河岸植被对坡面径流侵蚀产沙的阻控效果

河岸植被在流域水土保持与非点源污染控制方面具有重要作用。为探究河岸植被阻控坡面径流侵蚀产沙效果及其影响因素,该文通过野外模拟径流冲刷试验,定量分析了北江干流河岸植被阻控坡面径流和侵蚀产沙的特征,探讨了河岸植被对径流与泥沙相互关系的影响以及河岸植被阻控效果与坡度和放水强度的关系。结果表明,(1)植被的存在延迟了坡面初始产流时间、降低了坡面径流系数、减弱了径流侵蚀力,放水强度和坡度越大,坡面产流时间越早、径流系数越大、植被对径流的拦截效果越低,其中,植被对不同坡度上径流系数的平均阻控效果分别为3.35%、3.36%、4.28%和3.17%,对不同放水强度下径流系数的平均阻控效果分别21.69%、17.40%和10.01%,对坡面径流侵蚀力的阻控效果分别为60.00%、32.23%、27.29%和22.76%;(2)植被坡对坡面累积泥沙量的阻控效果分别为60.14%、32.83%、24.19%和20.86%,植被的存在可以有效提高土壤的抗侵蚀能力并减少侵蚀产沙量和降低侵蚀泥沙中值粒径,植被阻控泥沙的效果大于其阻控径流的效果;(3)相关性分析表明,产流时间与累积泥沙量、粒径均呈显著负相关,植被的存在一定程度上改变了退流时间与两者之间的关系;径流系数、径流侵蚀力与累积泥沙量、粒径均呈显著正相关;植被对累积泥沙量和径流侵蚀力的阻控效果与随坡度和放水强度的增加而降低。综上,河岸植被对坡面径流和泥沙具有不同的阻控效果,且受坡度和放水强度影响显著,研究结果可为流域水土保持与河岸植被建设提供支持。     

河岸植被缓冲带生态水文功能研究进展

河岸植被缓冲带是河岸生态系统的重要组成部分,对河岸生态系统的生态及水文过程具有重要的影响。世界上许多国家已将河岸植被缓冲带列为河岸生态系统管理的一个重要内容,并在一些国家被作为控制农业流域非点源污染的最佳管理措施。河岸植被缓冲带的生态水文功能体现在控制河岸侵蚀、截留地表径流泥沙和养分、保护河溪水质、调节水温、为水陆动植物提供生境、维护河溪生物多样性和生态系统完整性以及提高河岸景观质量等多个方面。本文综述河岸植被缓冲带生态水文功能方面的研究进展,总结了一些研究中提出的不同河岸植被缓冲带功能发挥所需要的宽度,同时指出由于河岸生态系统保护的目标,侧重的功能,研究区域土壤、地形、植被、排水特征等因素各异,河岸植被缓冲带生态水文功能发挥所要求的实际宽度也有所不同。     

红壤侵蚀裸地不同植被恢复后林地土壤微生物特性的研究

本研究以中国科学院红壤生态实验站侵蚀地植被恢复试验区为依托,调查侵蚀裸地不同植被恢复类型林地表层土壤微生物特性.结果表明:侵蚀裸地种植植被后,表层土壤酸化程度减小,土壤养分含量和孔隙度显著提高,微生物生物量增加、活性增强;不同植被恢复类型相比,各指标的大小顺序均为樟树>胡枝子>马尾松;侵蚀裸地植被恢复前后表层土壤均以细菌为主,其中马尾松林地表层土壤真菌比例最高:植被恢复林地土壤有机C处于累积阶段,土壤微生物对C的利用率显著提高,但不同植被恢复类型之间无显著差异.     

萤石浮选废水排放对河岸侵蚀影响个案浅析

萤石矿浮选生产,含氟废水排放河中,排水口一侧河岸土壤长期遭受污染,草本植物发生枯萎死亡,植被逐渐消失,地表裸露.河岸植被缓冲带消失,导致河水侵蚀河岸的现象发生并发展,侵蚀缺口向内向下游蔓延,河岸侵蚀逐年加剧.本文就这一造成河岸侵蚀个案进行粗浅的分析与探讨,并提出个人看法和对策.     

