植物纤维毯对黄土沟壑区沟道边坡产流产沙及土壤的影响

为探究植物纤维毯护坡措施在黄土沟壑区对沟道边坡产流产沙和土壤的影响,采用野外人工模拟降雨试验和野外监测相结合的方法,在模拟降雨试验中,设计3个雨强,测定植物纤维毯的径流量和产沙量;在野外小区监测中,通过测定土壤物理及化学指标,评价植物纤维毯对土壤的改良作用。结果表明:植物纤维毯护坡措施在降雨强度为30 mm·h~(-1)、70 mm·h~(-1)和120 mm·h~(-1)时均能有效地抑制径流产沙,平均减流效益为63.33%,平均减沙效益为84.16%,减流效益和减沙效益均在降雨强度为30 mm·h~(-1)时最高。植物纤维毯护坡措施抑制径流产沙的效果受降雨强度影响,随着降雨强度不断增加,植物纤维毯边坡的径流量和产沙量不断增加,减流、减沙效益不同程度降低,平均径流量由降雨强度为30 mm·h~(-1)时的3.71 L增加到降雨强度为120 mm·h~(-1)时的4.22 L,平均产沙量由降雨强度为30 mm·h~(-1)时的10.99 g增加到降雨强度为120 mm·h~(-1)时的66.72 g;平均减流效益由降雨强度为30 mm·h~(-1)时的72.13%降到降雨强度为120 mm·h~(-1)时的47.76%,平均减沙效益由降雨强度为30 mm·h~(-1)时的88.77%降到降雨强度为120 mm·h~(-1)时的79.95%。植物纤维毯护坡措施可改良坡面表层土壤,植物纤维毯坡面表层土壤的土壤含水量和总孔隙度较裸坡显著提高,土壤含水率平均提高5.70%,总孔隙度平均提高13.07%,全氮和有机质含量也显著提升,全氮含量平均是裸坡的1.88倍,有机质含量平均是裸坡的2.22倍。植物纤维毯能够有效降低黄土丘陵沟壑区沟道边坡土壤侵蚀,减少产流,改善土壤理化性质,减沙效益优于减流效益。     

不同干扰程度对巴音温都尔沙漠球果白刺灌丛空间格局影响的研究

球果白刺(Nitraria sphaerocarpa)作为巴音温都尔沙漠的重要建群种,具有很高的饲用价值和防风固沙作用。为了探究巴音温都尔沙漠球果白刺在不同干扰程度下灌丛空间格局分布的差异,通过每公顷放牧骆驼的数量来划定不同干扰程度的群落(未干扰群落,骆驼0峰/hm^2;轻度干扰群落,骆驼约0.6峰/hm^2;中度干扰群落,骆驼约1峰/hm^2),分析不同干扰程度对球果白刺灌丛空间点格局分布的影响。结果表明:(1)群落内的球果白刺现存量干重从大到小依次为未干扰的群落(73.33 g/m^2)>轻度干扰的群落(17.67 g/m^2)>中度干扰的群落(13.58 g/m^2);空斑总面积从大到小依次为中度干扰的群落(2 335 m^2)>轻度干扰的群落(2 241.25 m^2)>未干扰的群落(2 143 m^2)。(2)样方内的球果白刺数量从多到少依次为中度干扰的群落(459株)>轻度干扰的群落(272株)>未干扰的群落(142株),随着干扰程度的降低,个体在逐渐增大。(3)中度干扰的球果白刺群落内,在0~3 m、4~19 m的尺度内表现为随机分布,在3~4 m、19~25 m的尺度内表现为聚集分布。轻度干扰的球果白刺群落内,在0~12 m、13~25 m的尺度内表现为随机分布,在12~13 m的尺度内表现为聚集分布。未干扰的群落内,球果白刺表现为随机分布。     

