西南丘陵地区几种典型边坡植被的护坡效益分析

以成渝高速(永川段)为例,以"景观过渡带(小乔木+地被植物)+坡面防护带(灌木+草本植物)"的群落结构为基础,研究西南丘陵地区几种典型的人工护坡植被在自然降雨条件下的产流、产沙特征,并比较其年际间差异。结果表明:(1)一年生草本植物所在的草灌混合群落(黄荆+狗尾草,M5)生长快、成坪早(65d),在建坪初期(2010年汛期)即表现出较强的保水、防沙性能;(2)黑麦草、狗牙根等多年生草本植物所在的草灌混合群落(小冠花+黑麦草,M4;苜蓿+狗牙根,M3)成坪迟、生长慢,分别在建坪中期(2011年汛期)、后期(2012年汛期)呈现较强的保水、防沙性能;(3)相同环境条件下,不同植被配置模式的护坡性能与其群落特征密切相关,建坪初期,防沙、护坡性能与其地上生物量呈显著正相关(p<0.05),建坪后期则与其根系生物量呈显著正相关(p<0.05)。     

护坡植物减缓地表径流效果研究

植物护坡不仅能够有效地防止坡面水土流失、减缓地表径流,而且能够恢复已破坏的植被,美化环境。在介绍护坡植物减缓地表径流作用机理的基础上,选取麦冬、香根草、狗牙根3种植物作为护坡植物进行模拟降雨冲刷试验。结果表明不同植物对降雨径流携带的泥沙等悬浮固体污染物的拦截效果存在一定差异:麦冬坡的SS去除率为63.38%⁷5.70%,香根草坡为58.38%75.70%,香根草坡为58.38%⁶8.11%,狗牙根坡为61.80%68.11%,狗牙根坡为61.80%⁷0.48%,砼坡为30.61%70.48%,砼坡为30.61%³8.73%,3种植物护坡拦截SS效果的大小排序为麦冬>狗牙根>香根草。坡度大小对SS的拦截效果也有一定的影响,坡度越小拦截效果就越好。狗牙根更适宜作为首选的护坡植物。     

两种草本植物对红黏土边坡的固土护坡效应

[目的] 探讨两种草本植物对红黏土边坡的固土护坡效应,为该类型边坡、河道、大坝的生态治理提供科学参考。 [方法] 以红黏土边坡为研究对象,选取狗牙根和香根草作为护坡植物,通过种植试验、根系拉伸试验、直剪试验、室内模拟冲刷试验,探讨两种草本植物的护坡效应。 [结果] ①种植150 d内,两种草本植物均稳定生长,根系抗拉强度持续增加;生长30～150 d,狗牙根的最大抗拉力从0.84 N增至8.59 N,香根草的最大抗拉力从4.78 N增至89.89 N。 ②生长120 d时,对比无根土,狗牙根根土复合体的黏聚力提升91.1%,内摩擦角提升12.45%;香根草根土复合体的黏聚力提升107.47%,内摩擦角提升12.74%。 ③生长150 d时,对比裸坡,狗牙根坡的径流速率降低45.02%～54.15%,产沙速率降低58.3%～93.85%,60 min累计产沙量降低81.02%;香根草坡的径流速率降低35.46%～46.48%,产沙速率降低46.8%～89.44%,60 min累计产沙量降低74.61%。 [结论] 两种草本植物对红黏土边坡都具有良好的固土护坡效应,香根草对土体抗剪强度的增益效果更明显,狗牙根的水土保持效果更显著。     

