基于SEBAL模型评估干旱半干旱区人工灌丛植被对陆表蒸散的影响

评估人工灌丛植被重建对干旱半干旱区陆地生态系统蒸散的影响,不仅能揭示植被变化与水文过程的耦合机理,又可为区域生态治理与水资源管理提供科学指导.该研究利用Landsat-8 OLI/TIR遥感影像及气象数据等驱动SEBAL模型,反演宁夏盐池县的年内不同日期的陆表蒸散,结合目视解译选取的人工灌丛区与对照草地,评估了人工灌丛...     

干旱半干旱区径流调控造林技术研究

干旱半干旱区降水少 ,土壤水分亏缺 ,林木成活率低、保存率低、生长缓慢。径流调控造林技术以林木降水资源环境容量为基础 ,通过降水空间调控 ,改善林木土壤局部供水环境 ,以促进林木生长。据研究 ,在年降水量约 40 0mm的定西县 ,年降水保证率 75 %时 ,乔木密度保持在 40 0～ 160 0株 /hm2 、灌木密度保持在 70 0～ 190 0株 /hm2 能维持林木正常生长。据此进行了隔坡水平阶、水平沟、聚流水平坑、燕尾式鱼鳞坑等径流聚集工程布设优化设计 ,造林成活率和生长量显著提高。     

甘肃半干旱区季节性干旱分布特征研究

根据甘肃省兰州市、白银市、定西市、临夏市、平凉市和庆阳市1981 — 2010年共30 a的气象站数据,依据各季节各站点累积降水量平均值划分干旱等级,分析了甘肃半干旱区季节性干旱的分布特征。结果表明,特大干旱、严重干旱、轻度干旱、中度干旱在甘肃半干旱区春季、夏季和秋季均有发生,其中春季以严重干旱和中度干旱为主,夏季以中度干旱和轻度干旱为主,秋季以中度干旱和轻度干旱为主。     

干旱半干旱区农田土壤碳垂直剖面分布特征研究

以中国干旱半干旱区农田土壤为研究对象,通过收集自然农田和长期定位站点(178个剖面,0~100 cm土层)农田土壤碳的数据并对其进行整合,分析了农田土壤有机碳和无机碳含量的垂直剖面分布特征及其影响因素。结果表明,随土层深度增加,农田土壤有机碳呈下降趋势,表层含量高于底层;不同地区农田土壤无机碳含量变化趋势不一,随土壤深度增加整体呈现升高的趋势,但是也有一些地区呈现下降趋势。土壤剖面深度为100 cm的农田土壤有机碳和无机碳密度平均值分别为8.33和15.83 kg m-2,农田土壤无机碳储量大约是土壤有机碳的2倍。土壤深度为0~30 cm的有机碳占100 cm总有机碳含量的45%,无机碳仅占100 cm总无机碳含量的29%;土壤无机碳主要集中在30~100 cm土层,占100 cm总无机碳含量的71%,远高于有机碳在此土层占100 cm总有机碳含量的百分比(55%)。综合自然农田和长期定位站点农田土壤碳的数据,土壤容重与土壤p H是影响农田土壤有机碳和无机碳分布特征的重要因素:自然农田土壤有机碳与土壤p H(R2=0.61,p0.01)和土壤容重(R2=0.64,p0.01)呈显著负相关;长期定位站点土壤无机碳与土壤p H(R2=0.56,p0.01)和土壤容重(R2=0.63,p0.01)呈显著正相关。中国干旱半干旱区农田土壤有机碳和无机碳的分布特征与影响因素,将为陆地生态系统碳储量估算提供数据基础与理论支撑。     

