露天煤矿剥离物不同配比表土替代材料的物理性质

[目的]探究利用不同配比露天煤矿剥离物制备的表土替代材料物理性质特征,为露天矿表土替代材料研发及剥离物综合利用提供理论依据.[方法]以蒙东地区某露天煤矿矿山剥离物为研究对象,使用环刀法、激光粒度仪及X射线荧光光谱测定表土替代材料容重、孔隙度、田间持水量、粒径、比表面积及其组成,运用灰色关联及主成分分析法分析了物理性质间...     

不同林分类型土壤水分物理性质及其海拔效应——以浙江省凤阳山为例

以浙江省凤阳山常绿阔叶林和针阔混交林为例,通过野外调查和室内测定土壤容重、土壤孔隙度及土壤含水量等,研究了中亚热带主要林分类型的土壤水分物理性质及其海拔影响.结果表明,在0-60 cm土层中,随着深度的增加土壤容重逐渐增大,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、最小持水量逐渐减小.在海拔300～I 355 m高程范围随着海拔升高土壤容重平均值逐渐减小,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、最小持水量、土壤贮水量平均值均增大;土壤排水能力平均值为:海拔900 m＞海拔600 m＞海拔1 355 m＞海拔300 m.同一海拔4种林分类型土壤容重平均值:人工杉木林＞针阔混交林＞人工柳杉林＞常绿阔叶混交林;土壤总孔隙度、土壤最大持水量、毛管持水量、最小持水量、土壤贮水量平均值均表现为人工柳杉林优于其他3种林分类型;土壤排水能力平均值表现为:常绿阔叶混交林＞人工杉木林＞人工柳杉林＞针阔混交林.综合分析,同一海拔常绿阔叶林水源涵养及保持水土能力要高于人工柳杉林.     

云蒙湖流域不同土地利用类型的土壤侵蚀特征分析

在RS与GIS支持下,获取云蒙湖流域土地利用空间数据,选用RUSLE模型估算土壤侵蚀量,对云蒙湖流域不同土地利用类型的土壤侵蚀特征进行分析。结果表明:1986—2010年间,土壤年总侵蚀量由647万t降至630万t,水土保持生态恢复工程取得了一定的成效;云蒙湖流域耕地土壤侵蚀最为严重,1986年和2010年土壤侵蚀模数高达5 325t/(km2·a)和5 504t/(km2·a),分别占土壤侵蚀总量的85.8%和84.7%;草地是重点治理的另一对象,强度以上等级侵蚀都分别占总侵蚀面积的40%和44%;随着耕地和草地类型的转入,居民用地侵蚀面积由1986年的1 010hm2增至2010年的2 608hm2,土壤侵蚀总量由5.4万t增至14.2万t,是变化较为明显的土地利用类型。     

万安流域不同土地利用类型土壤全磷时空分异特征

以典型紫色土丘陵区万安小流域(12.10 km2)为研究区域,通过分析2011年4月(旱季)和8月(雨季)采集的552个表层土壤样品,采用传统统计学和地统计学的方法对小流域土壤全磷的时空变异特征进行了研究。结果表明:(1)流域不同土地利用类型土壤全磷含量均值介于0.42~0.73 g kg-1,土地利用类型之间全磷含量具有显著差异,呈现为水旱轮作田旱地林地;(2)相同土地利用类型旱季(4月)、雨季(8月)土壤全磷含量无显著差异;(3)水旱轮作田、旱地土壤全磷的中等空间相关性,表明其受到随机性因素和结构性因素的共同影响,而林地的强烈空间相关性表明其土壤全磷的空间分布特征主要受到结构性因素的作用;这表明在确认磷负荷风险地点、评估污染物迁移潜力及流域土壤资源管理时,应考虑不同土地利用类型条件下全磷时空特征。     