水力侵蚀下砒砂岩区植被格局对微地形和侵蚀的影响

[目的]研究植被格局下微地形与侵蚀的关系,可为砒砂岩地区坡面侵蚀规律研究和水土流失防治提供理论参考。[方法]以砒砂岩区鲍家沟流域内的3种植被格局(均匀分布、聚集分布、随机分布)坡面为研究对象,通过自然降雨条件下采用野外径流小区实测结合三维激光扫描技术,分析了植被格局对微地形和侵蚀的影响。[结果]降雨后不同植被格局坡面的产流量、产沙量依次为裸坡坡面>聚集分布坡面>随机分布坡面>均匀分布坡面,与裸坡相比,均匀分布坡面的产流量、产沙量分别减少了64%,75%,其径流泥沙的拟合函数为Y=0.3619x^0.7309,R²=0.9866;不同植被格局坡面侵蚀—沉积的空间分布存在一定差异,与其他坡面相比,均匀分布格局坡面的土壤侵蚀强度最弱,侵蚀区面积最小,为12.38 m²,沉积区面积最大,为3.44 m²。不同植被格局坡面地形因子均随降雨呈现增大的趋势,且与裸坡坡面相比,聚集分布坡面地表粗糙度、地表起伏度、地表切割度、微坡度增幅最小,分别为5%,2%,0.5%,9%。聚集分布坡面地表粗糙度与产...     

基于遥感和CASA模型的西江流域NPP时空分布特征研究

基于EOS/MODIS遥感资料,采用CASA模型分析西江流域陆地植被净第一性生产力（NPP）的时空变化特征。结果表明:西江流域平均植被NPP为400～500 gC/（m²·a）,上游地区偏低,为200～300 gC/（m²·a）,中下游地区较高,平均500～600 gC/（m²·a）,部分地区可达到800 gC/（m²·a）以上;植被NPP季节变化显著,夏季最高,春、秋季节次之,冬季最低小;西江流域植被NPP的空间差异明显,在5-10月,上游地区植被NPP较低,中下游地区较高;在1-3月,上游地区尤其是南盘江流域的植被NPP较高,中下游地区尤其是中游地区明显较少。西江流域植被NPP的空间特征还表现在汛期空间差异大,枯水期空间差别小。     

河岸生态护坡措施水土保持效益的模拟试验研究

[目的]研究不同河岸生态护坡措施的减流、减沙和抑制养分流失的效果,并筛选出较优配置的河流生态护坡模式,为华北地区生态治河实践提供参考。[方法]采用人工降雨试验,测定模拟河流岸坡不同植被护坡措施的径流量、产沙量、养分流失量,分析不同雨强、不同坡度、不同植被措施条件下的减流、减沙和减少养分流失效果;通过主成分分析对9个不同措施试验槽的减流、减沙和减少养分流失效果进行评价。[结果]高羊茅减流减沙效果最优,小冠花减少养分流失效果最优。河岸坡30o、堤顶坡度小于0o的岸坡宜采用高羊茅进行防护;河岸坡45o、堤顶坡度18o的岸坡宜采用小冠花进行防护;河岸坡45o、堤顶坡度0o的岸坡宜采用高羊茅进行防护。[结论]综合来看高羊茅减流减沙效果最好,小冠花次之;小冠花减少养分流失效果最好,紫穗槐次之。     

鄱阳湖湿地植物群落分布特征

通过研究鄱阳湖典型洲滩湿地4种植物群落带下各土壤环境因子的含量变化特征,结合研究区20个植被样方的典范对应分析（Canonical Correspondence Analysis,CCA）排序,分析了鄱阳湖典型洲滩湿地主要土壤环境因子及其对植被分布的影响。结果表明:Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均表现为:藜蒿—苔草带 < 芦苇—藨草群落 < 苔草—狗牙根群落 < 苔草—藨草群落,随生境梯度呈递减规律,而Bray curtis指数则表现为藜蒿—苔草带 > 芦苇—藨草群落 > 苔草—狗牙根群落 > 苔草—藨草群落,随生境梯度呈递增规律。土壤总有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮呈一致的变化规律,均表现为苔草—藨草群落 > 芦苇—藨草群落 > 苔草—狗牙根群落 > 藜蒿—苔草带,而土壤速效磷表现为藜蒿—苔草带 > 苔草—狗牙根群落 > 芦苇—藨草群落 > 苔草—藨草群落,不同植被带土壤全磷含量差异均不显著（p > 0.05）。相关性分析表明,不同植被带Bray curtis指数均与土壤养分呈负相关,Jaccard指数、Sorensen指数和Cody指数均呈正相关,沿河岸带的增加,其相关系数的绝对值逐渐增加,而土壤磷素与湿地多样性指数没有显著的相关性（p > 0.05）。CCA排序分析表明:土壤环境因子具有明显的生态梯度,土壤总有机碳是影响研究区植被分布的最主要因素,土壤全氮是影响湿地植被分布的次要土壤环境因子。     