农田河道河岸土壤含水量变化特性分析研究

河岸土壤含水量是选择农田河道护岸植物的一个重要影响因素。根据2008年10月~2009年9月对宁波农村地区3条典型农田河道河岸土壤含水量的周年监测结果,同时结合同期的降水量数据和河道水位数据,开展宁波农村地区农田河道河岸土壤含水量的变化特征研究。结果表明:(1)农田河道河岸不同位置的平均土壤含水量顺序为位置3(常水位至洪水位河岸区域)>CK(岸边蔬菜地)>位置2(洪水位至岸顶河岸区域)>位置1(岸顶区域),岸顶及洪水位以上河岸区域的土壤相对干燥,而常水位至洪水位之间河岸区域相对湿润,但此区域土壤含水量变化幅度大,长期处于旱湿交替状态;(2)河岸位置1和位置2的土壤含水量与采样当地3日内的降水量之和存在显著相关关系,河岸位置3的土壤含水量与降水量相关性不显著,而与河道水位高低存着极显著相关关系。(3)农田河道河岸不同位置的护岸植物选种需根据土壤含水量变化特征进行确定。     

退化红壤不同植被恢复下土壤微生物量季节动态及其指示意义

不同植被恢复下退化红壤恢复 1 0a后土壤微生物生物量 (C、N)的季节动态分析表明 :相比侵蚀裸地 ,植被恢复显著提高了土壤微生物量。不同植被对微生物量的影响具有极显著差异 (p <0 0 1 ) ,0～5cm土层的季节平均值顺序为 :保护荒草地 >干扰荒草地 >小叶栎 >混交林≥木荷 >马尾松 ;不同植被下微生物量N的差异更为明显。土壤微生物量呈高度季节变异 ,植被与季节存在极显著的交互作用 (p<0 0 1 ) ,但季节的影响低于植被 ;植被和季节的影响主要反映在 0～ 5cm土层。微生物量与土壤有机质及其它生物活性指标高度相关 (p<0 0 1 ) ,且能很好地区分不同植被间的差异 ,在红壤质量指示方面潜力很大。利用微生物量监测红壤质量恢复 ,建议春季为采样期 ,至少单独分析 0～ 1 0cm土层     

陕北佳县“7·27”特大暴雨中心区侵蚀灾害调查

针对2012年陕北省佳县"7·27"特大暴雨侵蚀灾害,以暴雨中心区(王家砭镇)受灾最严重的行政村为对象,调查了"7·27"特大暴雨中道路、河岸、河道、房屋建筑、坡耕地、退耕林地、退耕草地等的侵蚀灾害情况。选取不同恢复措施的典型坡面,量测了地表植被、地形、土壤结皮等状况和"7·27"暴雨侵蚀产生的土壤侵蚀量。重点调查了不同生态恢复措施与恢复效果在该次暴雨中的抗侵蚀作用。对"7·27"特大暴雨侵蚀灾害的原因进行了初步分析。结果表明,植被盖度、植被物种多样性、坡度以及土壤生物结皮对于暴雨侵蚀的防御具有重要影响。     

基于分层抽样法的小流域土壤物理性质和有机质差异特征

运用分层抽样法在黄土高原丘陵区纸坊沟小流域选取29个典型采样点,系统研究了土壤类型、土地利用方式和植被类型对土壤表层(0-5cm)土壤容重、粘结力、总孔隙度和有机质含量的影响,得出以下结论:(1)土壤类型对土壤容重和总孔隙度的影响不显著(P=0.079,0.094),土地利用方式对土壤容重和总孔隙度没有显著影响(P=0.377,0.262),除果园下植被类型对土壤容重和总孔隙度影响不显著外(P=0.057,0.076),其他土地利用方式下植被类型对土壤容重和总孔隙度影响显著;(2)土壤类型对粘结力无显著差异(P=0.115),土地利用方式显著影响土壤粘结力(P=0.000),除林地和荒地下植被类型对粘结力无显著影响外(P=0.601,0.759),其它土地利用方式下的植被类型对粘结力均具有显著影响;(3)黄绵土与红胶土的土壤有机质含量无显著差异(P=0.976),土地利用方式和植被类型显著影响土壤有机质含量。     

