小型人工沙棘林对砒砂岩沟道土壤有机质与水分的影响

在内蒙古砒砂岩典型地区的准格尔旗东一支沟开展了小型人工沙棘植物林水保生态效应野外试验。根据试验数据,分析与研究了沙棘植物对沟道土壤有机质及土壤含水率的影响,揭示了沙棘植物对砒砂岩沟道土壤改良及对沟道土壤水分的调控效应,可为沙棘植物治理砒砂岩地区水土流失提供理论依据。结果表明：小型人工沙棘林的土壤剖面（0～100cm）有...     

砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能评价指标权重初探

沙棘人工林是晋陕蒙砒砂岩区主要的退耕还林树种之一,在砒砂岩区生态环境治理中发挥着重要作用。通过理论分析、频度分析、专家咨询法构建了砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能评价指标体系,运用AHP法、G1法、变异系数法确定各指标权重值,应用博弈论综合赋权法将主、客观权重进行组合,得到综合权重。结果表明:土壤侵蚀模数、土壤固氮速率、根系土壤层蓄水量、土壤固钾速率、植物物种丰富度等指标权重较大;应用博弈论综合赋权法可以更全面和客观地解决权重的确定问题,结果合理可行,方法具有通用性,可为综合评价砒砂岩区沙棘人工林生态系统服务功能提供依据。     

中国沙棘在砒砂岩地区的克隆性能与环境解释

通过对砒砂岩地区不同立地类型、不同林龄的人工沙棘林克隆苗木与环境关系的对比研究,研究表明:经DCCA排序的结果显示,砒砂岩区的环境复杂多变,沙棘的克隆性能受多个环境因子的影响;林龄、坡向、土壤类型、速效钾、速效磷是所有因子中对沙棘克隆性能起决定性作用的环境因子;沙棘林从第3年开始萌蘖幼苗,5年时达到最大值,之后开始迅速下降,7-8年下降趋势较为平缓。     

砒砂岩区沙棘林生态服务功能价值评估

基于实地调研和监测,依据《森林生态系统服务功能评估规范》构建评价指标体系,参照国内权威部门公布的价格参数,运用市场价值法、影子工程法、机会成本法等方法定量评估了我国砒砂岩区沙棘林生态服务价值。结果表明:2010年砒砂岩区沙棘林涵养水源、保育土壤、固碳制氧、积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护生态服务总价值为91.03×108元,其中保育土壤价值最高,其次为生物多样性保护和涵养水源价值,三者价值量分别为56.66、17.69、6.41×108元,占生态服务功能总价值的88.71%。从研究区域来看,准格尔旗的生态服务功能价值最高,其次是东胜市和府谷县,三者价值量分别为28.41、21.21、14.21×108元,占总服务功能价值的70.12%。研究还发现,生态服务单位面积价值最高的是伊金霍洛旗,最低的是达拉特旗。砒砂岩区沙棘林单位面积生态服务价值为52848.83元.hm-2,高于全国森林单位面积生态服务价值51333.33元.hm-2的水平。     

沙棘柔性坝影响下砒砂岩沟道土壤水分空间变异分析

根据典型砒砂岩区内蒙古鄂尔多斯准格尔旗境内植有沙棘柔性坝的东一支沟道与无任何植物的对比沟道的表层(0-30cm)土壤含水量数据,运用地统计学方法分析与探讨了沙棘对砒砂岩区小流域沟道土壤水分小尺度空间变异的影响。结果表明:沙棘可明显提高砒砂岩区小流域沟道土壤含水量;沙棘柔性坝沟道与对比沟道土壤含水量具有明显的空间变异特征,沙棘柔性坝沟道土壤含水量在1-6m变程内具有中等程度的空间自相关性,对比沟土壤含水量在1-5m变程内具有较高的空间自相关性;土壤含水量分数维值表明,沙棘柔性坝沟道土壤含水量的空间依赖性比对比沟的要弱些;沙棘对小尺度土壤水分空间分布格局及其异质性有显著影响。应当指出的是,虽然降雨是土壤含水量空间自相关与分布格局影响的主要因素,但干旱条件也不容忽视,在长时间地表蒸发及植物蒸腾作用下,沟床表层土壤含水量空间变异性会进一步加强,且在一定程度上会影响沟床表层短根系及一年生草本植物的生长与分布。     

