高速公路弃土场的水土流失监测及其生态治理

高速公路弃土场边坡的生态治理是公路建设环境保护的重要内容。在京珠高速公路粤境南段弃土场开展水土流失监测研究,探讨了弃土场的水土流失及其生态治理的水土保持效果。结果表明,弃土场水土流失剧烈,侵蚀模数平均为3.24×10^4t/（km^2·a）,边坡沟蚀现象明显。采用香根草（Vetiveria zizaniodes）生态护坡技术治理弃土场边坡水土流失,水土保持效果显著,坡面土壤流失量比对照小区减少92.24%,边坡稳定,在一定程度上可代替浆砌片石骨架植草护坡措施。因此,高速公路弃土场的水土流失生态治理可大力推广应用香根草生态护坡技术。     

珠江源头区不同地类人工恢复植被树种选择及生态效益研究

选择珠江源头区主要的6个造林树种,通过设置固定观测样地和观测设施,对不同地类人工恢复植被树种和其生态效益进行了4a对比分析。（1）树高生长以云南松为最慢,旱冬瓜最快,旱冬瓜、圆柏、藏柏、柳杉、川滇桤木树高分别是云南松的4.9,2.8,2.5,2.3,1.7倍。胸径生长依次为旱冬瓜〉圆柏〉藏柏〉柳杉〉川滇桤木〉云南松。从长势来看,旱冬瓜、圆柏、藏柏、柳杉、云南松为珠江源头区适宜的造林树种。（2）从6个树种的香浓—威纳指数来看,依次为阴坡退耕地〉荒草地〉退化林地〉阳坡耕地。均匀度指数则依次为阴坡退耕地〉阳坡耕地〉荒草地〉退化林地。（3）各地类的容重均减小,土壤毛管孔隙度比造林恢复前明显提高,表明土壤的结构得到了明显改善,耕地的板结状况也得到显著改善。（4）试验区的平均土壤侵蚀模数降为1087t/（km^2·a）,土壤侵蚀减少了38.48%,水土流失面积由188.27hm^2减少到104.83hm^2,水土流失面积减少44.32%。     

旱作区农业节水形式探讨

山西省水资源贫乏,旱作区发展农业要抓好以利用天然降水为重点的节水措施.节水形式有:旱地果园、庭院蔬菜、农地经济作物区集流节水;大面积农业区水土保持措施节水;农业耕作措施节水;覆盖保墒、减少蒸腾技术节水.其中集流节水应作为发展的重点,是我国旱地农业中高投入、高产出的一种较为可行的形式.     

陕西省生态系统水源涵养功能评估分析

以陕西省为研究对象,基于水量平衡法并结合GIS空间分析与线性回归法,对2000—2014年区域生态系统水源涵养功能动态变化进行科学评估和重要性评价,并以此为方向探讨区域生态红线规划。结果表明:(1)陕西省水源涵养能力南北高,中间低,空间差异显著,单元水源涵养量为0～800.90 mm;近15年水源涵养功能增加区域面积占研究区总面积的86.71%,总水源涵养量呈"整体上升,局部下降"特征。(2)气候要素与水源涵养量相关性较强,植被类型也影响着水源涵养的空间特性。植被类型中,森林是生态系统水源涵养的主体,其中,水源涵养能力为:常绿阔叶林常绿针叶林落叶阔叶林落叶针叶林。(3)研究区内水源涵养量200 mm的区域占总面积的65.12%,整体水源涵养生态价值不高;综合划定水源涵养生态保护红线面积约77 593.31 km~2,占总面积的37.70%,主要分布在秦岭中西部高山区、汉水谷地以南以及延河流域以北,生态系统类型以林地为主。     

