河北坝上低山区坡地灌丛沙堆表面土壤理化性质

[目的]揭示河北省坝上地区低山坡地不同坡向和坡位小叶锦鸡灌丛沙堆土壤理化性质变化规律,为坡地草地生态环境稳定提供理论依据。[方法]基于对山坡638个灌丛沙堆野外测量和86个室内土样分析的数据,运用地统计学和样品室内分析的方法。[结果](1)从低山坡脚到坡顶,灌丛沙堆pH值、粗砂、中砂和细砂总含量逐渐减少,粉砂、极细砂逐渐增加;有机质、全氮和全磷含量逐渐增加。(2)迎风坡不同坡位上灌丛沙堆表面颗粒中粗砂、中砂、细砂总含量大于背风坡相同坡位,极细砂和粉砂小于背风坡相同坡位。表面的土壤养分(有机质、全氮和全磷)为迎风坡坡脚大于背风坡坡脚,迎风坡坡中和坡顶的灌丛沙堆土壤养分含量小于背风坡坡中和坡顶灌丛沙堆,但是pH值变化与灌丛沙堆养分变化趋势相反。[结论]受坡位和坡向的影响,灌丛沙堆土壤理化性质空间分布具有一定的差异性。     

吉兰泰盐湖中心盐爪爪灌丛沙堆形态及其沉积特征

为了探究盐湖区盐爪爪灌丛沙堆形态特征和沉积特征,以阿拉善盟吉兰泰盐湖中心盐爪爪灌丛沙堆为研究对象,通过野外调查和室内分析研究了非围封区、围封区灌丛沙堆形态特征和表层沉积物粒度特征。结果表明:(1)研究区盐爪爪灌丛沙堆均处于初级发育阶段,非围封区盐爪爪灌丛沙堆密度远大于围封区。根据独立样本T检验分析,研究区盐爪爪灌丛沙堆高度(H_d)、体积(V)、底面积(A_d)、长轴与短轴之比(L/W)均无显著差异。(2)研究区表层颗粒主要以细砂和极细砂为主,但围封区粒度集中度大于非围封区,同时灌丛沙堆沉积物土壤粒度由迎风坡向背风坡趋于细化,从坡脚到坡顶沙粒趋于细化。(3)沉积物粒度由坡底到坡顶、迎风坡到背风坡平均粒度逐渐减小。灌丛沙堆分选性较差,沉积物粒度主要以细组分为主,沉积物颗粒分布较为集中。因此,研究结果有助于定量分析盐爪爪的固沙阻沙能力,为吉兰泰盐湖区生态系统保护与恢复提供了数据资料。     

半干旱区农田灌丛沙堆形态及沉积特征

采用野外观测和采样分析的方法对半干旱区农田灌丛沙堆形态及沉积特征进行了研究,结果表明:研究区农田灌丛沙堆水平尺度为4.4 m,长宽比为1.5,体积庞大且较为细长,走向与农田垄向相同。农田灌丛沙堆的湿度及硬度随部位的不同而发生变化,沙堆东侧湿度最大,为10.19%,硬度最小,为4.12 kg/cm²;南侧湿度最小,为1.03%,硬度最大,为15.9 kg/cm²;坡顶湿度较小,硬度较大,沙堆坡底硬度较大。沙堆整体的平均粒径、分选性低于周边农田,从迎风坡坡脚→迎风坡坡中→坡顶→背风坡坡中,平均粒径、分选性逐渐降低。垂直剖面颗粒粒径随着深度的加大有逐渐增大的趋势,分选性变差。除植被盖度、风力强度和沙源3个主要因素外,人为耕作也是一个影响农田灌丛沙堆形成演化的重要因素。     

