贵州人工草地植被盖度和地上生物量及碳氮含量对放牧的响应

过度放牧是贵州喀斯特人工草地退化主要人为驱动力之一。研究贵州喀斯特人工草地放牧管理策略,对贵州人工草地的可持续发展有重要指导意义。本研究结合无人机技术对草地植被盖度进行调查,比较不同放牧强度对植被盖度、地上生物量、植被地上部碳氮含量的影响和相同模拟放牧强度对不同混播草地植被盖度、生物量、植被地上部碳氮含量的影响,分析地上生物量、植被地上部碳氮含量与盖度的相关性。结果表明,轻度放牧下,植被盖度、地上生物量鲜重、地上生物量干重和植被地上部碳氮比分别比重度放牧显著升高了16.4%、302.4%、292.5%和132.1%(p<0.01),植被地上部氮含量显著降低了58.2%(p<0.01),放牧强度对植被地上部碳含量影响不显著(p>0.01);在相同模拟放牧强度干扰下,混播组合对植被盖度、地上生物量(鲜重和干重)、植被地上部碳、氮含量和碳氮比的影响均不显著(p>0.01)。相比于相同植被类型模式下的混播组合,草地盖度和地上生物量等的响应更受制于放牧强度调控,这进一步揭示,目前放牧强度下,贵州本地人工草地需要采取更低放牧强度的管理策略。不同放牧强度下,地上生物量、植被地上氮含量与植被盖度的相关性较好,结合无人机航拍图片,可为家庭牧场地上生物量和氮含量的无损、快速监测提供可行的途径。     

土壤理化性质对土壤侵蚀影响研究综述

土壤理化性质是影响土壤侵蚀过程的重要因素,研究土壤理化性质对土壤侵蚀的影响对控制土壤侵蚀、采取合理水土保持措施有着重要意义。本文基于土壤侵蚀预报机理模型以及经验模型,总结现有研究中土壤各种理化性质对模型中核心参数的影响。目前国内外学者对土壤各种理化性质对土壤侵蚀影响的观点各有不同。该方面的研究仍然存在参数标准不统一、研究内容不够系统全面、研究结果分歧等问题。     

水肥一体化中水肥混合效果数值模拟研究

为研究水肥一体化技术中的水肥混合特性,以流体力学中的两相流理论为基础,针对水肥混合过程中混合时间、混合区间长度、流速及管径对其混合效果的影响进行相应的数值模拟研究。结果表明,混合时间及混合区间长度越长有利于提高水肥混合效果及最终水肥混合均匀性;水肥流速比较低时管内水肥混合的均匀性较好,且水肥流速越大则其混合效果及均匀性越好;水肥流速较低时输水管及输肥管的管径比对水肥混合均匀性的影响较大,两者管径比越小则混合效果越好,随着流速的提高两者管径比对其混合效果的影响逐渐减弱。     

草地土壤分离能力季节变化特征及其影响因素

土壤分离能力是土壤侵蚀机理模型的重要参数.受土壤性质、植被根系等因素影响,土壤分离能力呈现显著的季节变化.为研究草地土壤分离能力季节变化特征及其影响机制,以建植一年的柳枝稷、无芒雀麦草地及对照裸地为研究对象,以20 d为周期,测定土壤密度、黏结力和根系密度,并采集原状土样进行水槽实验(τ=6.5-23.4Pa),测量土壤分离能力,并运用相关分析、回归分析等方法,研究土壤性质及植被根系对土壤分离能力季节变化的影响.结果显示:柳枝稷和无芒雀麦草地具有类似的季节变化特征,而裸地与二者差异明显.4月中旬至6月下旬,草地土壤分离能力较大,此后土壤分离能力迅速下降;7月中旬直至10月上旬,草地土壤分离能力较低;10月下旬,土壤分离能力小幅回升;裸地土壤分离能力7、8月份较低,其余时间较高.裸地土壤分离能力试验期均值为柳枝稷草地的10.6倍,无芒雀麦草地的23.7倍.草地土壤分离能力的季节变化受根系密度和土壤黏结力的影响,随着根系密度与土壤黏结力增大,土壤分离能力呈指数形式降低,而土壤密度对土壤分离能力季节变化的影响并不显著.试验区内草地土壤分离能力可用水流剪切力、根系密度、根径和土壤黏结力等参数进行模拟(R2=0.636).研究结果可为土壤侵蚀机理模型的推广应用,以及小流域水土保持措施配置等工作提供科学依据.     