典型草原煤矿排土场边坡不同治理措施次降雨水蚀过程分析

以典型草原露天煤矿的排土场边坡为研究对象,利用野外原位径流小区观测设施研究了不同治理措施条件下排土场边坡次降雨的产流、产沙规律。结果表明:在边坡治理初期,首次降雨的土壤侵蚀产沙量均较大,达到中度以上的侵蚀强度,其中铺设植生带措施次降雨产沙量最大,为6 469 t/km²,生态袋一字型布设措施产沙量最小,为2 543 t/km²,分别是裸地产沙量5 640 t/km²的1.15倍和0.45倍;随治理恢复年限的增加,恢复第3年时,生态袋一字型治理措施（生物+工程措施）的年径流量比沙地柏+绣线菊灌丛恢复7 a（纯生物措施）的年径流量小;当边坡治理措施的植被盖度 > 35%时,各治理措施的产沙量均小于未治理裸地的产沙量,且雨强越大,生物+工程治理措施的阻沙能力越明显;生态袋一字型布设措施年土壤侵蚀量由治理当年的5 179 t/（km²·a）下降到治理第3年的1 260.35 t/（km²·a）,减少75.7%。因此,在草原矿区的排土场边坡采取生物与工程相结合的治理措施明显优于单纯的生物治理措施,可有效控制排土场边坡的水土流失。     

水分条件对狗牙根匍匐茎萌发及幼苗生长的影响

通过控制土壤水分含量的盆栽试验,设置C₀（5%）,C₁（10%）,C₂（20%）,C₃（25%）,C₄（30%）和C₅（35%）6个水分处理,研究了不同的土壤水分含量对狗牙根匍匐茎萌发及幼苗生长过程中各项指标的影响。结果表明:（1）随土壤水分含量的增加,狗牙根匍匐茎的萌发率和幼苗株高、叶片数量、叶片长度、叶绿素以及单株生物量均呈先升高后降低的趋势;（2）土壤水分含量与狗牙根幼苗特征值（幼苗株高、叶片数量、叶片长度、单株生物量）存在显著或极显著的相关性;（3）利用高斯模型定量分析狗牙根匍匐茎对土壤水分含量的响应,得出狗牙根匍匐茎萌发及幼苗的最适土壤水分生态幅为[14.78%,30.15%],极限生态幅为[5.65%,38.26%],水分含量对狗牙根匍匐茎萌发幼苗的单株生物量和平均叶片长度影响最为显著。     

矿山边坡生态建设的植被特征与群落动态变化

为了解边坡生态防护工程植被建植的生长变化规律,依托实际工程,以植生基质喷射技术（Planting Material Spraying,简称PMS绿化工程技术）体系作为矿山边坡复绿的应用背景,对3个不同坡向、坡度的边坡在人工植被建植后5年内主要群落特征（物种、盖度和高度等）进行跟踪调查.结果表明：1）边坡人工植被建植1周年内,数量特征总体上表现为组成简单、垂直结构不明显.刺槐、胡枝子、狗牙根、紫花苜蓿和高羊茅长势优于其他物种.2）植被建设5年后,建设效果良好,多样性和丰富度得到提高,优势度下降,均匀度趋于稳定,形成有较强固土护坡效果的多年生草本＋胡枝子＋刺槐的植被群落,乔灌草植株根系发运良好,且豆科植物在群落中占据着主要的优势.3）植被越冬越夏期间,部分高羊茅出现倒伏现象,少量刺槐出现叶片萎缩,波斯菊相较于其他植物死亡植株较多,但大部分植物对于极端天气抵抗力较好,并初步形成有较强固土护坡效果和较好景观效果的植物群落.     

