金沙江干热河谷典型林草植被下坡面土壤水分分布控制因素

基于2016年7月使用土钻法采集金沙江干热河谷区典型林草植被(银合欢(Leucaena leucocephala)人工林地、车桑子(Dodonaea angustifolia)灌丛地和扭黄茅(Heteropogon cantortus)草地)下的土壤含水量数据,利用植被生态数量学中的冗余分析法(RDA)和SPSS统计分析法,分析了坡面尺度上各立地环境因子与土壤(0~100cm)水分的相关关系,筛选出影响3种林草植被下土壤水分的控制因素。结果表明:不同典型林草植被土壤水分波动程度不同,土壤水分变动范围为14.41%~23.97%,变异系数(V_C)为0.22~0.94,属中等变异(0.1V_C1.0),均值由大到小表现为灌丛地(11.62%)、林地(7.72%)、草地(6.66%);3种典型林草植被各环境因子对土壤水分前2轴的累积百分比变化率均达到93%以上,各环境因子对土壤水分有不同程度的影响,其中黏粒、有机质、密度、饱和持水量、粉砂、pH值和磷钾对坡面土壤水分影响最为显著,林地受密度、速效钾、黏粒、速效磷、有机质的影响显著,是林地土壤水分主控因素;而灌丛地受饱和持水量、pH、全磷、黏粒、粗粉砂的影响显著;草地则主要受中粉砂、速效钾、黏粒、有机质的影响显著。     

缙云山典型灌草植被区土壤水分对环境因子变化的响应

2010年1—12月对重庆缙云山自然保护区内的典型灌草植被区的土壤水分及局地气象因子进行连续的定位观测,研究土壤水分月动态变化与环境因子的关系。结果表明:缙云山典型灌草植被区土壤水分月动态变化主要受气温和降水量的影响,不同深度的土壤水分变化趋势基本一致,但表层土壤水分要显著低于下层土壤。在降水较少的月份,土壤水分与空气相对湿度具有显著的正相关关系(P<0.05),与气温、太阳辐射和地表温度呈显著的负相关关系(P<0.05),与风速的关系不显著;土壤含水率与环境因子进行偏相关分析表明,土壤水分与气温因子的相关性达到极显著水平,偏相关系数为0.472(P<0.01);而与太阳辐射、相对湿度、地表温度、风速的响应程度依次减弱,偏相关系数分别为0.171、0.162、0.131、0.116(P>0.05)。     

马缨杜鹃播种苗的生长规律研究

以一年生和两年生马缨杜鹃实生苗作为固定标准株,研究苗木生长规律。采用多元统计分析方法找出苗高、地径生长的最优回归方程,了解苗木各部分生长的相关关系。苗高、地径的生长规律符合S形生长曲线,并针对马缨杜鹃各时期的生长特点,提出了相应的育苗技术措施。     

黔中喀斯特地区不同岩性土壤的抗蚀抗冲性研究

对贵州省中部喀斯特地区4种典型成土母岩(灰质白云岩,石灰岩,长石石英砂岩,白云岩)发育的土壤的抗蚀抗冲性进行研究。结果表明:可将衡量土壤抗蚀性的12个指标压缩为3个最佳指标。抗蚀性指标主成分分析综合指数表明,4种岩性土壤抗蚀性为:灰质白云岩(43.42)>石灰岩(5.49)>白云岩(2.72)>长石石英砂岩(-34.49);15°、20°、30°3个坡度下的抗冲性显著不同,随着坡度的增加,4种岩性土壤抗冲性显著差异也逐渐增加;4种岩性土壤抗冲性变化规律与抗蚀性吻合,土壤抗冲性强弱与抗蚀性强弱趋于一致。土壤的抗蚀性与抗冲性与成土母岩的性质关系密切。     

金沙江干热河谷冲沟形态发育特征及其侵蚀速率估算

冲沟侵蚀是金沙江干热河谷土壤流失的重要原因，造成严重的土地退化，威胁区域农业发展和粮食安全。探究冲沟的形态发育特征明确其侵蚀速率，对于冲沟侵蚀量化评估和土地保护等具有重要意义。为摸清冲沟发育演变规律，该研究选取元谋干热河谷金雷国家水土保持科技示范园区附近沟谷地貌流域为研究区，选择35条冲沟，通过无人机遥感影像提取冲沟形态参数，分析形态特征，并结合高分遥感影像计算冲沟侵蚀速率。结果表明：1）研究区冲沟直线长度、顶宽、底宽、深度的范围分别为25.21～180.43 、10.76～51.76、3.56～26.85、1.22～11.92 m；面积、体积的范围分别为257.50～8987.88 m²、142.64～19479.25 m³。冲沟形态参数差异性较大，长度在发育过程中受坡面限制小于其他地区。2）冲沟底部宽度和顶部宽度比值（BW/TW）的范围为0.24～0.59，冲沟主要为“V型”和“V～U型”；冲沟顶部宽度和深度比值（TW/D）的范围为2.56～26.29，均值为6.04，横向侵蚀速率远大于下切侵蚀速率。3）2015—2022年，35条冲沟中，19条长度明显增长，冲沟溯源侵蚀速率为0.02～1.10 m/a（均值0.34 m/a）；27条宽度明显增长，冲沟横向侵蚀速率为0.07～1.10m/a（均值0.36 m/a）；29条面积和体积明显增长，冲沟面积增长速率为1.64～105.40 m²/a（均值23.44 m²/a）；冲沟体积侵蚀速率为1.26～339.42 m³/a（均值51.21 m³/a）。冲沟横向侵蚀速率大于溯源侵蚀速率，在面积和体积增长中贡献较大。研究结果可为金沙江干热河谷地区大尺度冲沟的发育演变规律和侵蚀定量评估提供方法和依据。     