干旱半干旱区黑膜蚕豆高产栽培技术

从合理选茬、选用良种、精细整地、施足秋肥、覆膜适期、播种、田间管理及适时收获等方面总结了干旱半干旱区黑膜蚕豆高产栽培技术。     

黄土高原干旱半干旱区油松造林技术的研究

通过对油松在黄土高原干旱及半干旱区造林现状的广泛调查 ,分析了以前油松造林成活率低的原因 ,确定了“造林所用苗木年龄、苗木离土时间、穴植株数及造林地坡向”是影响油松造林成活率的 4个主要因素 ,在此基础上 ,进行了 4因素 3水平的造林正交试验。通过试验 ,找出了在黄土高原干旱及半干旱地区影响油松造林成活率的主导因子及主要因素 ;总结出了“组织造林专业队 ,保证苗木离土在 48h以内进行栽植、用 3年生裸根打浆苗、选择阴坡及半阴坡地类、每穴栽植 3株”的油松造林技术措施。     

雨水利用的理论与实践──对干旱半干旱区农业可持续发展之路的探索

在我国干旱半干旱地区，干旱是制约农业可持续发展的主要障碍因素之一。通过分析雨水利用的相关问题，讨论了提高农田水分利用效率的途径，在总结已有雨水利用有关理论和技术的基础上，论述了雨水利用与农业可持续发展的关系。指出发展和完善雨水利用研究理论，建立持续农业雨水利用技术体系，并加快成果向现实生产力转化，是干旱半干旱地区农业可持续发展的战略性举措。     

半干旱区高速公路边坡不同年代人工植被群落特征及其土壤特性研究

试验研究了呼集高速公路边坡建造人工植被后,在不同时间序列上土壤理化性状和植物群落特征及其恢复动态,结果表明:土壤肥力随人工植被建立时间的延长而逐渐恢复,表现为土壤黏粉粒、土壤有机质和全N含量的增加,以及土壤pH的下降,0~10cm表层土壤的恢复显著高于10~20cm土壤;随土壤环境条件的改善,侵入的草本植物数量、植被盖度增加,由简单的人工植被向复杂的灌草群落演替。但从群落物种组成看,公路边坡生态系统尚处于不稳定阶段。     

黄土高原半干旱区植被建设的土壤水分效应及其影响因素

 水分是黄土高原半干旱地区植物生长与植被建设的主要限制因子,植被是影响土壤水分最活跃、最积极的因素。为了给黄土高原半干旱区植被的合理经营和今后植被的科学营造及开展植被建设的水文生态效应研究提供参考,从不同植被类型、生长状况与结构,不同植物的耗水特点及影响因素等方面,概述半干旱地区不同植被对土壤水分影响的研究进展。认为:为保证植被建设的可持续,需适度发展植被生产力,合理选择植物类型。在深入研究不同植物需耗水规律的基础上,加强植被生产力与水分利用的结合研究和从景观配置水平研究植被建设对土壤水分环境的影响。     

陇中干旱半干旱区造林绿化应解决的主要问题

针对陇中干旱半干旱地区的自然地理环境和气候特点及造林绿化中存在的主要问题,提出在该地区造林绿化中应该解决好10个问题,包括按自然规律和科学规律办事的认识、规划和设计、适地适树、苗木繁育、造林密度、组织实施、督导检查、成果推广等,并提出了相应的建议。     

干旱半干旱地区植被生态用水计算

干旱半干旱地区是生态环境比较脆弱的地区 ,特别是人类不合理开发 ,使生态环境受到严重威胁。为了挽救中国西部干旱半干旱地区已遭破坏的生态环境 ,我国政府提出了“退耕还林”的号召。针对干旱半干旱地区 ,植被生态系统实际用水量以及达到某一目标要求的生态用水量如何计算或合理确定 ,对流域规划、生态建设以及水资源合理配置都有重要意义。先从生态系统的一般意义上来介绍生态用水的概念 ,进而介绍植被生态用水的计算方法 ,并针对“退耕还林”和“植被生态改善与恢复”情况下的生态用水计算问题进行专门介绍。     

干旱半干旱地区植被恢复类型对林地小气候的影响研究

以甘肃省渭源县一林区为研究对象,对云杉林、油松林、杨树林、混交林4种不同植被恢复类型的林地和荒草地进行了小气候环境的监测研究,结果表明:土壤温度以荒草地的年变化幅度最大,4种林地的年变化幅度较小且差异不大,深层土壤的温度变化比浅层土壤更为稳定;荒草地的环境温度最高、环境湿度最低,混交林的环境温度最低、环境湿度最高;植被覆盖可以在一定程度上降低环境温度,提升环境湿度,阔叶林比针叶林更能够增加环境的湿度。     

