半干旱黄土丘陵区土壤水分生长季动态分析

土壤水分是半干旱地区植被生长的重要水分来源,尤其是深层土壤水分对黄土高原人工植被恢复起着至关重要的作用,阐明深层土壤水分的季节动态对揭示人类活动影响下的植被与水分的相互作用关系、维持黄土高原植被恢复的可持续性有重要的科学意义。文中基于半干旱黄土丘陵区8种典型植被0-1.8m土壤水分动态监测和0-5m深度土壤水分季节比较,研究发现:1)植被类型对土壤水分及其剖面分布具有显著影响,且不同植被土壤水分季节变化均随深度增加而减弱;2)生长季中不同植被土壤水分都呈现出先减少再增加的变化,不同植被在不同生长阶段中降雨对土壤水分的补充有所不同;3)人工植被深层土壤水分没有显著的季节变化,表明人工植被深层土壤水分已难以受到当季降水补充,维持植被生长的功能可能在逐渐减弱,黄土高原现阶段植被恢复需要平衡维持植被生长与土壤水分可持续利用。     

黄土高原半干旱区集水农业的气候学初探

水分不足是限制黄土高原半干旱区旱地农业生产力的主要因素。通过对甘肃黄土高原半干旱区自然降水和土壤水分等农业气候因子的动态分析，发现５、６月间降水低谷与７－９月丰水季交替重复出现是本区正常的天气现象。这一降水低谷引起土壤水分低值槽现象，造成夏粮作物的“卡脖旱”，严重影响产量。     

黄土高原半干旱区集水农业的气候学初探──以甘肃黄土高原半干旱区为例

水分不足是限制黄土高原半干旱区旱地农田生产力的主要因素。通过对甘肃黄土高原半干旱区自然降水和土壤水分等农业气候因子的动态分析，发现５、６月间降水低谷与７—９月丰水季交替重复出现是本区正常的天气现象。这一降水低谷引起土壤水分低值槽现象，造成夏粮作物的“卡脖旱”，严重影响产量。在该区发展集水农业，雨季蓄集雨水，于次年５、６月间干旱季节进行补偿性灌溉，既可充分利用雨季雨水，又可消除土壤水分低值槽现象，达到增产目的。因此，从气候学角度讲，在黄土高原半干旱区实行集水农业是必要而可行的。     

黄土高原沟壑区生态系统适度生产力与生态环境协调发展研究

以黄土高原沟壑区的典型代表地区长武王东沟小流域为研究对象．分析提高黄土高原沟壑区生态系统生产力途径及对生态环境的影响，建立保证生态安全、食物安全的生物保护技术体系，建立黄土高原沟壑区高效、安全和可持续农业生态系统，为黄土高原地区提供农村生态经济系统发展模式，解决黄土高原沟壑区经济发展中人口一资源一环境协调发展问题，为国家对生态环境安全及生态环境建设决策提供科学依据。     

黄土高原生态分区探讨

生态分区是生态系统和自然资源合理管理及持续利用的基础，合理的生态分区可为生态环境建设和环境管理政策的制订提供科学依据。在综合分析黄土高原生态环境特点的基础上，阐明了本区的生态地位及存在的主要生态问题。综合考虑黄土高原自然生态特点及其所构成的空间组合的相似性和异质性，提出了黄土高原生态分区的原则、依据及指标系统。通过对气候、土壤、植被等生态系统要素和社会、经济因素进行聚类分析，将黄土高原划分为七个一级生态类型区，并讨论了各区建设生态屏障的区域布局、建设途径及任务。     

