湖北省三峡地区天然林生态效益评估

本文采用涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境和生物多样性保护等9个功能指标,对湖北省三峡地区天然林生态系统服务功能价值进行评估。结果表明:湖北省三峡地区天然林生态系统服务价值为336.66亿元·年-1。其中,固碳释氧、涵养水源和生物多样性保护3项功能价值量最大,分别占该地区天然林生态系统服务总价值的34.94%,30.45%和29.00%;阔叶林生态系统服务功能价值量最大,占该地区天然林生态系统服务总价值的37.54%。固碳释氧、涵养水源和生物多样性保护等功能都发挥着重要的作用,阔叶林在湖北省三峡地区天然林生态系统中具有突出的功能。     

黄土丘陵沟壑区不同退耕类型径流、侵蚀效应及其时间变化特征

在自然降水条件下,连续14年对半干旱黄土丘陵沟壑区坡耕地及其4种退耕类型径流、侵蚀进行观测实验。结果表明:坡耕地退耕显著减少地表径流和土壤侵蚀,退耕类型之间径流量和侵蚀量存在显著差异,其大小次序为:农耕坡地>牧草地>乔木林地>自然草地>灌木林地。地表径流和侵蚀具有明显的季节分布特征,减流、减沙效应主要发生于7月和8月。牧草地累积减流、减沙效应随年度增加逐步下降,乔木林地的累积减流效应逐渐下降而减沙效应则逐步增加,灌木林地累积减流、减沙效应持续提高,自然草地则为先增长后降低的过程。14年观测结果表明:累积减流、减沙效应次序为:灌木林地>自然草地>乔木林地>牧草地。牧草地和乔木林地在短期具有较好的减流、减沙效应,而灌木林地和自然草地具有较好稳定持久的水土保持功能。     

三峡库区长江干流入出库断面氨氮与高锰酸钾指数负荷研究

  目的  探究三峡库区长江干流入出库断面污染物负荷变化及其与三峡水库水位的关系。  方法  基于三峡库区长江干流入库断面(重庆朱沱)与出库断面(湖北宜昌南津关)2013?2018年氨氮(NH₃-N)和高锰酸钾指数(COD_Mn)与断面水体流量数据,采用密度分布曲线、Mann-Kendall趋势分析法对污染物负荷情况进行分析。  结果  ①入库断面NH₃-N、COD_Mn负荷极显著高于出库断面,入库断面污染物负荷与出库断面污染物负荷极显著相关(P＜0.01)。三峡库区污染主要来自入库断面与沿程支流输入,伴随水库澄清作用,污染物沿程下降。②入出库断面污染物负荷与三峡水库水位波动极显著负相关(P＜0.01),低水位运行时污染物负荷最大,高水位运行时污染物负荷最小。③Mann-Kendall趋势分析结果显示:入库断面NH₃-N年负荷与出库断面COD_Mn年负荷呈显著上升趋势(P＜0.05)。  结论  三峡低水位运行时水库蓄水少,水体澄清作用下降;高水位运行时水库蓄水量大,水环境稳定,有助于污染物稀释。三峡库区和上游水污染治理不容忽视。图6表4参33     

三峡库区2类典型森林5种土壤酶季节动态及其与养分的关系

以三峡库区2类典型的森林类型马尾松纯林和马尾松-杉木混交林为研究对象,测定土壤理化性质与不同季节酶活性,以揭示土壤酶的季节动态及其与养分的关系。结果表明:5种酶活性最低值均出现在冬季(1月),除多酚氧化酶活性最高值出现在夏季(7月)外,其余4种酶活性最高值出现在秋季(10月)。蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性的季节变化规律一致,从夏季到冬季呈现先升高后降低再升高的变化趋势,多酚氧化酶、过氧化氢酶和纤维素酶的季节变化则呈现从春季到秋季持续升高再降低的动态规律。除多酚氧化酶外,其余4种酶活性均与土壤有机质、全氮、土壤含水量、硝态氮呈极显著正相关,4种酶之间均存在显著的正相关关系。     

