黄河中下游河岸缓冲带土壤粒径分形特征

在人类活动与自然因素的共同作用下,黄河中下游河岸缓冲带土壤结构和植被等受到不同程度的破坏.本研究选择黄河中下游郑州一开封段河岸缓冲带作为研究区,探讨河岸人工林表层0～20 em土壤颗粒组成和分形维数在不同植被类型和河岸缓冲距离的分布特征及其与群落特征的关系.结果表明:1)研究区土壤颗粒质量分数呈非均匀分布,土壤质地空间分布表现为同质性,不同植被类型和河岸缓冲距离对土壤颗粒组成与土壤颗粒分形维数D值的影响差异不显著,D为2.75左右,土壤结构良好;2)D值与黏粒质量分数均与土壤全碳(TC)、总有机碳(TOC)和全氮(TN)的质量分数显著正相关(P＜0.01),砂粒质量分数则与TC、TOC和TN质量分数呈显著的负相关(P＜0.01),粉粒质量分数只与TN质量分数在0.05水平显著正相关;3)草本高度、乔木胸径、高度和郁闭度与D值、粉粒和黏粒质量分数呈正相关,与砂粒质量分数呈负相关.说明河岸人工林覆盖和生物量越大,土壤结构越好.     

北江红壤河岸坡面侵蚀水动力特征

受自然和人为干扰的交互影响,北江河岸带水土保持功能退化严重.本研究基于野外原位模拟径流冲刷试验,分析不同坡度(7°、9°、11°和15°)和放水强度(15、12和9 L/min)条件下红壤河岸坡面侵蚀水动力学参数变化特征及其与侵蚀产沙的关系.结果表明:1)平均流速随放水量增加而增加,在相同放水量下与坡度呈极显著线性正相关关系(P＜0.01);雷诺数随着放水时间增加总体上呈增大趋势,但增幅较小,坡度对雷诺数的影响较复杂,无明显规律;弗劳德数随放水历时增加呈先减小后趋于稳定,各处理的平均弗劳德数均＞1,说明坡面流均处于急流状态,且与坡度呈线性极显著正相关关系(P＜0.01);阻力系数随着放水时间增加总体呈增大趋势,且随坡度增加呈先增大后减小的趋势,说明阻力系数与坡度可能存在非线性关系.2)径流系数随放水历时增加呈先增大后趋于平稳趋势,相同放水量下随坡度增大而增大,同时坡度之间存在显著的幂函数关系(P＜0.05);侵蚀产沙量随着放水历时的增加呈先减小后稳定的趋势,且随坡度的增大而增大,二者之间存在显著的线性关系(P＜0.05).3)侵蚀产沙量随水流剪切力和水流功率的增大而增大,且与二者之间均存在线性显著正相关关系(P＜0.01).鉴于河岸带作为阻滞坡地泥沙进入河流的最后一道屏障,本研究的结果可为红壤河岸带坡面水土保持提供科学依据.     

道路对景观格局和土壤侵蚀的影响——以云南省凤庆县为例

道路的大规模建设对生态系统的影响巨大,影响着居民的分布格局和周围土地利用的变化,对生态过程产生直接或是间接的影响。在不同等级缓冲区内,景观格局、土地利用以及土壤侵蚀可能存在较大的时空差异。本文以云南省凤庆县为例,利用GIS和RS技术,研究1994年和2004年道路影响下的景观格局和土壤侵蚀变化规律。结果表明:1994年到2004年期间,凤庆县林地、水域减少,减少百分比分别是23%和0.14%,耕地、草地和建设用地增加,增加百分比是17%、6.5%、0.03%;不同等级道路缓冲区内,所有等级道路周围林地减少,耕地增加,省干线周围林地、草地减少,斑块密度、破碎度和分离度指数变化较大;低等级道路周围土壤侵蚀模数较大,省干线周围土壤侵蚀模数增加最大,对以后周围生态环境景观格局、土壤侵蚀产生深远影响。     