基于VFSMOD模型的沙棘-灌草植被过滤带拦沙效果模拟

植被过滤带是拦截泥沙与地表径流的有效生物措施,其规划设计与众多因素有关。文中首先对VFSMOD(Vegetative Filter Strips Model)模型进行了简介,然后应用VFSMOD模型,主要对位于内蒙古砒砂岩典型地区-准格尔旗境内东一支沟小流域的沙棘-灌草植被过滤带对地表径流中泥沙的拦截效果进行了模拟。结果表明:所研究的植被过滤带带长为20~30m时,泥沙拦截效果最佳;植被过滤带的带宽为4~4.5m时,泥沙拦截效果较好;株距应设定在5~15cm之间较好,此时泥沙拦截率超过65.9%;泥沙拦截率与坡度呈负相关,即随着坡度的增加泥沙拦截率逐渐降低;糙率对泥沙拦截率影响较小,随着糙率的增大,泥沙拦截率逐渐趋于稳定值。本研究可为在砒砂岩地区,以沙棘植物为主体的混合植被过滤带的规划与设计提供理论依据。     

鄂尔多斯砒砂岩力学特性的试验研究

砒砂岩区强烈的侵蚀、流失和边坡稳定问题与砒砂岩的力学性质有着密切的关系,其力学性能就是砒砂岩发生一系列地质问题的内在原因.文中针对内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗砒砂岩原状土体进行不同含水率下的直剪试验及无侧限抗压强度的试验.研究结果表明:砒砂岩抗剪强度与取样边坡角度、含水率的变化密切相关.90°方向砒砂岩抗剪切能力最强;含水率对砒砂岩的抗剪强度影响显著;粘聚力随含水率增加呈对数规律急剧降低;内摩擦角随含水率增加呈线性下降,变化幅度平缓.砒砂岩抗压强度随含水率的增大呈对数规律急剧降低,直至消失.且在含水率低于7％时,砒砂岩表现极强的岩性特征,其抗压强度的应力应变曲线符合萨恩斯模型.     

毛乌素沙地复配土壤水分特征曲线模型筛选研究

针对国家增加可利用土地、降低水土流失的需求,利用复配土壤对风沙土进行改良,是实现毛乌素沙地治理、区域生态修复的重要手段。测定不同复配比例土壤的水力学性质,并进一步筛选出合适复配土壤使用的水分特征曲线模型,运用高速离心机法测定对复配土壤水分特征曲线,环刀法测定复配土饱和导水率,并对比不同水分特征曲线模型对于不同比例复配土壤的模拟效果。研究表明:相同土壤水吸力下,添加砒砂岩处理的土壤含水率均高于纯风沙土处理;复配比例中砒砂岩含量越高,土壤保水性越高;当砒砂岩与风沙土复配比例高于5:1后,土壤水分特征曲线与纯砒砂岩差异不大;低吸力阶段,砒砂岩的添加减少了土壤中大孔隙的比例,而在中高吸力阶段,砒砂岩的添加增大了土壤中小孔隙的比例,进而提高土体的持水能力。模型适宜性分析结果表明,能够适配各处理的非饱和导水率模式最优模型为van Genuchten模型;砒砂岩与沙复配比例高于1:5后,Gardner模型的相关系数从0.9473上升至0.9929,残差平方和0.041降低至0.010,模拟效果逐渐超越van Genuchten模型,间接推求公式Arya-Paris模型物理概念明确,但影响因素过多,相较经验公式拟合效果不佳。     

气候因素和人类活动对砒砂岩区植被净初级生产力的影响

砒砂岩区是黄土高原水土流失最严重的地区之一,其植被生长状况对该区控制土壤侵蚀和维护生态平衡起着重要作用。本文基于CASA模型和Rclimdex 1.0分别计算了2001—2021年砒砂岩区植被净初级生产力NPP和18个极端气候指数,采用趋势分析、相关分析、随机森林重要性排序、残差分析等研究了砒砂岩区NPP时空变化及其对气候因素的响应特征,并量化了气候因素和人类活动对砒砂岩区NPP的相对贡献。结果表明：（1）2001—2021年砒砂岩区NPP变化呈显著增加趋势,但未来82.5%的区域NPP将由增加趋势变为减少趋势。（2）年际尺度上,砒砂岩区NPP与年均气温、年总降水量、极端强降水指数主要呈正相关,与冷夜日数TN10P、气温日较差DTR呈负相关。季节尺度上,春季均温以及暖夜日数增加有利于NPP增加,且存在滞后影响。夏季暖昼日数增加不利于植被生长,且NPP对夏季暖昼日数存在3个月的滞后响应。夏季极端强降水有利于NPP增加,而夏季干旱不利于植被生长,且NPP对持续干燥日数CDD存在3个月的滞后响应。（3）气候因素和人类活动共同促进了砒砂岩区NPP增加,裸露区和覆沙区气候贡献占主导地位,气候因素...     