不同施肥处理对三峡库区柑橘园土壤氮磷淋失影响

在2017年8月利用原状土柱模拟淋溶试验对三峡库区秭归县柑橘园土壤的氮磷淋溶流失进行研究,探讨不同施肥处理对土壤氮、磷淋失的影响,为三峡库区农业面源污染的防控提供理论依据。试验设置6个处理,分别为不施肥处理(T0)、减量施肥(T1)、常量施肥(T2)、增量施肥(T3)、常量复合肥A施肥(T4)和常量复合肥B施肥(T5)。结果表明:(1)不同施肥处理下,柑橘园土壤淋滤液中总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO_3~-—N)和铵态氮(NH_4~+—N)的淋溶浓度范围分别为37.16~163.07,0.61~6.69,27.54~79.38,2.37~7.10mg/L。(2)施肥量和施肥种类皆为土壤中氮磷淋溶的影响因素。在相同施肥种类下,土壤氮磷淋溶浓度随施肥量增加而显著增加,但施肥量高到一定程度后,淋溶浓度增长幅度会降低。在相同施氮量下,硝态氮的淋失受施肥种类影响最大,铵态氮最小。(3)在土壤淋滤液中,硝态氮为可溶性氮主要淋失形态,其淋失量占TN淋失量的比率为29.72%~46.18%,NH_4~+—N淋失量的比重为1.09%~2.05%。从研究结果推论,常量复合肥A施肥处理更有利于肥料氮向供植物吸收可溶性氮转化并降低施肥后土壤中氮素累积的风险。     

兰陵溪小流域主要退耕还林植被土壤渗透特征

利用GIS在兰陵溪小流域内生成80 m网格进行规则布点采样,对退耕还林后的主要5种植被类型土壤的渗透指标进行测定和比较,分析其特征及影响因子。结果表明:(1)土壤渗透速率与土壤非毛管孔隙度成极显著的正相关关系,与土壤毛管孔隙度和总孔隙度成显著正相关关系。(2)不同退耕还林模式土壤的初渗速率和稳渗速率在0-5 cm层差异较大,而在5-10 cm层则没有显著性差异。(3)随着坡度的增加土壤的初渗速率先增加后降低,土壤稳渗速率则没有明显的变化规律。(4)土壤的初渗速率和稳渗速率都随着坡位的降低而减慢,其中0-5 cm层比5-10 cm层下降得更快,初渗速率比稳渗速率下降得更快。(5)Kostiakov模型对该文研究的土壤渗透速率的回归效果极显著,可以在类似条件的地区推广。研究结果可为三峡库区退耕还林的生态效益评价提供数据支持。     

基于AnnAGNPS模型的三峡水库生态屏障区径流与土壤侵蚀的变化

利用调查统计和生态产业化工程建设数据,基于GIS技术和AnnAGNPS模型预测三峡水库生态屏障区7条典型农林小流域4种情景模式下径流和土壤侵蚀的变化。结果表明,与2000年相比,2020年7条流域地表径流量将平均减少40.7 mm,土壤侵蚀量将减少5.41 t·hm^-2;流域径流量与坡度呈显著正相关性(p<0.05),与林地面积比率呈显著负相关性(p<0.05),与农地比率相关性不显著; 土壤侵蚀量与林地面积呈显著负相关性(p<0.05),与农地面积呈显著正相关性(p<0.05),土壤侵蚀量空间变异系数均值为160%,为径流量的4.35倍,土壤侵蚀影响因素的不确定性远多于径流量;三峡水库屏障区实施退耕还林和生态产业化工程建设后,水土保持功能持续增强。利用AnnAGNPS模型输出的方法能较为客观地计量流域尺度径流量和土壤侵蚀量,但该方法所需数据量庞大,可能会限定其他地区的推广。     

河岸植被缓冲带的功能及其设计与管理

对河岸植被缓冲带的主要功能、河岸植被缓冲带设计中应注意的影响因素和模型及地理信息系统在河岸植被缓冲带管理中的应用情况进行探讨,提出今后河岸植被缓冲带领域的研究重点和方向。     

三峡库区主要植被生物量与生产力分配特征

在调查104块样地的基础上,利用95株标准木的树干解析数据,选择主要生物量生长模型,对三峡库区主要植被生物量和生产力的分配规律进行研究.结果表明:1)在各树种生物量组成中,干材生物量最大,占总生物量的44.46%～63.07%,而皮、枝和根生物量比例间的大小关系因树种不同而有所差异;2)所有树种干生物量比例与枝和叶生物量比例存在显著的线性负相关,而枝和叶生物量之间存在明显的正相关,随着单株林木生物量增加,针叶树种干和皮生物量比例会随之增加,但枝、叶和根的生物量比例则有所下降;3)各林分生物量为75.38～191.82t·hm-2,乔木层(67.57～179.00 t·hm-2)>枯落物层(3.95～11.61 t·hm-2)>灌木层(2.40～8.35 t·hm-2),乔木层和枯落物层生物量低,有利于灌木层生物量的生长;4)各林分生产力为4.78～11.07 t·hm-2a-1,常绿阔叶林最高,柏木林最低,混交林的生产力高于纯林,其中针阔混交林的生产力又高于针叶混交林.