土壤物理性质对秦岭松栎林建群种形态及物种多样性的影响

为了揭示土壤物理性质对秦岭油松-锐齿槲栎混交林建群种形态及物种多样性的影响,在秦岭中段松栎林集中分布的区域设置15个调查样地,运用相关分析和典范对应分析(CCA)探讨了林地土壤物理特性(容重、孔隙度、持水量)与建群种形态特征、群落物种分布及α-多样性指数的关系。结果显示:①非毛管孔隙度与油松和锐齿槲栎株数呈显著负相关、与锐齿槲栎高度及其冠幅面积呈显著正相关,总孔隙度与油松株数呈显著负相关。②容重与Patrick丰富度指数、Simpson多样性指数及Shannon-Wiener多样性指数均呈显著正相关,毛管持水量与Pielou均匀度指数呈显著负相关。③CCA排序表明,容重、最大持水量和毛管持水量是决定该群落物种分布的主导性因子,大多数草本趋向分布于容重较大且持水量较低的区域。④群落不同层次的多样性指数沿着容重变化在CCA排序图中形成界限明显的4个分布区,容重上升促进草本层多样性,毛管持水量上升促进乔木层多样性,群落整体的物种多样性在中等环境梯度下最高。研究表明,土壤物理性质对秦岭松栎林建群树种形态及其群落多样性产生了显著影响,保持中等水平的容重及土壤持水量并适当提高灌木层丰富度和乔木层均...     

不同土壤类型的土地利用景观多样性分析

以朱溪河流域为例,将地理信息系统、景观生态学和数量分析方法相结合,运用ArcGIS以及Fragstats软件,探讨红壤地区不同土壤类型下土地利用方式的多样性。结果表明：①受人类活动干扰较小的土地利用类型,如林地、园地、草地、水域及未利用地主要分布在酸性岩侵蚀红壤、酸性岩红壤、泥沙土以及黄泥沙田地区;而与人类活动密切相关...     

兴文县香椿人工林土壤物理性质研究

以柳杉人工林、柏木人工林及耕地为对照,研究了不同定植年限香椿人工林的土壤物理性质变化。结果表明:①香椿人工林土壤体积质量随定植年限的增长而减小,不同林分在0~40 cm土层中,土壤体积质量以定植4年香椿林为最大,柏木人工林最小,分别为1.58 g/cm3和1.31 g/cm3。②随定植年限增加,土壤孔隙度、持水量及贮水量均增大,各林地及耕地土壤孔隙度、持水量及贮水量均随土壤深度的增加而减小。③在0~40 cm土层中,柏木人工林的总孔隙度和非毛管孔隙度最大,香椿人工林次之,耕地最小;而毛管孔隙度香椿人工林最大,柳杉人工林最小。④在0~40 cm土层中,各林地及耕地土壤最大持水量、毛管持水量及田间持水量均为柏木人工林香椿人工林柳杉人工林耕地,土壤贮水量为香椿人工林柳杉人工林耕地柏木人工林。⑤香椿人工林土壤物理性质随林龄的增加而改善,明显优于柳杉人工林及耕地,仅某些指标较差于柏木人工林。     

朱溪流域土壤容重空间分异与地形和土地利用的关系

[目的]分析朱溪流域土壤容重与地形和土地利用之间的关系,为南方红壤侵蚀区水土保持提供相关理论依据。[方法]以福建省长汀县朱溪流域为基础,基于GIS和地统计分析原理,并结合经典统计学方法分析土壤容重的空间变异性。采用拟合度最好的球状模型拟合土壤容重的半变异函数,并采用普通Kriging空间插值法,对研究区土壤容重空间分布进行预测。在此基础上利用ArcGIS空间分析功能统计高程和坡度各分区内的土壤容重均值,并利用栅格叠加分析,分析不同土地利用下土壤容重分布情况。[结果](1)朱溪小流域土壤容重具有从东北向西南增大的趋势,容重低值区主要分布在东部和东北部,高值区主要分布在西南部和中部。(2)流域土壤容重具有随海拔和坡度增大而降低的趋势,坡位和坡向则对该地区土壤容重空间分布影响不明显。(3)居民点及工矿用地和交通用地土壤容重均值明显大于林地、草地等植被盖度较好的区域。[结论]地形和土地利用是影响朱溪小流域土壤容重的重要因子,而高程和坡度是主要地形影响因子;不同土地利用类型土壤容重差异显著,植被覆盖好的区域土壤容重显著低于其他土地类型,因此应加强植被保护,以改善土壤结构。     

