黄土丘陵沟壑区不同立地环境下植物的抗氧化特性

通过野外取样,对黄土丘陵沟壑区坡沟系统5种立地环境(阳坡沟谷地和沟间地、峁顶、阴坡沟间地和沟谷地)下19种主要物种叶片的膜脂过氧化指标丙二醛(MDA)含量,3种抗氧化酶即超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,及2种非酶抗氧化物质即还原型谷胱甘肽(GSH)和类胡萝卜素(Car)含量进行了测定与分析,旨在探讨不同物种适应不同立地环境的抗氧化特性。结果表明:各立地环境下物种间的MDA积累量均呈极显著差异(P<0.01),说明各立地环境的胁迫均导致供试物种遭受不同程度的膜脂过氧化作用,其中互生叶醉鱼草的膜脂过氧化水平最高,猪毛蒿的最低;在不同立地环境间,白羊草、达乌里胡枝子、阿尔泰狗娃花和狼牙刺的各抗氧化酶活性和非酶抗氧化物质含量均无显著差异(P>0.05),中华隐子草、糙隐子草、长芒草、草木樨状黄芪、糙叶黄芪、甘草、菊叶委陵菜、猪毛蒿、铁杆蒿、茭蒿、沙棘、杠柳和互生叶醉鱼草存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异,说明在不同立地环境下,前者均采用多种抗氧化酶和非酶抗氧化物质协同抵御胁迫的策略,后者则调用不同抗氧化酶或非酶抗氧化物质发挥主要抵御作用;由于植物科属和碳同化途径的差异,其抗氧化特性也存在差异:菊科和豆科植物分别主要通过CAT和SOD减轻活性氧的伤害,禾本科植物则能以较高的SOD、POD活性和Car含量维持较低的膜脂过氧化水平,C₄植物比C₃植物具有较高的GSH和Car含量。隶属函数法综合评价表明,中华隐子草的抗氧化能力最强,互生叶醉鱼草的最弱。     

黄土丘陵沟壑区水土流失治理模式、治理成本及效益分析——以米脂县高西沟流域为例

通过黄土丘陵沟壑区水土流失治理典型——陕北米脂县高西沟的水土流失治理措施配置模式、治理成本和治理效益分析,认为水土流失治理措施配置模式应由治理目标所决定,不同治理目标指导下的治理模式将产生不同的生态效益和经济效益;针对水土保持效益的多重性、连动性、交叉性和互动性等特点,提出水土保持效益评价原则;依据该原则,估算以粮食自给为目标的治理模式,其投入治理成本是65.70万元/km^2,5-6年内可收回成本;此时治理流域基本达到泥不下坡,水不出沟,林草覆盖率达到40%-50%,粮食自给,年经济收入3 000元/人左右的生态和经济效益。治理区虽全面治理达标,但经济收益仍远低于全国平均水平,单纯依靠水土保持难以达到全面小康,这是值得有关部门应深思的问题。     

洪水径流对种子传播及种群更新的影响——以黄土丘陵沟壑区旱柳为例

针对2013年暴雨后旱柳在两个淤地坝坝地内成片密集生长的现象,对两个坝控流域内旱柳生长分布特征及繁殖方式进行了调查与分析。结果表明:(1)1号淤地坝控流域内的成树与幼树分布面积、胸径、树高与密度总体上均高于2号坝控流域,2号坝控流域内沟谷数量少且较浅,相反1号坝控流域内密集分布的地势低洼的沟谷为旱柳提供了适宜的生长条件,同时数量较多的高大成树提供了丰富种源,造就了种子扩散距离上的优势;(2)2013年与2014年降雨产生的地表径流携泥沙淤积于坝地,提高了土壤水肥条件,为旱柳的萌发与生长提供了有利条件;(3)幼树多分布于坝地上且均为两年生实生苗,少量萌生苗分布于支沟沟口,主要原因为2014年与2015年降雨所产生的地表径流均将坝控流域地表中存活的旱柳种子传播并聚集于坝地上,此时坝地水肥条件良好,促进了种子萌发和幼苗生长。研究表明地表径流会促进植物种子扩散,将种子传播至适宜其萌发和幼苗建成的生境,从而影响种群更新格局。     

