陕北黄土区不同地形自然恢复的植物多样性

以陕北吴旗县自然恢复15年的合沟流域为例,探究植被在自然恢复过程中的群落结构和植物多样性特征,为半干旱黄土区人工林草植被构建提供科学依据.实验采用样方法,从地貌部位、坡向及坡度3个方面对研究区植物群落结构和植物多样性进行调查分析.结果表明:1)合沟流域自然恢复15年后仍以草本群落为主,地带性植被类型是铁杆蒿+长芒草群落;2)先锋乔木和灌木已经出现在沟底和切沟、塌陷地、缓台等土壤水分条件较好的坡面微地形中;3)植物多样性在地貌部位上从大到小的顺序依次是梁峁坡、梁峁顶、沟坡和沟底,随坡向的大小顺序是阴坡＞半阳坡＞半阴坡＞阳坡,随坡度的增大呈现先减小后增大再减小的“S”形变化,在32°处取得最大值.建议在人工植被建设的过程中,沟底和水分条件好的坡面微地形可以适当配置乔木和灌木,而阳坡陡坡以保护和恢复草本植物为主.     

黄土丘陵沟壑区沟坡典型植物群落生长特征

以纸坊沟小流域沟坡7个典型植物群落为调查对象,对其结构特征、物种多样性、盖度、地上生物量进行了系统研究。结果表明:Simpson多样性指数显示为沙棘赖草白羊草柠条苔草茭蒿铁杆蒿;Magarlef丰富度指数表现为草本群落灌木群落,阴坡群落阳坡群落;Pielou均匀度指数为灌木群落草本群落,阴坡群落阳坡群落。灌木群落地上生物量(1.53～5.85 kg/m~2)显著大于草本群落(0.17～0.41 kg/m~2),草本群落地上生物量大小排序为赖草铁杆蒿茭蒿白羊草苔草。植被盖度阴坡草本群落最大,灌木群落居中,阳坡蒿类草本群落最低。沟坡植物群落的Simpson多样性指数、Margalef丰富度指数略低于梁峁坡面的植物群落,Shannon-wiener多样性指数、草本群落地上生物量显著低于梁峁坡。研究成果对于明确黄土高原小流域植被生长特性、优化水土保持措施的空间配置具有重要的指导意义。     

南水北调中线工程总干渠沿线立地条件分析与植被模式配置

在对南水北调中线工程总干渠沿线土壤类型、地质地貌以及植被特征等进行综合调查与评价的基础上,采用主导因子法,将总干渠沿线立地划分为4级(2个立地区域,4个立地区,7个立地亚区和11个立地类型)。在此基础上,结合总干渠沿线生态防护林建设的目的和所要体现的主要功能,选出47种具有不同用途的乔灌植物,建立了针阔乔灌、双阔乔灌和针乔灌3种系列27种防护林空间配置模式;选出具有多种功能的护坡灌草植物38种,建立了单一草地(草坪)、混合草地(草坪)、矮生灌木系列、草灌系列、缀花草坪5种系列41种植物护坡模式,并将不同植被配置模式分别落实到不同典型地段上。     

贵州省喀斯特地区典型小流域不同种植模式坡面径流产沙研究

对位于贵州省喀斯特地区的龙里水土保持科技示范区10个不同种植模式的径流小区进行了试验观测。研究表明,在相同的降雨条件下,灌木(如树莓)、天然草地和撂荒地等坡面径流产沙量较小,径流量分别为0.71,0.74和0.71m3,产沙量分别为20.3,20.3和20.16g,上述3种种植模式坡面水土保持功能较好。乔木种植模式则因未能形成灌木层、草本层及枯枝落叶层等,其坡面水土保持功能较差,3个乔木径流小区的径流量分别为1.18,0.98和0.95m3;产沙量分别为119.56,126.56和125.89g,均远大于其他几种种植模式。坡耕地因免耕、地表结皮等原因,其水土保持功能也好于乔木种植小区。     

