Assessing spatial variability and erosion susceptibility of soils in hilly agricultural areas in Southern Italy

Soil erosion is one of the main environmental problems in the Mediterranean area. This problem is becoming even more important especially in Italy, in the Apennines, where severe erosive processes occur due to the action of concentrated running water. The erodibility (K-Factor) of a soil, estimated using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), is a measure of its susceptibility to erosion and depends on several soil properties such as organic matter, texture and permeability and structure.To assess the spatial variability of soil properties and soil erodibility in hilly agricultural areas and to investigate the relationships between soil features and landscape morphodynamics, a detailed study in Molise region (southern Italy), in a small drainange basin located along its hilly Adriatic flank, was carried out. In this catchment, 63 topsoil samples (A horizons) were collected and 10 soil profiles, forming a catena crossing 3 land units, were sampled. The calculated K-Factors ranges between 0.012 and 0.048 t ha h ha⁻¹ MJ⁻¹ mm⁻¹ indicating a complex spatial distribution, due to the several local pedological and geomorphological factors affecting soil erodibility. The results give clear evidence about the relationships among soil characteristics, soil erodibility and landscape morpho-dynamics (land units).Comparing the soil loss rates estimated for the study area with those reported in literature, a good correspondence can be observed only for the more stable land unit, not characterized by intense erosive processes. The proposed methodology is suitable to highlight areas characterized by similar morphodynamics features, and comparable soil erodibility, for a more effective spatialization of K factor.     

青海果洛高寒地区燕麦和小黑麦最佳混播比例筛选

为筛选出适合于三江源区燕麦(Avena sativa)和小黑麦(×Triticale Wittmack)混播比例,在青海省甘德县进行了燕麦与小黑麦不同混播处理的研究。结果表明,在供试的5个混播处理中,混播组合燕麦60%+小黑麦40%处理下的干草产量最高,为13605 kg·hm–2,显著高于单播(P<0.05),和燕麦50%+小黑麦50%处理差异不显著(P>0.05)。燕麦60%+小黑麦40%处理下的燕麦株高最高,比燕麦单播提高6.5%。燕麦60%+小黑麦40%处理下的燕麦单株产量和单株地下生物量均显著高于燕麦单播和其他供试混播处理(P<0.05);小黑麦单株产量在燕麦40%+小黑麦60%处理下最高。燕麦60%+小黑麦40%处理下的燕麦和小黑麦的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量均低于单播,粗蛋白含量最高。利用干草产量、粗蛋白含量、可溶性糖含量、淀粉含量、酸性洗涤纤维含量和中性洗涤纤维含量的相对值进行隶属函数值综合评价,得出混播处理的最佳比例为燕麦60%+小黑麦40%。     

基于DOM航空影像单木树冠提取

准确提取单木树冠边界是获取森林数量参数的重要基础，是高分辨率遥感图像林业应用的技术难题。基于DOM航空影像数据源，采用面向对象的方法对研究区内的2个树种的林分进行了单木树冠边界提取研究。首先利用桉树和杉木的空间分布矢量数据对DOM航空影像进行掩膜处理，在掩膜区域内进行多层次多尺度图像分割得到初步树冠分割结果，并剔除非树冠信息；再以树冠信息种子对象为基础，使用区域增长算法对树冠信息种子对象增长得到单木树冠范围；最后使用形态学滤波的方法优化单木树冠边界，完成林区内桉树和杉木两类树种的单木树冠边界提取。结果表明，由于不同树种的树冠存在尺度和形态差异，进行单木树冠分割时需要设置不同的参数才能到达较好的分割效果。本研究中桉树和杉木的单木树冠提取总体精度分别为86.75%与89.21%，可满足林业部门获取森林单木树冠的精度需求。     

高寒丘陵区不同退耕年限人工林形质评价

基于时空互代法研究不同退耕年限对青海东部人工林形质的影响，为高寒丘陵区人工林经营及多功能利用提供理论依据。在青海东部西宁市大通县设置青杨、祁连圆柏、青海云杉和华北落叶松典型人工林试验样地，开展退耕年限10、20 a和30 a样地调查。以生长情况、侧枝情况和土壤养分情况作为退耕还林林木形质评价指标，运用层次分析法构建林木形质的评价体系，对4种人工林林木形质进行综合评价。干形情况对林木形质的影响最大，贡献率占0.603；生长情况对其影响次之，贡献率占0.337；侧枝情况对其影响较小，贡献率仅占0.060；16个评价指标在林木形质评价中的权重大小依次为健康情况(0.674 9)＞自然整枝能力(0.598 8)＞土壤有机质(0.578 7)＞通直度(0.526 5)＞分杈情况(0.348 0)＞土壤K(0.232 5)＞侧枝平均基径(0.202 7)＞胸径年均生长量(0.176 9)＞枝粗指数(0.150 6)＞土壤N(0.139 2)＞树高平均生长量(0.107 6)＞高径比(0.071 5)＞尖削度(0.054 0)＞土壤P(0.049 6)＞侧枝数(0.047 9)＞冠径比(0.040 7)；综合评价得分依次为青杨(81.67)>华北落叶松(80)>青海云杉(75)>祁连圆柏(60)。森林生态系统通过自我调节,其发育呈正向演替。高寒丘陵区人工林形质随退耕恢复年限增加呈先增加后减少趋势。前期造林(10 a)可迅速提高林地盖度；发育至20 a时，林地林木形质最优；退耕30 a，林下光照减少，下层出现竞争缺光,影响林地涵养水分功能发挥，影响林木形质。以层次分析法建立的林木形质评价体系可为高寒丘陵区人工林经营及多功能利用提供依据，为其他树种形质评价提供借鉴。     