黄土丘陵沟壑区抵抗土壤侵蚀的植物群落结构特征

黄土丘陵沟壑区水土流失严重,植被是防治水土流失的最有效和最根本措施。植物群落在垂直方向上由不同植被层组成,不同层具有不同的水土保持作用。因此,恢复具有合理结构与有效盖度的植被是控制该区水土流失、改善生态环境的根本途径。鉴于此,采用结构化植被因子指数(Cs)分析了不同群落的结构特征,并结合不同群落土壤侵蚀量的实测数据,探明了能够抵抗土壤侵蚀的群落结构特征。研究结果表明:不同水文年群落能有效抵抗土壤侵蚀的Cs值有明显差异,暴雨年份植物群落有效减少土壤侵蚀所需的Cs值较高。演替早期群落及人工林群落未表现出较强的减蚀能力,当Cs分别大于20%和30%左右,且草本层和枯落层盖度较大时,土壤侵蚀强度小于2 500t/(km~2·a),为轻度侵蚀。演替中、后期群落及自然乔、灌群落Cs分别大于30%和36%,且近地面的灌木、草本层及贴地面的枯落层中至少有一层盖度较大时,可有效减少土壤侵蚀,尤其在暴雨年份,禾本科植物群落及自然乔、灌群落能有效控制土壤侵蚀。当Cs分别大于38%和30%~40%,且近地面至少有一层盖度较大时,土壤侵蚀强度小于黄土高原地区允许土壤流失量[1 000t/(km~2·a)]。     

延河流域极端暴雨下侵蚀产沙特征野外观测分析

针对黄土高原目前侵蚀环境明显改善条件下能否经受得住极端暴雨事件的考验及可能出现的问题,该文依据在延河6个典型小流域的植被调查及土壤侵蚀监测结果,分析了2013年极端暴雨条件下延河流域不同尺度的侵蚀产沙特征。结果表明,天然乔木(辽东栎和三角槭)植被的平均侵蚀强度1 000 t/km~2,自然灌木植被在1 118.1~1 161.2 t/km~2之间,演替中后期的草本植被在1 245.2~1 827.8 t/km~2之间,而演替中前期的草本植被在3 087.6~4 408.4 t/km~2之间;人工灌木林(2 119.7~2 183.9 t/km~2)比人工乔木林(2 625.7~5 149.6 t/km~2)具有较强的减蚀能力。坡面良好的植被覆盖能有效抵御暴雨侵蚀,小流域坡面平均侵蚀强度基本2 500 t/km~2;但滑坡侵蚀占主导地位,占各小流域侵蚀总量的49.0%~88.5%,特别是距暴雨中心较近流域的南部2个小流域的滑坡侵蚀可达7 290.3和7 424.9 t/km~2左右。不同小流域内有6.4%~18.3%的侵蚀量淤积在沟道里;延河甘谷驿以上不同河段的淤积量为13.2~145.2万t,平均占总侵蚀产沙量的15%。延河甘谷驿控制区的侵蚀产沙强度变化在2 326.7~7 774.4 t/km~2之间,其中强度为5 000~8 000 t/km~2的面积占59.3%。因此,加强沟间地径流蓄排措施,减轻坡面径流下沟对沟坡重力侵蚀的影响,是土壤侵蚀研究与防治中值得重视的问题。     

皇甫川流域1955-2013年水沙变化趋势与周期特征

为揭示黄河流域重要的产沙支流皇甫川在新时期水沙如何变化,采用Mann-Kendall检验、Pettitt检验及Morlet小波变换,分析了皇甫川流域1955-2013年水沙变化的趋势、突变和周期变化特征.结果表明:在99％显著性水平下,皇甫川流域的年径流量和输沙量均呈显著减少趋势,且径流量的减少大于输沙量的减少,进入21世纪以来,水沙年际变异更为显著;径流量、输沙量序列一级突变点均发生在1984年,二级突变点有所不同,年输沙量序列突变时间(2003年)晚于年径流量序列突变的时间(1998年);水沙演化过程中均存在4个尺度的周期变化,分别为22～32,13～21,7～12,3～6 a和23～32,13～22,7～12,3～6 a;在径流量和输沙量整体减少的趋势下,2011-2020年径流量将处于相对偏丰阶段,而输沙量在2013-2018年将处于相对偏多沙时期.研究表明,皇甫川流域径流量和输沙量的减少是气候的暖干化和渐强的人类活动综合作用的结果,而大规模的水土保持措施是水沙减少的重要影响因素.     

