晋西黄土区不同林地土壤团聚体分形维数特征与土壤养分相关关系

以山西吉县退耕还林工程中的刺槐林地、油松林地、山茱萸林地、次生林地为研究对象,以撂荒地、农地为对 照,采用Microtrace S3500 激光粒度仪对各地类0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm、20 ~ 30 cm 土层的团聚体粒径进行测定和分 级,利用分形几何学方法对土壤团聚体的分形特征进行分析,并测定了各地类土壤有机质、全N、全K 的含量,以探 讨土壤团聚体分形维数与土壤养分的关系。结果表明:各地类土壤团聚体分形维数在2.22 ~ 2.60 之间,平均值为 2.44;油松林地和刺槐林地土壤团聚体分形维数随土层深度增加有递增趋势,农地和次生林地土壤团聚体分形维 数随土层深度的变化不明显,而山茱萸林地土壤团聚体分形维数随土层深度的增加有递减趋势;土壤团聚体分形 维数与10 ~50m 的团聚体体积分数呈极显著正相关关系,与土壤团聚体粒径呈负相关关系;撂荒地土壤中有机 质、全P、全K 含量较低,肥力和质地最差,山茱萸林地土壤肥力和质地状态最佳,表明退耕林对土壤的改良效果 显著。      

基于DEM的黄土高原典型流域特征参数分析

以山西吉县蔡家川流域为研究对象,提取其流域特征及河道特征,统计分析各特征值随流域面积尺度大小而变化的规律。结果表明:随流域面积增大,河道干流长度、干支流总长度、河道弯曲系数、流域形状系数均增大,河道不对称系数、流域平均高程均减小,河网密度、河道比降、平均坡度均先减小后趋于稳定;研究地区虽对洪水具有微弱的自我调节能力,但河道比降应该控制在6.1%以下,河网密度应控制在0.58 km/km2以下,故面积小于10 km2的小流域应为研究区水土流失治理的核心区域;坡度在25°以上的土地面积约占整个流域面积的52%左右,易发生洪水,需大力加强水土保持。      

油松和侧柏的光合蒸腾特性及其与环境因子的关系

利用开放式气体交换Li-6400便携式光合作用测定系统对晋西黄土区油松和侧柏的光合、蒸腾特性进行了研究.并对净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)与其相关生理生态因子进行了简单相关性分析和通径分析.结果表明:油松和侧柏叶片的Pn日间均出现2个高峰;油松和侧柏叶片的Tr日间分别出现2个高峰、1个高峰;油松和侧柏叶片的水分利用效率（WU,E）日间均出现3个高峰.油松的Pn、WU,E日均值均高于侧柏,而Tr日均值则低于侧柏.光强(PA,R)、气孔导度(Ga)和胞间CO2摩尔分数(Ci)与Pn有极显著的相关性,其中影响油松和侧柏叶片光合的主要因子都是Ga和Ci,对油松的影响程度由大到小的顺序为Ga、Ci,对侧柏的影响程度由大到小的顺序为Ci、Ga;Tr与气孔导度(Ga)、光强( PA,R)、叶温(Ta)、相对湿度(RH)、水气压亏缺(p,d,i)有极显著的相关性,其中:Gs、Ta、RH是影响油松蒸腾作用的主要生理生态因子,影响程度由大到小的顺序为Ga、Ta、RH;PA,R、Ta和Vp,d,i是影响油松蒸腾作用的主要生理生态因子,影响程度由大到小的顺序为PA.R、Ta、Vp.d.i.     

山西黄土丘陵区天然油松林幼苗更新等级评定及结构分析

选取山西省黑茶山国有林管理局城庄沟林场内典型天然油松林,采用标准地调查法调查其更新情况,结果显示:该区域内天然油松林下更新树种主要有油松(Pinus tabulaeformis)、白桦(Betula platyphylla)、辽东栎(Quercus wutaishansea)、皂柳(Salix wallichiana)、落叶松(Larix gmelinii),天然更新等级为中等。油松幼苗的年龄结构有着非常明显的变化,各年龄阶段的油松幼苗个体数分布不均匀;油松天然更新幼苗都在4年生以上,占总数量的90.6%,4年生以下的幼龄苗数量非常少。油松天然更新幼苗高度级个体数结构图呈"L"形,个体频率高峰出现在高度级较高的级别上,高度级较低的油松幼苗数量较少,可采取适当的人为干扰措施,减轻幼苗间的生存竞争,以促进该区域内油松天然更新幼苗成林。     

晋西黄土高原不同地类土壤抗冲性研究

以晋西黄土高原不同林龄的油松林地为研究对象,以荒草地和农地为对照,以地表径流的泥沙含量为指标,采用野外实地放水冲刷法,对不同林龄油松林地的土壤抗冲性进行研究,分析坡度、林龄、枯落物、生物多样性指数对土壤抗冲性的影响.结果表明:(1)油松林地的土壤抗冲性大于荒草地和农地的土壤抗冲性;(2)坡度对油松林地的土壤抗冲性有较大影响,土壤抗冲性随着坡度的增加而减弱;(3)在一定坡度下,随着林龄的增加土壤抗冲性增强;(4)枯落物对油松林地的土壤抗冲性有显著影响,去除枯落物的油松林地土壤抗冲性明显小于有枯落物的油松林地,土壤抗冲性随着枯落物厚度的增加而增强;(5)生物多样性和土壤抗冲性关系密切,林地土壤抗冲性随多样性指数的增大而增强.     

