沙地樟子松人工林土壤酶活性研究

为揭示毛乌素、科尔沁沙地樟子松人工林的土壤酶活性特征,测定两地各林龄(26a、33a、43a)樟子松人工林地的土壤酶活性、土壤理化指标,分析其相互关系及影响因子。结果表明:1)两地沙地樟子松林各林龄的土壤物理指标几乎无显著性差异(P>0.05),而有机质、全磷、硝氮含量均表现为33a>26a>43a,速效磷、速效钾含量均表现为43a>33a>26a。2)毛乌素沙地各林龄内HPA、IA均无显著性差异(P>0.05),43 a林内的UA显著高于26a、33a林地,科尔沁沙地43a、33a林内的HPA、IA、UA活性均显著高于CK水平(P<0.05),两地林内的NPA则无显著性差异(P>0.05)。土壤剖面来看,土壤酶与养分含量均随深度呈增加趋势。3)土壤养分相关分析表明,HPA与有机质、氨氮呈极显著正相关(P<0.01),NPA、IA均与全磷呈极显著正相关(P<0.01),而UA则与所测指标均无显著性相关(P>0.05)。4)科尔沁沙地26a、33a、43a樟子松林的土壤酶指数均显著高于裸沙地(P>0.05),且同龄水平分别高出毛乌素沙地15.79%、78.13%、16.28%。综上分析,同龄水平科尔沁沙地樟子松人工林的区域土壤酶活性均高于毛乌素沙地,这说明亚湿润干旱区的自然条件可能更有利于土壤酶系统衍生。     

昕水河流域“水文法”基准期降水输沙相关关系统计方法研究

  目的  基于昕水河流域日尺度降雨和输沙数据，分析1958—2015年昕水河流域降水与输沙变化趋势及相关关系，比较年降雨量、汛期降雨量、侵蚀性降雨量、轻度产沙降雨量、中度产沙降雨量、强度产沙降雨量等6种统计标准和降水空间分布对“水文法”基准期分析降水输沙相关关系的影响，筛选最佳的降水输沙相关关系统计方法，提高“水文法”的计算精度。  方法  利用Mann-Kendall非参数检验方法分析降水量与输沙量变化趋势，双累积曲线法判定“水文法”基准期，Pearson相关分析法比较水沙关系相关性结果。  结果  昕水河流域年降水量无显著变化趋势，年输沙量呈显著下降趋势；6种统计标准下的水沙关系相关性由高至低依次为:强度产沙降雨量、年降雨量、侵蚀性降雨量、中度产沙降雨量、轻度产沙降雨量、汛期降雨量；低降雨强度但高降雨量降雨事件对研究区产沙贡献小，剔除产沙无效降雨能提高水沙关系相关性；午城、黄土、蒲县雨量站水沙关系相关性较好，大宁、桑峨雨量站水沙关系相关性较差。  结论  昕水河流域年输沙量变化与三北防护林及淤地坝建设等地表人类活动变化直接相关；研究区的产沙主要发生在夏秋季的强降雨事件中，强度产沙降雨量用于降水输沙相关关系研究结果最优，汛期降雨量不适用于降水输沙相关关系研究，产沙无效降雨会增加水沙关系研究的偏差，在缺乏降雨强度准确数据时，应选择降雨历时短、降雨量大的产沙有效降雨进行水沙关系分析；在流域尺度，降水空间分布对降水输沙相关关系有影响，距流域出口站距离较近雨量站降水数据的水沙相关关系较好。      

村民关联度对特色农业种植农户支持度的影响

为研究村民关系对特色农业种植农户支持度的影响,以甘肃省武威市凉州区为例,运用李克特量表法进行实地调研,采用结构方程模型构建村民关联和农户支持测量维度体系,并度量村民关联对特色农业种植农户支持度的影响,以期提升农户对特色农业的种植,增加农户收入。结果表明:(1)将村民关联维度划分为情感关联、认知关联、经济关联和行动关联,将农户支持度分为农户决策支持、行动支持和效益支持具有一定的理论意义。(2)村民关联对特色农业种植农户支持度的影响有显著的正相关关系,村民关联的高低决定了特色农业种植农户支持度的大小。     