黄河下游河岸坡面产流产沙特征及其与汇流路径长度关系

植被和地形是影响坡面侵蚀过程的重要因子,探讨两者交互作用下坡面产流产沙和汇流特征对深入理解坡面侵蚀过程和水土保持具有重要意义。采用模拟降雨试验,探讨不同降雨强度(54和90 mm·h~(-1))、坡度(5°、10°、15°、20°)和植被盖度(0%、15%、30%)下黄河下游河岸坡面的侵蚀产流、产沙特征,并基于水文连通性模型——汇流路径长度指数(Flowlength)探究植被和地形在土壤侵蚀过程中的作用以及汇流长度与产流产沙特征的关系。结果表明:54和90 mm·h~(-1)雨强下,不同植被盖度对径流流速均有减缓作用,而90 mm·h~(-1)雨强下30%盖度的减缓作用较为明显;径流总量和径流深随坡度和植被盖度增加而逐渐减少的变化基本一致,随雨强增加,受坡度影响逐渐增大。54 mm·h~(-1)雨强下,当坡度15°时,侵蚀产沙量随坡度增加增幅较小;当坡度15°后,侵蚀产沙量增幅较大。90mm·h~(-1)雨强下,当坡度15°时,侵蚀产沙量随坡度增加而增加;当坡度15°后,其随坡度增加而减少。相关分析表明,坡度对产沙量、产流量和径流深均具有显著影响,显著水平分别为P 0.001、P 0.01和P 0.05;植被盖度仅对平均流速影响显著(P 0.05)。但植被盖度对汇流路径长度影响极为显著(P 0.001),裸坡的汇流路径长度明显大于植被覆盖坡面;坡面产流产沙量随汇流路径长度的增加基本呈增加趋势。在坡度和植被盖度交互作用下,坡面产流所引发的土壤侵蚀效应受坡度影响较为明显,而在汇流过程所引发的土壤侵蚀效应中,植被的影响明显大于坡度。     

北江干流河岸带不同植被类型植物物种多样性分析

以北江干流河岸带4种典型植被类型(竹林、草地、混交林和桉树林)为研究对象,采用样方法调查分析其群落特征和物种多样性,运用冗余分析(RDA)探讨北江河岸带植物物种多样性与环境因子之间的关系。结果表明:北江河岸带植物物种受热带季风气候影响,植物种类繁多,共调查到59科116属136种植物,群落科属组成分散;4种植被类型的物种丰富度、Shannon-Wiener多样性和均匀度指数变化规律一致,均以混交林最高,竹林次之,桉树林最低,但各植被类型间差异并不显著,说明北江河岸带不同植被类型维持物种多样性的异质性较小,其作用更多体现在为不同物种提供栖息地;RDA结果显示,植物物种丰富度、均匀度和多样性指数与乔木层高度、草本层盖度和海拔均呈正相关,而与至河流距离和土壤含水量呈负相关,在选取的7个环境因子中,海拔对北江河岸带植物物种多样性的影响最大,土壤含水量影响次之,至河流距离影响最小。     

薄山林场空气负离子变异特征研究

利用空气负离子测定仪,对位于河南省确山县的驻马店市薄山林场的不同林分类型及水库周边的空气负离子进行了测定,以此评价所在地的空气质量状况,分析其与温度、相对湿度等环境条件的相关性.结果表明:空气负离子含量与林分类型、水面状况以及环境条件等具有良好的相关性.     

氯化钙和蔗糖对低温处理下香樟膜脂过氧化和保护酶系统变化的影响

以1年生香樟叶片为试验材料,研究其在不同低温处理下和外源物质氯化钙、蔗糖的作用下,细胞超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,丙二醛(MDA)含量及叶片相对电导率的变化.结果表明,随着温度的降低,清水、氯化钙和蔗糖处理的香樟叶片保护酶活性变化均呈先升后降的趋势;清水、氯化钙处理的香樟叶片MDA含量均呈上升趋势,增幅平稳;而蔗糖处理的香樟叶片MDA含量呈先降后升的趋势;相对电导率呈上升趋势,-6℃之后上升幅度增大.表明外施氯化钙、蔗糖能提高香樟抗寒性.     