乌兰布和沙漠沿黄河区域下垫面特征及风沙活动观测

为明确乌兰布和沙漠沿黄河区域下垫面特征与风沙活动特点,该文对该地区的沙丘形态、粒度特征、风速、输沙率与风沙流结构及其相互关系进行了野外调查与室内分析。结果表明:研究区横向沙丘平均宽-高比约为12.75。沙丘表面平均粒径与分选系数呈现出由丘间地至落沙坡逐渐减小的趋势,偏度则呈现出增大趋势。沙丘各部位粒度累计分布曲线均为正偏、单峰态分布。在净风与起沙风环境下,仅丘间地与沙丘顶部风速廓线呈对数形式分布;迎风坡坡脚处风速廓线多呈幂函数分布;落沙坡与背风坡坡脚处风速廓线分布形式不统一。无论在高风能环境下还是低风能环境下,从丘间地至背风坡坡脚,沙丘断面近地表风速呈减小(至迎风坡坡脚),增大(迎风坡坡脚至丘顶),再减小(丘顶至落沙坡),再增大(落沙坡至背风坡坡脚)趋势。沙丘顶部是风沙活动最为强烈的部位,沙丘各部位90%以上的输沙量集中到10cm高度以下;沙丘各部位的风沙流结构均服从三次函数分布。最后,该文针对该区域下垫面与风沙活动的特点和危害,提出相应的防治对策,以期对该区域风沙危害的防治提供参考。     

巴丹吉林沙漠南缘近流沙区白刺灌丛沙堆形态特征与空间分布

白刺灌丛沙堆是风沙塑造的荒漠景观,研究白刺灌丛沙堆形态特征和分布格局对沙源的响应,可为进一步研究其形成演化提供依据。研究通过野外调查测定,对巴丹吉林沙漠南缘近流沙区白刺灌丛沙堆集中分布区的沙堆形态特征及其空间分布进行了研究。结果表明:雏形阶段和发育阶段的沙堆分别占沙堆总数的24.0%和42.2%。该区域相邻沙堆平均间距仅为9.8 m,沿主导风向,相邻沙堆的间距呈现由大快速减小,维持小间距一段距离后,再缓慢增大的分布格局,密度变化与此相反。受高沙源供给及由此带来的强蚀积转换的影响,白刺灌丛沙堆稳定化进程减缓,各项形态特征值均较小。相关性分析表明,白刺灌丛沙堆的高度、长轴长、短轴长、迎风坡长、背风坡长和底面积间均呈显著相关(P0.01)。研究结果说明,在丰富沙源供给条件下,研究区白刺灌丛沙堆处于发育的中早期阶段,在景观上表现出密度大而体型小的特点。     

新疆艾勒逊乌拉沙漠沙丘表层沉积物粒径及分形特征

[目的]对新疆艾勒逊乌拉沙漠表层沉积物粒度特征进行研究,旨在了解其地表沉积物粒度特征及影响沉积物粒度分布的因素。[方法]对沙漠及沙丘表层沉积物粒度进行粒级划分,并对粒度参数、分形维数分析。[结果](1)研究区表层沉积物平均粒径为284.63μm,中砂为主,占48.93%;偏度为-0.18,呈负偏,距沙源近,搬运介质动力强;分选系数为1.10,分选性极好;峰度值为1.01,属常峰态,沉积物颗粒分布较均匀。(2)流动性沙丘和半固定沙丘表层沉积物偏度值分别为-0.13和-0.08,分别呈负偏、中等,两类沙丘粗砂砾较多;分选系数分别为1.66和1.76,均呈中等,沉积物粒度分布较均匀;峰度值分别为1.10和1.12,为常峰态和较窄峰,说明沙丘的粗颗粒沉积物在沙漠中相对集中。(3)流动性沙丘和半固定沙丘从迎风坡底到背风坡底表层沉积物的粒度平均粒径值依次分别为289.58,310.44,290.92,277.64,275.36μm和310.34,306.68,337.78,290.36,277.68μm,两类沙丘粗颗粒沉积物均集中在迎风坡。半固定沙丘迎风坡粗颗粒沉积物含量高于流动性沙丘迎风坡粗颗粒...     