沙棘与不同类型植被配置下土壤微生物、养分特征及相关性研究

为探讨黄土高原区露天煤矿沙棘混合配置下土壤生化特性及其与土壤肥力的关系,本文以准格尔旗黑岱沟露天煤矿人工复垦区为例,对沙棘灌丛、沙棘+3种不同类型植被配置及对照区的土壤微生物及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明:不同植被配置下土壤微生物数量均表现出差异性.土壤养分含量大致顺序为:沙棘+羊草>沙棘>杨树+柳树+沙棘>杨+沙棘;土壤微生物数量、土壤养分含量之间某些因子呈显著相关关系,可作为评价土壤肥力的指标。     

宁夏土壤侵蚀动态变化与原因分析

通过对 1990年和 1999年两次土壤侵蚀遥感普查数据的对比 ,从类型、面积、强度、分布等方面对宁夏土壤侵蚀的动态变化进行了较为详细的分析。结果表明 :宁夏回族自治区各类型区水土流失面积有所减小 ,土壤侵蚀的剧烈程度普遍减弱。初步分析认为 ,土壤侵蚀变化的原因 ,除两次普查存在方法上的系统误差外 ,水土保持的作用功不可没。针对不同类型区土壤侵蚀的特点 ,提出了今后应采取的相应防治方略。     

小水电代燃料生态保护工程的水土保持效益研究

小水电代燃料生态保护工程是以生态效益为主的一项公益性工程,水土保持效益突出。本文将小水电代燃料生态保护工程的水土保持效益分为两类:一是保护森林,涵养水源的效益;二是减少土壤侵蚀的效益。并分别探讨了涵养水源、减少土壤侵蚀、减少土壤养分流失及减少水库泥沙淤积的效益量化计算方法,以山西省陵川县马圪当小水电代燃料试点工程为例进行了水土保持效益的实例计算。     

综合治理是实现水土流失区生态和经济良性循环的重要途径

本文根据内蒙古喀喇沁旗多年来在山地水土流失区进行治理的实际经验与效益,论述了水土流失的综合治理原则的重要意义和恢复良性生态循环的重要途径。     

A new ecological control method for Pisha sandstone based on hydrophilic polyurethane

The Pisha sandstone-coverd area is among the regions that suffer from the most severe water loss and soil erosion in China and is the main source of coarse sand for the Yellow River. This study demonstrated a new erosion control method using W-OH solution, a type of hydrophilic polyurethane, to prevent the Pisha sandstone from water erosion. We evaluated the comprehensive effects of W-OH on water erosion resistance and vegetation-growth promotion through simulated scouring tests and field demonstrations on the Ordos Plateau of China. The results of simulated scouring tests show that the water erosion resistance of W-OH treated area was excellent and the cumulative sediment yield reduction reached more than 99%. In the field demonstrations, the vegetation coverage reached approximately 95% in the consolidation-green area, and there was almost no shallow trenches on the entire slope in the treated area. In comparison, the control area experienced severe erosion with deep erosion gullies appeared on the slope and the vegetation coverage was less than 30%. This study illustrated that W-OH treatment can protect the Pisha sandstone from erosion and provide the vegetation seeds a chance to grow. Once the vegetation matured, the effects of consolidation-growth mutual promotion can efficiently and effectively improve the water erosion resistance and ecological restoration.     

保护性耕作对坡耕地粮豆草等高带状种植作物生长与水土保持效果的影响

为有效防治坡耕地水土流失,提高坡耕地水分利用率,选用多年生作物苜蓿及小麦、鹰嘴豆、马铃薯 等一年生作物作为供试作物,设置不同带状系统研究了各种种植方式和耕作方式对作物生长、土壤水分、WUE及 水土流失的影响。结果表明,(1)各处理保持水分的能力依次为：免耕+秸秆覆盖(NTS)>免耕(NT)>传统(T);(2) 保护性耕作具有良好的防止土壤侵蚀能力,依次为：NTS>NT>T;(3)免耕+秸秆覆盖和免耕方式与传统耕作相比, 均能提高半干旱地区土壤水分和作物对水分的利用效率,减少土壤侵蚀量。从不同处理保持水土效应来看,从优 至劣的顺序为NTS_PL>T_PL>NTS_CL>T_CL>NTS_WL>T_WL。由此可见,免耕秸秆覆盖是提高水分利用效率及控制水土流失的有效措施,粮草豆隔带种植,结合保护性耕作措施不但具有蓄水保土,减免侵蚀的生态作用,而且还能提高土地利用的经济效益,宜结合生产推广利用。     