退耕还林工程以来黄土高原植被覆盖与地表湿润状况时空演变

基于2000—2014年的MODIS数据和Landsat数据,利用温度植被干旱指数反映地表湿润状况,分析了退耕还林工程以来黄土高原地表湿润状况与植被覆盖的时空变化特征及其相互关系。(1)2001—2014年黄土高原归一化植被指数增速为6.3%·(10a)~(-1),温度植被干旱指数降速为-4.5%·(10a)~(-1),植被覆盖与地表湿润状况均呈增加趋势,分布呈"东南高、西北低"的特征,大体上可以看出两者具有正的空间相关性。(2)从TVDI和NDVI的变化趋势来看,黄土高原植被覆盖与地表湿润状况整体上呈现出增加趋势。空间分布上反映出,植被覆盖变化基本上与地表湿润状况变化分布一致,但是仍然存在区域性差异。(3)从相关系数来看,黄土高原植被覆盖与地表湿润状况呈现出正相关。从变化趋势对应关系来看,14 a间黄土高原东北—西南一线山地地区植被覆盖与地表湿润状况变化有利于生态环境改善。人类活动强烈的平原地带极不利于生态环境改善。值得注意的是,退耕还林重点区是未来生态环境变化监测和管理的重点区域,以免引起再次退化。     

黄土高原人工草地的土壤水分动态及水土保持效益研究

通过９年观测，黄土高原人工草地土壤水分的季节性变化可划分为三个阶段，在此基础上模拟不同人工草地土壤水分的变化规律；随着牧草生育期的延长至第９年，人工草地土壤水分恢复程度逐渐减弱；沙打旺生存能力极强，能够高效地利用深层土壤贮水；用数学模型可以模拟不同人工草地的水土流失，将植被因子引入水土流失方程，可以定量描述对水土流失的影响；反映植被、土壤等因子与水土流失关系的复合因子Ａ￣１值，基本上代表不同人工草地水土流失状况。     

新疆精河县不同人工植被对小气候的影响

精河县是新疆准噶尔盆地生态环境变化的重点区域之一.文中选择当地的4种典型人工植被为研究对象,包括杨树林、杨树+沙枣林、葡萄田和棉花田.通过监测4种人工植被内的风速、气温、相对湿度以及土壤温度和体积含水量,评价它们对小气候的影响.结果表明:与荒漠相比,4种人工植被都能够有效降低风速,同时在一定程度上调节气温,增加相对湿度,降低土壤温度.葡萄田和棉花田改善了土壤水分条件,但是杨树林和杨树+沙枣林的土壤水分条件较差.建议当地今后加强对防护林的水分管理.     

黄土高原沟壑区生态系统适度生产力与生态环境协调发展研究

以黄土高原沟壑区的典型代表地区长武王东沟小流域为研究对象,分析提高黄土高原沟壑区生态系统生产力途径及对生态环境的影响,建立保证生态安全、食物安全的生物保护技术体系,建立黄土高原沟壑区高效、安全和可持续农业生态系统,为黄土高原地区提供农村生态经济系统发展模式,解决黄土高原沟壑区经济发展中人口—资源—环境协调发展问题,为国家对生态环境安全及生态环境建设决策提供科学依据。     

植被作用下的土壤干化及其发生机制探讨

通过分析黄土高原不同类型植被下的土壤水分状况,探讨了植被作用下土壤干化的特征和机制,以正确认识其实质,并提供可调控的依据。结果表明,植被作用下的土壤干化具有相对稳定性,其数量指标可采用田间稳定湿度值衡量。在黄土高原气候及地质条件下,土壤干化是植被作用下易于发生的现象,但它并不是植被建造的必然结果。人为营造大片耗水性强的植被类型,高密度以及追求高生产量,是其发生的关键因素。通过了解人工林草物种特点的二重性、合理配置群落结构的必要性以及人工与天然起源的植被在植物竞争效应方面的差异,可对其实施有效管理。植被下土壤干化的普遍发生,不应当妨碍黄土高原进一步开展林草植被建设。     

黄土区人工林地的土壤水分研究动态

水分是黄土区植被恢复与重建的重要限制因子，土壤水分是植物生长和发育的必要环境因素。由于土壤水分供给的有限性，使它成为植物生长和生存的限制性因素。因而，对土壤水分的研究具有十分重要的意义。在土壤水分研究现状的基础上分析植被恢复与重建，并从研究的方法与内容方面进行论述，提出当前土壤水分研究中存在的问题与解决对策。     