PLA沙障对土壤硬度的影响

 为了解新材料聚酯纤维(PLA)沙障对沙丘土壤硬度的影响,通过测定铺设PLA沙障沙丘表层的土壤硬度,并以铺设麦草沙障沙丘及裸沙丘为对照,对比研究各种规格、迎风坡、坡顶及背风坡土壤硬度的差异。结果表明:铺设PLA沙障沙丘表层土壤硬度显著高于麦草沙障沙丘(P<0.001),且2者土壤硬度均显著高于未铺设沙障的裸沙丘(P<0.001);2 m×2 m和1 m×1 m PLA沙障土壤硬度比较接近,均显著小于3 m×3m规格的(P<0.01),而麦草沙障3种规格的土壤硬度差异较小;2种沙障所在沙丘不同部位土壤硬度变化趋势相似,均是迎风坡的最大,坡顶次之,背风坡的最小;PLA沙障及麦草沙障单个障格内的土壤硬度分布都是不均匀的,并且二者的土壤硬度分布规律存在差异。     

乌兰布和沙漠新月形沙丘迎风坡风速变化的初步研究

对乌兰布和沙漠新月形沙丘表面风速的野外观测结果表明,沙丘迎风坡气流加速量主要和沙丘坡面形态、迎风坡前来流风速有关,迎风坡风速放大率介于1.02~1.59之间。近地面风速和输沙强度由坡脚至丘顶总体呈递增趋势,丘顶风速和输沙率最大,到背风坡因涡流作用,风速由丘顶至坡脚减小,输沙率锐减,相对于丘顶的风速率变化在0.17~0.49之间。由于输沙率与起沙风速的立方成正比,因而风速在迎风坡上向丘顶增加时,丘顶区域的输沙率(相对于坡脚)将成倍增加。     

紫色丘陵区微地形条件下耕作土壤发生特征

传统耕作下的土壤受到自然成土因素和人为作用共同影响,土壤发生的方向和速度都可能发生改变。以传统耕作下紫色砂泥岩发育的土壤为对象,与自然条件下紫色砂泥岩发育的土壤进行对比,从土壤剖面形态、物理以及化学特征,探讨丘陵区微地形条件下紫色土的发生特征。结果表明:在传统耕作条件下,浅丘坡顶土壤土体厚度为15~40 cm,坡腰为22~100 cm,坡脚均超过100 cm;坡顶到坡脚旱地土壤表层的黏、粉粒平均含量分别为13.54%、23.75%、15.15%和24.41%、23.78%、29.90%,坡腰处表层土壤黏粒/粉粒比值最大;土壤pH值随坡顶、坡腰到坡脚呈减小趋势,坡顶土壤表层有机质、全氮和CEC均显著(P0.05)低于自然土壤;坡顶土壤表层出现Na的淋失,坡腰旱地表层和坡脚水改旱表层出现明显Mg的淋失,Si/Al和Si/R_2O_3值随地形从高到低逐渐减小,坡顶土壤表层CIA最大达到86.2,CIW最大达75.6,处于较强烈的化学风化程度。因此,在地形和人为耕作措施的共同作用下,紫色土土壤颗粒细化、元素淋失及表层化学风化增强,微地形是影响紫色土发育的重要因素。     

土壤粒径及有机碳特征对灌丛沙堆发育阶段的影响研究

为揭示风沙区柠条灌丛沙堆的发育规律,并为灌丛沙堆的发育阶段划分提供参考,对大、中、小三种柠条(Caragana korshinskii)灌丛沙堆顶部、中部和底部的土壤颗粒组成及分形维数、土壤有机碳特征进行研究。结果表明:土壤有机碳含量随灌丛沙堆的增大而递减,与灌丛及其沙堆的外部形态特征呈显著性负相关;随灌丛沙堆的增大,细砂含量逐渐增加,粉粒的含量逐渐减少;土壤粒径分形维数随灌丛沙堆的增大而递减,其与土壤黏粒、粉粒呈显著性正相关,与细砂、极细砂的百分含量呈负相关;土壤有机碳含量与土壤粒径分形维数之间存在显著性正相关。灌丛沙堆具有明显的空间异质性,沙堆上的土壤有机碳含量与土壤的颗粒组成与沙堆大小具有一定的相关性,并可作为划分沙堆发育阶段的标准,但需要充分考虑风力、植物和沙源等因素的影响。     