137Cs和210Pbex双核素示踪"三北"防护林区退耕前后坡地土壤侵蚀变化

为查明"三北"防护林建设前后农耕地和退耕地土壤保持效益变化，利用137Cs和210Pbex双核素示踪技术，选择了防护林建设较为成功的张家口坝上地区（风力侵蚀区）作为典型区，研究了农耕地以及退耕地土壤137Cs和210Pbex的剖面变化规律及其示踪的土壤侵蚀变化。结果表明：1）由于耕作的混匀作用，农耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex均呈均匀态分布；退耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex则表现为表层（0～5cm）浓度最高、下层（5～25cm）浓度均相对较低且分布相对均匀的形态，这表明退耕后坡地土壤137Cs和210Pbex剖面形态均会发生一定变化，退耕驱动土壤137Cs和210Pbex剖面变化导致运用土壤核素估算侵蚀模型在该区域难以适用；2）基于土壤137Cs和210Pbex剖面变化规律，利用210Pbex质量平衡方程，提出了退耕地土壤210Pbex土壤侵蚀估算模型；3）利用137Cs比例模型估算退耕地土壤侵蚀速率为27.94±11.92 (t/hm2·a)，农耕地侵蚀速率为29.11±14.42 (t/hm2·a)，而利用修正后的210Pbex转换模型估算得到"三北"防护林区退耕地造林前平均侵蚀速率为82.16±14.36 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率为-41.28±33.91 (t/hm2·a)；农耕地造林前平均侵蚀速率为68.55±22.11 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率-8.52±47.32 (t/hm2·a)。这表明137Cs示踪技术主要表征了1963年以来该区坡地土壤侵蚀和沉积的平均结果，而210Pbex示踪技术则可以较好地示踪防护林建成前后的土壤侵蚀变化。此外，研究结果也表明，相比于"三北"防护林建成之前，建成之后该区农耕地和退耕地的土壤侵蚀速率均呈显著下降趋势，且均由前期的风沙侵蚀转变成了风沙沉积。     

砂土中粘土夹层对入渗过程影响的试验分析

对水在高渗透性砂内入渗过程中,其内部的低渗透性粘土夹层对入渗过程的影响进行了室内垂直一维入渗试验。通过分析定性得出粘土夹层对入渗过程的影响体现为减渗作用,表现为粘土夹层将均质粗砂中的非线性入渗过程变为夹层内的线性入渗过程,使夹层范围的入渗为一个具有较小入渗率和较小湿润锋推进速度的稳渗阶段。     

铅锌胁迫对铅超富集植物小鳞苔草生理代谢特性的影响

通过对铅超富集植物小鳞苔草（Carex gentiles Franch）进行铅、锌胁迫处理发现,随着重金属浓度的增加,小鳞苔草叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量及叶绿素总量均呈降低的趋势,根和地上部分可溶性糖含量和可溶性蛋白含量呈先增后降的波状起伏趋势,根和地上部分丙二醛（MDA）含量呈增大的趋势,且地上部分MDA含量大于根。方差分析表明,铅浓度间、锌浓度间及铅锌浓度互作间小鳞苔草上述指标的差异均达极显著水平（P＆lt;0.01）。     

紫色土坡耕地不同微地形地表汇流网络特征

为了揭示不同微地形汇流网络的特征,通过野外人工降雨模拟试验,结合近景摄影测量技术,在相同降雨历时下,提取并分析了60,90,120 mm/h雨强下,连续凹陷、间隔凹陷、连续凸起、间隔凸起、凹凸相连、凹凸相间以及对照组7种微地形措施的汇流网络。结果表明:(1)7种微地形的汇流密度随集水面积阈值的增大而逐渐减小,间隔凹陷和凹凸相连的最佳阈值为450 m²,对照组、连续凹陷和间隔凸起的最佳阈值为550 m²,连续凸起和凹凸相间的最佳阈值为650 m²;(2)对照组、连续凹陷和间隔凹陷的汇流形态为树枝状,间隔凸起和凹凸相间的汇流形态为既有树枝状也有平行状的混合状,连续凸起和凹凸相连的汇流形态为平行状;在微地形中凹陷起着汇集径流、减少低级径流数量的作用,而凸起则是起着改变径流流向、降低径流汇合几率的作用;(3)7种微地形的汇流密度和径流频度表现为树枝状>混合状>平行状,随着降雨强度的增大各措施的汇流密度无显著变化,但径流频度则随着降雨强度的增大总体呈现增大的趋势。     

川西粉质黏土-衬砌接触面冻结强度规律研究

为揭示川西灌渠粉质黏土-衬砌接触面间冻结强度规律,针对川西地区灌渠渠基土开展了冻结作用下冻结温度、冻结时间、初始含水率、法向荷载4种影响因素在不同条件下的剪切试验。结果表明:接触面间峰值抗剪强度与冻结温度、初始含水率变化呈负相关,与冻结时间、法向荷载变化呈正相关。此外,利用正交分析,揭示了4种因素对峰值抗剪强度影响的显著性,结果显示:法向荷载对峰值抗剪强度影响最显著,初始含水率、冻结温度次之,冻结时间影响不显著。试验成果可为川西灌渠冻胀稳定性及相关工程研究提供依据。