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。      

中国西北三省(区)风雪流发生的可能性

[目的]揭示新疆、内蒙古和甘肃西北3省(区)风雪流发生的可能性,为风雪灾害防治提供理论依据。[方法]利用1981—2010年3省(区)130个区站地面气象资料,划分风雪流发生可能性等级。[结果](1)研究区65.4%的地区有发生风雪流灾害的可能性,其中16.9%的地区发生风雪流可能性的等级较高;(2)研究区风雪流灾害最严重的月份为3和12月,少数地区受地形影响有所差异;(3)研究区30a间气象数据在一定范围内波动,风雪灾害发生可能性没有减弱趋势。[结论]西北3省(区)需重视风雪灾害防治,尤其是3和12月应重点防护;同时要加强生态修复工作,降低风雪灾害。     

北京市门头沟区采砂废弃地治理遥感评价

[目的]对北京市门头沟区采砂废弃地治理进行遥感评价,为北京市政府进行采砂废弃地这一典型退化生态系统的生态修复和景观重建提供依据。[方法]基于门头沟区采砂废弃地遥感影像及实地调研,对各采砂废弃地的规划利用方向进行分类,同时利用综合指数法、GIS分析法和专家打分法等景观评价方法,选取相应的评价因子建立评价模型,对门头沟区采砂废弃地的生态治理效果进行综合评价。[结果]门头沟区采砂废弃地规划利用方式为公共绿地及公园、自然生态恢复区、建设用地、基本农田、河道综合治理区5大类别,治理效果表现为:公共绿地及公园河道综合治理基本农田建设用地自然生态恢复区。[结论]门头沟区治理近10a来,采砂废弃地规划利用及生态修复取得了显著成效,总体生态治理效果达到近理想的状态,其中公共绿地及公园的治理效果接近理想状态,无论从植被覆盖度还是景观协调度方面都体现出更好的恢复效果,而自然生态恢复方式效果一般,对采砂废弃地不宜采取该种方式。     

陕北黄土极陡坡土壤水分对微地形的响应

土壤水分是陕北半干旱黄土区植被生长最主要的限制因子,然而受坡面微地形的影响,黄土坡面土壤水分存在异质性,从而影响林草植被精准配置。为此,本研究通过对黄土高原5类陡坡微地形土壤含水量(0~180 cm土层)的定位监测数据,分析研究不同降水年型条件下土壤水分的变化特征及其对微地形的响应。结果表明:1)降水年型对微地形土壤水分时空变化均有影响,枯水年切沟底土壤含水率季节变化平缓,雨季前下降趋势缓慢,雨季后增长趋势滞后;而丰水年切沟底土壤水分的变化呈V型变化;缓台、浅沟、塌陷和陡坎4种微地形枯水年土壤水分季节变化一致,呈M型变化;而丰水年土壤水分季节变化呈W型,2个最低值出现在5月和11月。2)垂直方向上塌陷、原状坡、陡坎土壤水分自上而下呈先减小后增大的趋势,缓台、浅沟、缓坡呈先增大后减小的趋势,黄土陡坡中的切沟底土壤水分含量最高。3)缓台、陡坎、原状坡的土壤水分速变层和活跃层在丰水年消失,在枯水年深度下移;塌陷、切沟、浅沟、和缓坡土壤水分速变层和活跃层在枯水年均下移。     

沙棘苗期叶水势与气孔导度对水分胁迫的响应

为研究沙棘苗期叶水势和气孔导度对不同程度水分胁迫的响应规律,本研究通过盆栽控水试验,以1年生沙棘实生苗为试验材料,设置了4种土壤田间含水量:75%~80%(W_1,充分供水)、55%~60%(W_2,轻度水分胁迫)、35%~40%(W_3,中度水分胁迫)、25%~30%(W_4,重度水分胁迫),选择晴朗无风的天气,于6:00-18:00每隔2 h测量叶水势、气孔导度(Gs)、气象因子和叶温。结果表明,各处理日平均叶水势差异显著(P0.05):W_1(-1.77 MPa)W_2(-1.90 MPa)W_3(-2.11 MPa)W_4(-2.34 MPa)。沙棘日平均叶水势与土壤含水量,平均叶水势与气孔导度均呈显著线性正相关关系(P0.05)。本研究结果有助于进一步认识沙棘苗期的抗旱机理,为西北荒漠地区沙棘造林提供技术支撑。     