云南小湾水电站边坡治理研究

通过分析云南小湾水电站2#公路边坡地质地貌及生态系统的现状,总结了初期边坡治理的经验教训,并以生态恢复工程学为基本方法,结合植被混凝土护坡绿化技术,提出了小湾水电站2#公路边坡护坡绿化治理方案。经工程实践证明,该治理方案正确,效果显著。     

不同雨强条件下坡度对坡地产汇流及溶质运移的影响

为了分析坡度对坡面产汇流和溶质运移的影响,以室内土槽为平台,采用人工模拟降雨实验,研究了坡度为5°,10°和15°,雨强为30,60和120 mm/h条件下植被坡地的入渗总量、坡面流流速、地面径流以及地面径流中Br-,NH4+和NO3-的浓度变化.结果表明,在其它影响因素相同的情况下,随着坡度的增大,坡面平均流速增大,地面径流总量增加,入渗总量减少、地面径流初始产流时间和径流终止时间均呈减小趋势,地面径流中Br-浓度变化不大,变化曲线几乎重合,NH4+浓度总体上呈递减趋势,且随着降雨强度的增大,这种递减趋势越显著,NO3-的规律性不明显.用幂函数关系可较好地拟合出坡面平均流速与坡度的关系.     

不同下垫面条件下坡面蓄水保土效益试验研究

利用人工模拟降雨试验,定量研究了20°陡坡面在不同降雨强度(45,87,127mm/h)、不同下垫面条件(农耕地、裸地和草地)和不同草被覆盖度条件下(80%,60%,40%和20%)坡面的蓄水保土效益。试验结果表明:农耕地产沙量是草地产沙量的21.4～131.5倍,裸地产沙量是草地产沙量的18.3～182.5倍;草地相对于农耕地和裸地的蓄水效益为30.8%～71.8%,保土效益高达94.5%～99.4%;20%草被覆盖度的坡面产沙量分别是40%,60%和80%草被覆盖度坡面产沙量的1.1～1.5倍、1.2～2.9倍和1.3～6.1倍;以20%草被覆盖度的草地为参照区,40%,60%和80%草被覆盖度的草地蓄水效益和保土效益分别为6.0%～80.0%和11.4%～83.5%,草地蓄水保土效益随着草被覆盖度的增加呈增加的趋势。     

小流域防治体系中沟坡兼治的量化指标

水平梯田可拦蓄降水600 ～800 m m ,而甘肃省黄河流域实测一次短历时最大雨量为166-1 m m ,长江流域为216m m ,即水平梯田可拦蓄径流量是田面承接雨量的3 ～5 倍,靠田面自身的雨量满足不了作物生长的需要,因此在布设坡面工程措施时,可考虑隔坡布设,以增加梯田的深层土壤水分。治沟工程建成后因逐年淤积,其有效拦蓄能力即有效控制面积逐年递减,相邻两年有效控制面积的差值,即为当年坡面治理的最小面积。     

草地坡面水动力学特性及其阻延地表径流机制研究

利用野外实地放水试验,分析草地减流减沙效益,研究草地与裸地坡面的产流产沙过程与坡面流水动力学特性.试验结果表明,草地与裸地坡面土壤入渗过程均符合Horton入渗公式,且裸地坡面土壤入渗率约为草地的45%;草地坡面含沙率平均值较裸地减少70%左右、输沙率减少80%左右、径流系数减少30%左右;裸地与草地坡面流雷诺数Re均属于层流范畴,当坡面径流量较小时,裸地和草地坡面流的雷诺数和弗劳德数属于层流中的缓流范畴,当坡面径流量进一步增大,裸地坡面径流属于过渡流急流流态;草地和裸地坡面径流深没有明显差异,草地坡面径     