黄河中下游河岸缓冲带土壤粒径分形特征

在人类活动与自然因素的共同作用下,黄河中下游河岸缓冲带土壤结构和植被等受到不同程度的破坏.本研究选择黄河中下游郑州一开封段河岸缓冲带作为研究区,探讨河岸人工林表层0～20 em土壤颗粒组成和分形维数在不同植被类型和河岸缓冲距离的分布特征及其与群落特征的关系.结果表明:1)研究区土壤颗粒质量分数呈非均匀分布,土壤质地空间分布表现为同质性,不同植被类型和河岸缓冲距离对土壤颗粒组成与土壤颗粒分形维数D值的影响差异不显著,D为2.75左右,土壤结构良好;2)D值与黏粒质量分数均与土壤全碳(TC)、总有机碳(TOC)和全氮(TN)的质量分数显著正相关(P＜0.01),砂粒质量分数则与TC、TOC和TN质量分数呈显著的负相关(P＜0.01),粉粒质量分数只与TN质量分数在0.05水平显著正相关;3)草本高度、乔木胸径、高度和郁闭度与D值、粉粒和黏粒质量分数呈正相关,与砂粒质量分数呈负相关.说明河岸人工林覆盖和生物量越大,土壤结构越好.     

降雨侵蚀因子和植被类型及覆盖度对坡耕地土壤侵蚀的影响

为探讨降雨和植被对辽西褐土区农耕坡地土壤侵蚀的影响,2006-2010年采用坡面径流小区观测法研究了天然降雨条件下降雨侵蚀因子、植被覆盖度、植被类型对坡耕地地表径流量、土壤侵蚀量的影响。设5°和10°两个坡度水平,以甘薯和谷子为供试作物,2006-2007年对照区为天然荒草地,2008-2010年为裸坡地。结果表明,甘薯地径流量和侵蚀量与降雨量(R)、最大30 min雨强(I_(30))、R×I(平均雨强)、R×I_(30)正相关显著(P0.05);裸坡地径流量与R、R×I_(30)正相关显著(P0.05),侵蚀量与I_(30)、R×I_(30)正相关显著(P0.05),与降雨量相关不显著(P0.05)。甘薯地和裸坡地的径流量和侵蚀量与平均降雨强度正相关均不显著(P0.05)。回归分析表明,降雨量主要影响径流量,最大30 min雨强主要影响侵蚀量。中、高雨强下,侵蚀量与径流量显著正相关(P0.01)。甘薯地径流量和侵蚀量与植被覆盖度呈显著负指数关系(P0.05)。5°坡耕地,不同植被类型侵蚀量为甘薯地荒草地谷子地;10°坡耕地,荒草地侵蚀量总体最少。多元回归分析表明,对土壤侵蚀的影响为地表径流降雨侵蚀力(R×I_(30))植被覆盖度。通过连续5 a坡面径流小区观测,初步探明降雨和植被对辽西褐土区农耕坡地土壤侵蚀的影响,可为该区坡耕地土壤侵蚀的有效防治提供一定的理论依据和技术支撑。     

河岸植被缓冲带完整性及恢复措施——以北京市密云水库上游潮白河流域为例

通过对潮白河流域22个断面的调查分析,根据潮白河河道断面形态、河岸土地利用类型及岸坡坡度等条件,将潮白河河道断面划分为:U形+缓坡、U形+陡坡、U形+陡坎、V形+陡坡和漫滩型,并对潮白河河岸植被缓冲带完整性进行了评价。结果显示,潮河河段内植被缓冲带完整性较差,以次不完整状况为主;白河河段内河岸植被缓冲带状况相对较好,大部分调查断面内植被缓冲带为基本完整及完整状态。针对潮白河河岸植被缓冲带存在的问题,提出了潮白河流域不同河岸带断面类型植被缓冲带的恢复对策。     

