黄土丘陵区土地利用的竞争模式

对土地利用竞争模式进行了论述,根据上黄试区22年统计数据,分析了人口增长及其土地利用变化.结果表明:政策因素是环境响应的主体,并在控制土地利用的方向上起积极作用;技术因素可以缓解土地利用的竞争压力,深刻影响土地变化,改变土地利用的竞争格局;传统特色农业及以技术进步为基础的特色农业是现在及未来黄土丘陵区土地利用的发展方向.     

黄土丘陵区深层干化土壤对降雨入渗的响应

在陕北米脂试验站设置了野外10 m地下大型土柱,分别利用BLJW-4小型综合气象观测站、CS650-CR1000自动监测系统对降雨状况和土壤水分状况进行长期连续定位观测,分析黄土丘陵区深层干化土壤对降雨入渗的响应。结果表明:(1)黄土丘陵区降雨可以划分为3种类型:快速蒸发型降雨(P≤13 mm)、缓慢蒸发型降雨(13 mmP26 mm)、入渗主导型降雨(P≥26 mm)。其中快速蒸发型降雨、缓慢蒸发型降雨在裸露地表情况下仅能引发浅层土壤的降雨入渗响应(Z_(rapid)≤30 cm, 30 cmZ_(slow)60 cm),不能对深层干化土壤形成有效的水分补给;而入渗主导型降雨则能够引发深层干化土壤的降雨入渗响应(Z_(infiltration)≥60 cm),能够促进干化土壤得到水分修复。(2)0～90 cm土层为降雨入渗、蒸发循环层,该深度范围土壤受降雨、蒸发作用影响强烈,土壤水分呈现频繁增、减波动;90 cm以下土层为降雨入渗主导层,该深度范围内土壤不再受蒸发作用影响,土壤水分呈增加趋势。(3)入渗主导型降雨年最大入渗深度在140～160 cm,雨后上层土壤水在蒸发作用下69～435 h恢复至雨前水平。裸露地表状况下,多年累积降雨能够促进深层干化土壤产生入渗响应,2014—2019年干化土壤对于自然降雨的入渗响应深度依次为180、220、400、700、900 cm及1 000 cm。     

宁夏黄土丘陵区冬小麦农田土壤呼吸特征及影响因素分析

土壤呼吸是陆地碳循环研究的关键环节,是大气CO2的重要来源,文中以冬小麦农田为研究对象,利用ACE土壤呼吸自动监测系统,研究了冬小麦农田土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和光合有效辐射的变化特征、相互关系以及碳释放量。结果表明:1)土壤呼吸日变化呈现"单峰型",最大值出现在13:00左右,最小值出现在夜间;2)土壤呼吸日变化表明土壤呼吸与土壤温度(0-10cm)和光合有效辐射呈显著正相关关系(P<0.01),与土壤水分的关系不确定;3)土壤呼吸季节变化表明土壤呼吸与土壤温度呈显著正相关关系(P<0.01),与土壤水分和光合有效辐射无显著相关关系;4)冬小麦农田碳释放量168gC·m-2·a-1。     

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤水分分析

采用定位监测法,对地处黄土丘陵区的延安燕沟不同植被类型下土壤水分状况进行了对比分析。结果表明:农林草地土壤水分剖面(0~4 m)存在显著差异,平均土壤含水量由高到低依次为:旱农坡地>草地>柠条灌丛>果园>黄刺玫灌丛>刺槐,与旱农坡地对照分别相差2.04%、2.27%、4.75%、4.8%和5.68%;刺槐、柠条和黄刺玫的土壤水分垂直分布呈现较一致的趋势,表现为上层水分高于下层且差异显著,水分较明显的分界点在100cm左右,其100 cm以上平均土壤湿度分别为10.12%、13.58%和11.89%,100 cm以下分别为8.79%、12.16%和9.07%;同时,不同植被类型下土壤剖面低湿层不同,乔灌地低湿层深度较农地和草地深;土壤水分剖面形态与分层特征受植被利用影响作用显著。     