崇礼区典型林分空气负离子浓度及影响因素

[目的]对崇礼区3种主要林分类型的空气负离子浓度变化规律以及影响因素进行研究,为该地生态效益评估以及生态旅游规划提供依据。[方法]本研究通过对崇礼区典型林分类型空气负离子浓度进行连续观测,并以开阔无林地为参照对象,采用柱状图、散点图、回归分析等方法研究河北杨(Populus hopeiensis,PHF)、白桦(Betula platyphylla,BF)和油松(Pinus tabulaeformis,PF,)3种纯林以及无林地(NF)空气负离子浓度日变化特征,分析气象因素及植物光合特性对空气负离子的影响,并运用单极系数法以及空气质量系数法对不同林分空气质量进行评价。[结果]表明:(1)空气负离子浓度变化趋势呈双峰型,最低值一般出现在中午,不同林分最高值出现时间不同。不同林分空气负离子浓度具有明显差别,空气负离子浓度从高到底依次为:河北杨(1 101 ion·cm-3)白桦(847 ion·cm-3)油松(755 ion·cm-3)无林地(344 ion·cm-3)。(2)不同林分空气负离子浓度与气温呈负相关,与相对湿度呈正相关;不同林分空气负离子浓度与植物光合特性总体呈正相关。(3)计算空气质量评价参数得出不同林分单极系数从小到大依次为河北杨(0.92)油松(1.01)白桦(1.25)无林地(1.37),各林分空气质量评价指数从大到小依次为河北杨(1.25)白桦(0.85)油松(0.80)无林地(0.27)。[结论]不同林分空气负离子浓度存在差异且阔叶林高于针叶林,空气离子浓度的变化受外界气候因素及自身植物光合特性的影响明显,不同林分空气质量评价指数也存在差异,合理配置林分资源有利于空气质量提升。     

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。     

基于Hadoop的区域土壤侵蚀强度计算GIS设计与实验

在开源分布式计算框架Hadoop的基础上,选择大凌河流域为研究区,构建降雨侵蚀力、土壤可侵蚀性、坡长等土壤侵蚀因子栅格数据分布式存储策略,利用MapReduce编程模式设计实现通用水土流失方程RUSLE的算法程序进行土壤侵蚀强度计算,并扩展Geoserver的栅格文件读取功能,增大对HDFS栅格文件的读取支持,实现土壤侵蚀强度计算结果的快速发布。结果表明,该系统可实现大数据量、高分辨率土壤侵蚀因子栅格数据的区域土壤侵蚀强度快速计算,可较好满足区域土壤侵蚀预测预报的时效性要求;程序运行过程中计算任务本地化效果明显,显著降低了计算过程中的网络传输压力,网络使用率约22%,且系统性能可通过增加计算节点进一步提升。本研究可为大数据量、高分辨率栅格数据下区域土壤侵蚀强度计算及发布GIS设计开发提供指导,为大凌河流域土壤侵蚀监测提供科学依据。     

陕北黄土区不同微地形土壤水分变化趋势分析

目的我国黄土高原地区干旱少雨、蒸发性强，降雨成为当地土壤水分的主要来源，而黄土坡面微地形对降水进行二次分配，因此研究不同立地类型的微地形土壤水分的动态变化趋势，可以为困难立地类型的微地形的植被生长和恢复提供参考依据。方法本文选择缓台、塌陷、陡坎、切沟和浅沟5种微地形的土壤水分为研究对象，于2010年8月至2013年6月在吴起县合沟流域阳坡上的定位观测数据，利用自相关检验、Mann-Kendall趋势检验、线性回归等方法，分析研究5种微地形0~160cm各土层土壤水分动态变化特征。结果在检测期间的全年和生长季中，微地形的土壤含水量随深度的增加呈现增大的趋势，其中切沟的土壤含水量相对较高，陡坎最低。各土层的土壤水分存在显著的正自相关性；5种微地形土壤水分在检测期间的变化趋势均不显著，其中塌陷的土壤水分在各土层均有微弱增加的趋势，其他4种微地形的土壤水分在各土层的变化趋势均有增有减；缓台、塌陷、陡坎、切沟和浅沟5种微地形在观测期间的变化速率也有差异，相对而言塌陷的土壤水分变化速率最快。结论综合分析可得，在监测期间，切沟的土壤含水量最高，但塌陷的增长速率较快。