侵蚀红壤区植被恢复对表层与深层土壤有机碳矿化的影响

试验研究了典型红壤侵蚀区不同植被恢复年限(0,11,31a)的表层(0—10cm)和深层(60—80cm)土壤有机碳矿化特征。结果表明:深层土壤有机碳84d累积矿化量或潜在矿化量显著低于表层土壤,植被恢复则显著增加了表层和深层土壤累积矿化量或潜在矿化量(P0.05),相关分析显示土壤有机碳累积矿化量或潜在矿化量与WSOC、MBC和SOC显著(P0.05)或极显著(P0.01)相关,表明碳矿化底物数量是决定土壤碳累积矿化量或潜在矿化量的主导因子;对照表层土壤的矿化速率常数(k)高于深层土壤的,植被恢复降低了表层土壤的k值(P0.05),对深层土壤的k值却没有显著影响;而深层土壤矿化率显著高于表层土壤,且植被恢复后均显著降低(P0.05),相关分析显示土壤有机碳矿化率与微生物代谢熵呈极显著的正相关(P0.01),表明微生物碳利用效率是影响土壤碳矿化率的重要因素,而深层土壤微生物碳利用效率显著低于表层土壤,但植被恢复可以改善侵蚀红壤的环境条件,提高土壤微生物的碳利用效率,从而增强土壤固碳能力。     

北江干流河岸带不同植被类型植物物种多样性分析

以北江干流河岸带4种典型植被类型(竹林、草地、混交林和桉树林)为研究对象,采用样方法调查分析其群落特征和物种多样性,运用冗余分析(RDA)探讨北江河岸带植物物种多样性与环境因子之间的关系。结果表明:北江河岸带植物物种受热带季风气候影响,植物种类繁多,共调查到59科116属136种植物,群落科属组成分散;4种植被类型的物种丰富度、Shannon-Wiener多样性和均匀度指数变化规律一致,均以混交林最高,竹林次之,桉树林最低,但各植被类型间差异并不显著,说明北江河岸带不同植被类型维持物种多样性的异质性较小,其作用更多体现在为不同物种提供栖息地;RDA结果显示,植物物种丰富度、均匀度和多样性指数与乔木层高度、草本层盖度和海拔均呈正相关,而与至河流距离和土壤含水量呈负相关,在选取的7个环境因子中,海拔对北江河岸带植物物种多样性的影响最大,土壤含水量影响次之,至河流距离影响最小。     

北京怀九河河岸类型的植被与土壤理化性质差异

植被和土壤作为组成河岸带生态系统的重要因素,其空间分布与变异对河岸带生态功能起着决定性作用.以北京市怀九河河岸带为研究对象,在基于60个样地调查的基础上,对植被数量特征和多样性,以及土壤理化性质进行调查与分析,并对比了自然型(15个)、近自然型(25个)和人工型(20个)3种典型河岸植被与土壤理化性质的差异性.结果表明:1)河岸带植被组成以草本占绝大多数(占总物种数的79.22％),而乔木与灌木种类分布较少,且不同河岸类型下的植被多样性指数差异性显著(P＜0.05),自然型河岸植物多样性(4.6±0.16)以及丰富度指数(7.26±0.40)要明显大于近自然型(3.82±0.16、6.36±0.32)以及人工型河岸(3.94±0.18、5.40±0.42)(P＜0.05),表现为干扰下的河岸带生境不断退化.2)随干扰程度的增加,土壤质量不断下降,且土壤质地、密度和土壤有机质质量分数在不同河岸类型条件下,差异性显著(P＜0.05);其中,土壤有机质质量分数(％)分布表现为自然型(4.88±0.43)＞近自然型(3.47±0.31)＞人工型(1.92±0.15)(P＜0.05),土壤密度(g/cm3)分布表现为自然型(1.18±0.03)＜近自然型(1.35±0.03)＜人工型(1.52±0.03) (P ＜0.05).3)植被多样性与土壤理化性质间具有潜在的相关性;其中,植被的均匀度指数与土壤有机质质量分数显著正相关(P＜0.05),植被丰富度指数与土壤密度极显著负相关(P＜0.01)、与土壤总孔隙度显著正相关(P＜0.05),而植被物种多样性指数与土壤理化指标间相关性不显著.该研究不仅说明干扰条件影响植被与土壤间紧密的相关性,也为北京山区河岸带生态系统恢复与重建,提供基础信息和理论依据.     