有机肥施用量对残塬沟壑区苹果园土壤优先流特征的影响

为了研究有机肥施用量对残塬沟壑区苹果园土壤优先流特征的影响,以残塬沟壑区苹果园为研究对象,采用室外染色示踪法结合形态学和统计学方法,对永寿县苹果园土壤垂直染色剖面进行定量分析,使用均方差决策法综合各优先流特征指标对0 kg/hm²(CK)、6000 kg/hm²(T1)、9000 kg/hm²(T2)、1 2000 kg/hm²(T3)四种不同有机肥施用量苹果园土壤优先流特征进行研究。结果表明：(1)不同有机肥施用量样地土壤染色面积比随土壤深度的变化状况均与Logistic曲线拟合程度较好,决定系数R²均大于0.986。(2)选用的优先流特征指标中基质流入渗深度、优先流分数、变异系数和分形维数与均方差决策法计算出的优先流发育程度结果一致,优先流发展程度表现为T3>T2>T1>CK。但有平均最大入渗深度、优先流区染色面积比和长度指数在评价优先流程度中结果有些偏差,表现为T3>T2>CK>T1。(3)利用均方差决策法得到的优先流指数由大到小为：T3(0.75)、T2(0.59)、T1(0.27)、CK(0.25)。随着施肥量的增加,优先流程度也随之增加。研究可以为土壤优先流特征综合评价提供参考,并为残塬沟壑区果园制定合理的施肥措施提供依据。     

降雨因子对黄土丘陵沟壑区不同植被毯措施径流小区产流产沙量的影响

研究降雨量、降雨强度、降雨历时等降雨因子对黄土丘陵沟壑区不同植被毯措施径流小区产流产沙的影响,为该区水土流失防治、水土保持规划、生态建设等提供参考。结果表明:降雨量与各植被毯措施的产流产沙的相关性较差;降雨历时与各植被毯措施的产流量相关性较好(P<0.05),降雨历时与各植被毯措施的产流量相关性较差;降雨强度与各植被毯措施的产流产沙相关性显著(P<0.01)。本研究结果表明在黄土丘陵沟壑区降雨强度是影响各植被毯措施产流产沙的主要因素。     

黄土丘陵沟壑区不同草本植物生长期植物纤维毯对沟道边坡产流产沙的影响

为探究植物纤维毯在黄土丘陵沟壑区的适用性以及不同植物生长期植物纤维毯的水土保持效益,以内蒙古呼和浩特市清水河县为研究区,采用野外人工模拟降雨试验方法,对植物生长期为58,81,132天的直播草本边坡和植物纤维毯边坡径流产沙进行模拟试验。结果表明:(1)植物纤维毯护坡措施可显著延长边坡产流时间,并且产流时间随着植物生长期的增加而增加。在植物生长期为58,81,132天时,植物纤维毯边坡产流时间分别为86,110,243 s,明显大于裸坡(50,70,111 s)和直播草本边坡(73,83,123 s)。(2)随着植物生长期的增加,植物纤维毯边坡径流量从13 125 mL降至5 478 mL,产沙量从73 g降至22 g;直播草本边坡径流量从25 573 mL降至14 340 mL,产沙量从201 g降至82 g。(3)植物纤维毯护坡措施减流效益为55%～78%,减沙效益为71%～89%。(4)坡面植被高度、盖度是植被生长状况中影响径流产沙的主要因子,径流量、产沙量与植被高度和盖度呈多元线性函数关系。植物纤维毯能够有效降低黄土丘陵沟壑区沟道边坡土壤侵蚀,减少产流。     

不同经营模式对油松人工林林分生长短期影响

为了探究不同森林经营方式林分生长动态变化情况,于内蒙古赤峰市旺业甸林场油松人工林中选取油松中龄林和近熟林设置近自然经营、常规经营和未经营样地,根据2013、2016年和2019年3次调查,分析对比不同经营模式下林分蓄积生长量、胸径、胸高断面面积和单木材积量单木生长量,林分胸径分布和林分垂直分层生长量的动态变化。结果表明,中龄林近自然经营和常规经营方式下的PAI（年蓄积生长量）均大于未经营,近熟林6 a间近自然经营方式下PAI为12.31 m³·hm^-2·a^-1,大于常规经营和未经营;中龄林平均胸径单木生长量6 a间表现为近自然经营（0.58 cm·a^-1）＞常规经营（0.48 cm·a^-1）＞未经营（0.31 cm·a^-1）,近熟林表现为近自然经营（0.69 cm·a^-1）＞未经营（0.49 cm·a^-1）＞常规经营（0.46 cm·a^-1）;近自然经营方式下油松人工林6 a间单株胸高断面面积生长量、单株立木材积生长量均显著大于常规经营和未经营;近自然经营方式下的油松人工林上层胸径、胸高断面、蓄积年生长量都大于其他经营方式,近自然经营大径阶树木比例增长幅度最大。由此得出结论,近自然经营有利于林木胸径、林木单株胸高断面面积和单株立木材积量的生长,同时还会提高林分大径级林木株数比例,更有助于提高人工林木质量。     

