三峡库区紫色土坡耕地草本地埂植物根系分布及抗拉力学特征

[目的]探究三峡库区紫色土坡耕地3种草本地埂植物根系分布及抗拉特征,为揭示地埂植物根系固结地埂提供理论依据和数据支持。[方法]以三峡库区自然恢复的蓑草、人工种植的韭菜和蚕豆这3种草本地埂植物根系为研究对象,对比分析其根系在不同地埂土壤深度的分布规律及根系抗拉特性。[结果](1)在0—40cm深度土壤中3种草本地埂植物根系直径变化表现出:蚕豆根系韭菜根系蓑草根系。3种草本地埂植物根系直径与地埂土壤的土层深度间服从指数函数关系。(2)在0—40cm地埂土层深度范围内,韭菜根系生物量与蓑草根系和蚕豆根系生物量之间存在显著性差异(p0.05),韭菜和蚕豆地埂植物根系生物量随土层深度的增加而逐渐减小,蓑草地埂植物根系生物量随土层深度的增加先增加后减小。(3)3种草本地埂植物根系的单根平均抗拉力次序为蚕豆根系(10.53N)蓑草根系(6.03N)韭菜根系(4.51N),3种地埂植物根系单根抗拉力与根径呈幂函数关系(p0.05)。3种地埂植物根系的抗拉强度表现为蓑草根系(45.91 MPa)蚕豆根系(18.02MPa)韭菜根系(12.20 MPa)。(4)3种草本地埂植物根系黏聚力变化顺序为:蓑草根系(0.013 1kPa)蚕豆根系(0.009 4kPa)韭菜根系(0.005 5kPa)且3种地埂植物根系黏聚力与土层深度呈指数函数关系(p0.01)。[结论]自然恢复的蓑草地埂在三峡库区较其他两种人工种植的地埂植物有更好的固结地埂效果,从而有效控制坡面土壤侵蚀和水土流失。草本植物固结地埂可为三峡库区坡耕地治理提供新思路。     

几种天然添加剂对面条品质改良效果的影响

研究了几种天然添加剂对面条品质改良效果的影响。结果表明:不同天然添加剂最适宜的添加量为谷朊粉4.00%、魔芋精粉0.50%、大豆蛋白粉5.00%、葡萄糖氧化酶0.06%和黄原胶0.50%。几种天然添加剂对面条的品质都具有一定的改良作用,其中魔芋精粉与黄原胶的改良效果最佳。     

三峡库区腹地忠县小流域近52a泥沙输移比估算研究

为准确定量估算三峡库区腹地小流域近52 a泥沙输移比,为库区小流域水土保持效益评价提供科学依据,综合采用RUSLE模型、塘库淤积泥沙137Cs和210Pb定年技术分别对黄冲子和工农沟小流域1963—2014年不同时段的泥沙输移比进行了估算。结果表明:黄冲子和工农沟小流域近52 a平均土壤侵蚀量分别为119.72、86.86 t,变异系数分别为0.76、0.86;黄冲子和工农沟小流域塘库淤积泥沙的210PbexCRS模式(Constant rate of supply,CRS)的定年结果与137Cs时标基本一致,不同时段产沙量的变异系数分别为0.28、0.19;黄冲子和工农沟小流域1963—2014年的泥沙输移比均值都为0.25,不同时段泥沙输移比的变异系数分别为0.33、0.82,属于中等程度变异。本研究结果明确了泥沙输移比的估算不能割裂"时段性"这一学术认识,并为泥沙输移比的实际应用提供了借鉴。     