不同植被类型下坡面径流侵蚀产沙差异性

利用野外模拟降雨试验分析不同植被类型不同雨强下坡面降雨入渗产流和侵蚀产沙过程特征及径流侵蚀产沙差异性,阐明了不同植被类型对坡面降雨侵蚀产沙过程的调控机理及其差异。结果表明:荒地、草地和坡耕地坡面产流产沙过程线均较林地强烈,呈现出多峰多谷的特点;植被类型和雨强及二者的交互效应均对产沙有显著影响,植被类型的作用大于雨强,交互效应相对较弱;植被类型和雨强对径流有显著影响,植被类型的作用大于雨强,此时交互效应的影响并不显著。各种类型的产沙量均存在显著差异,除荒地和草地两者径流量无明显差别外,其他两者之间存在显著差异。林地具有蓄水减沙的水土保持功效,草地具有直接拦沙的水土保持功效,植被对有效控制水土流失至关重要。该项研究有助于更好地理解植被、降雨和侵蚀之间的相互关系。     

侵蚀红壤恢复区植被垂直结构对土壤恢复特征的影响

通过获取典型的侵蚀红壤恢复区植被垂直结构参数及林下土壤属性值,构建归一化土壤恢复指数,研究了植被垂直结构对林下侵蚀土壤恢复特征的影响。结果显示:研究区植被垂直结构与土壤属性特征较侵蚀期均有所恢复,植被垂直结构对侵蚀土壤的恢复影响显著,土壤重组有机碳、全氮和黏粒含量的恢复水平均呈现出纯林林草林灌草的趋势,体积质量顺序相应为林灌草林草纯林。植被投影叶面积指数与归一化土壤恢复指数呈显著正相关(r=0.332*,P0.05)。在投影叶面积指数大于0.2的情形下,土壤恢复特征随植被垂直层次的增多呈正向演变,不同植被结构投影叶面积指数的增大有利于侵蚀区退化土壤质量的恢复,灌草层是侵蚀红壤恢复的重要影响因素。     

低坡度农业流域悬移质及养分流失规律研究

通过研究伊利诺斯州中部河流源头的一个支流附近的泥沼中悬移质沉积物的来源,预测低坡度流域沉积物情况及养分运输方式。根据该流域的沉积物和营养元素含量分析得出的硝酸盐浓度,超过美国环境保护局水质标准,得出的磷浓度足以促进藻类生长,降低伊利诺斯州的水质量。本研究的土地负载沉积物函数、泥沼的河槽形态适用于美国伊利诺斯州中部桑加蒙河61.3 km~2的流域。潜在的沉积物来源包括侵蚀严重的区域,河漫滩,牧场,草地、农田及弯曲的河岸。大多数的降雨会汇集在砖砌排水沟内,然而在水流流出排水沟到达岸边浅滩时对河岸的侵蚀非常严重,本研究利用一系列示踪剂(C~(13),P,Mg,Mn,和C)来明确沉积物来源,再利用分离模型估算出每个源对悬疑质沉积物的影响。研究表明悬浮泥沙主要来自河道岸边(40%~65%)和森林(35%~55%),很少来自农业高地(10%或更少)。高地的起伏地形和河道中砖砌排水沟导致来自高地和河道的沉积物量低。研究表明,防治河道侵蚀的重点应该放在弯曲的河段上。在类似的弯曲河道地区可利用限制河岸附近肥料使用程度、数量及种植抗侵蚀的植被来降低流入河道的营养元素量,从而达到预期的效果。     

