不同土壤水分条件对内蒙古荒漠草原地表风蚀影响的风洞模拟研究

内蒙古荒漠草原由于地表植被覆盖度低,土壤颗粒分散,极易发生土壤风蚀现象。土壤水分能够增强土壤抗侵蚀能力,但其影响程度目前尚不明确。基于此,文中以内蒙古苏尼特右旗选择短花针茅(Stipa breviflora Griseb.)荒漠草原原状土为研究对象,根据研究区风季的风速数据及测定的土壤质量含水量情况,设置1.5%、2.5%、3.5%三个水分梯度与10、13、17m/s三个风速梯度,开展了不同土壤含水量条件下的土壤起动风速,不同土壤含水量及风速交互作用下的土壤风蚀率、风沙流垂直分布的风洞模拟试验,以探究土壤含水量、风速及其交互作用对土壤风蚀特征的影响。结果表明：1)土壤含水量的增加能够增大起动风速,从而提高土壤抗风蚀能力,土壤含水量对风蚀率的作用随着风速的增大逐渐减小。2)低风速下土壤含水量的增加显著降低土壤风沙流沙物质含量,随着风速的增加,近地表风蚀输沙量比例逐渐升高。3)含水量通过与风速的交互作用起到降低风蚀的作用,但影响程度较低,研究区土壤含水量条件下的风速影响阈值为13m/s,风速超过13m/s,土壤含水量对于风蚀率的影响不明显。因此,风速是研究区土壤风蚀的主导因素,但在一定的风...     

基于InVEST模型的祁连山国家级自然保护区土壤保持现状与功能

运用InVEST模型,对甘肃祁连山自然保护区土壤保持现状与功能进行了定量评估,分析了不同土地利用、海拔高度、坡度以及土壤类型下的保土状况。结果表明：2015年甘肃祁连山自然保护区土壤侵蚀量与土壤保持量分别为1.67×10⁸ t、4.21×10⁸ t。从侵蚀面积来看,保护区以微度和轻度侵蚀为主,占总面积的63.95%;虽草地的土壤保持能力弱于其他自然植被类型,但草地是土壤保持总量最高的土地利用类型;不同海拔梯度下的土壤保持总量随海拔增加呈现先增后减的趋势,保护区内海拔2 500~3 500 m的土壤保持功能最好;栗钙土的土壤保持量最高,黑毡土在草原土壤类型中土壤保持强度较低;坡度为15°~25°的区域土壤保持量最大,占土壤保持总量的31.93%;甘肃祁连山保护区生态系统减少泥沙淤积和减少土地废弃的价值分别为5.76×10⁸元和1.44×10⁸元,保护区内林草地保肥价值为9.03×10¹⁰元。     

不同利用方式下呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸动态特征及影响因素

探究天然草原不同利用方式下土壤呼吸动态特征及影响因素，对草原生态系统碳平衡研究具有重要意义。文中于2022年生长季(6—9月)测定了呼伦贝尔草甸草原围封、刈割、轮牧和自由放牧4种利用方式下土壤呼吸速率及相关环境因子，结果表明：1) 4种利用方式下土壤呼吸速率日动态差异较小，月动态差异显著，前者基本表现为昼高夜低的“单峰型”变化特征，后者表现为7月最高，9月最低，生长季土壤呼吸速率均值刈割(2.24μmol·m^-2·s^-1)>围封(2.08μmol·m^-2·s^-1)>轮牧(1.61μmol·m^-2·s^-1)>自由放牧(1.58μmol·m^-2·s^-1);2)土壤温度和土壤湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素，二者的最优复合模型可解释土壤呼吸速率变异的82.7%～92.1%;3)分段式结构方程模型分析表明，在围封、刈割和自由放牧样地，植被因素对土壤呼吸速率独立解释力最高；在轮牧样地，土壤环境对土壤呼吸速...     