基于HJ-CCD数据和随机森林算法的小麦叶面积指数反演

为给小麦长势的遥感监测提供技术支持,该文运用随机森林回归(RF,random forest)算法建立小麦叶面积指数(LAI)遥感反演模型。首先基于2010-2013年江苏地区小麦环境减灾卫星HJ-CCD的影像数据,提取拔节、孕穗和开花3个生育期的卫星植被指数,进而根据各生育期植被指数和相应实测LAI数据,利用RF算法构建各期小麦LAI反演模型,并以人工神经网络(ANN,artificial neural network)模型为参比模型进行预测精度的比较。结果表明:RF算法模型在3个生育期的预测结果均好于同期的ANN模型。拔节、孕穗和开花3个生育期RF模型预测值与地面实测值的R2分别为0.79,0.67和0.59,对应的RMSE分别为0.57,0.90和0.78;ANN模型的R2分别为0.67,0.31和0.30,对应的RMSE分别为0.82,1.94和1.43。该研究结果为提高大田尺度下的小麦LAI遥感预测精度提供了技术和方法。     

陇东地区油松人工林碳密度及其影响因素

[目的]分析陇东地区人工林碳密度及其影响因素,为黄土丘陵区生态环境评价提供理论依据。[方法]采用样地调查与生物量实测方法,对陇东地区油松人工林碳密度进行了估算,并分析生态因素对油松人工林生态系统碳密度的影响。[结果]油松林各器官碳含量变化范围为48.58%~53.54%,各器官碳密度按从高到低的大小顺序依次为:树干树枝树根树叶树皮果实;灌木层叶、茎、根的碳含量分别为43.93%,45.62%,42.38%;草本层地上部分和地下部分碳含量为43.04%,39.77%;枯落物层未分解和半分解层碳含量为43.79%,38.83%;植被层碳密度按从高到底的大小顺序为:乔木层草本层灌木层。土壤层(0—100cm)碳含量随着土壤深度的增加而降低,且不同土壤层碳密度存在显著差异,以50—100cm碳密度最高。油松林生态系统平均碳密度为52.86t/hm2,其空间分布排序为土壤层(75.15%)植被层(24.14%)枯落物层(0.71%)。[结论]油松人工林生态因子中,林分平均树高、平均胸径、郁闭度均与各层碳密度呈现极显著正相关性,林分枯落物未分解干质量与各层碳密度呈现显著正相关性。平均树高、平均胸径、郁闭度、枯落物未分解干质量是油松人工林生态系统碳密度的主要生态因子。     

基于夏玉米冠层内辐射分布的不同层叶面积指数模拟

为了模拟夏玉米冠层内各层叶面积指数垂直分布,光合有效辐射（photosynthetically active radiation, PAR）是研究作物群体光合作用和长势的重要特征参数,阐明冠层内PAR的垂直分布规律与冠层结构等参数之间的相关关系,可为遥感定量反演冠层结构参数提供模型基础。该文基于PAR在冠层内的辐射传输规律结合冠层结构模拟不同太阳高度角的PAR透过率垂直分布模型,并用地面冠层分析仪测量值进行验证,结果表明模型对封垄前玉米抽雄期冠层内PAR透过率垂直分布模拟精度较高。通过不同太阳高度角PAR透过率的垂直分布模型结合消光系数运用不同算法分别反演层叶面积指数（leaf area index, LAI）,并与不同高度层LAI实测值进行比较。结果显示：Bonhomme& Chartier算法反演不同高度层LAI精度较高,上层均方根误差（root mean square error,RMSE）为0.18,中层RMSE为0.55,下层RMSE为0.09。不同太阳高度角反演结果存在差异,30°和45°高度角均能较好地反演下层LAI,RMSE分别为0.11与0.09;30°高度角反演中层LAI精度较高,RMSE为0.30;45°高度角反演上层LAI精度较高,RMSE为0.18。结果表明基于不同太阳高度角构建的层LAI反演模型更适于实现夏玉米不同高度层LAI的遥感估算。该研究可为模拟垄行结构冠层内LAI垂直分布提供参考。     

