遥感技术在漫湾库区周边植被覆盖宏观监测中的应用研究

在对云南澜沧江中下游地区进行梯级电站群开发利用中 ,针对大型水利、水电工程建设 ,超前关注并及时开展有关陆地表层环境要素的山地植被演变动态及环境效应 ,是关系地方社会经济可持续发展与人类生存环境的紧迫问题。选取澜沧江上已建成的第一座大型水电站——漫湾电站为案例 ,通过对该电站库区及周边遥感图像的技术处理 ,获得对库区周边山地植被覆盖状况的宏观、快速监测。解决了常规方法在澜沧江梯级电站群峡谷山区植被覆盖调查中客观存在的困难 ,弥补目前在该区开展的有关大坝安全研究中 ,对周边库区周边地表环境生态安全研究上的不足 ,为澜沧江上已建、在建和拟建的其它多个大型水利水电工程生态环境监测提供案例研究。     

博、精河下游河岸带土壤速效养分空间异质性分析

以新疆博尔塔拉河、精河下游河岸带土壤为研究对象,针对土壤中的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等指标进行定量测定,运用地统计学方法分别对博尔塔拉河、精河流域土壤养分空间分布特征进行了分析.结果表明:博尔塔拉河下游河岸带土壤有机质、碱解氮变异程度大于精河下游河岸带,土壤速效磷、速效钾变异程度相近;两河土壤速效养分垂直分异规律为:土壤有机质、碱解氮含量均随土层深度的增加而递减;水平分异规律为:距离艾比湖入湖口越远,土壤中速效养分平均含量越小.总体而言,博尔塔拉河下游河岸带土壤速效养分高于精河下游河岸带土壤速效养分,精河土壤养分空间异质性较小.     

民勤绿洲荒漠交错带不同土地覆被下土壤养分分布特征

以西北干旱区民勤绿洲荒漠交错带为例,选取民勤沙生植物园、东坝镇、苏武山等8个样带221个样点开展不同土地覆被类型下的土壤养分含量及土壤肥力综合评价研究.结果表明:(1)土壤有机质含量表现为绿洲区＞绿洲荒漠过渡带＞荒漠区的梯度变化;受人类活动影响和荒漠景观特征的影响,不同样带内土壤养分含量离散程度较大,变异系数为16.67％～410.68％,且土壤养分样带内变异程度基本呈现出沿荒漠—绿洲荒漠交错带—绿洲逐渐增加的趋势.(2)荒草地、灌木林地、乔木林地和裸地的土壤N,P,K含量主要受土壤质地和植被类型的影响而呈现出差异.(3)不同土地覆被下土壤肥力质量指数大小为草地(0.552)＞灌木地(0.057)＞乔木地(-0.642)＞裸地(-0.677),草本和灌木具有良好的土壤培肥作用.     

黄土丘陵区地形对坡地土壤养分流失的影响

根据黄土丘陵区坡地径流小区试验,研究了次降雨条件下,坡地地形因素中的坡长及坡度与土壤养分流失的关系和土壤可溶性养分离子随径流液而流失的状况,初步结果表明,坡地土壤有机质及速效氮,磷,钾,养分的流失强度与坡长呈指数函数关系（ＮＬ＝α１.exp(b1x),a1>0,b1>0),养分流失强度随坡长的增加呈指增加趋势,坡地土壤有机质的流失强度与坡度呈指数函数关系（Ｎs=a2.exp(b2x),a2>0,b2>0),径流液中的养分离子流失强度大小顺序为：钙离子＞钾离子＞无机氮（ＮＯ^-13-N NH^ 4-N).     

不同雨强条件下黄土性土壤养分流失规律研究

本文利用室内人工降雨模拟装置,通过坡面小区试验,初步分析了不同雨强条件下黄土性土壤养分流失的规律。结果表明：土壤养分主要是以不溶态的形式随泥沙迁移,随径流迁移的可溶态养分很少;不同形态的养分在泥沙中有富集现象;养分流失量与雨强成正比;同一雨强条件下,土壤流失量与归流失量呈显著的正相关关系。     

