种典型植被土壤颗粒与水分特征曲线的分形学特征。结果表明:1)不同植被类型的土壤颗粒单重分形维数、多重分形参数和土壤水分特征曲线分形维数具有显著差异,均表现为麻栎+刺槐混交林>黑松+黄连木混交林>黑松林>核桃林>荒草地;2)土壤分形维数有林地大于荒草地,混交林大于纯林;3)土壤分形维数与黏粒体积分数、粉粒体积分数呈显著正相关,与砂粒体积分数呈显著负相关;4)土壤颗粒单重分形维数与土壤水分特征曲线分形维数呈显著的正相关关系。说明土壤颗粒分布与土壤水分特征曲线的分形参数可以作为反映土壤结构性状变化的定量指标,可利用土壤颗粒分形与土壤水分特征曲线分形维数的相关关系来描述对应的土壤水分特征曲线。研究成果可为鲁中南山地退耕还林与生态造林工程建设及其生态效益评价提供理论参考。

江西大岗山杉木人工林降雨截留特征及修正Gash模型的模拟

为研究杉木人工林降雨截留特征,选择江西大岗山国家森林生态系统定位研究站杉木人工林固定观测试验样地,对其大气降雨量、穿透雨量和树干茎流量进行定位观测,采用修正的Gash模型对其降雨截留过程进行模拟。结果表明,研究期间观测到的林外降雨量、穿透雨量、树干茎流量和林冠截留量分别为1289.5,955.2,57.1,277.2mm,模拟的穿透雨量、树干茎流量和林冠截留量分别为946.4,53.6,289.5mm,占降雨总量的73.4%,4.2%和22.4%,相对误差分别为1.0%,6.1%和4.4%。模拟结果和实测值具有很好的一致性,说明修正的Gash模型在江西大岗山杉木人工林降雨截留模拟应用中具有很好地适用性。

鲁中山区小流域不同土地利用类型的土壤分形及水分入渗特征

为探讨坡耕地土壤入渗性能退化特征与分形机制,对鲁中山区选择典型小流域,运用土壤分形和水文学原理与方法,通过测定坡耕地、弃耕地、生态林地和经济林地4种土地利用类型的土壤分形特征与入渗性能,探讨土壤入渗速率与土壤颗粒分维及孔隙分维的定量关系。结果表明:1)不同土地利用类型土壤稳渗速率表现为坡耕地>弃耕地>生态林地>经济林地,土壤颗粒分维数与孔隙分维数表现为生态林地>经济林地>弃耕地>坡耕地;2)研究区土壤颗粒分维与孔隙分维数之间显著正相关,二者与土壤黏粒及粉粒体积分数显著正相关、与土壤入渗速率显著负相关;3)霍顿入渗模型和幂函数模型比较适用于拟合研究区土壤入渗过程与入渗速率,而菲利浦模型的适用性较差。因此,研究区土壤具有粗骨性砂土的物理特性,坡耕地耕作会加剧土壤中粉粒和黏粒等细粒物质流失,降低土壤颗粒分布与孔隙分布的均匀性及其分维数,导致土壤入渗性能增强但水肥保蓄性能降低。

沂蒙山区小流域坡耕地土壤颗粒结构与养分退化特征

为探讨坡耕地土壤退化程度及其与坡度的关系,在沂蒙山区选择典型小流域,通过测定流域内不同坡度坡耕地、弃耕地与生态林地的土壤颗粒组成、分形维数、土壤养分质量分数的变化及其相关性,研究坡耕地土壤颗粒结构与养分退化特征。结果表明:1)所有土地利用类型,土壤砂粒体积分数最高,黏粒体积分数最低,平均值分别为70.81%、0.75%;2)土壤颗粒分形维数、有机质质量分数为生态林地>弃耕地>坡耕地;3)坡耕地土壤颗粒分形维数随坡度增加而减小,其大小与土壤粉粒和黏粒体积分数分别呈极显著、显著正相关;4)所有土地利用类型,土壤有机质质量分数与砂粒体积分数显著负相关,与粉粒和黏粒体积分数显著正相关,土壤氮、磷、钾养分质量分数与土壤颗粒体积分数相关性不显著;5)研究区土壤具有粗骨性砂土的物理特性,坡耕地耕作或坡度加大会增强土壤粉粒和黏粒的流失,导致土壤颗粒分布的均匀性及其分维数下降,水肥保蓄性能和养分质量分数降低。