黄土丘陵沟壑区人工草地减沙水代价分析

以裸坡农地为对照,根据黄土丘陵沟壑区三大副区人工草地径流小区多年的观测资料,系统分析了黄土丘陵沟壑区人工草地减沙水代价（R_rs）特征及其与各影响因素之间的关系。结果表明:人工草地在不同地区其平均R_rs存在差异,且变化幅度较大,整体上丘陵沟壑第二副区大于第一副区和第三副区;不同牧草轮作下条播草木樨的R_rs最大,较自然草坡高25%,其R_rs表现为:条播草木樨 > 撒播苜蓿 > 草木樨 > 苜蓿 > 自然草坡;草田带状间轮作的R_rs表现为:草木樨/农作物 > 苜蓿/农作物,且草田带状间轮作的R_rs明显高于牧草轮作;人工草地R_rs与汛期降水量、侵蚀模数呈较好的指数反比关系,与最大30 min降雨强度（I₃₀）呈线性反比关系。     

黄土丘陵区阴坡和阳坡优势木本植物叶功能性状比较

通过比较阴坡和阳坡优势种（阴坡:山杨、油松、辽东栎和刺槐;阳坡:荆条、山桃、狼牙刺和黄刺玫）叶功能性状（比叶质量、膨压损失点对应的叶水势、叶碳同位素组成δ¹³C及叶N、P和K含量）的差异,探讨了植物对不同坡向的生存和适应机制。结果表明:（1）阳坡优势种较阴坡优势种具有高的叶δ¹³C,且在旱季具有较高的K含量,表明高水分利用效率和K素累积是阳坡植物适应其生境的重要手段。（2）阳坡优势种间叶性状差异小于阴坡优势种,阳坡植物叶性状表现出明显的趋同性。（3）8种优势植物中,刺槐的比叶质量最小,叶N和P含量最高,叶δ¹³C相对较高,反映了其高光合和高水分利用效率的特性,表明刺槐采取竞争性生存策略。相比之下,油松的比叶质量最大,其叶δ¹³C、N、P和K含量最低,表明油松采取防御性生存策略,其他6种植物介于中间。     

铜尾矿污染土壤几种牧草的重金属抗性及微生物群落功能多样性研究

Copper （Cu） mine tailings, because of their high content of heavy metals, are usually hostile to plant colonization. A pot experiment was conducted to determine the tolerance of four forage grasses to heavy metals in Cu mine tailings and to examine the variation in the microbial functional diversity of soils from the tailing sites in southern China. All the four grass species survived on Cu mine tailings and Cu mine tailing-soil mixture. However, on pure mine tailings, the growth was minimal, whereas the growth was maximum for the control without mine tailings. The tolerance of grasses to heavy metals followed the sequence： Paspalum notatum 〉 Festuea arundinaeea 〉 Lolium perenne 〉 Cynodon daetylon. The planting of forage grasses enhanced the soil microbial biomass. The Biolog data indicated that the soil microbial metabolic profile values （average well color development, community richness, and Shannon index） of the four forage grasses also followed the sequence： P. notatum 〉 F. arundinaeea 〉 L. perenne 〉 C. daetylon. Thus, P. notatum, under the experimental conditions of this study, may be considered as the preferred plant species for revegetation of Cu mine tailing areas.     

60Co-γ射线辐射对金花菜种子生物学效应的影响

为探明⁶⁰Co-γ射线辐射对金花菜(Medicago polymorpha L.)种子的生物学影响,本研究以金花菜干种子为材料,设置不同剂量(0、400、600、800、1 000、1 200 Gy)辐射处理,测定了发芽率、植株存活率、幼苗株高、分枝数、开花数量、荚果数量等指标,利用直线回归方程计算金花菜干种子的半致死剂量(LD₅₀)。结果表明,辐射剂量为400 Gy可显著提高金花菜种子的发芽率,发芽率随着辐射剂量的增加(400~1 200 Gy)逐渐降低;辐射剂量与成活率、幼苗株高、分枝数呈显著负相关;低剂量(≤600 Gy)可促进金花菜的种子萌发、生长和结实,高剂量(>600 Gy)则抑制金花菜的生长和结实;金花菜干种子辐射的LD₅₀为580 Gy。本研究结果为金花菜诱变育种提供了理论参考。     

