黄土高原地形复杂区土地利用信息提取方法研究

引入影响土地利用类型分布的坡度数据和对植被覆盖反应敏感的归一化植被指数,以延河流域为研究区域,参考已有的土地利用数据,对地形复杂地区的土地利用信息提取方法进行了研究。结果表明,以监督分类和非监督分类为基础,辅以坡度信息并利用分区和多步骤信息提取方法进行土地利用信息提取,能在一定程度上提高分类精度,研究结果对建立地形复杂地区实用性强的遥感影像分类技术体系具有一定的参考价值。

施肥措施对黄土旱塬区小麦产量和土壤有机碳积累的影响

利用中国科学院长武农田生态试验站的长期田间试验（1984年-2007年）,研究了小麦产量,耕层有机碳变化,评价了土壤管理和气候因素对土壤有机碳（Soil organic C,SOC）变化的影响。研究涉及6个处理：休闲地（F）;不施肥（CK）;有机肥（M）;氮肥（N）;氮、磷肥（NP）和氮、磷、有机肥（NPM）处理。结果表明,施肥可以显著提高作物产量和SOC积累,CK、M、N、NP、NPM处理平均产量依次为1.5、2.6、2.0、3.3、4.0 t/hm^2,2007年F、CK、M、N、NP、NPM处理0—20 cm土层SOC积累量依次为-1.09、0.76、8.59、1.02、3.42和9.5 t/hm^2。作物产量与SOC含量呈显著的正相关关系（r=0.80）,有机碳输入量与SOC含量相关性更好（r=0.97）,外源有机碳的输入也是提高SOC的重要措施。施肥措施对作物固碳和SOC影响存在显著（P〈0.05）差异。土壤固碳速率（Y）与SOC输入量（X）符合线性方程Y=0.231X-0.0813（r=0.98）。施肥可以提高黄土高原半干旱地区土壤生产力和SOC的积累,且无机肥和有机肥配施效果最佳。

菌根真菌与植物抗逆性研究进展

菌根真菌与逆境的互作及其对植物抗逆性的影响,一直是菌根学领域研究的重点内容之一而备受关注。针对不同类型菌根真菌缓解不同逆境胁迫的作用,国内外已有大量研究报告及述评,而综合、全面、系统的综述尚不多见。本文总结了最近几年如下研究:菌根真菌对植物非生物胁迫(干旱、水涝、高温、低温、盐害、金属与准金属毒害、有毒有机物毒害、雾害、强辐射伤害与机械损伤等)与生物胁迫(土壤微生物群落结构与功能紊乱导致的连作障碍、病害、虫害、草害与外来植物入侵等)抗性的影响;菌根真菌与其他生物协同或与非生物因子联合提高植物抗逆性的效应;菌根真菌与其他生物协同或与非生物因子联合分解有毒物质、改善土壤肥力、修复污染与退化生境的效应。文中探讨了菌根真菌提高植物抗逆性和修复污染退化土壤作用的分子机制;分析了当前该领域研究存在的不足与今后研究的方向,以期为促进该领域研究和绿色修复技术研发提供可借鉴的思路。

黄土高原沟壑区王东沟小流域土壤有机碳空间分布

地貌和土地利用是影响土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)空间变异的重要因素。以黄土高原沟壑区王东沟小流域(8.3 km2)为对象,在考虑地貌单元和土地利用影响的基础上,采集0—20cm样品448个,0—200cm样品33个。研究了地貌单元(塬面、塬坡和沟道)和土地利用方式对SOC含量的影响。结果表明,地貌单元和土地利用对小流域表层和深层SOC的含量分布影响都有显著差异。0—20cm土层的SOC含量,沟道>塬面>塬坡;塬面表层SOC含量的变化平缓;塬坡和沟道SOC变异大于塬面。0—200cm土层SOC三地貌单元差异达极显著水平(P>99.9%),塬面SOC含量最高(5.37g kg-1),塬坡(3.06 gkg-1)最低。不同地貌单元条件下土地利用方式对表层和剖面SOC含量分布的影响也存在明显差异。塬面区,人工草地SOC含量亦明显高于农田和果园,但仅40cm以上土层SOC达到显著差异。在塬坡上,不同土地利用类型间,发生显著差异深度达到140cm。沟道内,林草两种土地利用类型间的SOC含量无显著差异。在估算该地区SOC密度和储量时,需要充分考虑地貌单元和土地利用方式的影响。

