北京山区果园水平阶整地措施的水土保持效益

坡地果树产业已成为北京山区市县农业的重要组成部分.坡地果园坡度大,地表覆盖低,土壤侵蚀严重.水平阶整地是北京山区坡地果园的重要水土保持措施之一,定量测算坡地果园土壤侵蚀速率和水平阶整地措施的水土保持效益对于实现资源环境和经济的可持续协调发展具有重要的实际意义.分别采集北京山区无措施（昌平）和水平阶整地措施（密云、怀柔）后的土壤样品,通过测定137 Cs面积活度换算土壤侵蚀速率,估算北京山区坡地果园水平阶整地措施的水土保持效益.结果表明：昌平、密云和怀柔坡地果园的土壤侵蚀速率分别为5 331、2 494和1 970 t/（km2·a）,水平阶整地措施减少50％的土壤侵蚀量,可起到降低土壤侵蚀的作用;但是由于年久失修,没能完全发挥其应有的水土保持功效.     

湖南省主要森林类型林地土壤持水功能及其改良技术

通过对37个森林类型的研究得知, 湖南省森林的贮水水平偏低,全蓄水量平均为4 102.9 hm2,有效贮水量为830.2 hm2;天然林、人工林、林下造林形成的模拟自然生态林一次最大有效贮水量分别为1 049.7, 534.5, 764.0 t/hm2.在天然林中,近成熟林和成熟林、中龄林、幼林分别为1 28 5.1, 1 065.4, 798.5 t/hm2 ;人工林3个龄级的森林分别为642.5, 563.0 , 534.5 t/hm2.根据目前森林结构质量差、贮水功能偏低的现象,提出了湖南林地土壤持水性能改良的技术对策.     

北京山区生物多样性分析与碳储量评估

基于森林资源二类调查数据,应用InVEST模型对北京山区生物多样性和碳储量进行了评估和估算,并讨论了二者之间的相互关系。结果表明,在所有森林生态类型中,单位面积生物多样性得分最高的是天然桦树林,为0.76;得分最小是人工油松林,为0.49。北京山区总碳储量为49 193 742t,总碳储量最大的是人工经济林,为10 402 900t;得分最小的是天然针叶林,为423 132t。各森林类型的单位面积平均碳储量均较高。一般来说,生物多样性较大的森林生态类型碳储量也较大,生物多样性与碳储量有一定的相关性,但并不十分明显。     

草地雀麦对北京山区石灰性褐土水土保持作用的研究

北京山区石灰性褐土草地雀麦播种后第2a,研究了其主要生物学特性对土壤物理性质及坡地水土流失的影响.结果表明,草地雀麦种植1a后,4月份返青,7月份地表覆盖度可达85%以上,8月份植株密度最大,地上、地下生物量为2322.6 kg/hm2和5623.0 kg/hm2,且0-10 cm地下生物量是草地雀麦地下水土保持功能发挥的主要部分.北京地区石灰性褐土土壤侵蚀的主要形式是坡面地表径流流失,降雨与植物生物学特性是坡地土壤侵蚀的主要影响因素,且不同因素作用大小表现为:地表径流量＞降雨量＞降雨强度＞坡度＞植被盖度＞植被高度＞植株密度.草地雀麦种植第2a,可以明显改善石灰性褐土土壤物理性质,减小土壤容重2.4%～9.8%,降低土壤紧实度,提高土壤入渗率,坡地地表年径流损失量与土壤侵蚀模数仅为13.5 mm和105.2 t/(km2·a),保水固土能力达到65.4%和98.1%,水土保持效果显著.     

基于InVEST模型的门头沟区生态系统土壤保持功能研究

人类不合理的土地资源开发所导致的土壤侵蚀成为山区生态系统关注的热点和焦点问题。选择生态涵养与土壤侵蚀并存的北京市纯山区门头沟区为研究区域,在分析2005—2013年门头沟区土地利用与土地覆被变化的时空差异的基础上,采用了InVEST模型对区内生态系统的土壤保持功能进行了定量分析和动态评估。研究表明:（1）2005—2013年,门头沟区耕地、林地和水域、未利用地面积减少,园地、草地、建设用地增加;耕地和园地变化显著,耕地主要转为园地、林地和建设用地;园地主要由耕地和林地转化而来。（2）2005—2013年,门头沟区土壤保持能力和保持量均呈增加趋势,单位面积土壤保持能力由87.41 t/（hm²·a）增加到113.56 t/（hm²·a）,土壤保持量增加了377.38万t,土壤侵蚀量减少了23.42万t;受土地利用与土地覆被变化、降雨侵蚀力以及植被覆盖度影响,西北、东北地区土壤保持功能增强,西南地区减弱,东部地区基本不变。（3）不同土地利用与土地覆被类型的土壤保持能力排序为:林地 > 草地 > 未利用地 > 建设用地 > 耕地 > 园地 > 水域;2005—2013年,不同土地利用/覆被类型的单位面积土壤保持能力均呈增加趋势;除耕地外,其他地类的土壤保持总量均呈增加趋势。     