黄土丘陵区不同土地类型下土壤养分特征—基于生态化学计量学

为探讨黄土丘陵区不同土地类型下土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量特征，本研究以黄土丘陵区典型小麦地、云杉林地、苜蓿地为对象，基于实测数据，采用方差、相关统计分析，研究不同土地类型、不同土层深度（0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm）土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量比。结果表明：3种不同土地类型土壤SOC、TN和TP含量均随土层深度增加而降低，其平均含量分别为12.19、0.33和0.48 g·kg^-1，小麦地和苜蓿地土壤SOC、TN和TP空间变异性较云杉林地偏大。SOC、TN含量为云杉林地>小麦地>苜蓿地，TP含量为云杉林地>苜蓿地>小麦地。土壤SOC、TN和TP间均存在显著正相关关系。小麦地C/P显著（P<0.05）高出苜蓿地41.96%，N/P显著高出云杉林地、苜蓿地28.57%、36.19%。3种不同土地类型土壤化学计量比（C/N、C/P、N/P）均值分别为：39.61、31.53、0.83，且其C/N大于中国平均值（12.3），C/P、N/P较全国平均值（61.0、5.2）明显偏小，黄土丘陵区C/N较稳定。土地类型对土壤C、N、P含量及其化学计量比存在不同程度的影响，合理调整土地利用结构有助于土壤养分的存留，有利于土壤生态的恢复。     

黄河源区"黑土滩"退化草地群落类型多样性及其群落结构研究

调查了黄河源区高寒草甸极度退化产物“黑土滩”植被群落类型多样性及其群落结构特征。结果表明,分布在黄河源区高寒草甸上的“黑土滩”草地植被可分为7个类型,分别为:黄帚橐吾 铁棒棰群落、白苞筋骨草群落、铁棒棰群落、西伯利亚蓼 鹅绒委陵菜群落、摩苓草群落、甘青微孔草群落和甘肃马先蒿群落。从群落结构和已有的研究结果看,黄河源区所有类型的“黑土滩”草地都完全失去了牧用价值,短期内自然恢复的物质基础也已丧失,该类草地的恢复治理必须通过人工植被的重建来实现。     

生态足迹时间序列趋势外推分析的一种新方法及其应用

应用数学生态学的有关理论与方法,结合生态足迹的概念,提出了一种生态足迹时间序列的新的趋势外推分析方法;并以甘肃省河西绿洲农业区为研究对象,对其生态足迹进行了趋势外推分析的实例计算。结果表明,本研究中的趋势外推分析方法在生态足迹时间序列分析中的应用能够取得较好的结果;但模型本身的不足使其在实际数据存在短期剧烈波动时,拟合的结果与实际值之间存在较大的差距。本研究提出的包含随机影响的趋势外推分析方法进一步补充和完善了原有生态足迹分析方法的不足,在理论和实践中都有较高的指导和应用价值。     

中国南方亚热带丘陵地区草地植被重建

以实验生态学和生态工程相结合的措施,按照人为设计理论和生态恢复的一般程序,在中国南方亚热带丘陵地区研究截叶胡枝子(Lespedeza cuneata)草地和宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)草地植被的重建,并探讨了这一生态恢复模式在恢复初期的生态学过程和规律.主要结果如下:     

西藏日喀则地区马铃薯气候适宜度模型分析及其时空变化特征研究

基于日喀则地区7个国家气象站1980—2021年逐日气象数据,分析构建了高原马铃薯气温(T)、光照(S)、水分(W)、气候(C)适宜度评价模型并对其时空变化特征进行分析,结果发现：近42年日喀则地区S平均值为0.82,呈逐年弱下降趋势,T、W、C适宜度平均值分别为0.79、0.64、0.61,均呈逐年上升趋势;马铃薯全生育期的光热资源都在最合理区域(S、T≥0.7),满足了其长发育需求。W在播种～出苗期(W=0.62)、开花～成熟期(W=0.44)呈现较低水平,是制约日喀则地区马铃薯生长发育的最主要因素;T、S空间分布较均匀,且呈现自西向东、自南北向中递增趋势,W空间分布不均匀。桑珠孜区—南木林县一带地区为马铃薯综合气候适宜度高值区(C>0.6),适宜大力发展马铃薯产业。由本文建立的日尺度气候适宜度评价模型得出的年际变化和区域特征结果与实际情况比较一致,为了解气候变化下日喀则马铃薯生长发育适宜度的时空变化提供依据。