森林火灾流域侵蚀泥沙来源指纹技术研究进展

指纹识别技术是量化流域侵蚀泥沙来源的有效手段,如何应用于火烧流域,仍有一些问题值得探讨。通过回顾相关文献,总结森林火灾通过植被、土壤和灰烬加剧土壤侵蚀的机制,介绍应用指纹技术研究火烧流域泥沙来源的案例,重点分析放射性核素、矿物磁性、物理性质、地球化学元素和有机组分等指纹因子在火烧迹地的含量和性质变化,论述各类指纹因子在火烧流域泥沙来源研究中的适用性,并提出未来应重点关注指纹技术的物理基础、火灾后土壤性质的时空变化规律、指纹因子稳定性验证、燃烧灰烬的影响以及大粒径泥沙的识别等问题。为促进火烧迹地指纹识别技术的研究、理解森林火灾对于流域产沙格局的影响、提升火灾流域水土保持和生态修复的有效性提供理论依据。     

三峡库区干支流消落带泥沙沉积特征分析

为了阐明三峡库区消落带泥沙沉积的特征,选择三峡库区5个典型支流断面和2个干流断面,采集消落带沉积泥沙样和坡面对照样共42个,分析了三峡库区干支流消落带沉积泥沙的颗粒组成、养分元素(有机质、总磷、总氮、钾)以及沉积泥沙来源。结果表明:干流消落带沉积泥沙相比支流消落带沉积泥沙较粗,干流消落带泥沙粘粒呈现明显富集状态,富集率达到1.57。干流和支流消落带均表现为上部(170m)比消落带下部(160m)的~(137)Cs比活度高,由于消落带上部和下部受淹水时间的不同,造成消落带不同高程带的沉积过程和泥沙来源存在差异。干流消落带样的各养分元素含量与坡面表层对照样含量相当,并没有发生明显富集;而支流则相反,各养分元素有明显的富集,尤其是总磷元素,富集率达到2.43。     

三峡库区紫色土坡耕地草本植物根系固结地埂的土力学机制

为揭示三峡库区紫色土坡耕地草本植物根系对地埂土壤固结作用的土力学机制,选取库区3种草本地埂植物为研究对象,对3种地埂植物根系的分布特征及抗拉性能进行研究,并分析3种地埂土壤的抗冲性和抗剪强度。研究结果表明,紫花苜蓿、蓑草、桂牧一号的根系总生物量分别为(79.37±1.26),(97.99±1.66),(71.76±1.96)g/m~2,紫花苜蓿根系在0—10cm土层分布最多,蓑草主要根系分布深度集中在10—20cm,桂牧一号根系分布在0—30cm土层深度范围内呈现出递增的趋势,在30—40cm土层深度根系含量不到10%。3种草本地埂植物根系的平均抗拉力为桂牧一号(7.93N)蓑草(6.03N)紫花苜蓿(5.40N),3种地埂植物根系单根抗拉力与根径呈幂函数关系,蓑草地埂植物根系的单根抗拉力与根径的相关性最高。3种地埂植物根系的抗拉强度表现为蓑草根系(45.91MPa)紫花苜蓿根系(19.68 MPa)桂牧一号根系(15.28 MPa)。3种不同草本地埂植物根系间的抗拉力和抗拉强度差异达到显著水平(P0.05)。3种植物地埂土壤的抗冲性变化为蓑草地埂(85.28L/(min·g))紫花苜蓿(69.47L/(min·g))桂牧一号(60.86L/(min·g)),蓑草地埂土壤的抗冲性与紫花苜蓿和桂牧一号间存在显著差异(P0.05)。3种草本植物地埂土壤的抗剪强度顺序为蓑草地埂(115.49kPa)紫花苜蓿(91.73kPa)桂牧一号(75.14kPa)。结果表明,蓑草地埂在三峡库区具有较好的固埂防蚀效果,在三峡库区坡耕地固结地埂土壤中发挥重要作用。三峡库区草本植物固结地埂可为三峡库区坡耕地整治提供新思路。     

长江上游陡坡耕地“大横坡+小顺坡”耕作模式

长江上游量大面广的陡坡耕地,既是当地农民赖以生存的基础,也是区域粮食自给和国家粮食安全保障的重要补充。长期以来,长江上游坡耕地耕作粗放,土地产出率与劳动生产率低下,抵御干旱与洪涝等自然灾害的能力不强,水土流失严重。基于对当地农民现有耕作习惯的调查,介绍了"大横坡+小顺坡"耕作模式的结构,并对该模式具体的功能进行了论述,同时针对小顺坡坡长随意的问题提出了改进方案。     