基于野外观测的巴丹吉林沙漠跃移起沙研究

跃移起沙是风沙运动的主要形式之一，与区域土壤风蚀、沙尘气溶胶排放等地表过程关系密切。为了厘清巴丹吉林沙漠跃移起沙的规律，在其北缘拐子湖地区开展了跃移起沙和微气象观测试验。试验结果表明：1)试验点全年跃移起沙时长为186.6h,占总观测时长的2.1%;最大小时起沙时长为3596s,最大小时起沙量为384.5kg·m^-1。2)跃移起沙时长和起沙量的高值(大于平均值)均出现在3-5、11-12月，分别占到全年的73.9%和81.8%;起沙时长的季节分布为春季>冬季>夏季>秋季，起沙量的季节分布则为春季>秋季>冬季>夏季。3)跃移起沙主要发生在白天(8:00-19:00),起沙时长和起沙量分别占到全天的81.1%和82.0%;两者的最大值均出现在14:00,最小值均出现在5:00。4)跃移起沙风速分布范围为8.5-10.5m·s^-1,平均值为9.7m·s^-1;跃移起沙风速与气温呈现负相关关系，与水汽压和土壤湿度呈现正相关关系。     

祁连山典型植被土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征的垂直变化

本研究针对祁连山国家公园山体沿海拔(2700～4043 m)自下而上出现的针叶林、草甸化草原、高寒灌丛、高寒草甸、流石滩稀疏植被5种典型植被,研究土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量比垂直分异规律,为祁连山国家公园生态系统土壤碳氮磷生物地球化学循环过程提供数据参考和科学依据。结果表明：(1)祁连山山体垂直带上0～40 cm土壤总碳、总氮和总磷含量分别为15.33～83.46 g·kg^-1、1.63～7.76 g·kg^-1、0.41～0.66 g·kg^-1。土壤总碳和总氮含量均表现为针叶林>草甸化草原>高寒灌丛>高寒草甸>流石滩稀疏植被,都是沿着海拔的升高显著降低。土壤全磷含量表现为高寒灌丛显著高于高寒草甸,其余植被间差异不显著。(2)0～40 cm土壤铵态氮、硝态氮、速效磷含量分别为11.01～14.73 mg·kg^-1、2.78～12.46 mg·kg^-1和4.35～13.57 mg·kg^-1。土壤铵态氮含量在各植被类型间差异不显著,...     

高原鼠兔时空动态的元胞自动机模拟

利用高寒草甸和高原鼠兔(Ochotona curzoniae)的生态特征建立了元胞自动机模型,并通过模拟得到了高原鼠兔种群时空动态的规律。结果表明:高原鼠兔有效洞口的扩散量与扩散力的变化基本一致,扩散可减轻高原鼠兔对高寒草甸的危害;高原鼠兔对原栖息地的留恋指数α越小,高原鼠兔越易扩散;退化草甸上高原鼠兔密度越大,对已治理草地的入侵就越远;退化草甸恢复后,植被低矮时,入侵距离短、危害重,而植被较高时,入侵距离远、危害轻;全球气候变暖后,如果高原鼠兔的繁殖期不延长,则增温前后的种群动态相差不大;如果增温后高原鼠兔的生长期延长,在非退化高寒草甸上,增温前后种群动态差别不大,在退化高寒草甸上,高原鼠兔种群将迅速增大。     

京津风沙源治理工程生态效应评估

以京津风沙源区生态系统结构、质量和服务功能分析了一期治理工程的生态效应,结果表明:1)2010年草地生态系统占全区面积的63.29％,十年间林地面积增加了0.22万km2,草地面积减少了0.17万km2;2)工程区十年间植被覆盖总体呈现好转态势,植被覆盖度转差的面积占全区面积的19.36％;3)工程区土壤风蚀以微度和轻度侵蚀为主,十年间土壤风蚀量总体呈现下降态势,荒漠草原亚区下降最为明显,倾斜率为-3.15t·hm-2 · a-1.京津风沙源区整体生态状况趋于好转,一系列生态工程的实施对于恢复自然植被和提升生态系统防风固沙服务功能起到了积极作用.     