西南地区几种典型边坡植被的护坡效益分析

植被对边坡防护有着非常重要的作用,但其防护效果易受配置模式及建植年限的影响。以西南地区5种典型边坡植被配置模式为对象,比较了不同配置模式的护坡性能及建植年限等因素所致的年际间差异。坡上设景观过渡带（株行距分别为0.5 m×0.5 m,0.05 m×0.1 m的小乔木、地被植物）,坡下为不同配置的坡面防护带（喷播密度为10 g/m²的灌木、草本植物）:M₁为慈竹—野牛草,M₂为小冠花—紫羊茅,M₃为苜蓿—狗牙根,M₄为小冠花—黑麦草,M₅为黄荆—狗尾草。测定了成渝高速永川段2012—2014年各植被配置模式在自然降雨条件下的产流、产沙特征。结果表明:（1）建坪初期,狗尾草所在群落（M₅）生长快、成坪早,在2012年汛期即呈现较强的护坡性能:蓄水、保土能力分别达到59.14%,96.22%,产流量、产沙量（61.2 mm,52.0 g/m²）也明显低于其他小区（p < 0.05）;狗牙根、黑麦草等多年生草本所在群落成坪迟、生长慢,护坡性能普遍较差。（2）2013年汛期,M₁—M₄的护坡性能较2012年明显提高,以M₃,M₄最为显著。（3）2014年汛期,具有发达根系的狗牙根所在群落护坡性能最强:蓄水、保土能力分别达到80.03%,98.49%;M₅的护坡性能最差,其产流量、产沙量（62.1 mm,150.33 g/m²）也明显高于其他观测区。相同降雨条件下,边坡植被的护坡性能与群落结构有关,即建坪初期与地上生物量大小正相关,之后与根系重量正相关。     

基于GIS和CSLE的陕西省土壤侵蚀定量评价方法研究

通过对陕西省土壤侵蚀的定量评估,探索省域尺度上土壤侵蚀定量评价制图方法,以期为第四次全国土壤侵蚀普查提供技术支撑.利用陕西省日降雨数据、土壤类型图、土地利用图、DEM、植被覆盖图,选择CSLE模型.在ArcGIS平台上计算研究区2006年土壤侵蚀量,并与水利部标准评价结果进行对比分析.探索了坡度坡长变换对土壤侵蚀的影响.定量化的评价结果能较好的反映气候,土壤及水保措施对土壤侵蚀的影响,比水利部标准评价结果更能反映实际侵蚀.坡度坡长变换后对土壤侵蚀有明显影响.在GIS支持下,通过土壤侵蚀模型进行定量评价,可高效、客观反映土壤侵蚀情况及其主要影响因子,对区域治理和有关决策有极其重要参考价值.为了准确真实的反映土壤侵蚀程度,必须进行坡度坡长变换.     

红壤坡耕地综合治理与开发关键技术研究

坡耕地是在山区落后的生产力背景下，人口与资源矛盾冲突中出现的产物，是重要的农业生产资源。但是，不合理的开垦利用甚至超强度的掠夺式经营，已使坡耕地成为南方红黄壤地区水土流失的主要来源。以湖南的坡耕地为研究对象，在系统地分析了坡耕地治理与开发的主要障碍因素的基础上，根据近10年的攻关研究成果与治理实践经验，阐明了坡耕地治理与开发应采取的原则和选择的模式，并就治理与开发过程中如何防止水土流失、抗御季节性干旱、提高土壤肥力、加快农业产业化进程、建立健全投资机制与激励机制等技术途径和措施进行了较为系统的研究。     

短坡坡长变化对坡地风沙土产流产沙及氮磷流失的影响

通过野外水流冲刷试验,对比分析了不同坡长条件下坡面产流产沙及氮磷流失特征。结果表明,上方来水流量一定时,坡长越长,其坡面入渗量越大,径流量越小,且存在一个临界坡长,使得径流量和入渗量相当,累计径流量与坡长是负线性关系。随着坡长增加,产沙量增大,单位坡长的泥沙流失量在各坡长条件下差异并不显著(P0.05)。累计泥沙量随着坡长增大而增大;幂函数比指数函数能更好的描述硝态氮和水溶性磷浓度变化过程;泥沙中硝态氮和有效磷的含量整体上随时间呈减小趋势。坡长越长,其养分富集率越大;随着坡长增大,存在一个临界坡长使得养分流失总量最大;土壤剖面硝态氮含量分布随着深度增大呈现出峰值特征,但是峰值存在的深度不同。土壤剖面有效磷主要积聚表层5cm以上,5cm以下有效磷含量极低。研究结果对进一步分析坡长对水土养分流失的影响具有参考价值。