桐柏大别山区土地利用时空变化图谱分析

运用地学信息图谱理论方法,基于地理信息系统时空分析模型,以桐柏大别山区20 a土地利用3期(1987、1997、2007)空间数据为基础,通过建立桐柏大别山区土地利用变化图谱和涨落势图谱,分析该区域土地利用变化的时空特征,预测未来土地利用变化的趋势。结果表明:1)1987—2007年,研究区土地利用发生了很大变化,耕地面积持续性减少,林地和建设用地面积持续性增加,草地和未利用地面积先增加后减少,水域面积先减少后增加;2)空间格局上,耕地与林地相互转化遍布整个研究区域,耕地和林地转为建设用地主要分布在各县市周边地区,水域转为耕地和林地主要位于水域与其他用地交接地带;3)涨落势图谱中,林地涨势最明显,增加了5 904.06 km2,占新增图谱单元61.31%,主要来源于耕地和水域转出,耕地落势最明显,减少了6 394.71 km2,占萎缩图谱单元66.41%,主要转为林地和建设用地;4)未来10年,桐柏大别山区土地利用类型仍将以耕地、林地为主。

枫杨幼苗对氟离子的吸收积累规律及毒性效应

【目的】探讨枫杨幼苗对氟污染的修复潜力。【方法】以枫杨当年实生幼苗为研究对象，采用溶液培养的方法，研究不同浓度、不同 pH氟离子胁迫下枫杨幼苗的根、茎、叶的氟含量、转移系数（ Tf）、生物富集系数（ BCF）的变化以及对枫杨幼苗的植物毒性效应。【结果】1）随着溶液氟离子浓度的升高，枫杨幼苗根、茎、叶的氟积累量逐渐升高，当溶液氟离子浓度为10 mmol·L －1时，枫杨幼苗根、茎、叶的氟积累量最高分别为1604.60，59.41，40.80 mg·kg －1。2）枫杨幼苗体内氟含量的分布存在2种情况：当培养液氟离子浓度为0.5～5 mmol·L －1时表现为根＞叶＞茎，在氟离子浓度为10 mmol·L －1时表现为根＞茎＞叶，转移系数（ Tf）介于0.029～0.125之间，可能是过高的氟离子浓度使枫杨幼苗产生了严重的生理胁迫，影响了氟离子从茎向叶的运转。3）随着处理时间的增加，各处理组枫杨幼苗的相对标准蒸腾量均呈下降趋势，溶液氟离子浓度为5，10 mmol·L －1时，对枫杨幼苗蒸腾量变化的影响显著（P＜0.05），对植物的毒性效应很强。4）枫杨幼苗根、茎、叶氟积累量在酸性环境中最大，氟转移能力也最强，在中性环境中表现一般；植物在酸性、中性环境中受到的伤害较大，植物生命活力低，而在碱性条件下时，不仅对枫杨幼苗的伤害小，而且除氟效果较好、持续性强。5）为了达到最佳的处理效果，当废水中氟离子浓度≤2.5 mmol·L －1时，可以选择在酸性条件下利用枫杨来处理；当氟离子浓度为2.5～5 mmol·L －1时，可选择在碱性条件下处理废水。【结论】枫杨幼苗积累氟的能力很强，氟转移能力独特，具有很高的耐氟性，枫杨适合于水体氟污染严重区域的水体净化和植物修复。

不同浓度酚酸对欧美杨I-107苗木生长和光合特性的影响

模拟杨树人工林根际土壤酚酸累积,以杨树人工林二代连作土壤中酚酸含量为参考值(X),对欧美杨I-107(Populus×euramericana ‘Neva’)一年生盆栽苗木进行不同浓度酚酸(0X、0.5X、1.0X)处理,通过比较不同浓度酚酸对杨树苗木生长和生理生化特性的影响,来揭示酚酸胁迫对杨树生长的抑制作用和机理。结果表明:随酚酸浓度增加,杨树苗木净光合速率(P_n)、气孔限制值(_Ls)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、最大净光合速率(P_(nmax))、表观光合量子效率(Φ)、暗呼吸速率(R_d)、最大荧光(F_m)、光系统Ⅱ(PSⅡ)实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、叶绿素(Chl)荧光光化学淬灭(qP)、表观光合电子传递速率(ETR)、Chl含量和苗木总生物量显著降低,杨树苗木胞间CO_2浓度(C_i)、光补偿点(LCP)、叶绿素初始荧光(F_o)、非光化学淬灭(NPQ)、丙二醛(MDA)含量和苗木根茎比明显增大。结论:酚酸显著抑制杨树苗木的光合作用、蒸腾作用和呼吸作用,且酚酸浓度越大,抑制作用越强;随着酚酸浓度的增加,杨树苗木有机物积累明显降低,叶片细胞受到显著伤害。光合机构通过增加热耗散实施光保护,光合产物更多的向苗木地下部分分配,是杨树适应酚酸胁迫的生理对策。