黄土丘陵区坡面薄层水流动力学特性及其对土壤侵蚀的影响

为奠定基于运动力学参数构建土壤侵蚀模型的理论基础,通过不同降雨强度(25、50和75 mm/h)、不同坡长(1、5、10、15和20 m)下径流小区内人工模拟降雨试验,对不同处理下坡面薄层水动力学特性进行分析,并对水动力学参数与土壤侵蚀之间的关系进行初步探讨。结果表明:当坡度一定时,坡面平均流速主要受坡长及单宽流量影响,降雨强度通过影响单宽流量的大小间接影响坡面平均流速;在试验设计范围内,当坡长1 m时,整体上呈"层流-急流态",当坡长为1 m时,整体上呈"层流-缓流态";当降雨强度一定时,雷诺数随着坡长的增加线性增加,佛汝德数随着坡长的增加以幂函数形式增加;降雨强度对坡面流有明显的"增阻"效应;坡面阻力系数随着坡长的增加呈幂函数减小趋势;坡面平均土壤侵蚀率与单宽流量间呈一元线性趋势增加,与水流平均流速间呈指数函数增加,与雷诺数间呈二次函数增加。     

我国喀斯特断陷盆地石漠化区植物群落构建机制研究

喀斯特断陷盆地是我国石漠化综合治理8大喀斯特类型中治理成效最低、治理难度最大的区域，面临石漠化严重、干旱频发、植被恢复难等突出问题。文中针对水分是影响喀斯特断陷盆地石漠化治理与植被恢复成效最关键的限制因素，综合分析了国内外水分梯度差异与植物群落构建机制研究动态与发展趋势；提出利用日趋成熟的水分脆弱性评价方法，通过建立基于耦合暴露度、敏感性及适应性的水资源脆弱性评价指标体系，以满足遥感影像分辨率和植物群落调查样地大小的评价单元进行水分脆弱性评估；在建立物种库—功能性状—生境特征数据库的基础上，提出基于功能性状差异进行喀斯特断陷盆地植物群落机制构建的研究方案。提出的研究方案有望解决喀斯特断陷盆地石漠化区水分梯度特征与分布格局、自然植物群落组配规律及其生境特征、水分梯度与生境要素对植物群落特征及功能性状组成的影响规律等关键科学问题，可为不同脆弱生态区植被恢复群落构建机制研究提供重要参考和借鉴。     

不同利用程度对典型草原植被空间异质性的影响

在生态学研究中,植被空间异质性一直是众多研究者关心的主要问题之一。但是不同植被指数空间异质性的多尺度效应尚未引起人们的重视。因此,文中采用Mann-Kendall秩次相关法在内蒙古鄂温克旗对典型草原不同利用程度的植被空间异质性进行了分析。研究结果表明:Mann-kendal秩次相关法用于植被异质性分析可解释异质性的多尺度特征。禁牧可导致典型草原NDVI的异质性增加,在50m的样线内出现显著性变化的拐点5次,从禁牧到重牧过程异质性呈降低趋势。轻度放牧可促进植物种丰富空间异质性增加,在样线内出现显著性变化的拐点2次,高于其他放牧强度。过度放牧使植被的丰富度和均匀度异质性程度极大降低,使植被特质趋向均质化。不同放牧强度对植物多样性空间异质性影响较小,在样线内都未出现显著性的拐点。     

基于粒子图像测速的坡面流水动力学特性

粒子图像测速(Particle Image Velocimetry, PIV)技术具有多点同时测量、对水流无干扰的优点,该研究利用高分辨率PIV(分辨率为64 pixels/mm),测量了7组坡面流(水深范围为0.5～1.1 cm,雷诺数范围为1 000～3 000),并测量1组深水明渠紊流作为对照,研究了流速轮廓线和修正系数、紊动强度和雷诺应力、偏态系数和峰度系数的变化规律。结果表明:1)PIV能够有效观测坡面流床面至水面的流速分布。当坡面流流态为过渡流时,流速修正系数随着雷诺数的增加呈对数增加,均值为0.77;2)对比深水明渠紊流的紊动强度,坡面流的流向紊动强度较大,而垂向紊动强度较小,且随着水深及雷诺数的增加,坡面流紊动强度逐渐与深水明渠紊流的特征吻合。深水明渠紊流中受雷诺应力影响的流体占比约80%,而坡面流中受雷诺应力影响的流体占比小于80%,随着雷诺数的增加坡面流中受雷诺应力影响的流体占比变大;3)对比深水明渠紊流的峰度系数,坡面流的峰度系数大部分大于3,表明坡面流较深水明渠紊流出现极端流速事件的概率小。PIV技术有利于实验室研究坡面水力侵蚀的力学机理机制问题。     