川西亚高山次生林恢复过程中土壤物理性质及水源涵养效应

川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,也是我国西南林区水源涵养林的重要组成部分。现有亚高山森林水源涵养功能研究主要集中在暗针叶林,对天然次生林关注较少。选择川西米亚罗林区亚高山次生林自然恢复演替序列上高山柳灌丛、次生桦木阔叶林、岷江冷杉桦木针阔混交林,以相邻岷江冷杉成熟林为对照,采用空间代替时间的方法,基于土壤容重、孔隙度、持水性能等测定,分析了次生林恢复过程中土壤物理性质变化及土壤水源涵养效应动态,结果表明:(1)次生林恢复过程中,土壤容重总体呈下降趋势,除灌丛与阔叶林、针阔混交林、暗针叶林间具有显著差异外,其余植被类型间无显著差异,随着土层的加深,土壤容重呈增加趋势;(2)不同恢复阶段土壤孔隙度具有显著差异,以针阔混交林0—30 cm土层总孔隙度(64.39%)和毛管孔隙度(50.49%)为最高,灌丛总孔隙度(41.25%)和毛管孔隙度(33.70%)为最低;而土壤非毛管孔隙度以暗针叶林(14.27%)为最高;随着土层的加深,土壤孔隙度大致呈现出递减的趋势;(3)随着林龄增加,次生林土壤0—30 cm土层最大持水量呈波动性增加趋势,在针阔叶混交林阶段达到最大(1 815.02 t/hm~2),到暗针叶林阶段有所下降(1 659.88 t/hm~2);土壤毛管持水量以针阔混交林(1 369.72 t/hm~2)为最高,而非毛管持水量以暗针叶林(534.95 t/hm~2)为最高,暗示针阔混交林树木生长所需有效水贮存量较大,亚高山暗针叶林具有较强的土壤水分调节能力和土壤渗透能力。从水源涵养功能角度,川西亚高山森林植被恢复应注重构建针阔叶混交林结构。     

黄土高原典型流域土壤侵蚀对退耕还林土地利用变化的响应

黄土高原土壤侵蚀严重,为此中国从1999年起实施了大规模的退耕还林工程。为了分析退耕还林土地利用变化对土壤侵蚀的影响,该研究以黄土高原清水河流域为研究区域,将2000—2020年流域退耕还林工程的实施依据主要措施的不同划分为4个阶段,应用RUSLE（revised universal soil loss equation）模型分析土壤侵蚀强度的变化特征,采用情景模拟方法提出一个区分土地利用变化和降雨变化对土壤侵蚀影响程度的算法,判别土地利用变化对土壤侵蚀的影响程度,将土地利用变化分解为土地利用转换和改造2种形式,在剔除降雨变化影响的基础上分析土地利用变化对土壤侵蚀的影响过程。结果表明：1）2000、2005、2011、2014和2020年流域平均侵蚀模数分别为36.21、41.02、24.93、23.72和8.24 t/(hm²·a),土壤侵蚀强度明显下降;土地利用变化和降雨变化对土壤侵蚀的阶段平均影响程度分别为75.23%和24.77%,土地利用变化在流域土壤侵蚀的变化中起了主导作用。2）流域土地利用转换区侵蚀强度的变化直接受转换过程中地类类别变更及所实施主要相关措施差异的影响,改造区侵蚀强度的变化直接受改造过程中所实施主要相关措施的影响。剔除降雨变化的影响后：改造区的阶段平均起始侵蚀模数较转换区高43.47%,其水土流失综合治理的难度总体上大于转换区;转换区侵蚀模数的阶段平均下降量较改造区高50.80%,改造区侵蚀量的阶段合计减少量占流域阶段合计减少量的71.16%,土地利用转换在降低其实施地区土壤侵蚀强度方面发挥了重要作用,而土地利用改造因实施面积较大在减少流域土壤侵蚀总量方面发挥了重要作用。3）剔除降雨变化的影响后,草地侵蚀量的阶段合计变化量占流域阶段合计变化量的70.51%,且草地阶段合计变化量中改造区占67.41%,其变化特别是其改造对流域土壤侵蚀的影响最大。该研究在分析土地利用变化对土壤侵蚀的影响程度和过程方面作了一些尝试,研究结果可为黄土高原退耕还林成果巩固及高质量发展有效措施的制定提供科学依据。     

