黄土丘陵沟壑区不同退耕类型径流、侵蚀效应及其时间变化特征

在自然降水条件下,连续14年对半干旱黄土丘陵沟壑区坡耕地及其4种退耕类型径流、侵蚀进行观测实验。结果表明:坡耕地退耕显著减少地表径流和土壤侵蚀,退耕类型之间径流量和侵蚀量存在显著差异,其大小次序为:农耕坡地>牧草地>乔木林地>自然草地>灌木林地。地表径流和侵蚀具有明显的季节分布特征,减流、减沙效应主要发生于7月和8月。牧草地累积减流、减沙效应随年度增加逐步下降,乔木林地的累积减流效应逐渐下降而减沙效应则逐步增加,灌木林地累积减流、减沙效应持续提高,自然草地则为先增长后降低的过程。14年观测结果表明:累积减流、减沙效应次序为:灌木林地>自然草地>乔木林地>牧草地。牧草地和乔木林地在短期具有较好的减流、减沙效应,而灌木林地和自然草地具有较好稳定持久的水土保持功能。     

雨水利用与水土保持和农业持续发展

雨水资源是西北黄土高原旱作区农田生产的主要水源。该区域年均雨水总量２７５７亿ｍ＾３，是当前前年地表水和地下水用量的９．２倍。因降水时空分布不均，“易失多变”，水土流失和干旱问题严重，卫水利用率４０％左右，作物水分利用效率仅３．０－４．５ｋｇ（ｈｍ＾２．ｍｍ）。人工收集与调配利用雨水，是水土保持和农业生产的一个结合点，可使降寸桑加增效，人工收集利用雨水在西北历史悠久，有坝、塘、池、井、窖和卫坡梯田等     

黄土丘陵沟壑区山地果园集流高效利用技术研究

对黄土丘陵沟壑区山地果园集流节水利用的定位试验观测和分析的结果表明 :将果园修成“回”字形集水面 ,将超渗产流蓄贮 ,既可以减少果园水土流失 ,又能满足果树旱季用水 ;采用地膜覆盖、秸秆覆盖、绿色覆盖措施可以有效地减少地面蒸发 ,调节地表温度 ,增加土壤有机质 ,达到高效利用雨水资源的目的。该技术具有简便、实用、经济效益高的特点 ,适宜在生产中大力推广应用     

黄土高原窑窖集水工程技术探讨

在调查研究的基础上 ,指出了目前黄土高原窑窖集水工程建设中存在的主要问题 ,包括沿路水窖布设过多、集流场建设滞后以及目前窑窖施工、沉沙池设计中存在的关键技术问题等。在具体分析集流场集流潜力和用水量基础上 ,针对沿路水窖布局提出了科学密度指标体系。作者还对水窖工程技术存在问题提出了对策 ,并推荐迷宫式沉沙池以完善目前窑窖工程的技术环节。     

黄土丘陵区翻白草光合特性的研究

运用开放式气体交换LI-6400便携式光合作用测定系统,测定了自然条件下黄土丘陵区翻白草(Potentilladiscolor Bunge)的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cs)及其光响应曲线.(1)翻白草净Pn日进程呈"单谷"型曲线,在早晨800,Pn为全天最大值14.91μmol/(m2·s);至1400,Pn降到最小值0.13 μmol/(m2·s),植物进入"午休"状态.(2)翻白草的光补偿点为51.4μmol/(m2·s),光饱和点为527μmol/(m2·s),表观量子效率为0.056 6,说明翻白草属于典型的阳生植物.(3)在光响应过程中,随着有效光辐射强度(RPA)的增强,翻白草的蒸腾速率(Tr)一直处于上升趋势,与Gs变化趋势完全一致,二者呈指数关系.翻白草WUE随RPA的增强呈抛物线状变化,在初始阶段,WUE增加较快,RPA为800 μmol/(m2·s)时,WUE达到最大值4.68 mmol/mol之后,WUE开始逐渐降低,但是变化较小.     