12C6+重离子束辐照玉米后代的生物学效应

为给玉米种质创新及品种改良创制优异的资源材料,采用不同剂量0(对照)、30、60、90、120 Gy 的¹²C⁶⁺重离子束辐照自育骨干玉米自交系LY8405干种子,并对各剂量辐照后代植株的生物学效应进行详细的对比分析。结果表明,随着辐照剂量的增加,自交系LY8405 M₁种子发芽率、株高、穗位高和花粉活力均低于对照组,相同剂量辐照的M₂生理损伤检测指标较M₁有较大程度的恢复,但仍显著低于对照组,而90和120 Gy剂量辐照后的M₁、M₂种子发芽率、株高和穗位高均与对照组表现出极显著差异;辐照剂量为30 Gy时,在M₂、M₃植株变异表型筛选中,创制出了多种农艺性状表型变异突变体,说明30 Gy是对自交系LY8405的生物学效应最为明显的辐照剂量,60 Gy影响效应次之,同时60 Gy是辐照半致死阈值;M₂和M₃突变类型包括植株矮化、穗位高度降低,叶片皱缩、叶色黄化、白化、花叶,穗型变大、变长,穗轴颜色由白变红,籽粒颜色由黄变为酒红色,粒型由马齿型变为硬粒型。生物学效应表明,30~40 Gy辐照剂量是0~120 Gy范围内重离子辐照选育玉米自交系LY8405的适宜剂量。本研究结果为不同玉米自交系创制新的种质资源提供了方法,更为玉米选育新品种提供了稳定的遗传材料。     

EMS诱变水稻创制抗咪唑啉酮除草剂种质

为了创制水稻非转基因抗除草剂种质,丰富我国水稻轻简化栽培杂草防治所需的配套种质资源,本研究以0.5％(w/v)甲磺酸乙酯(EMS)水溶液诱变水稻种子14 h,然后以咪唑啉酮类除草剂筛选3 ～4叶期的M2水稻幼苗.结果发现,M2幼苗茎叶喷雾160 mg·L-1甲咪唑烟酸15 d后,非抗性苗黄化、生长被抑制甚至枯死,抗性苗...     

渭北黄土高原果园生草地旱季土壤水分特征研究

在黄土高原渭北苹果园,分析多年生鸡脚草（Dactylis glomerata L.）、百脉根（Lotus corniculatu L.）、小冠花（Coronilla varia L.）三种牧草对0—200 cm土层含水量的影响。结果表明:冬春季节草地表现出明显的保墒性,而进入春季以后,随着牧草的萌发又表现出强烈的耗水性,4月10日—5月31日鸡脚草、百脉根、小冠花地块土壤总耗水量分别为99.57,104.81,82.13 mm,远高于行间裸地同期在该土层的耗水量（24.19 mm）,三种牧草的耗水能力大小依次为:百脉根 > 鸡脚草 > 小冠花。生草地块土壤稳定层对活跃层水分补偿作用明显,活跃层贮水量每减少1 mm,鸡脚草、百脉根、小冠花的相对稳定层贮水量分别减少0.60,0.60,0.73 mm。     

公路边坡不同护坡措施表层土壤水分动态变化规律

为了确定公路边坡不同护坡措施保水效果,以沈抚高速沿线的草皮防护（CP）、挂网喷播（GW）、六角空心砖防护（LJ）和菱形防护（LX）四种典型边坡防护措施为研究对象,利用土壤水分测量仪观测不同护坡措施的表层土壤含水量,分析不同护坡措施下土壤含水量的时空演变特征。结果表明:不同护坡措施土壤含水量均表现为坡下 > 坡中 > 坡上;土壤含水量均值在13日,14日均表现为CP > GW > LJ > LX,而在15日,16日均表现为CP > LJ > GW > LX;在同种护坡措施下,土壤含水量变异程度在各坡位均表现为随时间变化呈逐渐增大的规律;在同一坡面情况下,六角空心砖防护坡面表层土壤水分变异系数（CV）表现为坡上 > 坡下 > 坡中,其余三种护坡措施CV均表现为坡上 > 坡中 > 坡下;护坡措施土壤含水量变异程度随时间变化表现为LX（12.5%） > GW（10.6%） > CP（9.2%） > LJ（8.5%）,菱形植草与其余三种措施间差异显著（p < 0.05）,挂网植草与六角空心砖防护差异显著（p < 0.05）,草皮防护与这两种措施均未达到显著水平;六角空心砖配合紫穗槐灌木和小火炬草本植被的护坡形式保水效果较好。