北京山区土壤流失方程探讨

 水土流失是生态环境恶化的重要原因之一。土壤流失方程是定量评价水土资源发展动态、指导综合治理规划和评价水土流失治理效果的重要技术工具。利用北京近1000个坡面径流试验小区的年降雨、径流和泥沙资料以及人工降雨试验资料,并考虑北京石质山区存在大量砾石覆盖地表的特点,将砾石覆盖因子作为一个独立的因子考虑在土壤流失方程中。得到北京山区坡面土壤侵蚀方程,并确定了方程中各个因子的计算方法或数值。该方程的建立,可为北京山区土壤侵蚀动态监测和水土保持规划提供依据。     

137Cs和210Pbex双核素示踪"三北"防护林区退耕前后坡地土壤侵蚀变化

为查明"三北"防护林建设前后农耕地和退耕地土壤保持效益变化，利用137Cs和210Pbex双核素示踪技术，选择了防护林建设较为成功的张家口坝上地区（风力侵蚀区）作为典型区，研究了农耕地以及退耕地土壤137Cs和210Pbex的剖面变化规律及其示踪的土壤侵蚀变化。结果表明：1）由于耕作的混匀作用，农耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex均呈均匀态分布；退耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex则表现为表层（0～5cm）浓度最高、下层（5～25cm）浓度均相对较低且分布相对均匀的形态，这表明退耕后坡地土壤137Cs和210Pbex剖面形态均会发生一定变化，退耕驱动土壤137Cs和210Pbex剖面变化导致运用土壤核素估算侵蚀模型在该区域难以适用；2）基于土壤137Cs和210Pbex剖面变化规律，利用210Pbex质量平衡方程，提出了退耕地土壤210Pbex土壤侵蚀估算模型；3）利用137Cs比例模型估算退耕地土壤侵蚀速率为27.94±11.92 (t/hm2·a)，农耕地侵蚀速率为29.11±14.42 (t/hm2·a)，而利用修正后的210Pbex转换模型估算得到"三北"防护林区退耕地造林前平均侵蚀速率为82.16±14.36 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率为-41.28±33.91 (t/hm2·a)；农耕地造林前平均侵蚀速率为68.55±22.11 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率-8.52±47.32 (t/hm2·a)。这表明137Cs示踪技术主要表征了1963年以来该区坡地土壤侵蚀和沉积的平均结果，而210Pbex示踪技术则可以较好地示踪防护林建成前后的土壤侵蚀变化。此外，研究结果也表明，相比于"三北"防护林建成之前，建成之后该区农耕地和退耕地的土壤侵蚀速率均呈显著下降趋势，且均由前期的风沙侵蚀转变成了风沙沉积。     

辽河源典型森林类型的土壤水文效应

[目的]研究辽河源地区典型森林类型林下土壤的水文效应,为辽河源森林生态系统健康的监测和评价提供理论佐证。[方法]选取典型森林类型,采用不同入渗模型拟合各森林类型土壤的入渗过程。[结果](1)土壤容重变化范围为1.21~1.56g/cm3,油松中龄林最大,山杨成熟林最小;土壤总孔隙度变化范围为41.26%~54.38%,山杨成熟林最大,油松中龄林最小;(2)山杨成熟林土壤蓄水能力最强,为1 087.56t/hm2;油松中龄林土壤蓄水能力最小,为825.17t/hm2;(3)山杨成熟林稳渗速率最大,为1.33mm/min;(4)霍顿(Horton)入渗模型和菲利普(Philip)入渗模型能较好地反映各森林群落土壤入渗过程,但通用幂函数模型拟合结果较差。[结论]不同森林类型土壤均表现出随着土层深度的增加容重逐渐增加的现象,阔叶林林下土壤蓄水能力要强于针叶林,通过比较认为可以利用霍顿(Horton)模型作为研究该区森林土壤水文功能的重要手段。     

紫色土区小流域土壤保持服务功能的空间分布特征

[目的]分析不同坡度、土壤类型、土地利用下的土壤保持服务功能分布,为减少土壤流失和改进土地利用规划提供科学依据。[方法]结合修正通用土壤流失方程(RUSLE)和GIS技术,以曲水河小流域为典型研究区,基于DEM、土壤、土地利用等基础数据,分析了研究区土壤保持服务功能的分布现状及影响因素。[结果](1)该流域土壤保持总量为1.10×107 t/a,单位面积土壤保持量为384.74t/(hm2·a),具有较高的生态系统服务功能重要性;(2)土壤保持服务功能总体呈现从河谷阶地逐渐向周边丘陵坡地递增的空间分布特征;(3)强烈及以上侵蚀强度区、8°~25°的坡度区、耕地、钙质紫泥田区和红棕紫泥土区应为土壤保持工作的热点区域。[结论]不同坡度、土壤类型、土地利用类型下土壤保持服务功能差异显著,可以通过改良土壤、提高植被覆盖和采取土壤侵蚀防治措施提高土壤保持服务功能水平。     

北京山区森林景观格局与环境关系的CCA研究

根据北京山区森林资源调查二类数据,在ArcGIS的支持下,采用网格样方的采样方法,进行典范对应分析(CCA),对北京山区的森林景观格局与环境因子关系进行了分析研究。结果表明,在北京山区,坡向、坡位和土壤厚度与森林景观类型的空间分布相关性较低,森林景观类型的空间格局更多地受到海拔和坡度的影响,海拔是控制森林景观类型空间分布的主要因素,其次是坡度;森林景观在总体上表现为人工林分布在低海拔地区,天然林分布在高海拔地区,这与景观类型在CCA排序图上的分布一致。