干旱沙区盐碱退耕地生态恢复模式研究

以民勤湖区不同年代退耕地植被调查为依据,确定自然恢复目标,提出了10种盐碱退耕地植被恢复模式,并通过各种盐碱退耕地3 a后植被恢复相关指标评价选出6种良好的生态恢复模式:黄毛头封育模式(SEFM)和黑果枸杞封育模式(LEFM)为接近自然植被的恢复模式,但该模式需在灌水抚育一定年限后才能去掉灌水措施进行自然封育;“柽柳+乌拉尔甘草”(TGPM)和“柽柳+苜蓿模式”(TMPM)属纯粹人工恢复模式,需造林初期加大造林密度,在后期抚育中通过间伐措施来降低生态压力而作为一种良好的生态恢复模式;“柽柳+花花柴”(TKPM)和“柽柳+黑果枸杞”模式(TLPM)以较低的生态成本达到了较高的生态效益,是生态恢复模式最佳选择。     

干旱、半干旱地区土壤水分研究进展

土壤水分在干旱、半干旱地区生态系统中起着重要的作用。在简要总结土壤水分与植物关系、土壤水分与土壤呼吸关系、生物土壤结皮对降水再分配过程的影响、土壤水分时空动态、土壤水分监测技术五个方面研究进展的基础上,认为未来干旱、半干旱地区土壤水分研究在土壤水分平衡、土壤水分与土壤呼吸作用、土壤水分监测技术的改进等几个领域还有待于深入。     

黄土丘陵区不同植被群落土壤水分研究

在自然条件最为严酷的黄土高原半干旱丘陵沟壑区,土壤水分是植物生长的主要限制因子,而环境因子对土壤水分的影响是一个综合作用的过程,不同的地理区域其相关的影响差异较大,但就其某一具体地区而言存在着重点尺度和主控因子。对黄土丘陵区纸坊沟流域乔、灌、草植被群落的土壤水分进行了分析研究,结果表明:坡位、坡向、海拔是影响该区域土壤水分含量的主控因子;而植被群落也会影响到土壤水分含量的变化,但不能确定其为主控因子,并且可以说明林龄不是影响该区水分含量的因素。     

汤河流域植物生存域研究

探讨汤河流域植物生存域特征,可为地境再造技术在流域生态修复中的应用提供科学依据。该研究以多年生植物为研究对象,将土壤水分、盐分、有机质、氮磷钾等生态因子作为限制性因子研究了优势种的生存域,明晰了流域优势种适生的因子空间。结果表明：(1)杨树生存域范围包含构树,构树包含楝树。杨树作为优势度最高的优势种在研究区分布极为广泛,而构树、楝树则相对受限,有更高的集群度。黄荆与酸枣的生存域范围呈现出相交关系,黄荆易于受到水分胁迫,此即为黄荆多集中分布于土壤较为贫瘠的生境而酸枣分布更为广泛的主要原因;(2)杨树、构树、楝树共生的生存域适宜范围为含水率0.53%～13.73%,含盐量0.24～0.85 g/kg,有机质含量1.63～5.94 g/kg,土壤氮磷钾综合指数0.38～1.25。黄荆与酸枣共生的生存域适宜范围为含水率8.64%～15.80%,含盐量0.21～0.77 g/kg,有机质含量3.83～17.08 g/kg,土壤氮磷钾综合指数0.51～2.43。综合以上研究结果,可为改造地境水肥条件,增加植物群落物种多样性提供参考。     