基于风蚀模型的准东地区土壤风蚀研究

文中选取准噶尔盆地东部(准东)为研究区,以土地利用类型、气象数据为基础,结合实地监测与调查,基于中科院寒区旱区环境与工程研究所的大田推广模型,定量计算各类地表在不同植被和风力条件下的土壤风蚀模数,分析准东地区土壤风蚀状况。结果表明:准东地区土壤风蚀模数呈现未利用地(风蚀模数6456.17t·km~(-2)·a~(-1))>林草地(风蚀模数3437.32t·km~(-2)·a~(-1))>耕地(风蚀模数758.71t·km~(-2)·a~(-1));土壤风蚀主要发生月份为4月和5月,占全年风蚀量的52%。模型模拟的准东地区年风蚀总量达10194.28万t,平均风蚀模数4571.43t·km~(-2)·a~(-1)。为验证模型模拟的准确性,用测钎法实测准东地区土壤风蚀模数,模型模拟值与实测之间的误差分析表明模型的精确性达84%以上,证明该模型可用于该区域土壤风蚀监测。     

河北坝上不同土地利用方式对土壤风蚀的影响

对河北坝上康保地区天然草地、人工林、农田和退耕地四种土地利用方式的输沙量、风速廓线以及土壤的理化性质进行观测和分析。结果显示:天然草地的地表硬度最大,输沙量最小,表层土壤粗颗粒含量最低;农田地表含水量和硬度最小,输沙量最大,有机质含量最低,表层土壤粗颗粒含量最高;人工林地土壤水分含量较高,输沙量较低,有机质含量较高;退耕还灌木地表层含水量较低,地表硬度和空气动力学粗糙度较大,输沙量大于林地,有机质含量低于林地。表明土壤风蚀受地表含水量、硬度以及空气动力学粗糙度的共同作用影响,三者均不同程度受地表植被的影响,反映了地表植被类型对土壤风蚀的潜在影响。因此,在优先保护原生植被的前提下,重视植被生态恢复建设,着重提高地表植被覆盖度,以改善土壤结构,提高土壤有机质含量,增强土壤抗风蚀能力。     

残茬高度对土壤风蚀量影响的试验研究

在内蒙古自治区武川县建立农田土壤风蚀试验区,采用内蒙古农业大学研制的移动式风蚀风洞和旋风分离式集沙仪,观测不同残茬高度条件下农田土壤的风蚀情况.试验结果表明:土壤风蚀量和扬起沙尘的高度随风速的增加而增加,随着作物秸秆残茬高度的增加而降低,且风蚀量与高度变化符合指数函数关系,土壤颗粒主要集中在近地表层内运动.保护性耕作可明显地提高起沙风速,减少农田土壤损失,当秸秆高度为30 cm时,风蚀量仅为传统耕地的1/4左右.     

砾石对青藏高原东缘水电工程取土场人工草地生物量分配的影响

根据澜沧江上游如美水电站工程建设迹地生态环境保护的迫切需要,在该区域取土场开展人工草地植被恢复试验。研究将砾石置放于回填土壤(未筛分土和筛分土)的表层(0-10cm)、中层(20-30cm)和下层(40-50cm),播撒人工草种垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb),进行人工草地建植,并监测群落冠层和根系生物量。结果表明,在回填未筛分土壤样地,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为136.5-526.7g·m^-2、98.9-372.5g·m^-2、79.8-373.2g·m^-2,根系生物量分别为223.3-495.9g·m^-2、140.5-460.1g·m^-2、124.1-343.4g·m^-2。在回填筛分土壤样地中,砾石置放于表层、中层和下层的群落冠层生物量分别为134.8-415.5g·m^-2、88.3-288.9g·m^-2、73.9-260.5g·m^-2,根系生物...     

