陕北安塞退耕恢复15年刺槐林与自然植被的物种组成与群落特征

为探讨陕北黄土丘陵沟壑区退耕恢复15年后刺槐人工林及自然植被的恢复特征,对安塞县三个流域"退耕还林"后栽植的15年左右刺槐林与林下植被及对应的自然恢复植被进行了调查与分析。结果表明:刺槐林下发现植物60种,隶属于27个科,49个属,以禾本科、菊科、豆科、蔷薇科植物居多;自然植被样地发现植物62种,隶属于21科49属,菊科、豆科和禾本科植物最多;无论刺槐林下还是自然植被,生长型多为一年生草本和多年生草本,水分生态型以旱生和旱中生植物为主,生活型方面地面芽植物占据优势地位;刺槐林下以狗尾草、赖草、牻牛儿苗、铁杆蒿、阿尔泰狗娃花及长芒草等为优势群落,而自然坡面以白羊草、达乌里胡枝子、铁杆蒿、阿尔泰狗娃花、长芒草及草木犀状黄耆等为优势群落;在阳坡自然恢复植被的群落盖度、地上生物量及物种多样性指数显著高于刺槐人工林(p0.05),而在阴坡二者差异不显著;认为在黄土丘陵沟壑区,阳坡刺槐林的植被恢复应考虑到林木生长对林下层的抑制作用,对现存郁闭度过高的林分应及时进行间伐管理以促进下层植被生长,合理进行乔、灌、草的配置,丰富群落层次结构,提升刺槐林生态功能。     

延河流域2013年7月连续暴雨下淤地坝毁坏情况调查与评价

[目的]查明2013年7月延河流域连续出现的5次范围广,历时长,量级大的强降雨条件下淤地坝的运行及毁坏情况。[方法]对延河流域3县区15个小流域45座淤地坝进行实地考察。[结果]被调查淤地坝中35座经受住了暴雨洪水的袭击。遭毁坏的10座淤地坝中9座为已淤满变为耕地的"闷葫芦"坝(一大件)及1座新建坝。而尚未淤满正在发挥作用的淤地坝以及新旧结合的坝系大多数都正常运行。[结论]延河流域该次淤地坝毁坏的直接原因是高强度和持续集中降雨造成的超标准暴雨洪水,同时淤地坝在建设、运行和管理方面也存在诸多问题。     

气化渣-秸秆营养穴盘制备材料的筛选研究

为筛选出制备气化渣-秸秆营养穴盘的最优材料配比,实现气化渣、秸秆等固废资源化利用,本研究以谷子秸秆为强化材料,以气化渣为主要填充材料,在热压条件下制备不同质量配比的穴盘坯块,通过坯块的吸水与保水性、抗崩解、抗振荡试验分别探索营养穴盘应用过程中为植物供水的能力、抗浸泡性能、抵抗振荡性能。结果表明：谷子秸秆添加与坯块的吸水倍数、保水率以及崩解残留率均呈显著正相关关系,其添加为营养穴盘的吸水保水性与抗崩解能力提供了保障。添加到营养穴盘中的气化渣过多反而会降低穴盘的吸水、保水性能,导致穴盘抵抗振荡的能力变弱,因此,气化渣的添加量需要控制在一定范围内。综合分析营养穴盘的供水能力、抗浸泡性能、抵抗振荡性能可知,营养穴盘制备材料最优配比为秸秆在固体混合材料(秸秆+气化渣+黏土)中的占比为70%、气化渣在填充材料(气化渣+黏土)中的占比为60%。     

黄土丘陵沟壑区主要物种根茎力学特性

植物根茎力学特性影响着植被固定土壤和拦截的能力,是植被抗侵蚀特性研究不可缺少的一部分。在延河流域选取的6个典型小流域内,对铁杆蒿(Artemisia gmelinii)、茭蒿(Artemisia giralii)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)、蒙古蒿(Artemisia mongolica)的根茎进行广泛采样,在测量其根直径、抗拉力、抗拉强度、茎直径、抗弯强度和刚度、木质素和纤维素含量等指标的基础上,探讨了植物根茎力学特性。结果表明:根系直径与抗拉力呈显著的正相关关系,与抗拉强度呈显著的负相关关系,且均可用幂函数进行拟合;随着茎的直径增长抗弯刚度不断加强、抗弯强度趋于稳定;猪毛蒿茎平均直径、最大抗压力和抗弯刚度较其他物种大;达乌里胡枝子的茎抗弯刚度较小,根系抗拉强度和茎抗弯强度却最大;抗弯强度与木质素含量、纤维素含量和纤维素/木质素均具有显著的相关关系。     

弃土弃渣坡面产流产沙模拟研究

弃土弃渣水土流失量预测是生产建设项目水土流失监测的重要内容。通过室内人工模拟降雨试验,模拟建设项目侵蚀强度与弃土弃渣在不同降雨条件下石块出露面积和土壤粗化的关系,探讨弃土弃渣坡面产流产沙量预测方法。在不同雨强(0.7、1.0、1.5 mm/min)和坡度(5°、15°、25°)组合的9种情况下,研究了降雨侵蚀过程,以及降雨前后单位面积石块出露变化量、表层土石混合物中石块所占比例、侵蚀强度与降雨前后表层土石混合物中石块所占比例差值之间的关系。结果表明:不同坡度、雨强条件下产流率随降雨时间推移均呈先增大后逐渐趋于平稳的趋势,两者之间的关系可用幂函数方程描述;不同坡度、雨强条件下含沙量均在产流后4 min和10 min左右出现峰值,16 min后基本平稳;降雨侵蚀导致土壤中细小颗粒被剥蚀,石块逐渐出露,侵蚀强度与单位面积石块出露变化量之间呈线性正相关关系;侵蚀强度与降雨前表层土石混合物中石块所占比例之间呈指数负相关关系;侵蚀导致分选作用,使得表层土壤粗化,不同雨强、坡度下侵蚀强度与降雨前后表层土石混合物中石块所占比例差值之间呈线性正相关关系。     

黄土丘陵沟壑区不同侵蚀微环境对植物更新的影响

微生境对于脆弱生态系统的植被更新与恢复至关重要。为了探明侵蚀微环境对植物更新的影响,以黄土丘陵沟壑区裸坡为对照,选取细沟、浅沟沟坡、浅沟沟底3种侵蚀微环境,结合7种主要物种种子补播试验,通过2 a的萌发出苗、幼苗存活与生长监测,结果表明:除铁杆蒿幼苗存活率在裸坡高于各侵蚀微环境外,其他供试物种的种子萌发出苗率和存活率在细沟或浅沟环境明显高于裸坡,而且大部分植物种子萌发出苗率和幼苗存活率在细沟内最高;供试的7种物种幼苗的高度在裸坡不同程度地低于细沟、或浅沟沟底、或浅沟沟坡下,尤其在浅沟沟底的白羊草、长芒草和杠柳高度显著高于其他环境(P0.05)。各侵蚀微环境下,不同坡位对供试物种的种子萌发出苗率、幼苗存活率与高度的影响没有一致性规律。在黄土丘陵沟壑区,土壤侵蚀塑造的侵蚀微环境对大部分植物种子萌发出苗、幼苗存活和生长等更新关键过程具有一定的优势,其中,细沟更有利于植物种子萌发出苗及幼苗存活,而浅沟更有利于植物幼苗生长。然而,土壤侵蚀微地形对植物更新也存在一定的种间差异性,细沟和浅沟不利于种子极小的铁杆蒿种子萌发出苗及幼苗存活。合理管理与利用侵蚀微环境,对该区恶劣生境的植被恢复具有实际意义。