西藏中东部地区土壤侵蚀野外调查报告

[目的]西藏自治区地处中国西南边陲,属高寒环境,土壤侵蚀复杂多样。通过实地调查,旨在系统了解西藏中东部人口稠密区土壤侵蚀特征,为该区今后水土流失治理提供依据。[方法]调查组于2018年8月12—28日赴西藏自治区,沿林芝、工布江达、拉萨、曲水、日喀则一带选取11个典型集水区,对集水区内林地、草地、耕地、梯田等土壤侵蚀特征进行了调查和分析。[结果]西藏东南部林地内有小切沟出现;耕地田埂及田面部分塌陷损毁严重,并出现溯源侵蚀的特征。道路边坡侵蚀严重,并有跌坎、土体塌落、溯源等现象发生。西藏中部河谷地带洪积扇(台)、阶地等沟蚀剧烈,沟道切割纵深,严重影响当地农牧业生产。宽谷地带呈现风水复合及交错的侵蚀特征,覆沙坡面的片状侵蚀发育明显。[结论]西藏自治区土壤侵蚀过程复杂多样,而伴随该区气候环境暖湿化的发展,水土流失有进一步加剧的危险,需要在该区加强土壤侵蚀过程与机理的研究,同时也迫切需要加强该区的水土保持工作。在生态环境脆弱的西藏地区,更应该加强环境保护意识,加大水土保持治理力度,切实践行"绿水青山就是金山银山"的生态理念和绿色发展道路。     

陕北子洲"7?26"暴雨后坡耕地细沟侵蚀及其影响因素分析

细沟侵蚀研究多数基于模拟降雨条件,野外自然状态下的研究相对较少,而极端暴雨条件下的细沟侵蚀研究更为鲜见。该文对陕西子洲2017年"7?26"特大暴雨条件下坡耕地发育的细沟开展调查,研究坡位(距分水岭距离)、坡度和坡形对坡耕地细沟侵蚀特征的影响。结果表明:通过对35个样方的143条细沟统计,细沟宽度和细沟深度分别为0.5～60 cm和0.5～35 cm;细沟侵蚀强度、细沟密度和细沟割裂度分别为2 289～110 976 t/km~2、0.3～3.95 m/m2和0.002～0.441。随距分水岭距离(17～58 m)的增加,细沟先快速发育,坡面破碎程度加剧,距分水岭58m后,细沟发育减慢,坡面破碎程度减弱。坡度在不同的坡位对细沟侵蚀的影响程度不同:随坡度增大,上坡位(距分水岭20～40m),细沟侵蚀强度陡升,坡面破碎程度加剧;下坡位(距分水岭60～80m),细沟侵蚀强度增加较缓慢,坡面破碎程度减弱。凸形坡中部为细沟侵蚀(10 292t/km~2)最为严重区域,下部(8 141t/km~2)次之,上部无细沟发生;细沟密度、细沟割裂度和细沟平均宽度先增大后减小,细沟平均深度递增。浅沟地形细沟侵蚀随距分水岭距离的增加而增加,但退耕地的存在减缓了细沟侵蚀发育程度。直形坡因坡度最大其细沟侵蚀最严重,细沟形态同其他坡形基本相同,但最大沟宽和沟深均大于其他坡形。研究结果可为黄土高原坡耕地的水土流失防治提供参考。     

洪水径流对种子传播及种群更新的影响

摘 要：针对2013年暴雨后旱柳在两个淤地坝坝地内成片密集生长的现象,对两个坝控流域内旱柳生长分布特征及繁殖方式进行了调查与分析。结果表明：(1) 1号淤地坝控流域内的成树与幼树分布面积、胸径、树高与密度总体上均高于2号坝控流域,2号坝控流域内沟谷数量少且较浅,相反1号坝控流域内密集分布的地势低洼的沟谷为旱柳提供了适宜的生长条件,同时数量较多的高大成树提供了丰富种源,造就了种子扩散距离上的优势;(2) 2013年与2014年降雨产生的地表径流携泥沙淤积于坝地,提高了土壤水肥条件,为旱柳的萌发与生长提供了有利条件;(3) 幼树多分布于坝地上且均为两年生实生苗,少量萌生苗分布于支沟沟口,主要原因为2014年与2015年降雨所产生的地表径流均将坝控流域地表中存活的旱柳种子传播并聚集于坝地上,此时坝地水肥条件良好,促进了种子萌发和幼苗生长。本研究表明地表径流会促进植物种子扩散,将种子传播至适宜其萌发和幼苗建成的生境,从而影响种群更新格局。