苏州城市边缘带土壤综合肥力质量时空特征

对苏州市城市边缘带样区土壤进行系统的采样分析,应用一系列数理统计分析方法,阐述了研究区土壤主要肥力要素的空间变异特征及其影响因素;利用数值化土壤综合肥力评价手段,估算了研究区土壤数值化肥力质量指数及其空间分异规律;并通过与研究区历史数据对比,揭示了过去20年来苏州市城市边缘带土壤主要肥力要素及综合肥力质量的动态演变趋势。结果表明,研究区表层土壤电导率、CEC以及养分含量空间变异强烈,表现出城市边缘带土壤肥力分布的重要空间特征。经过过去20年的农业生产实践,研究区土壤主要养分含量总体上呈现增长趋势,土壤综合肥力质量明显提高。但土壤全K含量却呈下降趋势,表明土壤养分不均衡现象依然存在。土壤pH大幅下降,土壤酸化现象严重。选取的10个样本土属中,平均综合肥力质量指数增高和降低的土壤数量分别为5个和4个。同时,土壤综合肥力质量空间可变性显著增大,最大变幅与变异系数明显升高,反映出快速工业化、城市化与农业集约化背景下土壤资源利用方式与利用强度的变化对土壤质量结构及其空间变异特征的重要影响。     

穴施条件下肥料养分在土壤中迁移规律的初步研究

根区施肥是高效施肥的关键措施,确定根区施肥的最佳位置,需要了解肥料施用后肥料养分在土壤中的迁移规律。本研究通过室内模拟试验来研究尿素、聚磷酸铵和氯化钾复合肥穴施条件下,土壤水分、培养时间对两种土壤中氮磷钾养分迁移的影响效应。结果表明：随土壤水分由30%增加到42%,氮磷钾在土壤中的迁移距离都会显著增加,培养15d的姜堰和广德两种土壤中,铵态氮、速效磷和速效钾的迁移距离分别由9-11cm、4cm和9-10cm增加到12-14cm、5-6cm和11cm。土壤含水量增加使氮磷养分的迁移距离平均增加了约三分之一。随培养时间从15天延长到30天,30%土壤含水量条件下两种土壤中速效磷迁移距离无显著变化,而速效钾的迁移距离显著增加,铵态氮迁移距离在硝化作用弱些的广德水稻土中增加显著,而在硝化作用较强的姜堰水稻土中增加幅度较小。肥料穴施条件下铵态氮的硝化作用除受土壤水分、pH和时间因素影响外,还受肥际高浓度养分的强烈抑制作用,这种抑制作用延缓了铵态氮向硝态氮的转化,是根区一次施肥技术中氮肥持续高效供应的重要原因。总体而言,氮磷钾养分迁移距离表现为：硝态氮>铵态氮>钾>磷,肥料氮的迁移受硝化作用影响大,肥料磷的迁移受土壤水分影响较大,而肥料钾与铵态氮的迁移规律较为类似,都因土壤水分增加和时间的延长而逐渐增加。     

降雨侵蚀力对河岸滩区耕地土壤养分流失的影响

河岸滩区的人类农业活动最为直接地影响着河流的水文生态.自1997年小浪底水利枢纽工程成功截流以来,下游孟津扣马黄河滩区1 955hm2的天然滨河湿地有72%常年出露.为当地农业开发提供了原生动力.在10 a期间滩区的土地利用状况也发生了明显的改变,其中28.8%转变成鱼塘-荷花塘等人工湿地,39.8%转变成小麦棉花等旱地农作物,剩下的328 hm2的河床湿地因受农业活动的影响,正发生着严重的退化和萎缩.通过野外定位观测,对孟津黄河滩区河岸耕地土壤养分随降雨径流流失的特征进行了研究.研究结果表明,次降雨侵蚀力(R)是影响径流量和土壤养分流失的重要因素.在弱侵蚀力下,产生的径流以蓄满产流为主;当降雨侵蚀力大于19.0,产生的径流以超渗产流为主.径流土壤养分流失量与次降雨侵蚀力之间存在明显的二次曲线关系.根据滩区土壤的渗透特征,在次降雨侵蚀力R=10.0～45.0之间的中等强度降雨将产生较为严重的土壤养分流失.并强调河岸带的水土保持工作应亟待加强.     