灌木林优化配置格局对土壤风蚀的影响

低覆盖度时,灌木林的水平配置格局成为制约土壤风蚀的重要因素。以宁夏盐池县风沙区人工灌木林基地为试验区,研究了不同下垫面类型和不同配置格局的灌木沙障对风速、近地表输沙率和地表粗糙度的影响。结果表明:灌木林的防治土壤风蚀能力与灌木林的种类、高度和配置格局有直接关系:行带式配置能显著提高灌木林的防风效果,其中以沙柳林效果最佳;三行一带、平均高1.5m、行距1.5m、插深0.5m配置规格的沙柳沙障对地表土壤风蚀的控制效果最好,但防护范围限15倍带高以内;在行数一定的情况下,沙障高度越低,控制土壤风蚀能力越强。     

土壤风蚀量随残茬高度的变化规律研究

在内蒙古自治区武川县建立农田土壤风蚀试验区,采用内蒙古农业大学研制的移动式风蚀风洞和旋风分离式集沙仪,直接在农田上观测不同残茬高度条件下的农田风蚀土壤损失情况。试验结果表明:土壤风蚀量和扬起沙尘的高度随风速的增加而增加,随着作物秸秆残茬高度的增加而降低,且输沙量与高度变化符合指数函数关系,土壤颗粒主要集中在近地表层内运动。保护性耕作可明显地提高启沙风速,减少农田土壤损失,当秸秆高度为30 cm时,风蚀量仅为传统耕地的1/4左右。     

基于5种植被指数的荒漠区植被生物量提取研究

荒漠区植被地上生物量是土地荒漠化监测和荒漠植被遥感信息提取的重要指标。本研究以甘肃民勤县为试验区,以哨兵2号(Sentinel-2)影像为数据源,构建了比值植被指数RVI、归一化植被指数NDVI、差值植被指数DVI、土壤调节植被指数SAVI及优化型土壤调节植被指数OSAVI 5种植被指数与植被实测地上生物量的估算模型(一元线性、指数、对数和二项式模型),并利用所选的最优模型,估算了研究区的地上生物量。结果表明:SAVI相较于RVI、NDVI、DVI和OSAVI指数同地上生物量之间的相关性最高(r=0.79),基于SAVI指数的二项式模型是研究区地上生物量估算的最优模型(R²=0.76),且精度较高(R²=0.73,RMSE=0.12)。民勤县的植被相对密集区主要分布于四大灌区(红崖山、环河、昌宁、南湖)、青土湖周边以及红沙岗镇西北区域,其他地域植被较为稀疏,无植被区[<0.005 kg·(100m²)^-1]、低植被区[0.005～0.2 kg·(100m²)^-1...     

黄河源区不同退化程度高寒草地理化性质及复合体抗剪强度研究

为研究黄河源区高寒草地退化对土体理化性质及根-土复合体抗剪强度影响,本研究以位于黄河源区青海河南县地区高寒草地为研究对象,通过开展不同退化程度草地野外取样及室内试验,获得土体密度、含水率、颗粒级配、土壤营养元素和植物根-土复合体抗剪强度指标及变化特征.结果表明:(1)在相同退化程度和取样深度下,南旗村试验区土体平均密度...     