施氮水平对黄土旱塬区小麦产量和土壤有机碳、氮的影响

施用氮肥是提高作物产量和土壤有机碳（SOC）、氮（TSN）含量的重要养分管理措施。利用长期田间试验（1984～2007）,定量评价了常规耕作条件下5个施氮水平N 0（N0）、45（N45）、90（N90）、135（N135）和180（N180）kg/hm2处理下,小麦子粒产量、SOC、TSN和氮肥利用效率的变化。研究了施氮水平对黄土旱塬区小麦产量、SOC和TSN积累的影响。结果表明,1984～2007年期间,N0、N45、N90、N135和N180处理小麦产量的平均值依次为1.2、2.4、2.9、3.2和3.4t/hm2;N0处理的小麦产量随试验年限而降低,年降低幅度达67 kg/hm2（P〈0.001）;但增施氮肥处理小麦产量降低趋势得到显著控制,当施氮水平提高到N 90 kg/hm2时,产量随年限呈现出缓慢升高的趋势。随着施氮水平的提高,地上部氮肥利用率由40%（N45）降低到28%（N180）。不同施氮水平条件下,SOC含量随年限呈缓慢升高趋势。23年后（2007年）,N0、N45、N90、N135和N180处理下,0—20 cm土层SOC储量依次为16.9、18.2、18.7、19.0和19.1 t/hm2;TSN储量依次为2.032、.16、2.24、2.34和2.37 t/hm2。施氮水平与产量呈显著的抛物线关系（R2=0.993）。产量与SOC存在着极显著的线性相关关系（R2=0.997）。增施N 1 kg/hm2,小麦产量可提高29 kg/hm2,SOC提高1.2 kg/hm2,TSN提高0.13 kg/hm2。根茬还田量的增加是导致黄土旱塬区SOC和TSN提高的主要因素。

渠灌类型区农业高效用水模式与工程示范

该文系在完成“九五”国家农业高效用水科技产业示范工程项目“渠灌类型区农业高效用水模式与产业化示范”专题研究的基础之上 ,结合示范区建设及运行管理等情况总结而成。在分析研究渠灌类型区农业用水存在问题的基础上 ,首先提出了渠灌类型区实现农业高效用水的基本思路 ,依据上述思路确立了提高渠灌区输水过程用水效率、田间灌溉过程用水效率与生产效率 ,以及提高灌区工程运行管理水平的技术与措施 ;其次 ,根据以上研究结果进一步确立了渠灌类型区农业高效用水的模式 ,并建立了相应的实体模型进行工程示范 ,初步验证和确立了这种高效用水模式。

盘式吸渗仪测定土壤导水率的两种新方法

应用盘式吸渗仪测定田间土壤导水率具有快速简单的优点,但是测定结果的计算处理比较繁琐,寻求简单的计算方法是广泛应用盘式吸渗仪的关键问题。该文改变盘式吸渗仪测定土壤导水率的三维入渗过程为一维入渗过程,简化了测定结果的计算处理。结果显示:两种不同的一维入渗过程达到的稳定入渗率和导水率之间有很好的线性关系,但是三维过程计算的导水率大于一维过程。双套盘吸渗仪一维过程计算导水率与稳定入渗率一致性较好,但是和三维稳态、瞬态方法计算结果之间差异明显,因此在应用这些方法时需要适当调整参数,建议使用双套盘吸渗仪快速测定田间土壤导水率。

新时期黄土高原退耕还林(草)有关问题探讨

[目的]总结黄土高原退耕还林(草)工程实施20 a来取得的成效,旨在为新时期黄河流域生态保护和高质量发展提供参考。[方法]根据多年研究结果,结合近期调研和相关资料,归纳了新时期黄土高原退耕还林(草)工程实施过程中出现的问题。[结果]当前需要考虑的问题包括:①如何加速退耕还草;②是否实行严格的轮封轮牧;③如何处理好生态林和经济林的比例;④如何持续提高单位面积粮食产量等。[结论]新时期生态建设过程中需注重分析与研究出现的新问题,寻求切实的应对方案,以推动黄土高原地区生态文明建设和乡村振兴。