南方红壤坡地不同利用模式的水土保持及生态效益研究

通过对15°红壤坡地11个利用模式10年土壤侵蚀研究,认为红壤坡地土地利用模式中林作系统水土保持效果优于农作系统。林作系统中水土保持效果以常绿阔叶林最好,次为混交林,毛竹林和针叶林。农作系统中顺坡植物篱种植、等高梯化种植、顺坡水平沟种植水土保持效果较好。研究认为红壤坡地土地利用模式应以林作为主,尽可能发展高效的经济林。而如发展农业种植,则以顺坡植物篱种植模式最佳,次为等高梯化种植模式。     

黄土丘陵沟壑区水土流失治理示范样板——韭园沟流域

正韭园沟流域位于无定河中游的陕西绥德县城北5km处,流域面积70.7km~2,土壤侵蚀模数1.8万t/(km~2·a),是黄土丘陵沟壑区第一副区的典型代表流域。1952年,韭园沟被确定为水土保持试验、观测、示范流域。64年来,通过措施配置和水土保持试验示范,形成了梁峁坡修筑梯田、沟谷坡营造林草、沟道建设淤地坝系的"三     

东北黑土区的侵蚀沟治理措施与模式

[目的]面向东北黑土区侵蚀沟治理专项国家重大工程的科技需求,总结凝练出东北黑土区侵蚀沟治理措施与模式,为东北黑土区侵蚀沟治理提供技术支撑。[方法]采用天地一体化现场调查的方法,对不同时期已开展治理的侵蚀沟详查,获得侵蚀沟形态特征参数、影像资料及空间信息;调查侵蚀沟治理模式与措施种类以及实施后的水保效果。[结果]东北黑土区侵蚀沟治理主要有柳跌水和浆砌石跌水等沟头防护、柳编水道和石笼谷坊等沟底稳固、乔灌混交沟岸防护3大类措施组成;总结已有治沟措施的不足并提出了完善方案;治理模式可归为工程为主植物为辅,植物为主工程为辅,植物和填埋复垦4大类别。[结论]目前东北黑土区侵蚀沟治理已构建了成熟的治理模式与多样化的治理措施,实施情况总体良好,但仍存在治理模式选择与措施组装的不合理现象,应注意施工质量管控和加强后期管护。     

基于三维重建技术的坡面细沟侵蚀演变过程研究

作为黄土高原地区沟头溯源侵蚀和水流汇集发源地的梁峁坡面,在强降雨下其产流产沙对沟缘线以下坡面及沟道侵蚀有着重大影响。该研究根据野外实地考查构建5°～35°变坡段实体模型,进行6场间歇性人工模拟降雨试验,并借助基于三维重建技术的PhotoScan软件获取坡面DEM,将其侵蚀演化过程进行图形化、数字化,定性定量揭示其侵蚀形态演变特征。研究表明:1)梁峁坡面细沟侵蚀历经4个阶段:面蚀阶段,即产生一系列呈串珠状分布的侵蚀跌坑,宽度5～9 cm,深度1～4 cm;细沟形成阶段,由面蚀所产生的微小跌坑在径流作用下长、宽、深均不断增大,最大分别达到266、7.6、13.8cm;细沟网形成阶段,细沟出现分叉及联通,有明显流路;小切沟形成阶段,伴随沟壁崩塌、沟壁加宽和沟底下切,最大沟长及最大沟深较细沟形成时增大3倍以上。2)对比次降雨过程基于三维建模所计算侵蚀量与实测侵蚀量,第1场降雨试验因地表疏松颗粒较多导致实测侵蚀量比建模计算侵蚀量大而引起较大偏差(20.82%),其他场次偏差均在10%左右或以下,总体来说,该技术可以较好地应用于侵蚀发育过程的研究。该研究实现侵蚀演变关键过程图形化、数字化,有助于人们定性、定量了解和认识梁峁坡面侵蚀过程,且对于创新侵蚀过程研究方法亦具有实践指导价值。     