晋西黄土区不同植被覆盖小流域的产流输沙特性

为了进行不同植被覆盖小流域的产流输沙研究,以山西省吉县蔡家川流域内部嵌套的3个典型小流域为研究对象,采用对比分析的方法,探索降雨特性和植被覆盖条件对流域产流输沙的影响。结果表明:小流域产生的径流量和输沙量均随着降雨量的增大而增大,但并不成一定比例;小流域的径流量和输沙量也随降雨强度的增大而增大,泥沙量的增长幅度大于径流量;在黄土区,短历时的暴雨易产生严重水土流失,应该作为水土流失预防的重点;在不同植被覆盖条件下,以封禁植被为主的小流域产生的径流量和输沙量最小,人工植被为主的小流域次之,水平梯田为主的小流域最大;在封禁条件下自然恢复植被为主的小流域对黄土区典型暴雨的水土流失预防效果最佳。因此,如何在水土流失严重的黄土高原地区仿拟自然进行植被恢复,是有效控制水土流失的关键。     

吉县蔡家川流域不同树龄刺槐林和油松林土壤微团聚体分形特征研究

本研究以山西吉县蔡家川流域内不同树龄的刺槐、油松纯林及其撂荒地为研究对象,应用Microtrac S3500激光粒度分析仪,对各地类土壤剖面中8个层次168个土壤样品的微团聚体组成进行测定后,利用分形几何学方法分析了土壤微团聚体的分形特征。结果表明:土壤微团聚体体积分形维数D随土层深度增加呈现递减趋势,平均值为2.22,变化于1.75~2.7之间。各地类土壤微团聚体体积分形维数D与<0.005 mm粒级土壤微团聚体体积分数呈极显著正相关关系,相关系数R均大于0.95,与其它粒级土壤微团聚体体积分数相关性不显著。根据土壤养分状况、土壤物理性质与土壤微团聚体分形维数成反比的研究结论,各地类0~20 cm深度土层的肥力状况和物理性质较20~40 cm土层好,撂荒地土壤肥力状况和物理性质最差,刺槐林地的肥力状况和物理性质好于油松林地,随着树龄的增加,土壤肥力和物理性质有下降趋势。     

晋西黄土区不同地类土壤抗冲性分析

为了评价植被对土壤抗冲性的影响,以晋西黄土区蔡家川流域刺槐林、油松林、次生林、退耕荒草地、农地、土质路面为研究对象,采用野外实地放水冲刷法,以侵蚀量为指标,研究不同地类土壤的抗冲性,并分析地被物、根系与土壤抗冲性的相关性.结果表明:不同地类的土壤抗冲性为次生林＞刺槐林＞油松林＞退耕荒草地＞土质路面＞农地;单位面积上枯落物量及其厚度对土壤抗冲性的影响最大;土壤表层根系对土壤抗冲性也具有较大影响,能够有效提高土壤抗冲性的根系结构是0～30 cm土层中的毛根,其中,影响最大的是表层0～10 cm的根系,单位体积土壤内的根系越多,土壤抗冲性越强.     

晋西黄土区刺槐和油松树干液流比较

应用TDP(Thermal Dissipation Probe)热扩散探针技术,通过对晋西黄土区刺槐和油松进行一个生长季(2010-04-10)的野外实地定位观测,结合同步测定的大气相对湿度、大气温度、太阳总辐射等气象因子,研究刺槐、油松树干液流的日变化及季节变化规律.结果表明:1)刺槐在5月上旬仅产生微弱液流,日均液流速率小于油松,无明显昼夜变化规律,到5月下旬,日均液流速率超过油松,并与油松呈现相同的昼夜变化规律,2树种夜间存在一定的树干液流,液流速率均于09:00开始快速上升,到12:00左右达到峰值;2)8月刺槐日均液流速率均大于油松,2树种液流速率连日变化规律基本相同,液流速率开始快速上升和达到峰值的时间与5月基本一致,峰值分别为5月的1.79和1.49倍,月平均值分别为5月的3.01和1.48倍;3)剌槐、油松树干液流和月耗水量呈现明显的季节性变化规律,耗水旺季集中在6-9月,4月达到最小值,7月达到最大值,在整个生长季(4-10月),油松林的总耗水量是刺槐林的1.63倍.经回归分析可知,影响刺槐、油松液流速率的主要因子均为太阳总辐射.     

晋西黄土区雨养果园土壤水分动态及对降雨的响应

通过对晋西黄土区雨养苹果园土壤水分进行连续定位观测,研究土壤水分的动态规律及其对降雨的响应。结果表明:春季土壤含水率变化幅度不大,CV在0.02~0.27范围内波动;雨季降雨增多,0-170cm土层CV均大于0.2;冬季土壤表层蒸发强烈,0-60cm土层CV均大于0.1,而60cm以下土壤水分能够继续向下运移,180-190cm土层CV为0.11。2011年苹果园土壤水分亏缺度为30.89%~58.68%,补偿度为3.88%~57.37%,降雨能够补充0-70cm土层的土壤亏缺量,但是深层土壤一直处于亏缺状态,需要科学合理的管理措施防治山地雨养果园的缺水问题。果园0-10cm的土壤含水率对降雨的响应极其明显,能够有效反映出土壤水分对降雨的响应特征,随着土壤深度的增加,土壤含水率对降雨的响应逐层滞后并且减弱。