半干旱黄土丘陵区小流域横断面土壤水分生态特征

在半干旱地区甘肃榆中北部中连川流域取一横断面,根据地形部位与利用条件布设11个测点,用土钻法监测土壤水分剖面分布与动态,测深到5m。各立地条件年内4月到12月土壤水分动态趋势多样。流域横断面的土壤湿度均较低,2～5m平均值一般都小于10％,其中以坡地苜蓿与半阳坡柠条林地最干燥。该地区土壤干燥化层是普遍存在的,不仅存在于人工植被,也存在于天然植被。径流富集叠加可显著改善土壤水分状况,隔坡水平梯田是其重要途径。退耕还草中要考虑各类草地的比例、苜蓿种植的适宜规模及其持续性问题。     

半干旱黄土丘陵区柠条林水分生产力和土壤干燥化效应模拟研究

建立固原半干旱丘陵区WinEPIC模型土壤数据库、气象效据库,修订柠条作物参数,验证模型的精度及在该区适应性,在此基础上对黄土高原丘陵区柠条林地水分生产力和9 m土层土壤有效含水量进行30 a长期动态模拟研究.结果表明,前10 a柠条生长主要依靠土壤储水和降水,水分生产潜力稳定且无水分胁迫,但已出现土壤干层;生长10 a以后随着柠条根系的下伸,土壤水分亏缺加剧,水分生产力随降水量变化呈波动性下降趋势.9m土层逐月土壤有效含水量均呈现明显的波动性降低趋势.模拟柠条生长初期(1～10 a)9 m土层土壤有效含水量以101.0 mm/a的速度递减,此后长期在较低水平上随降水量变化而波动.由此得出,固原丘陵区柠条水分持续利用的合理年限为10 a左右.     

黄土丘陵区雨养梨枣树生长对初始土壤含水率的响应

以6年生矮化密植梨枣树(Ziziphus jujuba Mill.)为试材,在雨养条件下,设置4种不同初始土壤体积含水率水平(1区,15.17%;2区,14.33%;3区,11.34%;4区,8.61%),测定并分析土壤水分变化、枣树生长、枣树耗水及其产量。结果表明:在雨养条件下,随着时间的推进,4个小区的土壤体积含水率不断接近,由最初的有显著差异变为没有显著差异;梨枣林地在低土壤水分情况下,可以通过自然降雨修复干层;4个小区的生物量和产量都是随着初始土壤含水率的减小在减小,且小区之间产量差异显著;4种初始土壤水分条件下,4个小区获得的产量分别为21 744.9、18 648.0、12 354.3 kg·hm~(-2)和6 660.0 kg·hm~(-2),说明即使在初始土壤水分亏缺情况下,在平水年也可以得到一定的产量;高度为0.9~1.2 m,冠幅为0.5~0.9 m的梨枣树,产量却达到最高21 744.9 kg·hm~(-2),说明梨枣获得高产不需要高大的树体,所以矮化密植具有很大潜力。     

晋西北黄土丘陵区不同林龄柠条地土壤水分变化特征研究

以山西省五寨县张家坪林场三个林龄的柠条林为研究对象,以撂荒地为对照,分别对其0-600cm土壤剖面的水分含量进行了测定分析。结果表明:(1)在0-600cm土层中,土壤水分含量除10a柠条林与撂荒地间没有明显差异外,其它各林龄柠条林之间均存在显著差异(p0.05),总体表现为,撂荒地10a柠条林20a柠条林35a柠条林;(2)在0-600cm土层中,各林龄柠条林与撂荒地土壤水分含量均表现随着土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势,并以200-300cm深度处作为临界低点,在不同林地表现不同的垂直分布特征;(3)不同林龄柠条林地土壤干层分布深度不同,且随着林龄的增大,中度干层的深度及范围也在逐渐增大。因此根据本区域土壤水分变化特点,在进行植被恢复建设过程中,应选择适宜的植物配置模式及营林管理模式,以减少本区域内土壤水分的过度消耗。     

基于3S的黄土丘陵区流域土地利用/覆盖特征研究

借助3S技术对十里长川流域土地利用/覆盖数量特征进行定量研究,并选用5种土地利用程度的指标分析研究区土地利用程度,从一个侧面反映流域土地利用/覆盖状况。结果表明:十里长川流域土地利用程度较高(74.43%),其中农业用地是流域面积的74.39%,占总土地利用面积的99.95%;土地利用/覆盖呈现出高度镶嵌斑块状,内部结构仍然存在问题。     