黄土丘陵小流域景观空间格局动态分析——以固原市上黄试区为例

 为黄土高原土地资源合理利用及区域可持续发展提供参考,以上黄试区为例,在地理信息系统支持下获得计算景观多样性的有关参数,选取斑块大小及数量、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、均匀度和破碎度等指标,对黄土丘陵小流域10年来景观多样性动态变化进行分析。结果显示:1995—2004年,该试区总斑块数增加了6个,斑块变化明显的主要表现为:坡耕地及天然草地斑块分别减少19个和12个,人工草地斑块及梯田分别增加15个和9个;平均斑块面积及平均斑块周长分别下降了0.14hm2和185.36m2;梯田、天然草地、疏林地、园地及居民点用地分维数,都有不同程度的下降,而坡耕地、人工草地、灌木林地及未利用地景观的分维数有所上升,水浇地、川台地、乔木林地、水域景观分维数保持不变;上黄试区景观异质性特征表现为:均匀度指数下降5.86,景观破碎度指数上升0.002,人为干扰度增加1.95,景观类型多样性指数下降0.25,优势度指数上升0.25。目前,试区从耕地及草地为主的景观生态系统,转变为以林地和草地景观为主的高度异质化的景观生态系统,人类活动的干预,是驱动该试区景观空间格局变化的主要驱动因素。     

黄土高原土壤侵蚀有效防治战略

 通过总结、梳理黄土高原治理的经验教训,认为应从遵循自然与经济规律上确立治理战略和制定当前的治理对策。治理战略一是从理念上认识黄土高原土壤侵蚀是在自然侵蚀的基础上叠加了人类加速侵蚀的结果,人类目前还无法根除土壤侵蚀的危害;二是从治理目标上确定有限目标和有限水保产业目标。战略措施是:建立坝系高产基本农田;依靠植被自然恢复功能,以水定树搞好植被恢复与建设;贯彻径流调控和综合治理路线,搞好小流域综合防治。对当前的防治对策提出了见解和建议。     

Soil organic matter fractionation as a tool for predicting nitrogen mineralization in silty arable soils

After decades of searching for a practical method to estimate the N mineralization capacity of soil, there is still no consistent methodology. Indeed it is important to have practical methods to estimate soil nitrogen release for plant uptake and that should be appropriate, less time consuming, and cost effective for farmers. We fractionated soil organic matter (SOM) to assess different fractions of SOM as predictors for net N mineralization measured from repacked (disturbed) and intact (undisturbed) soil cores in 14 weeks of laboratory incubations. A soil set consisting of surface soil from 18 cereal and root‐cropped arable fields was physically fractionated into coarse and fine free particulate OM (coarse fPOM and fine fPOM), intra‐microaggregate particulate OM (iPOM) and silt and clay sized OM. The silt and clay sized OM was further chemically fractionated by oxidation with 6% NaOCl to isolate an oxidation‐resistant OM fraction, followed by extraction of mineral bound OM with 10% HF (HF‐res OM). Stepwise multiple linear regression yielded a significant relationship between the annual N mineralization (kg N/ha) from undisturbed soil and coarse fPOM N (kg N/ha), silt and clay N (kg N/ha) and its C:N ratio (R² = 0.80; P < 0.01). The relative annual N mineralization (% of soil N) from disturbed soils was related to coarse fPOM N, HF‐res OC (% of soil organic carbon) and its C:N ratio (R² = 0.83; P < 0.01). Physical fractions of SOM were thus found to be the most useful predictors for estimating the annual N mineralization rate of undisturbed soils. However, the bioavailability of physical fractions was changed due to the disturbance of soil. For disturbed soils, a presumed stable chemical SOM fraction was found to be a relevant predictor indicating that this fraction still contains bio‐available N. The latter prompted a revision in our reasoning behind selective oxidation and extraction as tools for characterizing soil organic N quality with respect to N availability. Nonetheless, the present study also underscores the potential of a combined physical and chemical fractionation procedure for isolating and quantifying N fractions which preferentially contribute to bulk soil N mineralization. The N content or C:N ratio of such fractions may be used to predict N mineralization in arable soils.