子午岭林区植被类型对土壤氮素的效应

以黄土丘陵沟壑区的子午岭次生林区主要植被类型为对象,研究了植被类型对土壤全氮的影响作用。结果表明,长期草地(白羊草地和茭蒿草地)、灌木林和乔木林地表层土壤(0—5cm)的全氮含量为坡耕地表层土壤全氮含量的1.4～2.5倍。长期草地和乔木林地表层土壤(0—5cm)全氮的含量相近,高于灌木林地及恢复草地表层土壤的全氮含量。在林草植被下,表层土壤的全氮含量明显高于下层土壤的含量,土壤剖面中全氮的含量随着土层深度的增加而表现为下降趋势。与坡耕地相比,草、灌木和乔木可以分别提高0—15cm,0—25cm和0—50cm土层中土壤全氮的含量,表明了植被类型对土壤全氮效应的差异性。研究结果说明,在黄土丘陵区,坡地退耕还林,恢复植被,可以有效地驱动上层土壤氮素含量逐渐提高。     

甘肃半干旱黄土丘陵沟壑区人工植被土壤水分研究

在2007-2008年期间,通过对定西市巉口林场不同人工林及当地的主要退耕还林模式和农田的土壤水分进行定点定期监测,研究分析了生长季节的土壤储水量、土壤水分亏缺量、变化量及土壤水分的垂直变化.研究结果显示:阳坡柠条林和阳坡侧柏林0-200 cm的土壤含水量曲线呈现出"<"形状,形成明显浅层土壤干层.隔坡林带土壤储水量无论是季节变化还是垂直变化,均高于其他人工植被类型,说明隔坡林带土壤水分利用的叠加效应明显.此研究将为该地区在植被恢复过程中,综合考虑生态系统水分利用效率,采用合理的群落密度,合理控制群落生产力,保持植物蒸腾耗水和土壤水分补偿之间的水分平衡,维持群落的持续稳产、高产,充分发挥其生态和经济效益提供了科学依据.     

黄土丘陵区降雨、土壤水分和苗木成活率的关系

降雨量通过影响土壤水分而间接影响苗木成活率。为了研究降雨、土壤水分和苗木成活率之间的关系,对半干旱黄土丘陵区降雨、土壤水分和造林成活率相关性进行试验和分析,结果表明:(1) 该区域降雨对土壤含水量的贡献可用回归方程进行模拟,模拟结果表明:低于6.3 mm的降雨不会显著增加土壤含水量,属无效降雨;(2) 建立了土壤含水量和苗木成活率的数学模型;(3) 对山杏、山桃、沙棘、柠条4种树种而言,土壤含水量分别低于5.1%,6.0%,6.5%,4.6%时其造林成活率为0;满足85%的造林成活率的土壤含水量分别为11.9%,13.0%,13.8%,12.0%;(4) 若以多年春季平均土壤含水量9.8%为本底值,对山杏、山桃、沙棘和柠条而言,只有在降雨量分别高于18.1,24.6,29.7,18.6 mm时,造林成活率才能达到85%以上。     

干旱半干旱区地表覆盖对土壤风蚀的影响

为了探究地表覆盖对干旱半干旱地区土壤侵蚀及表层特性的影响,探寻农业发展的新机遇,使用Meta分析的方法,通过搜集国内外干旱半干旱地区土壤覆盖已发表的研究数据,分析了3种地表覆盖方式：覆盖植物、秸秆覆盖和高留茬对土壤风蚀模数及表层干容重、含水量和有机碳含量的影响。结果表明：(1)地表覆盖使土壤年风蚀量降低77.96%,地表风蚀量与覆盖度密切相关,秸秆覆盖度最高,减轻风蚀效果最佳。(2)地表覆盖平均降低2.94%表层(0—20 cm)土壤干容重,从而提高孔隙度保水保肥,抑制土壤侵蚀;其中覆盖植物效果最好,能够降低5.26%。(3)地表覆盖能够增加6.26%年均表层土壤含水量,从而有效增大土壤颗粒间的黏聚力;在降水量≤450 mm的半干旱地区该值能达到10.62%。(4)地表覆盖能够提高23.54%表层土壤有机碳含量,增加土壤颗粒间的黏结性,从而提高土体的抗风蚀能力;高留茬的提升效果最好,为34.42%;覆盖植物中豆科作物的效果最好,平均提高30.76%。总之,3种地表覆盖措施均能不同程度地减轻风蚀,能够实现保土、保水和固碳的多重收益,是未来双碳背景下实现农业可持续发展的有效解决方案。