河岸植被对坡面径流侵蚀产沙的阻控效果

河岸植被在流域水土保持与非点源污染控制方面具有重要作用。为探究河岸植被阻控坡面径流侵蚀产沙效果及其影响因素,该文通过野外模拟径流冲刷试验,定量分析了北江干流河岸植被阻控坡面径流和侵蚀产沙的特征,探讨了河岸植被对径流与泥沙相互关系的影响以及河岸植被阻控效果与坡度和放水强度的关系。结果表明,(1)植被的存在延迟了坡面初始产流时间、降低了坡面径流系数、减弱了径流侵蚀力,放水强度和坡度越大,坡面产流时间越早、径流系数越大、植被对径流的拦截效果越低,其中,植被对不同坡度上径流系数的平均阻控效果分别为3.35%、3.36%、4.28%和3.17%,对不同放水强度下径流系数的平均阻控效果分别21.69%、17.40%和10.01%,对坡面径流侵蚀力的阻控效果分别为60.00%、32.23%、27.29%和22.76%;(2)植被坡对坡面累积泥沙量的阻控效果分别为60.14%、32.83%、24.19%和20.86%,植被的存在可以有效提高土壤的抗侵蚀能力并减少侵蚀产沙量和降低侵蚀泥沙中值粒径,植被阻控泥沙的效果大于其阻控径流的效果;(3)相关性分析表明,产流时间与累积泥沙量、粒径均呈显著负相关,植被的存在一定程度上改变了退流时间与两者之间的关系;径流系数、径流侵蚀力与累积泥沙量、粒径均呈显著正相关;植被对累积泥沙量和径流侵蚀力的阻控效果与随坡度和放水强度的增加而降低。综上,河岸植被对坡面径流和泥沙具有不同的阻控效果,且受坡度和放水强度影响显著,研究结果可为流域水土保持与河岸植被建设提供支持。     

北江干流河岸带不同植被类型土壤粒径分形特征

结合野外调查与室内试验,以北江干流河岸带竹林、桉树林、混交林和草地土壤为对象,对比分析了不同植被类型土壤的颗粒组成与分形维数(D)特征及其与其他土壤理化性质的相关性。结果表明:北江干流河岸带土壤结构良好(D=2.79),质地均一,粒径分布均匀(粉粒、砂粒、黏粒百分比分别为40.66%,36.59%,22.75%),但随粒级增大,空间变异增强;D值与土壤颗粒组成显著相关,随黏粒和粉粒含量升高、砂粒含量降低,D值升高;不同植被类型土壤分形与颗粒组成差异明显,其中砂粒含量表现为竹林混交林草地桉树林,D值、粉粒和黏粒含量均表现为桉树林草地混交林竹林,竹林和桉树林对土壤结构的影响差异有显著(p0.05),其他植被类型影响差异不显著;D值、黏粒含量均与硝态氮(NO-3-N)和全磷(TP)含量分别呈显著负相关和显著正相关(p0.05)关系,土壤砂粒含量与含水量(SM)呈显著负相关(p0.05),土壤粉粒含量只与SM呈显著正相关,另外,D值、砂粒、粉粒和黏粒含量与总有机碳(TOC)和全氮(TN)的相关性均不显著。河岸带土壤受多种因素影响,其土壤理化性质间的相互关系与其他景观差异明显。     

黄河中下游典型河岸缓冲带植被景观连接度及其网络构建

植被作为河岸缓冲带生态系统服务形成与维持的基础,在维持生物多样性方面,能为多种物种提供栖息地和迁移廊道。因此,本文以黄河中下游典型河岸缓冲带植被为对象,采用遥感解译、景观连接度指标、斑块重要性评价和廊道网络分析相结合的方法,分析2003年、2009年和2015年研究区的植被景观连接度和斑块重要值变化,并构建河岸缓冲带植被廊道网络,以期为黄河中下游河岸缓冲带生物多样性保护提供支持。结果表明,研究区植被斑块的连接度在2003—2015年呈增加趋势,且随距离阈值的增大而增大;不同距离阈值下,斑块重要值随斑块面积增大而增大,且随距离阈值增大的而增大;小型斑块(0~5 hm~2)重要值呈增加趋势,中型斑块(5~10 hm~2)重要值呈先增加后降低趋势,而大型斑块(10 hm~2)重要值呈降低趋势。植被廊道网络分析表明,基于重要生态节点同时考虑沟渠和道路廊道可作为研究区植被廊道网络构建的重要参考。