黄土高原地区的生态建设与政策创新

生态环境建设是西部大开发的根本切入点。黄土高原地区是我国生态环境最为严峻的地区 ,目前仍有 2 9× 10 4 km2 的土地有待治理 ,任务十分艰巨。本区生态环境建设的主要阻力是生态系统脆弱、经济系统贫困、科技文化水平落后、生态建设效益滞后、投资巨大等。提出的对策是稳定落实“退田还林”补贴政策 ,完善多元化的生态建设投资体系 ,建立公平合理的资源开发政策体系 ,加强生态环境建设的科技支撑作用 ,严格控制人口的快速增长等。强调排除阻力、促进生态环境建设的关键是调整思路 ,在各项政策和措施上都有所创新 ,有所突破     

黄土高原城郊区植被生产有机物价值的时空差异

选取受人类活动影响深刻的生态脆弱区陕北黄土高原城郊区为研究区,利用研究区太阳辐射、降水量、日照率、地面长波辐射、土地利用等数据和区域生态服务价值测算模型测算了研究区植被净生产力、生产有机物价值的时空差异.结果表明:陕北黄土高原城郊区各类植被净生产力年际间变化大;陕北黄土高原城郊区植被净生产力空间差异显著,而且同一区域不同植被类型净生产力也不相同;陕北黄土高原城郊区植被生产有机物总价值随时间变化明显,其中榆林市城郊区年际间变化最大.     

延安地区土壤水分生态与植被建设

半干旱半湿润的延安黄土高原地区是我国水土流失严重和植被建设的重点地区之一,90年代以来以造林为主的植被建设效果并不理想。以果园地为研究重点的延安不同地区和不同立地条件下存在土壤水分状况的空间差异和普遍的土壤干化现象,土壤水分的总体亏缺是延安地区土壤干层出现的客观依据。延安地区土壤水分状况表明,延安南部和中部地区可以进行合理的人工造林,而北部地区应以灌草植被恢复为主,而地形破碎的梁峁地在造林过程中必需运用水平阶等集水造林技术。     

黄土高原气候变迁、植被演替与土壤干层的形成

2 .5Ma B.P.以来 ,受地球轨道要素周期性变化和青藏高原阶段性强烈隆升的影响 ,黄土高原地区气候存在着干期与湿润交替出现的现象 ,但总的趋势是向干旱化方向演化。黄土高原第四纪以来草本植物一直较为繁茂 ,木本植物仅在少数几个时期处于优势地位。现代黄土高原人工林草植被普遍存在着土壤干层问题。土壤干层的形成是气候干旱化过程中必然出现的现象 ,它是导致植被演替的直接原因之一。人工植被激发并强化了土壤干层的形成。土壤干层的形成是气候干旱化和人工植被选择不当两个方面综合作用的结果 ,但有望通过有关人工措施使其危害得到缓解     

黄土高原不同土壤类型有机碳密度与储量特征

土壤有机质的理化特性是黄土高原地区水土保持及生态修复的重要物质基础,充分了解黄土高原区不同土壤类型的有机碳密度与储量,对生态建设具有重要的实际意义。利用第二次全国土壤普查数据,对黄土高原不同土壤类型0～20 cm表层土体有机碳密度及储量进行估算,并分析两者的空间特征。结果表明：黄土高原区土壤有机碳密度加权平均值为2.00 kg·m-2,棕壤碳密度值最高,为15.56 kg·m-2,风沙土最低,仅为0.24 kg· m-2,空间上呈中间低四周高的分布格局。黄土高原地区总碳储量为1 239.85 Tg（1 Tg=1012 g）,灰褐土及黄绵土碳储量较高,两者占总体的46.86%,灰漠土、冻漠土、碱土较低,总量仅占0.17%,空间上呈由西北向东南递增的分布规律。黄绵土、风沙土在黄土高原区分布较广,但两者碳密度较低。因此,在今后的生态修复措施中,提高两者有机碳含量十分关键。     