草原机械喷雾灭鼠——工农36型机动喷雾机的应用

高原鼠兔和中华鼢鼠是青海牧区的主要害鼠。分布广、数量多,危害大,影响畜牧业的发展。我们应用工农36型机动喷雾机进行机械喷雾灭鼠试验,效果显著。 1.样地选择:灭鼠试验区在青海省门源种马场风匣口地区的冬季牧场,面积约为300公顷。植被有垂穗披碱草、苔草、羊茅、早熟禾、二裂委陵菜、蕨麻等,复盖度为60—70％,草层高度3—5厘米。灭鼠前、后10天,以堵洞盗洞法和开洞封洞法,分别统计有效洞数;计算灭鼠效果。     

乌珠穆沁沙地主要风沙环境特征及形成机制研究

厘清区域风沙运动环境和沉积物粒度特征是研究风沙流的关键，对地区风沙灾害的防护与治理具有重要意义。本文利用乌珠穆沁沙地的风况数据，研究沙地起沙风况和输沙势变化特征，同时结合沉积物粒径数据，揭示该地区风沙环境的空间分异规律。结果表明：(1)乌珠穆沁沙地年均起沙风频率为33.8%，平均风速介于3.34～5.40 m·s^-1之间，平均起沙风速介于6.46～8.49 m·s^-1之间，沙地起沙风频率和风速北部大于南部，西部大于东部。(2)沙地整体年内起沙风频率和风速春季最高，起沙风向以西南方向为主，WSW风向频率最高。(3)沙地输沙势为19.2～193.7 VU，整体属低风能环境，风况多为锐双峰风况，沙地输沙势北部大于南部，西部大于东部。全年沙物质整体向东、东北方向输移，春季是最主要的风沙活动期。(4)沙地整体以粗沙和中沙组分为主，南部和西部土壤粒径偏粗，东部偏细。沙地北部和东部沉积物分选性较差，粒径组分受外来影响较大。总体而言，沙地北部风沙活动最强，适宜人工建植或铺设沙障固沙。沙地东部栽植防护林，避免沙物质持续东移。     

7个平欧杂交榛子品种的生理解剖特性及其抗寒性研究

为了解榛子对低温胁迫的生理响应机制,筛选甘肃高寒地区适宜种植的抗寒性品种,以辽宁省经济林研究所引进的7个榛子品种的休眠期枝条和叶片为试验材料,分别对其进行低温处理,测定其光合以及相关生理指标,同时采用石蜡切片观察不同品种叶片的显微结构,并用主成分分析综合评价各品种的抗寒性强弱。结果表明：(1)不同时期品种达维的P_n最高,分别为20.7(7月)、11.8(8月)、8.7(9月)μmol·m^-2·s^-1;辽榛8号的G_s在7月和9月出现最低值,分别为0.11 mmol·m^-2·s^-1(7月)和0.06 mmol·m^-2·s^-1(9月),而8月辽榛3号的G_s最低,为0.133 mmol·m^-2·s^-1;9月品种辽榛9号的C_i达到最高值,为334.33μmol·mol^-1;品种玉坠的T_r在9月...     

4种杀鼠剂对高原鼠兔适口性及防控效果

为了筛选适用于高寒草地鼠害及鼠荒地治理的高效、安全的控鼠药剂,本试验选用氟鼠灵(A1)、胆钙化醇(A2)、地芬诺酯·硫酸钡(A3)、D型肉毒梭菌毒素(A4)4种杀鼠剂,在若尔盖县高寒草地典型分布区域针对高原鼠兔Ochotona curzoniae进行适口性及种群密度控制效果试验研究.结果表明:氟鼠灵被采食的重量显著高于...     

石匣小区氮磷坡面流失特征研究

以石匣试验小区为研究对象,分析了小区特征对氮磷、泥沙流失的影响。结果表明:在不同的土地利用方式中果园产生的径流中氮磷浓度最高,林地最低,而氮磷的流失量标准小区最高,林地最低;免耕种植、梯田种植、鱼鳞坑造林等耕作方式会明显减少农田土壤的侵蚀及氮磷的流失,植被覆盖明显减少径流量和泥沙量,从而有效地控制农田氮磷污染物的流失;在其它条件相同的情况下,坡度小的小区氮磷流失量明显减小;降雨量与氮磷的流失量呈现明显的正相关;雨季径流中氮、磷主要以颗粒态存在,径流中的泥沙量与径流量有较好的线性关系(R=0.72)。