黄河宁蒙河段泥沙加入量分析及防治对策

利用1950—2005年黄河干流泥沙分布特征值资料与干流任意河段年平均泥沙加入公式对黄河干流宁蒙河段年平均泥沙加入进行了计算分析。结果表明,1950—2005年宁蒙河段每年都有大量泥沙加入,并且加入量随时间呈波动变化。通过数据分析与实地调查发现,造成该河段泥沙大量加入以及随时间呈波动变化的原因主要是宁蒙河段穿越腾格里沙漠、河东沙地、乌兰布和沙漠以及库布齐沙漠,沙漠与河流交互作用,使其具备风沙直接入黄以及支流泥沙入黄的条件;尤其以"十大孔兑"河道上游比降大,河道两岸地表沙物质易蚀性高,从而导致大量泥沙通过洪水过程进入黄河。黄河宁蒙河段的泥沙防治关键在于减少入黄泥沙量,特别是要加强"十大孔兑"地区的水土保持综合防治力度。     

拦截坝生态系统服务研究进展

拦截坝是一种修建于沟道、河道之上用于拦水拦沙的简易工程。设计与建造合理的拦截坝可改变流域地形、降低河道沟道坡度、减缓产流产沙速率并拦蓄水沙,从而有效防治水旱灾害,提高水资源利用效率。拦截坝材料易于获取且建造简易,广泛分布于全球不同区域并发挥多方面的生态系统服务功能。通过系统的总结文献,研究发现,在干旱、半干旱地区,拦截坝主要用于水土保持,提供土壤保持、径流调控、固碳、产品提供等生态服务,有效促进了生态脆弱区的生态恢复与经济效益提升;在湿润、半湿润地区,拦截坝主要用于水文调节,提供了急流调控、地下水补给、水质净化等生态服务。研究也同时发现随气候变化与社会、经济变迁,大量拦截坝遭弃置,或因缺少维护而面临衰败或损毁风险,对区域生态系统造成负面影响。研究认为,系统分析拦截坝的生态系统服务功能及其面临问题,将人类管理活动视作自然动力系统的内部因子,对于认识人-水耦合系统相互作用的动力学特征、权衡不同生态系统服务功能与社会需求间的关系具有重要意义。     

基于分形维数的中小河流滩地沉积物空间分布研究

以浙江省龙游县灵山港滩地沉积物为研究对象,在现场监测和室内测定的基础上,运用分形方法,分析了山丘区中小河流滩地沉积物空间分布格局及其影响因素。结果表明:滩地沉积物在空间分布上具有明显的分段、分区、分层特征。土壤分形维数从上游至下游呈增大趋势;在河道横断面上,离水0～16 m为土壤分形维数的高变幅区,离水16～49 m为低变幅区,离水49 m到滩地边界为平稳区;垂向上,0—20 cm层土壤分形维数小于20—40 cm层。砾石分形维数从上游至下游逐渐增大;在河道横断面上,砾石主要分布在离水边缘4～33.5 m范围内,在该范围内,砾石分形维数随离水距离增大而增大。沉积物空间分布差异性主要受水流、植被、采砂、滩地地形和周期性洪水等因素的影响。对于采砂严重的滩地,修复中需要考虑沉积物分布的分段、分区、分层特点,配置组成适宜的基质,保证滩地的稳定和功能的有效发挥。     

降水强度及坡度对不同土壤产流产沙影响

结合人工降雨方式定量分析降水强度及坡度对辽西水保小流域两种主要土壤类型(褐土、棕壤)产流产沙的影响。结果表明:降水强度和坡度递增条件下,各土壤类型径流量和土壤侵蚀量总体呈现递增,产流初期,变幅较大,当土壤蓄水饱和后,变幅逐步减小趋于稳定变化;在相同降水强度下,褐土的总径流量大于棕壤,而总土壤侵蚀量小于棕壤,土壤质地对土壤侵蚀量影响度高于降雨强度。     

鄱阳湖沙山土壤养分特征与植被恢复方向探讨

对鄱阳湖沙山不同沙化程度下土壤养分进行了分析,结果表明:研究区除土壤全钾(2.03%±0.28%)含量较高外,有机质(0.99%±0.42%)、全氮(0.036%±0.022%)、全磷(0.018%±0.007%)含量均处于较低水平。随沙化强度增加,土壤有机质、全氮、全磷含量呈现降低趋势,且重度、中度及轻度沙化区存在显著差异(P<0.01)。土壤速效养分(氮、磷、钾)随沙化强度变化趋势不明显,均处于十分缺乏的水平。地表植被覆盖低及土壤质地粗是导致沙山养分匮乏的主要原因。养分与水分是鄱阳湖沙山植物生长的限制因子,沙山植被恢复的关键在于所筛选的物种及所构建的群落结构能够保障新生植物能适应养分、水分匮乏的生态条件并迅速扩展其生态位。     