渠井用水比对灌区降水响应及其环境效应分析

渠井结合灌区适宜渠井用水比例关系灌区地下水环境和区域农业可持续发展。该文以人民胜利渠灌区为例,集合了灌区1954-2014年农业用水量及降水量、研究区域2008-2014年渠井用水比、地下水埋深、地下水水化学特征数据,分析了降雨量、地下水动态特征与渠井用水比例的相关性,以期探明渠井结合灌区渠井用水比对降雨的响应及其对土壤和地下水环境的影响。结果表明,典型渠井结合灌区渠井用水比与年降水量呈线性正相关;渠系上游地下水水位变化较下游更为剧烈,在用水水平、用水方式一致条件下,渠井用水比例越大,地下水埋深超过11 m区域增幅越小,较大的渠井用水比例对于上游地下水位下降减缓效果明显;平水期、枯水期,由于渠井用水比例不合理,地下水无序开采且超采严重,区域地下水碱化趋势明显;受气候变化影响,近5 a渠灌水量仅为多年均值的75.52%,未来区域降水量具有减小趋势,这势必进一步加剧农业水资源紧缺的形式。为了满足农业的正常生产,增加灌区地下水开采成为唯一解决途径,这势必加剧地下水的碱化趋势及地下水超采区的扩大。因此,确定灌区适宜的渠井用水比例对于灌区水资源的科学利用与农业的可持续发展具有重要意义。     

黄土丘陵小流域植被生态用水评价

以黄土丘陵区安家沟小流域为例,计算了植被最小需水量,评价了不同植被类型的生态用水量。研究结果表明:(1)土壤含水量、蒸散量均与植被类型和降雨量密切相关。对于相同年份,乔灌林地的土壤含水量和蒸散量都显著地大于农地;对于相同的植被类型,干旱年份(2 0 0 2年)的土壤含水量和蒸散量都显著小于湿润年份(2 0 0 3年)。(2 )从月尺度来说,不论是干旱年还是湿润年,植被生态用水在生长季节旺季均低于其最小生态需水量;从年尺度来说,干旱年份所有植被生态用水均低于其最小生态需水量,但湿润年份所有植被(除小麦外)生态用水都可以达到其最小生态需水量;以多年平均降雨量为标准,马铃薯和沙棘可以达到其最小生态需水标准,其它4种植被类型都不能达到其最小生态需水标准。本文建议:对于半干旱黄土丘陵地区,植被恢复不宜以乔灌林为主,并注意斑块形状和种植密度;在植被恢复的过程中,可以采用人工方法,促进自然恢复,以加快植被恢复的过程     

丘陵红壤橘园不同地面管理措施的经济生态效益研究

在丘陵红壤橘园上．经过3年6种地面管理措施的经济生态效益研究。结果表明：（1）水土流失，以清耕法作对照，生草法、克无踪、草甘膦、草草克、克克草的地表径流量可显著减少分别为38．8％．42．5％．18，7％，28．7％和37．5％；土壤侵蚀量可显著减少分别为55．5‰，51．7％．39．9％．46．8％和50．0％；流失的氮磷钾养分总量可分别减少60．3％．50．2％，37．0％．41．8％和45．4％。（2）杂草再生率，以生草法做对照，则处理中的清耕法、克无踪、草甘膦、草草克和克克草分别是生草法的55．1%．67．2％．30．3％．36．8％和51．2％。（3）土壤肥力，以土壤OM，N,P2O3,K2O总量增减率看，清耕法为-4．4%,生草法7．1％，克无踪6．9％，草甘膦5．3％．克克草6．2％．草草克6．6％。（4）柑橘的产量和品质，以清耕法作对照，除生草法外，克无踪、草甘膦、草草克、克克草均增产7％～10％；可溶性固形物、总糖量、总酸度、糖酸比以及单果重均达到显著差异水平。克无踪调控杂草效果显著．可作为丘陵红壤丘陵园地水保与培肥兼得的有效地面管理措施。