晋西黄土区不同土地利用方式对土壤物理性质的影响

通过野外调查与室内实验相结合的方法,对晋西黄土区5种土地利用方式的土壤容重、土壤孔隙度及贮水量、土壤微团聚体分形特征进行了对比分析,以期为该地区土壤结构的改良提供理论指导.结果表明:各土地利用方式下随着土层深度的增加,土壤容重均显著增大,土壤孔隙度均显著下降,人工混交林土壤物理结构最好,荒草地最差;土壤0-50 cm贮水能力依次为人工混交林(74.56士14.96) mm＞人工纯林(72.13±8.63) mm＞经济林地(65.51±6.43) mm＞农地(61.38±9.55) mm＞荒草地(55.19±13.18)mm,其中人工混交林与人工纯林,农地和经济林地之间无显著差异,荒草地与其他土地利用类型均差异显著;土壤微团聚体平均分形维数(D)表现为荒草地(2.37±0.07)＞农地(2.32±0.08)＞经济林地(2.25±0.06)＞人工纯林(2.09±0.05)＞人工混交林(2.07±0.08);土壤微团聚体分形维数(D)与土壤容重,0～0.005 mm,0.005～0.01 mm和0.01～0.05 mm粒级土壤微团聚体体积分数均呈极显著正相关关系,与土壤各孔隙度及其所对应的贮水量和0.05～0.25 mm粒级土壤微团聚体体积分数均呈极显著负相关关系.     

黄土高原上黄小流域土地利用动态变化及驱动力分析

以黄土高原上黄小流域土地利用变化图谱为数据基础,采用RS/GIS技术与数理统计法,研究了其土地利用动态变化状况及其驱动因素,以期为黄土高原小流域水土流失综合治理提供数据基础和理论依据。研究结果表明:(1)根据景观基质的不同,可将该流域土地利用变化划分为3个阶段:1982—1990年以草地为主,1990—2002年以耕地为主和2002—2008年以林地为主;(2)近30a来上黄小流域土地利用发生了明显的变化,主要表现为林地面积大幅度增长,坡耕地面积减少和果园面积逐年增加。研究表明,土地利用变化是影响区域水土流失的重要因素,可以通过土地利用结构的合理布局来减少水土流失。     

黄土高原不同土地利用方式分层植被的盖度差异

[目的] 分析不同土地利用方式黄土高原植被的覆盖状况,为监测该区植被特别是非绿色植被盖度的变化提供数据支持,为遥感估算植被覆盖度(FVC)在土壤侵蚀预测中的应用提供可靠依据。[方法] 选择黄土高原不同土地利用类型的7块植被样地,采用样带法进行逐半月的分层植被盖度调查,分析了绿色植被盖度(f_PV)和非绿色植被盖度(f_NPV)在不同类型以及不同层次结构下的年内变化,为侵蚀过程模型中植被因素的获取提供参数。[结果] ①沙地、草地、人工柠条林地、人工油松林地、黄陵和秦岭的天然林地等6个样地中,植被的年内投影总盖度变化不大。投影f_PV和其所占投影总盖度的比例年内均随时间先逐渐增加,7—9月达到最大值,其后迅速减小。而投影f_NPV随时间的变化趋势与f_PV相反。受耕作制度影响,耕地投影f_PV和f_NPV年内变化剧烈。②7—9月,在黄陵和秦岭的天然林样地,投影f_PV比例可达100%,其他4种样地分别可达60.6%,70.5%,58.8%和84.9%,意味着仅考虑投影f_PV,将忽略占总盖度39.4%,29.5%,41.2%和15.1%的f_NPV的生态效益。③人工柠条、人工油松林地,黄陵、秦岭的天然林地等4种具有明显植被垂直结构的样地中,乔木层、灌木层和地表层的f_PV与f_NPV的年内变化与投影f_PV与f_NPV的变化趋势基本一致;4种样地植被的投影总盖度与地表层总盖度呈线性关系,其相关性可达0.85(R²)。[结论] 黄土高原不同土地利用方式耕地投影f_PV和f_NPV年内变化剧烈,其他样地年内投影f_PV先增加后减小,投影f_NPV与其相反。占总投影盖度的15.1%～41.2%的投影f_NPV,在该区是不可忽略的地被组成。不同层次的f_PV和f_NPV年内变化趋势与投影f_PV和f_NPV一致,地表层总盖度与投影总盖度也存在显著的线性相关性。在区域监测时应重点关注耕地植被盖度的提取季节与地表总盖度。     