不同坡度条件下“沙棘植物柔性坝”的阻水效应

[目的]探讨不同坡度条件下"沙棘植物柔性坝"对水流流速和水深的影响,并分析和沟床糙率系数的变化及其主要影响参数,为"沙棘植物柔性坝"这一水土保持生态工程在山区沟道的推广应用提供理论依据。[方法]基于野外水流试验,根据试验数据,运用理论分析的方法,探讨"沙棘植物柔性坝"对水流的影响及沟道糙率的变化。探讨在不同坡度条件下"沙棘植物柔性坝"对流速变幅值、水深沿程分布的影响,并对糙率系数的变化进行了分析。[结果]流速变幅值的大小与沙棘柔性坝坝长、种植密度和床面坡度有关;在沙棘柔性坝较长的试验床中,流速变幅值随着坡度的增大而增大;在沙棘种植密度较大的试验床中,上游区的雍水深度和糙率系数值随坡度的增大而增大。[结论]"沙棘植物柔性坝"对坝前水流流速有明显的衰减阻滞作用,其中柔性坝坝长和植物种植密度是影响"沙棘植物柔性坝"阻水效应的主要因素。     

不同植被恢复模式下三峡库区万州段消落带土壤养分及其空间分布特征

消落带植被状况与水位消涨是影响土壤养分及其分布的重要因子。本文以三峡库区万州段消落带为研究地点,通过对人工和自然恢复样地沿海拔梯度对土壤进行取样和分析,揭示了不同恢复模式下消落带土壤养分及其空间分布特征。研究结果表明,植被恢复模式对土壤养分有显著影响,人工恢复样地消落带主要土壤养分含量总体高于自然恢复样地,显示人工恢复能有效促进土壤养分在植物群落中的积累;在库区反季节水位消涨的作用下,人工恢复地消落带土壤养分沿海拔梯度呈先增加后减少的空间分布格局,土壤养分含量在消落带中部(海拔165 m)达到最高值,而自然恢复地土壤有机质和全氮的空间分布则随海拔梯度增加而增加,以消落带上部(海拔175 m)的值最高。土壤养分的空间分布格局源自于不同海拔梯度的消落带受水位消涨扰动程度以及植被恢复状况的差异,植被恢复模式对土壤养分的空间分布仍有一定影响。今后应在消落带上部进一步引种适宜的乔灌木物种,不断提高消落带植被对土壤养分的固持能力。     

林地开垦加速侵蚀下土壤养分退化的研究

应用定位观测资料,研究了人为开垦林地对土壤侵蚀的影响。通过比较梁坡林地开垦不同年限后的土壤养分变化动态,分析了土壤养分退化的过程及特征。结果表明,人为开垦林地后,土壤侵蚀强度剧增,呈加速侵蚀特征。在人为加速侵蚀影响下,有机质含量与开垦年限之间呈ｙ＝ａebt指数关系。土壤腐殖质组成也随开垦年限而发生变化。土壤全氮、碱解氮、有机磷是反映土壤养分退化速享的敏感性指标。林地开垦２０年后,土壤有机质、有效氮、有效用含量降低到与侵蚀黄绵土相当的水平;有效态Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ含量低于或接近临界值,已达严重退化的程度,林地及不同开垦年限的农地中,土壤ｐＨ值,ＣａＣＯ3含量和ＣＥＣ的变幅分别为８．０６～８．４４,１０２～１３５ｇ／ｋｇ和７．８～１９．２５ｃｍｏｌ／ｋｇ。随开垦年限的增加,土壤的保肥能力明显下降。     