黄土高原坡沟系统重力侵蚀数值模拟研究

采用有限差分软件FLAC3D对黄土高原坡沟系统重力侵蚀机理进行探索,对坡沟系统应力场和位移场进行数值模拟,分析了不同侵蚀基准面抬升高度对坡沟稳定性及重力侵蚀的影响。结果表明,随侵蚀基准面逐渐抬升,坡沟系统逐渐稳定,最大位移、安全系数及滑塌概率的变化符合指数函数分布规律。拟合方程精度较高,可应用于坡沟重力侵蚀的定性分析与定量计算。凹形边坡整体几何形态能够有效降低应力集中,减缓重力侵蚀的发生程度;坡沟系统上部位移是以"沉降"模式为主,梁峁顶和梁峁坡是重力侵蚀最为强烈的部位。随侵蚀基准面逐渐抬升,各方向位移均有不同程度降低。     

高速公路边坡乡土灌木建植模式水土保持效益

乡土植物灌木化建植是目前高速公路边坡防护的重要生态防护模式。以川中丘陵区遂资眉高速公路为例,以路线规划植物调查结果排序为基础,筛选出柏木、慈竹、黄荆、马桑3种乡土灌木和狗尾草、芒、艾3种乡土草本植物。采用人工模拟降雨试验研究不同配置模式和种植配比试验小区在恒定雨强(20mm/min)下的产流、产沙特征。结果表明,不同配置模式在恒定雨强下均表现出优于对照组的水土保持效益,产流时间推迟1′～4′05″,产沙量分别减少6.56～33.86g;各配置模式间恒定雨强降雨20min后产流产沙总量差异多表现为显著,黄荆+狗尾草模式产流产沙总量最低,分别为1 700ml和60.71g;马桑+艾产流产沙量最高,分别为1 920ml和84.02g。可见,在边坡条件、播种量等建植条件与建植措施一致的条件下,乡土灌木黄荆和狗尾草组合可显著提高高速公路边坡水土保持能力。     

小流域水土保持植物措施对位配置研究

系统地论述了水土保持对位配置概念产生的理论背景和实践根源,给出了水土保持对位配置概念的内涵与外延。全面地总结了我国水土保持植物措施对位配置研究的成果,并以实践为基础阐述了水土保持对位配置的基本理论与方法。     

小流域水土保持植物措施对位配置研究

系统地论述了水土保持对位配置概念产生的理论背景和实践根源.阐述了水土保持对位配置概念的内涵与外延.全面地总结了我国水土保持植物措施对位配置研究的成果,并以实践为基础阐述了水土保持对位配置的基本理论与方法.     

黄土丘陵区水土保持措施配置与土壤水分的关系

土壤水分与水土保持措施配置间存在密切关系,从空间结构看,地形起伏引起降水再分配,而工程措施可使降水形成有益的再分配,由此产生土壤水分的微域分异。这种分异制约影响着生物措施的空间配置;从时间过程看,为防止某些植物过度的水分消耗而致土壤干燥化,需采取循环轮作配置。在黄土丘陵区要求林草与农作物地在轮作周期内的总耗水量与有效雨量（降雨量与径流深之差）持平。     

黄土高原小流域水土保持林空间配置对场降雨径流影响的模拟

合理的水土保持林空间配置是黄土高原植被恢复和水土保持功能持续提高的关键。在对HEC-HMS分布式水文模型参数进行率定的基础上,探讨该模型在黄土高原小流域中的适用性,模拟水土保持林覆被率以及水土保持林空间配置对场降雨径流的影响。结果表明：HEC-HMS分布式水文模型在黄土高原小流域中的应用效果良好,径流系数、洪峰流量均随森林植被覆盖率的增加而减少,随着水土保持林覆被率的提高,流域对高强度暴雨的调控能力将得到极大的提高;当水土保持林位于流域的上游、中游时,场降雨的径流量、洪峰流量均降低,水文调节效果较好。因此,在干旱的黄土高原应该适度造林,在小流域中配置水土保持林时,应该配置在上中游。     