陕北黄土丘陵区不同立地条件下刺槐群落的土壤质量评价

以陕北黄土丘陵区纸坊沟流域不同立地条件下的刺槐林为对象,采用综合评价法对其土壤质量进行评价。结果表明:24 a刺槐林的土壤含水量、酶活性大于14 a刺槐林;14 a刺槐林的土壤有机质、全氮、速效养分含量大于24 a刺槐林。阴坡刺槐林的土壤含水量、有机质、全氮、酶活性大于阳坡,但阳坡刺槐林的速效养分含量大于阴坡。随土层深度增加,刺槐林土壤含水量、全氮、速效养分以及酶活性降低,土壤p H升高。土壤质量综合指数为:24 a阴坡24 a阳坡14 a阳坡14 a阴坡,表明林龄越大,土壤质量越好。选择土壤生态环境较好的立地营造植被,更有利于生态恢复。     

黄土丘陵沟壑区不同土地类型的土壤水分特性

在黄土丘陵沟壑区燕沟流域,于2002～2006年定位监测不同类型土地不同坡位、坡向的土壤含水量,对土壤含水量的动态变化进行了系统分析.结果表明:不同土地类型的土壤含水量差异明显,坝地最高,平均19.83%,川台地次之,平均17.21%,梯田平均16.34%,坡地最低,平均15.04%,土壤含水量与年降雨量呈正相关,相关系数为0.68;土壤含水量月变化动态呈现"单谷"曲线,7月份最低;不同坡位的土壤含水量变化趋势为随坡位升高,土壤水分含量递减;不同坡向的土壤含水量变化趋势为阴坡>阳坡.     

晋西黄土区林地坡面土壤水分异质性研究

经过多年观测,研究了晋西黄土区林地坡面土壤水分异质性的变化规律,通过不同数学方法分析土壤水分与环境因子的关联,探讨坡面尺度上的土壤水分空间异质性的影响因子。结果表明,晋西黄土区林地坡面土壤含水量呈现出明显的剖面与时间变化规律;土壤平均含水量在100cm以内,从表层开始随着土层深度的增加而减少,变异系数也相应减小;土壤含水量与前期降雨呈现出显著的线性关系;变异系数在降雨后迅速减小,并随着干旱天数的增加而增加。通过灰色关联与多元回归分析得出在坡面尺度上土壤水分是地形因子、植被因子等多重因子共同作用的结果,对于不同土层土壤水分来说,影响因素所起的作用也不相同。在坡面尺度上气象因子对土壤水分的空间异质性影响不大。     

豫西低山丘陵区不同土地利用方式对陡坡地土壤理化性状的影响

对豫西低山丘陵区陡坡地5种土地利用方式(人工草地、自然荒草地、柏树林地、人工女贞林地和桃树林地)下土壤部分理化性状对土地利用变化的响应进行了比较研究。结果表明,人工干扰活动会加速陡坡地土壤质量退化。5种土地利用方式间土壤理化指标除速效磷含量外均呈显著性差异（P＜0.05）,近自然状态的柏树林土壤有机碳、全氮、碱解氮、C/N、全磷、速效磷、速效钾含量和土壤电导率均最高,全钾含量也较高,仅次于人工草地,pH值接近于7;人工草地、人工女贞林地有机碳、全氮、碱解氮、全磷含量和土壤电导率较低,与其他用地方式间差异显著（P＜0.05）。陡坡地植被郁闭度和盖度对土壤全钾含量的影响较大,林地速效钾含量高于草地。因此,在豫西低山丘陵区35°以上陡坡地不宜作为人工草地和人工景观林地,建议将柏树作为生态恢复的优先选择树种。     

宁夏南部黄土丘陵区生态农业模式研究

以宁夏南部半干旱黄土丘陵侵蚀退化区生态系统内部土地资源适宜性评价及合理配置与系统优化研究为核心,探讨了研究地区生态恢复与生态农业体系建设的基本途径。研究将系统土地资源总体划分为4个一级类、10个二级类和10个三级类。根据土地对作物生长限制生态因子的多少和程度,综合评价土地的适宜性,并将其划分为8个顺序等级。遵循人-地制约关系的基本原则,应用系统工程学的理论和方法对系统进行优化设计和建模,并在生产中实施,取得了良好的综合效益。同时就该地区生态恢复与生态农业体系构建,区域化生态环境治理及农业产业化过程的关系进行了探讨。     