模拟降雨下不同坡度土壤坡面产流产沙特征及磷和钾素流失研究

采用室内模拟降雨研究了不同坡度对土壤坡面产流产沙特征及其养分流失的影响。结果表明:在降雨条件下,初始产流时间随坡度的增加而趋于提前,初始产流时间变化范围为0.63~1.62 min,说明坡面产流时间因坡面坡度的增加而缩短。不同坡度条件下径流强度随降雨历时的增加而增加,在降雨历时前20 min,径流强度急剧增加,降雨历时20 min以后,径流强度增加趋势趋于平稳,径流强度遵循幂函数变化规律;不同坡度条件下入渗强度随降雨历时的增加而降低,在降雨历时前20 min,入渗强度急剧降低,降雨历时20 min以后,入渗强度降低趋势趋于平稳,坡面入渗强度随时间则呈对数函数变化。不同坡度下径流量均随降雨历时呈“增加—稳定”趋势（单峰曲线,抛物线规律）,在整个降雨过程中,径流量随坡度的增加而增加,在0~20 min内,径流量随降雨历时的增加陡然上升趋势,20~40 min,不同坡度条件下土壤泥沙侵蚀量均达到最大值,40 min以后泥沙侵蚀量随降雨历时的增加呈现基本平稳趋势,泥沙侵蚀量中DP,K⁺,SEP和SEK均随着坡度的增加而增加。不同坡度条件下,泥沙量与侵蚀泥沙中养分的含量均存在不同程度的正相关关系,其中坡面坡度为20°,25°和30°时,侵蚀泥沙养分含量与泥沙流失量间的相关性明显优于其他坡度,说明侵蚀泥沙量的增加会引起泥沙中各种类养分含量的增加效应,而随着坡度的增加,侵蚀泥沙量与侵蚀泥沙中养分的含量并非均显示出更进一步的相关性。     

晋西黄土区果农间作土壤养分空间分布

为了研究黄土区农林复合系统土壤养分的空间分布及效应,对山西吉县残塬面核桃×花生、核桃×大豆和核桃×玉米3种典型果农间作类型下0～100 cm土层中土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾进行了测定和分析。结果表明：1）3种间作类型土壤养分的空间分布特征具有一定的相似性。在垂直方向上,土壤养分含量随土层深度的增加而减少,并且距果树越远,土壤养分的垂直递减梯度越小;在水平方向上,离果树越近,土壤养分越少。2）效应分析结果表明,间作系统中果树与作物存在竞争,间作系统中作物土壤养分的综合效应优劣说明间作作物以花生为最佳、大豆其次、玉米最差。根据研究结果提出了研究区果农间作系统减少土壤养分竞争的相关建议：加强水肥管理、增加果树和作物的间作距离、设置根障。     

碎石含量对三峡库区坡耕地土壤氮磷流失特征的影响

坡耕地是三峡库区水土流失的主要来源,导致土壤养分的损失,严重影响库区生态环境建设与社会经济可持续发展。库区坡耕地土壤浅薄化和砾质化特征明显,但目前对含碎石坡耕地土壤侵蚀和养分流失特征的研究尚不多见。该研究通过设置3个降雨梯度（60、90、120 mm/h）和4种碎石含量（0、10%、20%、30%）,开展人工模拟降雨试验,分析各试验条件下含碎石土壤产流产沙和氮磷流失特征。结果表明：1）碎石主要通过改变土壤结构以增大产流产沙量来促进氮磷流失,而对相应流失速率与流失浓度的变化规律影响较小,不同碎石含量下泥沙产量的变异系数更高,且泥沙中不同碎石含量下的氮磷流失量显著性差异更强（P<0.05）;2）泥沙中累计磷流失量略微大于氮流失量,有效磷几乎不随泥沙流失,有效氮约占全氮流失量的15%;径流中氮素流失量几乎为磷素的10倍且以有效氮为主,占总氮流失量的75%,有效磷占总磷流失量的25%;3）不同碎石含量下有效氮流失规律大致相同,径流中硝态氮约占有效氮流失量的70%,而泥沙中则以铵态氮为主,约占65%;4）不同碎石含量下土壤中氮磷元素均以随侵蚀产沙流失为主,累计产沙量与氮磷元素随侵蚀产沙流失...     

不同倒木腐解过程对长白山森林土壤碳氮积累的影响

粗木质残体(CWD)腐解是地上部植物残体养分向土壤输送的关键过程,在一定程度上决定了森林土壤碳氮养分固持效率与强度。本研究选取长白山典型林木的白腐菌(Antrodiella gypsea,Ag)和褐腐菌(Fomitopsis pinicola,Fp)腐解过程为研究对象,以距倒木外缘不同水平距离的3个土壤样品作为供试材料,分析其土壤总有机碳(SOC)及总氮(TN)含量的空间分布与组成特征。结果表明,近倒木处(水平距离0~30 cm),褐腐条件下SOC增量显著低于白腐菌;在远倒木处(水平距离100 cm),前者显著高于后者。就TN增量而言,褐腐条件显著高于白腐。进而表明,褐腐条件较白腐更能有效促进森林土壤碳氮养分的有效固持,从而减少植被残体矿化腐解引起的森林生态系统碳排放。