三峡库区不同植被土壤微生物量碳氮磷生态化学计量特征

土壤微生物通过矿化和固持营养而显著影响土壤肥力。以湖北宜昌点军区三种植被类型(柏树、橘树、菜地)的土壤作为研究对象,对土壤微生物量碳氮磷及其生态化学计量进行了研究,探讨了不同植被覆盖土壤微生物量碳氮磷特征及它们之间的联系。结果表明:不同植被覆盖显著改变土壤微生物量碳氮磷含量,土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)都是柏树地显著大于柑橘地和菜地,而菜地和柑橘地之间无显著性差异。土壤微生物量磷(MBP)的大小顺序为菜地柏树地橘树地。相关性分析的结果表明土壤有机碳、全氮和微生物量碳氮互相之间具有显著的正相关性(p0.01),土壤全磷与土壤微生物量磷之间也具有显著的正相关性(p0.01),这意味着土壤微生物量可以作为土壤肥力变化的指标。三种植被类型的土壤MBC/MBN之间都无显著性差异,而土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化顺序是橘树地柏树地菜地。MBC/MBP和MBN/MBP与MBP之间具有显著的负相关性(p0.01),而微生物碳氮与MBC/MBN,MBN/MBP和MBC/MBP之间都无显著的相关性。这意味着土壤MBC/MBP和MBN/MBP的变化主要与微生物量磷具有显著的关系。     

基于KINEROS2模型的降雨和坡长因子对土壤侵蚀过程影响的研究

以不同坡长(1,5,10,15,20m)径流小区在不同降雨强度(25,50,75mm/h)下人工模拟降雨试验为基础,通过KINEROS2模型对坡面侵蚀过程及侵蚀量进行模拟,对比分析不同坡长、降雨强度及其交互作用对坡面土壤侵蚀过程及侵蚀量的影响,并评价KINEROS2模型的模拟效果及适用性。结果表明:坡长与总径流量呈一元线性关系(R20.990),与总侵蚀量呈幂函数关系(R20.900);降雨强度与总径流量、总侵蚀量之间呈倍数关系增加,且总侵蚀量的增率是总径流量增率的2~3倍;坡长与降雨强度之间存在交互作用,坡长、降雨强度和降雨强度-坡长交互作用与径流量、侵蚀量呈显著相关关系,并在坡面径流和侵蚀过程中表现为正效应。坡面径流量主要受坡长、降雨强度和降雨强度-坡长交互作用三者综合影响。坡面侵蚀量主要受坡长和降雨强度-坡长交互作用的影响极显著,受降雨强度的影响较显著。KINEROS2模型对径流过程的模拟优于侵蚀过程,对总侵蚀量的模拟优于总径流量,说明KINEROS2模型更适于对径流过程及总侵蚀量的模拟。从总体来看,KINEROS2模型对径流小区坡面土壤侵蚀过程及侵蚀量模拟效果较好,说明KINEROS2模型在中国西北干旱半干旱地区小区尺度上有较好的适用性。     

河岸缓冲带植被布局对氮流失的影响

河岸缓冲带（Rriver Buffer Strips,RBSs）已被证明能有效拦截水流并去除氮,该研究旨在揭示缓冲带不同配置的脱氮效果的影响。实地布置河岸植被缓冲带,开展地下径流试验。缓冲带设置3种不同植物种类（水曲柳,五叶枫,杨树）,和不同宽度（5、10、20、30 m）,河岸坡度为3%,树木密度为540株/hm2。在此条件下,研究各类河岸植被缓冲带对地下径流铵态氮、硝态氮和总氮的截留效果。结果表明：20 m宽度河岸植被缓冲带能很好地截留各形态氮素。30 m宽度下,河岸植被缓冲带径流水中的铵态氮、硝态氮和总氮的截留率最高,分别为70.4%、67.7%和69.1%。在不同植物种类缓冲带比较中,杨树可显著降低径流铵态氮和总氮浓度,水曲柳可显著降低径流硝态氮浓度。在宽度与不同植物种类的交互关系中,20 m宽度杨树缓冲带对铵态氮和硝态氮的截留率最高,其各自的截留率为71.9%、64.2%,30 m宽度杨树缓冲带对总氮的截留率最高,为62.1%。研究结果可为东北地区中小型河流河岸缓冲设计最大化截留径流氮污染物提供参考。