不同灌溉方式对宁南黄土丘陵区设施辣椒生长发育及产量的影响

在半干旱黄土丘陵典型区宁夏固原日光温室内进行了不同灌溉方式对设施辣椒生长发育及产量的影响试验。在满足设施辣椒正常生长的情况下,通过设定不同时期不同灌水量,计算不同灌溉方式灌水总量,并测定不同处理下辣椒生长发育指标及产量。结果表明:不同灌溉方式下辣椒株高、茎粗、产量差异明显。毛管滴灌下株高和叶绿素SPAD值最大,膜下沟灌株高最矮,茎粗最粗;膜下沟灌产量最高,相对传统沟灌节水50.3%,其次为滴头滴灌,毛管滴灌产量最低;采用毛管滴灌和滴头滴灌技术,比传统沟灌分别节水71.2%和65.8%,节水效果极显著;膜下沟灌和膜上沟灌较传统沟灌节水50%左右,节约成本达850.5~1 227元/hm2。宁南黄土丘陵区日光温室栽培辣椒从高产角度看比较适合采用膜下沟灌,从节水高效模式来看比较适合采用滴头滴灌。     

黄土丘陵固原上黄试区土地利用结构演变过程分析

利用1980~2004年土地资源变化调查数据,分析了上黄试区土地利用变化及演变过程。结果表明:耕地和林地变化最为显著,主要表现为耕地向林地、草地及园地的转变。引起这一转变的因素是多方面的,主要有人口增长、比较利益及国家宏观政策等因素。上黄试区今后应结合当地自然和社会经济条件,大力发展特色农业,提高政策因素对土地的宏观控制能力,使土地利用向高效型、生态型及集约型发展;进行人力资本投资,重新协调人地关系,保障退耕的成果及后续产业的培养和发展。     

黄土丘陵区多次降雨补充下草灌地土壤水分空间变化规律

利用黄土丘陵区燕沟流域42场模拟降雨下土壤水分观测数据,研究2种坡度的草地、灌木地在不同经营方式(原状地、刈割地、翻耕地)下的土壤水分对模拟降雨的响应。结果表明:(1)在5次降雨补充下,依据土壤水分的标准差和变异系数,0~100 cm土壤水分受土地经营方式影响表现为:原状草灌地土壤水分可划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层;刈割地全剖面为相对稳定层,翻耕地可分为活跃层和相对稳定层。(2)单次降雨事件则随降雨量增加,各经营方式下的水分活跃层逐渐变薄或消失,次活跃层变厚,而相对稳定层变薄,整个土壤剖面水分变化趋于一致。(3)对于受高强度降雨补充后的土壤水分变异性分层,建议采用更加灵敏的土壤水分标准差和变异系数判别标准:活跃层,标准差大于1.4%,变异系数大于12%;次活跃层,标准差1.4%~0.9%,变异系数12%~8%;相对稳定层,标准差小于0.9%,变异系数小于8%。(4)坡度越小土壤水分含量越高,坡度对草灌木地、刈割地的影响较翻耕地显著,且对50~100 cm土层水分影响远大于对表层0~50cm的影响。总之,降雨后土壤水分0~100 cm土层不断增加,且剖面土壤水分逐渐一致,土地经营方式、坡度因素对土壤水分变化强度和在不同深度土层中的表现有显著影响。     

黄土丘陵沟壑区土地利用空间分布与地形因子关系研究

以地处黄土丘陵沟壑区的安塞县为例,以土地利用现状图和数字高程模型为基础数据,在ArcGIS9.3软件的支持下,分别从高程、坡度、坡向三个方面对地形数据和土地利用数据进行叠加分析处理,研究土地利用空间分布格局与地形因子的关系。研究结果表明:土地利用空间分布与地形因子关系密切,并呈现一定的规律性。随着海拔的增加,草地的分布比例增大,林地的分布比例先增大后减小,耕地、园地、水域和工矿用地均呈减少趋势;平坦地区是耕地、园地、水域和工矿用地的优势分布区,大坡度区域是林地和草地的优势分布区;坡向由阴坡转向阳坡的过程中,林地的分布比例减小,耕地、园地、草地和工矿用地的分布比例增加,水域基本不受坡向影响。在此基础上,构建研究区土地利用空间分布三维景观图,再现土地利用空间分布与地理环境的关系。该研究有助于实现不同地形上土地利用类型的合理布局,优化该区的土地利用结构。