基于REE示踪的土壤团聚体破碎转化路径定量表征

土壤团聚体破碎转化路径是坡面侵蚀过程研究的难点问题之一。目前团聚体破碎转化路径的定量表征仍不明晰,一定程度上限制了土壤侵蚀过程中泥沙分选搬运机制的深入研究。基于大样带调查选取6种不同质地的典型农耕地土壤为研究对象,结合稀土元素(Rare Earth Elements,REE)示踪方法,综合分析不同粒径土壤团聚体(5~2,2~1,1~0.5,0.5~0.25,<0.25 mm)和不同径流扰动周期(24 h,7天)对REE吸附和解吸能力的影响,探究REE示踪不同粒径土壤团聚体破碎转化的可行性,定量表征了土壤团聚体破碎转化路径。结果表明:REE与土壤团聚体的实际吸附浓度低于施放浓度,2~1,1~0.5,0.5~0.25,<0.25 mm土壤团聚体的REE吸附浓度与黏粒含量呈显著正相关(P<0.05);径流扰动影响对吸附于土壤团聚体的REE解吸作用十分微弱,解吸浓度仅占REE实际吸附浓度的0.001%~0.139%。5~2,2~1,1~0.5,05~0.25,<0.25 mm土壤团聚体经过湿筛后向各粒径转化的路径基本相同,向<0.25 mm微团聚体转化为土壤团聚体破碎的主要路径。相较于粉粒、黏粒含量较高的土壤团聚体,砂粒含量较高的土壤团聚体向1~0.5,0.5~0.25 mm粒径的转化贡献率整体偏低。基于REE示踪得到的>0.25 mm各粒径团聚体质量整体被低估,低估范围为-27.96%^-11.08%;而<0.25 mm团聚体质量则被高估,高估范围为3.65%~22.73%。基于各粒径土壤团聚体的REE量化值建立了校正关系,可将计算相对误差降低至0.04%~16.24%。     

昕水河流域径流变化及其对气候和人类活动的响应

开展流域尺度气候变化和人类活动对径流的影响研究是科学制定流域综合管理规划,并实现流域可持续管理的基础。以黄土高原丘陵沟壑区的典型流域——昕水河流域为研究对象,结合流域多年(1958—2015年)气象水文数据,采用M-K趋势检验法分析年降水、年潜在蒸发散和年径流量的变化趋势,运用双累积曲线法分析年径流量序列的突变年份,并根据生态水文分析法与水量平衡原理定量解析流域尺度气候变化和人类活动对年径流的影响。结果表明:1958-2015年,流域年径流量变化呈显著下降趋势(Z=-5.84,p<0.0001),而降水(Z=-0.72,p=0.31)和潜在蒸散发(Z=-0.5,p=0.88)变化趋势不显著。双累积曲线法表明径流量突变点为1974年和2000年,其中,1975—2000年间影响径流减少的主要因素是气候变化,气候变化导致径流量减少的贡献率为73.14%,土地利用方式仅为26.86%;而2001—2015年土地利用变化是影响径流减少的主要原因,其贡献率高达103.81%,可见土地利用变化已成为昕水河流域径流量变化的主要驱动因素。在今后的流域治理中,需合理制定土地利用方案,实现昕水河流域水土资源协调发展。     

滩地造林抑螺作用机理研究进展

长江流域滩地是我国钉螺分布的主要区域，也是血吸虫病的主要流行区。近些年我国大力实施的林业血防工程通过滩地营造人工杨树林，使得钉螺原有孳生地的多种生物要素和非生物要素发生了明显变化，显著减少了钉螺种群的分布空间，从而有效控制了血吸虫病的传播。目前，国内外在滩地造林后单一要素改变对钉螺的影响方面已有较多研究，但有关生物要素与非生物要素对钉螺分布的交互作用还未有深入探索，对钉螺孳生产生抑制作用的关键要素尚不明确。文中综述了滩地造林后林下的草本植物群落、土壤理化性质、光照、地温等诸多要素发生变化对钉螺生存的不利影响，总结了滩地造林抑螺作用机理的研究进展，提出该领域今后的重点研究方向，以期为滩地造林抑螺作用机理的深入研究提供参考和借鉴。