近景摄影测量技术在坡耕地土壤侵蚀速率研究中的应用

以5°,10°,20°的紫色土坡耕地为研究对象,分别进行5,10,15次强度的模拟耕作试验,在此基础上采用60L/min的流量进行3轮放水冲刷试验,采用近景摄影测量技术监测试验前后紫色土坡耕地小区的地形变化,通过生成高精度DEM数据计算土壤流失体积,并采用插钎法测量土层深度变化,验证近景摄影测量技术测定地形变化的准确度,进而推算不同坡度条件下的紫色土坡耕地耕作侵蚀速率和水力侵蚀速率。结果表明:(1)采用近景摄影测量技术能够准确监测地形变化,其测算结果与插钎法的结果比较接近,且通过计算土壤流失体积推算土壤侵蚀速率的方法比较可靠,精度较高;(2)紫色土坡耕地在坡度为5°,10°,20°条件下平均耕作侵蚀速率分别为69.85,131.45,155.34t/(hm2·tillage pass),耕作侵蚀速率随坡度增加呈增加趋势,随着耕作次数增加则呈逐渐减小的趋势;(3)紫色土坡耕地在坡度为5°,10°,20°条件下平均水力侵蚀速率分别为1 892.52,2 961.76,4 405.93t/(hm2·h),水力侵蚀速率与坡度呈正相关关系,与此同时,随着耕作强度的增加,水力侵蚀也呈逐渐增大的趋势,表明耕作侵蚀对水力侵蚀有加速作用。该研究为紫色土坡耕地耕作侵蚀和水力侵蚀交互作用下的土壤侵蚀研究提供技术支撑和数据基础。     

西南干暖河谷土壤细沟可蚀性垂直地带性差异

为探究以干暖河谷为基带的西南山地土壤细沟可蚀性垂直地带性差异,选择该区不同垂直带典型土地利用类型(林草地和耕地)下不同土壤类型(红壤、黄壤、棕壤和暗棕壤)为研究对象,利用室内“V”形细沟模拟装置,分别进行6种流量(150,300,450,600,750,900mL/min)和3种水文状态(排水状态、饱和状态和渗流状态)的模拟冲刷试验。结果表明:(1)该区土壤颗粒组成无明显的垂直地带性,林草地的砂粒含量偏高,各土壤的颗粒含量差异在9%以内,所有土壤均为粉质壤土,但有机质差异较大,且随着海拔增加而增加;(2)土壤的细沟可蚀性具有明显的垂直地带性,随海拔升高,林草地土壤可蚀性Kr值逐渐减小,相比于红壤,暗棕壤的Kr值减小幅度平均为47.74%,耕地土壤中黄壤略大于红壤,可能与人为活动强度和土壤熟化程度有关;(3)不同土地利用方式下,林草地土壤Kr值显著大于耕地土壤Kr值,平均增幅为22.63%,这可能与有机质促进土壤抗侵蚀性能的提高有关;(4)不同近地表水文状态下,土壤的细沟可蚀性表现为渗流状态>饱和状态>排水状态,表明随着近地表水文状态变化,尤其是垂直水力梯度的增加会显著导致土壤的细沟可蚀性增大;试验还发现,土壤的临界剪切力仅在不同的水文状态下具有渗流状态>饱和状态>排水状态的规律性,而在不同海拔和土地利用类型之间没有明显的规律性。     

干热河谷冲沟沟头活跃度对植物群落结构的影响

为研究干热河谷冲沟沟头活跃程度对植被物种组成及其群落结构的影响,从而服务于冲沟植被恢复过程中最佳植被配置,采用典型样地法对元谋县内22条冲沟进行实地调查。研究结果表明:1)冲沟内植物种类随着沟头的稳定程度增加而增加,其中活跃型冲沟内植物12科28属共28种,半稳定型冲沟内植物16科29属共29种,稳定型冲沟内植物15科35属共37种;2)不同活跃程度的冲沟植被群落按生活型可分为3个层次,一是以扭黄茅为优势种,孔颖草、三芒草为次优种的草本层;二是以车桑子为优势种,银合欢为次优种的灌木层;三是以印楝为优势种,桉树为次优种的乔木层,但活跃型冲沟无乔木层;3)冲沟乔木层、灌木层和草本层的植被盖度均随着冲沟沟头稳定性的增加而增加,表现为稳定型冲沟>半稳定型冲沟>活跃型冲沟;4)不同活跃程度的冲沟沟头群落结构均以多年生草本和灌木为主,乔木种类较少,优势物种相同且占有显著地位,但随着冲沟沟头的逐渐稳定,乔木数量和多样性均逐渐增加;5)活跃型冲沟、半稳定型冲沟、稳定型冲沟之间草本层、灌木层、乔木层的植物群落相似性分别表现为中等相似、极为相似、极度不相似,且冲沟不同恢复阶段灌木层中植物有趋同演化的趋势,共有程度很高,冲沟沟头活跃程度对灌木层植物群落功能造成的影响小于对草本层和乔木层植物群落。总体而言,不同活跃程度的冲沟沟头植被群落结构之间具有显著差异,研究结果将为冲沟生态恢复提供科学依据。     

集水区耕作对干热河谷冲沟沟头溯源侵蚀过程的影响

随着气候变化与人类活动的加剧,中国干旱频繁发生且影响不断加剧,探索干旱对植被生长的影响对研究生态系统如何应对干旱具有重要意义。基于中国1982-2015年改进帕尔默干旱指数（scPDSI）与归一化植被指数（NDVI）数据,分析植被对干旱的响应规律及敏感性。结果表明：1）在中国西北地区、内蒙古地区、东部地区及青藏高原南部地区,短滞时（1-3月）scPDSI与NDVI的相关性较大（Rmax>0.4）,南方湿润地区降水充沛,植被对干旱的响应不敏感（Rmax<0.3）,其生长主要受能量因素控制;2）年均水分盈亏量、降水量、日照时数和气温对植被与干旱的关系影响较大,其中年均水分盈亏量是主要控制因子;3）不同植被类型对干旱的敏感性有较大差异,敏感排序为草地>林地>耕地。研究结果可为中国不同区域干旱对植被生长影响评估提供科学依据。