大青山阳坡五种灌木叶片解剖结构及其抗旱性研究

为了研究大青山阳坡几种常见植物叶片结构对树种抗旱性的影响，以内蒙古大青山阳坡优势植物虎榛子（Ostryopsis davidiana）、灌木铁线莲（Clematis fruticosa）、柄扁桃（Amygdalus pedunculata）、小叶鼠李（Rhamnus parvifolia）、黄刺玫（Rosa xanthina）5种旱生灌木为研究对象，通过石蜡切片技术，利用光学显微镜测定不同植物叶片厚度、角质层厚度、上表皮厚度等13个叶片抗旱性解剖结构指标。通过隶属函数法，采用叶片厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、主脉宽度、木质部面积6个指标对各植物的抗旱性进行分析与评价。结果表明：①灌木铁线莲的叶片厚度（319.30 μm）和小叶鼠李（5.06 μm）的角质层厚度较高。②黄刺玫的海绵组织厚度（45.99 μm）和叶片组织结构疏松度（32.89%）最低。③虎榛子主脉宽度（244.58 μm）和木质部面积（3 662.03 μm2）最高，而灌木铁线莲（9.66 μm）、小叶鼠李（9.24 μm）导管孔径较大。④根据隶属函数值得出5种植物抗旱性排序为：虎榛子（0.64）＞灌木铁线莲（0.56）＞小叶鼠李（0.51）＞柄扁桃（0.46）＞黄刺玫（0.36）。结果可为大青山阳坡植物抗旱机制研究提供解剖学依据。     

基于不同平茬次数的沙柳生物量及其与生长因子的关系研究

沙柳(Salix psammophila)是内蒙古西部荒漠化地区的主要造林树种之一。文章对15 a林龄沙柳经过1次、2次、3次平茬和未平茬人工沙柳生物量进行研究的基础上,分析了沙柳生物量与丛高、冠幅、基径、枝条基部粗度、基部分枝数、单枝最大分枝数、单枝最大芽眼数的关系。研究结果如下:(1)随着平茬次数的增加,沙柳生物量也在增加,丘间低地沙埋区的沙柳生物量高于丘间低地未沙埋和迎风坡风蚀区的生物量。(2)从各生长因子与生物量的相关系数来看,基部分枝数枝条基部粗度基径冠幅单枝最大芽眼数丛高单枝最大分枝数。沙埋能够明显增加15 a林龄沙柳的冠幅、基径、基部分枝数。(3)随着沙柳基部分枝数增加,沙柳生物量明显增加,沙柳生物量与基部分枝数的关系方程为y=0.020 4x1.052 8(R2=0.669 8)。通过本研究,可以为我国西部地区开展人工沙柳林产量和生产力估算以及碳汇能力的计量打下良好的基础。     

基于BP神经网络的沙柳地上生物量预测模型

[目的]以库布其沙漠沙柳为研究对象,建立基于BP神经网络的沙柳生物量模型,探究不同建模因子下的沙柳生物量估算模型变化,以期探究沙柳生物量估算模型的最优形式。[方法]选取6种沙柳生长因子,并根据与生物量相关性大小加入输入变量,从而组成6组不同输入变量,输入变量包含因子数量逐步增加（1～6种）。对比BP神经网络沙柳生物量模型不同输入变量所拟合模型的性能,确定最佳输入变量,并在最优输入变量的基础上,确定BP神经网络隐层数量,经过反复训练,建立基于BP神经网络的沙柳生物量估算模型。[结果]基于BP神经网络的沙柳生物量模型最优结构,即输入层节点数(N_in)∶隐层节点数（N_h）∶输出层节点数(N_out)为：4∶9∶1。其中训练数据R²=0.97,RMSE=0.67,MAE=0.50;测试数据R²=0.96,RMSE=1.10,MAE=0.77。[结论]基于BP神经网络的沙柳生物量,随着输入变量中输入因子的数量不断增加,发现其R²、RMSE、MAE所表现出的模型性能逐渐...