内蒙古西部区环境评价

以内蒙古西部的鄂尔多斯市、乌海市及阿拉善盟为研究区,针对这些地区自然生态的复杂性及存在的问题,采用综合评价法进行环境评价.结果表明:土地沙漠化、草场退化、土壤次生盐碱化、水土流失及城市空气污染是该地区最为严重的环境问题.所有这些问题都是以水资源为核心的生态问题,在西北草原牧区普遍存在,具有代表性.据此,提出了若干改善西北草原牧区环境的建议与对策.     

黔西北典型喀斯特小流域综合治理的生态效益研究

对黔西北毕节石桥小流域不同等级石漠化土地综合治理过程的生态效益进行监测研究,结果表明:不同石漠化土地类型在生态治理过程中,地表植被覆盖度逐渐提高,由2006年的23.5%提高到2009年的64.47%;改善了小气候,各等级石漠化平均光照强度都有所下降,空气湿度提高;改善了土壤理化性质,增加了土壤孔隙度,减小了土壤紧实度,土壤结构改良,土壤中全氮含量逐渐上升;水土流失得到有效控制,土壤侵蚀深度总体呈下降趋势,由2006年的平均值0.864mm下降到2009年的平均值0.72mm。这一结果揭示了喀斯特石漠化地区在没有人为干扰破坏生态环境条件下,生态恢复系统能力较强,随时间延长保水和保土能力逐步增强。     

河北省承德市退耕还林工程综合效益评价研究

以河北省承德市退耕还林工程为评价对象,从生态效益、经济效益和社会效益出发,采用林业行业标准(LY/T 1721-2008)和专家赋值法,对河北省承德市退耕还林工程综合效益进行了评价。结果表明:(1)承德市退耕还林工程的总生态效益为582619.09万元,生态效益主要以涵养水源和保持土壤肥力效益为主,二者占总生态效益的80.84%;(2)退耕后耕地的大面积减少导致的粮食总产量降低,2006年全市粮食总产量为108.8万t,1999年～2006年承德市农村人均纯收入都呈稳定上升趋势,变化范围为1642～2918元;(3)退耕后,承德市农林牧渔业从业人数占劳动力总数比例急剧减少,农村就业率逐渐升高,2006年恩格尔系数为36.69%;(4)承德市退耕还林工程综合效益评价结果等级为较好;生态效益、经济效益和社会效益评价结果均为较好,其中社会效益最大。     

旱地保护性耕作土壤风蚀模型研究

在分析国外风蚀模型资料的基础上,建立了适用于保护性耕作的风蚀模型。该模型以小时为步长,根据气象数据、地表土壤水分、秸秆残茬覆盖率及地表粗糙度,模拟不同耕作体系下农田土壤风蚀流失量情况;针对保护性耕作的特点,考虑到残茬覆盖对土壤含水量和地表粗糙度的影响;通过田间风蚀测定数据的验证,证明所建立的保护性耕作风蚀模型的模拟值与实测值比较吻合。     

沙棘"柔性坝"对沟底土壤有机质影响的现场试验

有机质是土壤肥力最重要的组分之一,是评价土壤质量和健康状况的重要指标。2006年试验测定了种植沙棘"柔性坝"的沟道内不同位置、不同深度的土壤有机质含量,同时与东一支沟左岸一条未种植沙棘的小支沟进行了对比分析。试验结果表明:坝内有机质的垂向分布不仅与土壤的发育过程和土层结构有直接联系,而且与土壤中的水分运移过程密不可分;种植沙棘"柔性坝"的沟道内土壤的有机质含量明显高于未种植沙棘"柔性坝"的对比沟道,而且在相同时期种植的沙棘"柔性坝"内不同取样点处的有机质含量总和相当接近;种植沙棘"柔性坝"的沟道内土壤异质性不显著,但与未种植沙棘的沟道相比,土壤的空间异质性较大,建议对这一问题应采用更大的空间尺度进行深入研究。