红壤侵蚀区水土保持植物配置模式

 为探索中国南方红壤侵蚀严重区水土流失快速治理的方法和途径,在江西省的修水、宁都、石城等县花岗岩发育的红壤侵蚀区,对16种水土保持植物配置模式的植物生长状况、蓄水保土效益、改土增肥效益、经济效益4方面进行观测,通过建立评价模型,对不同人工植物群落配置模式的水土保持效益进行综合定量评价。结果表明:修水试验区马尾松+木荷+胡枝子+黄栀子、马尾松+木荷+泡桐+胡枝子,宁都试验区马尾松+木荷+胡枝子,石城试验区湿地松+枫香+胡枝子+硬骨草、湿地松+胡枝子+硬骨草和湿地松+胡枝子+百喜草配置模式各种效益表现优良,可以在同类地区大力推广。     

不同类型植被的水土保持与涵养水源能力的探讨——以小良热带人工林为例

本文通过对小良热带人工阔叶混交林、桉林、光坡地的地表径流、水土流失、土壤含水量、地下水位的研究，探讨不同植被的水土保持与涵养水源能力的关系，对热带地区侵蚀地治理的植物配置具有指导意义。     

黄土丘陵沟壑区水土保持林体系建设及效益分析

本文通过安塞黄土丘陵沟壑区立地条件类型的划分,研究了树种布局、林种配置、林地水保效益、林地土壤水分动态、树种热值、林分蓄积量和生物量等。提出了黄土丘陵沟壑区水土保持林体系的最佳模式。     

晋北丘陵风沙区不同植被恢复模式的水土保持效应

通过对山西右玉贾家窑阳坡退耕还林约20年后的4种植被恢复模式(自然恢复草地、油松林、柠条灌丛和油松—柠条林)土壤水分、理化性质、径流量和侵蚀量的测定,探讨了不同植被恢复模式的水土保持效应。结果表明:(1)4种植被恢复模式0—100cm土层土壤平均含水量无显著差异,油松林和自然恢复草地的土壤容重高于油松—柠条林和柠条灌丛,土壤总孔隙度的变化趋势与容重相反;(2)4种植被恢复模式0—20cm土层土壤粒度组成、pH、有机质、铵态氮和速效磷无显著差异,硝态氮和速效钾差异明显(P0.05);(3)4种植被恢复模式径流量没有明显差异,但土壤侵蚀量自然恢复草地和油松林显著高于柠条灌丛和油松—柠条林(P0.05);(4)覆盖度相似条件下,根系密度、近地表植被盖度和枯枝落叶层厚度是影响林草植被水土保持效应的主要因素。     

玉米苜蓿间作的蓄水保土效益试验研究

为了在种植作物的同时减少水土流失,采用玉米苜蓿间作的种植模式,研究其蓄水保土效益。试验对玉米苜蓿间作与单作玉米的土壤含水量,径流量以及产沙量进行观测,进而研究两者的蓄水保土效益。结果表明:玉米苜蓿间作地的土壤含水量大于玉米单作地的土壤含水量;玉米苜蓿间作的径流量和产沙量均小于玉米单作,说明了玉米苜蓿能够有效地减少径流的冲刷侵蚀,具有良好的拦沙性能;经计算得出玉米苜蓿间作的蓄水效益为87%,保土效益为98%,表明玉米苜蓿间作的蓄水保土效益显著。     

1940年代的天水水土保持试验区述论

1942年天水水土保持试验区成立,中国第一支水土保持研究的科研队伍积极开展水土保持实验,宣传水土保持思想,推广水土保持技术与保土作物,不仅推动了中国现代水土保持科学的发展,并将之推进到系统化、组织化研究的阶段,奠定了水土保持学诞生的基础;还为中国锻造了第一支水土保持研究队伍,为水土保持研究的制度化提供了样板。同时,它还为西北地区水土保持与区域经济的可持续发展提供了极为难得的科学数据与理论支撑。