2003年渭河下游洪灾分析及防洪对策

2003年渭河下游洪灾是渭河上中游地区生态恶化、水土流失严重,入渭泥沙增多、泥沙大量淤积在下游河道,抬高下游河床,南山支流堤防质量差和排洪通道不畅等因素所致。渭河下游防洪存在着泥沙大量淤积、河势不稳多变、南山支流堤防标准低、水患威胁日益严重等问题,渭河防洪对策是在渭河全流域开展水土流失综合治理和加高加固防洪大堤和南山支流堤防、加强河道整治工程等措施。

70年来陕西省纸坊沟流域农业生态经济系统耦合态势

"农业生态经济系统耦合"的研究与实践对于实现农业产业与资源相一致,建立持续、高效的农业生态经济系统具有重要的意义。耦合度可以阐明农业经济系统与农业生态系统互动关系,判定农业生态经济系统耦合态势。在分析陕西省纸坊沟流域农业生态经济系统耦合关系的基础上,参照系统科学等理论及相关研究结果建立了农业经济系统与农业生态系统耦合度模型,并计算和分析了该流域70a来的耦合度。结果表明,农业生态经济系统的耦合过程可以划分为4个阶段:Ⅰ.经济系统依赖生态资源进行原始化农业生产阶段;Ⅱ.农业生产掠夺式利用生态资源,生态系统供给能力不断减少阶段;Ⅲ.农业经济系统与生态系统协调化发展阶段;Ⅳ.降低农业发展速度,促使生态系统重建阶段。纸坊沟流域从1938～2008年先后经历了第Ⅰ阶段、第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段。目前处于第Ⅲ阶段,但在"系统发展"过程中已潜伏了越来越大的危机,到2018年系统耦合突破"协调"界限,"相悖态势"将明显表现出来。为此,纸坊沟流域必须调整产业布局,发展草畜产业,进行产业升级,优化产业结构,实现农业生态经济系统协调、持续发展。

三江源区高寒坡地退化植物群落多样性和地上生物量沿海拔梯度的变化特征

山地生态系统退化对生物多样性和地上生物量,以及相互关系在海拔高度梯度上的格局影响,是认识全球变化和人类干扰引起自然生态系统变化的重要内容。以青藏高原三江源区高寒坡地退化草甸和灌丛为研究对象,探讨退化草甸、灌丛群落物种多样性与地上生物量关系及其沿海拔梯度的变化规律。结果表明:(1)坡地退化的上坡位植被盖度显著大于下坡位(P<0.05)。坡地退化高寒草甸和高寒灌丛,植物物种多样性沿海拔梯度变化规律一致,均呈现“单峰”分布格局。坡地退化高寒草甸Shannon-wiener指数和Simpson指数二次回归方程解释度达到80%和70%以上(P<0.05)。(2)坡地退化高寒草甸和高寒灌丛的地上生物量与海拔梯度的变化规律一致,即随海拔升高高寒坡地地上生物量呈先增加后降低的变化趋势。海拔梯度对退化高寒山地地上生物量的解释度达到85%以上(P<0.05)。(3)物种多样性和地上生物量的关系在两个坡地上表现出一致的规律,呈线性增加的变化趋势。高寒草甸坡地回归方程解释度达到70%,高寒灌丛坡地达到60%(P<0.05)。坡地退化高寒灌丛植物群落多样性和地上生物量高于高寒草甸植物群落。高寒坡地退化草甸和灌丛植物群落物种多样性以及其与地上生物量之间的关系沿海拔梯度的变化规律一致,海拔梯度造成的环境差异对植物群落物种多样性和地上生物量影响仍较大。该研究对认识三江源区退化山地形成生态学机制,及提出有效的生态恢复措施具有重要参考价值。

退耕还林还草下坝系及坝系农业发展初探

以方塔流域为实例,讨论了退耕还林还草下的坝系及坝系农业发展问题,笔者认为淤地坝与退耕还林还草工程有机结合,构成了流域阻止泥沙出沟入黄的稳固屏障。建议在对流域生态经济问题调研的基础上,分析淤地坝建设及坝系农业发展的方向和规模。