复合指纹识别技术定量示踪流域泥沙来源

土壤侵蚀导致水土资源及土地生产力的破坏和损失,泥沙淤积危害及其引发的一系列水环境效应已成为当前及以后一段时期内研究的热点和重点。开展流域(河流)泥沙来源研究,查明入塘、河、库泥沙通量,定量识别泥沙来源具有重要现实指导意义。选取了一个由山坪塘控制出口的封闭式农业单元小流域(10.7 hm2),开展复合指纹识别技术定量辨析塘库沉积泥沙来源新尝试。据流域现状,定性划分了3种泥沙来源,即旱地、水田、林草地,并分别于塘库中部采取A、B、C三柱表层沉积泥沙;结合复合指纹识别技术定量解析了塘库表层沉积泥沙来源。研究表明,塘库沉积泥沙各来源相对输沙贡献分别为旱地84%、水田14%、林草地2%,复合指纹识别技术能较好地辨析小流域泥沙来源。     

三峡库区紫色土坡地土壤颗粒流失特征

选取20°长期耕作紫色土坡面径流小区进行模拟降雨试验,分析坡面土壤的颗粒组成及其变异,比较侵蚀泥沙颗粒组成的过程变化及其与坡面土壤颗粒组成的差异。结果表明,紫色土具有较宽变幅的颗粒组成,0.002～0.25mm的颗粒含量最高,坡面土壤存在较大的异质性;降雨初期侵蚀泥沙中<0.05mm的单粒和微团聚体含量都在65%以上,富集率分别为1.30,1.44,整个泥沙中的富集率分别为1.12,1.10,是侵蚀泥沙的主体,这其中又主要是0.002～0.05mm的粉粒和微团聚体;泥沙中<0.01mm的物理性粘粒及>0.25mm的水稳性团聚体富集率分别为1.10,1.16;随着降雨时间延长,单个泥沙样的颗粒组成逐渐接近雨前表土。     

冰川退缩迹地植被原生演替初期关键种的碳氮磷生态化学计量特征

[目的] 对贡嘎山海螺沟冰川退缩迹地植被原生演替初期关键种柳叶菜（Epilobium hirsutum）和马河山黄芪（Astragalus mahoschanicus）碳氮磷含量及生态化学计量进行研究,掌握两关键种碳氮磷及其化学计量学特征,为预测未来在全球气候变化背景下冰川退缩区域环境变化及植被演替趋势研究提供理论支持。[方法] 采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨贡嘎山海螺沟冰川退缩迹地植被原生演替序列初期关键种柳叶菜和马河山黄芪根、茎、叶、果实的碳、氮和磷含量及其化学计量学特征。[结果] 柳叶菜根系有机碳含量变化范围为436～445 g/kg,较马河山黄芪根系有机碳含量高。不同器官的全磷含量均值柳叶菜为1.78 g/kg,马河山黄芪为1.30 g/kg。柳叶菜不同器官的有机碳含量变化依次为：根系 > 果实 > 叶片 > 茎,全氮含量变化依次为：叶片 > 根系 > 果实 > 茎,全磷含量表现依次为：果实 > 叶片 > 根系 > 茎。马河山黄芪不同器官的有机碳含量变化依次为：黄芪根系 > 果实 > 茎 > 叶片,全氮含量变化依次为：叶片 > 根系 > 果实 > 茎,全磷含量变化为：叶片 > 果实 > 根系 > 茎。柳叶菜不同器官的C/N高于马河山黄芪,柳叶菜和马河山黄芪不同器官的N/P变化范围为5.94～17.82。[结论] 马河山黄芪高N/P,低C/P值反映了植物高生长率或繁殖输出,即生长竞争策略。与柳叶菜相比,马河山黄芪有快速生长的特性,以生长竞争优势即生长竞争策略战胜柳叶菜,推动了冰川退缩迹地植被演替进程。