典型草原区退耕及封育草地土壤水分物理性质研究

对典型草原云雾山保护区退耕6a，11a（放牧8a）和16a的3个退耕地和4个封育草地（百里香群落、铁杆蒿群落、大针茅群落和长芒草群落）对照坡耕地表层土壤的水分特征曲线数学模型、持水参数和比水容量进行了测定。结果表明，封育草地的持水和供水性能要大于退耕地和坡耕地，放牧对退耕11a的持水和供水性能有较大影响。云雾山自然保护区坡地退耕和草地封育后，样地土壤的持水能力大小顺序为封育长芒草群落〉大针茅群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉退耕16a〉退耕6a〉坡耕地〉退耕11a（放牧8a）。供水能力大小顺序为封育长芒草群落〉百里香群落〉铁杆蒿群落〉大针茅群落〉退耕16a〉退耕6a〉退耕11a（放牧8a）〉坡耕地。这说明土壤持水和供水性能随着退耕年限的增加和封育草地的正向植被演替均逐渐增强的趋势。坡地退耕和草地封育能够通过改善土壤的水分物理性质提高土壤的蓄水持水性能和抗侵蚀能力。     

黄土丘陵区不同土地利用类型土壤水分物理性质研究

在黄土高原丘陵沟壑区第三副区典型流域选取林地、耕地、果园、撂荒地和草地5种土地利用方式,进行土壤水分物理性质的对比研究。结果表明:林地、耕地和撂荒地的土壤含水量显著大于果园和草地。耕地和果园的饱和持水量显著大于草地。各土地利用类型下土壤水分物理因子基本具有一致性,其变异系数均属于中等变异。水平方向上各个土壤水分物理性质较为均一,土壤饱和导水率和土壤含水量平均为0.84 mm/min和19.18%,土壤容重平均为1.34 g/cm³,但毛管孔隙度均在10%以下,表层土壤通气透水性能较差。近年来虽大面积新修梯田、发展经济林,表土水分物理性质得到改良,但从整体性能上来看,还是较差,今后需进一步改善土壤环境。     

黄土高原不同退耕还林地森林植被改良土壤特性研究

对比研究了青海省大通县不同类型退耕还林地、草地、农田的土壤性质,包括土壤容重、土壤孔隙度、土壤水稳性团粒结构、土壤饱和导水率。结果表明:华北落叶松容重最小,为农田容重的62%,青杨青海云杉混交林是农田土壤容重的83%;0~15 cm土层青海云杉混交林>0.25 mm的团粒结构含量为45.21%,草坡、耕地分别为32.18%、20.81%;北落叶松纯林的最小饱和导水率是1.22 mm/min,林地中饱和导水率最小的是落叶松青海云杉混交林,为0.17 mm/min,草地和农田分别为0.11 mm/min0、.09 mm/min。退耕还林后,与农田相比,林地土壤物理性质得到明显改善,针阔混交林改良土壤特性作用较好,除了华北落叶松纯林和华北落叶松青海云杉混交林外,针阔混交林的土壤物理性质好于阔叶纯林和针叶纯林,草坡和农田较差,草坡略好于农田。     

黄土高原藉河流域径流对气候和土地利用变化的响应

[目的]揭示黄土高原区中尺度流域径流对气候和土地利用变化的响应规律,为合理解决流域水资源利用和实现水资源的可持续管理提供理论支撑。[方法]以黄土高原藉河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验、距平累积曲线、双累积曲线以及分离评判法等方法进行研究。[结果](1)1962—2010年藉河流域年降雨呈下降趋势,但下降趋势不显著(p0.05);流域年径流深呈显著下降趋势(p0.001),且在1985年发生减少突变;(2)坡耕地面积减少,梯田面积增加是研究时段内流域土地利用变化的最明显特征。[结论]研究时段内土地利用变化是藉河流域径流量减少的主要驱动因素,影响贡献率为90.2%,而气候变化影响较小,贡献率仅为9.8%。