黄土丘陵区土壤水分对黄刺玫叶片光响应特征参数的影响

在半干旱黄土丘陵区,以3年生黄刺玫(Rosa xanthina L.)植株为材料采用盆栽控水试验,利用CIRAS-2型便携式光合作用测定系统在8个土壤水分含量下测定了黄刺玫叶片的光响应过程。探讨了黄刺玫光合生理参数与土壤水分的定量关系及土壤水分效应等级划分问题。结果表明:黄刺玫的净光合速率(P_n)、光合量子效率(Φ)、水分利用效率(WUE)、胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)对土壤水分都具有明显阈值响应特征。土壤相对含水量(RWC)在36.2%—81.2%范围内,黄刺玫在强光下的P_n和WUE水平较高,光合作用不会发生明显的光抑制。RWC为66.5%左右时,Φ与P_n达到最高水平,表现出较强的光能利用潜力;RWC为81.2%为时,T_r达最大值,RWC为44.5%时,WUE为最大值。依据黄刺玫叶片P_n、C_i、T_r和WUE与土壤水分的定量关系确定RWC在低于36.2%时为"低产低效"等级,在36.2%—44.5%之间为"低产高效"等级,44.5%—66.5%为"高产高效"等级,66.5%—81.2%为"高产中效"等级,在高于81.2%时为"低产低效"等级。

大岗山流域土壤碳氮要素空间分布特征及影响因素

为了探究江西大岗山流域土壤碳氮要素的空间异质性分布规律,以该流域表层土壤为研究对象,基于GIS平台,建立土壤有机碳(SOC)和全氮(STN)与植被及地形因子的相关关系模型,从而分析流域土壤碳氮要素的空间分布特征及其影响因素:1)流域表层SOC和STN的平均值为25.55和1.61 g/kg,变异系数分别为64.16%和28.37%,均属于中等程度变异。2)植被和地形因子与SOC和STN具有较高的空间相关性,基于归一化植被指数(NDVI)、海拔和地形湿度指数的流域表层土壤构建了SOC和STN的空间分布图——碳氮要素分布均呈现由西北向东南逐渐减少的趋势。3)流域表层的SOC和STN与汇流动力指数和沉积物运移指数呈显著负相关关系,而与NDVI、海拔、坡度和地形湿度指数呈显著正相关关系。因此,植被和地形因子显著影响大岗山流域SOC和STN的空间异质性分布。研究结果可为我国南方红壤区森林植被土壤碳氮等要素的空间分布规律研究和水土流失综合治理效益的定量评价提供参考。

模拟降雨下麻栎林地表径流和壤中流及氮素流失特征

为探讨人工林地地表径流和壤中流产流机制及其氮素流失规律,选择鲁中南山区典型林地麻栎林为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究麻栎林与荒草地的产流及氮素流失特征。结果表明:(1)麻栎林的总产流量、地表径流量、壤中流量分别是荒草地的80.5%、61.4%、162.2%。地表径流产流呈不断增加且趋于稳定的特征;壤中流产流时间明显滞后于地表径流的,产流过程径流量波动比较小,保持相对稳定。地表径流量和壤中流量随时间的变化过程可分别通过对数函数和多项式函数进行模拟。(2)麻栎林的全氮总流失浓度、地表径流全氮流失浓度、壤中流全氮流失浓度为11.5、13.1、8.9 mg/L,分别比荒草地低19.0%、13.8%、8.2%。地表径流全氮流失浓度一般前期较大,而后递减并趋于稳定;壤中流全氮流失浓度在整个产流过程中保持相对稳定。地表径流和壤中流全氮流失浓度随降雨时间的变化过程可分别通过幂函数和多项式函数进行模拟。(3)在整个降雨产流过程中,麻栎林和荒草地的地表径流量分别占总产流量的61.8%和81.1%,麻栎林和荒草地的地表径流全氮流失量分别占全氮总流失量的70.4%和87.0%,径流、氮素的流失都以地表径流为主。与荒草地相比,麻栎林具有明显增加壤中流,减少氮素流失效果。