Changes in soil properties and erodibility of gully heads induced by vegetation restoration on the Loess Plateau,China

Soil erosion on the Loess Plateau of China is effectively controlled due to the implementation of several ecological restoration projects that improve soil properties and reduce soil erodibility. However, few studies have examined the effects of vegetation restoration on soil properties and erodibility of gully head in the gully regions of the Loess Plateau. The objectives of this study were to quantify the effects of vegetation restoration on soil properties and erodibility in this region. Specifically, a control site in a slope cropland and 9 sites in 3 restored land-use types(5 sites in grassland, 3 in woodland and 1 in shrubland) in the Nanxiaohegou watershed of a typical gully region on the Loess Plateau were selected, and soil and root samples were collected to assess soil properties and root characteristics. Soil erodibility factor was calculated by the Erosion Productivity Impact Calculator method. Our results revealed that vegetation restoration increased soil sand content, soil saturated hydraulic conductivity, organic matter content and mean weight diameter of water-stable aggregate but decreased soil silt and clay contents and soil disintegration rate. A significant difference in soil erodibility was observed among different vegetation restoration patterns or land-use types. Compared with cropland, soil erodibility decreased in the restored lands by 3.99% to 21.43%. The restoration patterns of Cleistogenes caespitosa K. and Artemisia sacrorum L. in the grassland showed the lowest soil erodibility and can be considered as the optimal vegetation restoration pattern for improving soil anti-erodibility of the gully heads. Additionally, the negative linear change in soil erodibility for grassland with restoration time was faster than those of woodland and shrubland. Soil erodibility was significantly correlated with soil particle size distribution, soil disintegration rate, soil saturated hydraulic conductivity, water-stable aggregate stability, organic matter content and root characteristics(including root average diameter, root length density, root surface density and root biomass density), but it showed no association with soil bulk density and soil total porosity. These findings indicate that although vegetation destruction is a short-term process, returning the soil erodibility of cropland to the level of grassland, woodland and shrubland is a long-term process(8–50 years).     

Soil hydraulic conductivity as affected by vegetation restoration age on the Loess Plateau,China

The Loess Plateau of China has experienced extensive vegetation restoration in the past several decades,which leads to great changes in soil properties such as soil bulk,porosity,and organic matter with the vegetation restoration age.And these soil properties have great effect on the soil infiltration and soil hydraulic conductivity.However,the potential changes in soil hydraulic conductivity caused by vegetation restoration age have not been well understood.This study was conducted to investigate the changes in soil hydraulic conductivity under five grasslands with different vegetation restoration ages(3,10,18,28 and 37 years)compared to a slope farmland,and further to identify the factors responsible for these changes on the Loess Plateau of China.At each site,accumulative infiltration amount and soil hydraulic conductivity were determined using a disc permeameter with a water supply pressure of –20 mm.Soil properties were measured for analyzing their potential factors influencing soil hydraulic conductivity.The results showed that the soil bulk had no significant changes over the initial 20 years of restoration(P0.05);the total porosity,capillary porosity and field capacity decreased significantly in the grass land with 28 and 37 restoration ages compared to the slope farmland;accumulative infiltration amount and soil hydraulic conductivity were significantly enhanced after 18 years of vegetation restoration.However,accumulative infiltration amount and soil hydraulic conductivity fluctuated over the initial 10 years of restoration.The increase in soil hydraulic conductivity with vegetation restoration was closely related to the changes in soil texture and structure.Soil sand and clay contents were the most influential factors on soil hydraulic conductivity,followed by bulk density,soil porosity,root density and crust thickness.The Pearson correlation coefficients indicated that the soil hydraulic conductivity was affected by multiply factors.These results are helpful to understand the changes in hydrological and erosion processes response to vegetation succession on the Loess Plateau.