金沙江干热河谷冲沟区优先流影响下的土壤力学特性

为探究金沙江干热河谷冲沟区优先流与土壤力学的相关机理，揭示优先流影响下土壤抗剪强度特征规律，丰富干热河谷冲沟发育区沟侵蚀机理，为该地区进一步开展沟蚀治理提供理论依据。在典型冲沟发育区选择完整冲沟为研究对象，基于染色示踪、土壤理化、原状土直剪试验，利用RDA等统计方法分析优先流与土壤力学指标间的相关性，明晰优先流和抗剪强度的关系。结果表明：(1)由于冲沟发育使冲沟内由集水区到沟底优先流发育程度逐渐降低。土壤含水率、容重、总孔隙度、有机质含量均呈优先流区大于基质流区，机械组成分形维数整体上基质流区(2.680～2.874)大于优先流区(2.746～2.893)。(2)冲沟区优先流通过影响土壤黏聚力和内摩擦角进而对抗剪强度产生影响，一定程度上会降低土体抗剪强度。集水区、沟头抗剪强度大于沟床和沟底。优先流区黏聚力(1.24～2.65 kPa)小于基质流区黏聚力(1.91～4.27 kPa),优先流区内摩擦角(19.52°～22.47°)略大于基质流区内摩擦角(17.68°～22.35°),优先流区抗剪强度(36.66～43.68 kPa)整体小于基质流区抗剪强度(38.74～47.32 kPa...     

中亚热带不同演替森林群落林地土壤渗透性特征

以滇中磨盘山演替初期云南松林、演替中期云南松阔叶树混交林和演替顶级常绿阔叶林为研究对象，利用定水头法和原状土柱水分穿透试验，分析土壤水分入渗差异及影响因子。结果表明：3种不同演替群落土壤平均入渗速率，从大到小依次为演替顶级、演替中期、演替初期，演替顶级林地土壤入渗能力最强；不同群落各入渗参数变化显著(P<0.05);同一演替群落，上层土壤渗透能力较深层土壤强。入渗过程模型拟合得，Horton模型对研究区森林土壤入渗过程拟合精度最高，为0.991,更适于描述土壤水分入渗过程；通径分析显示，土壤质地、有机质质量分数及根长密度对土壤水分入渗影响显著(P<0.05);弹性系数和边际量效应系数表明，土壤有机质、全氮、水解性氮质量分数和根长密度对土壤的入渗性能影响系数最大。土壤渗透性与有机质、全氮、水解性氮质量分数、植被根长密度、根质量密度等显著相关(P<0.05),有机质、全氮和水解性氮质量分数越高，植被根系分布越广，土壤质量越好，土壤孔隙连通性越佳，土壤水分下渗越快。     

金沙江干热河谷活跃和稳定冲沟集水区土壤优先流特征

为揭示金沙江干热河谷冲沟集水区土壤优先流特征,以金沙江元谋干热河谷地区不同发育程度冲沟(活跃期、稳定期)集水区为研究对象,采用野外染色示踪和统计分析相结合的方法,通过图像处理技术,从野外染色图像中整合出相关5个优先流特征指标,并结合根系特征,对比分析土壤优先流差异规律。结果表明:(1)稳定期冲沟集水区在0—15 cm土层深度范围出现大面积的团块状染色,随后呈小枝状分布,染色区分布相对更加集中,活跃期染色呈整体状—团块状—枝状分布,表明活跃期冲沟集水区染色形态特征更加分化。(2)活跃期冲沟集水区的平均基质流深度、平均染色面积比、平均土壤染色斑块形状系数和优先流平均长度指数(20.53 cm,54.25%,24.94,592.46%)分别是稳定期冲沟集水区的1.79,1.62,2.20,1.16倍,表现为活跃期冲沟系统集水区优先流发生时间相对滞后,优先流发育程度更大,优先流空间异质性相对较强。(3)随土层深度增加,根重密度和根长密度均呈减小趋势,且二者与染色面积比均呈显著正相关关系(p＜0.05)。活跃期冲沟集水区各土层根重密度和根长密度均大于稳定期冲沟集水区。研究结果为揭示金沙江干热河谷冲沟集水区土壤优先流特征提供理论依据,同时为该地区生态恢复与水土保持工作提供参考和借鉴。     

滇南地区普洱茶树根系对土壤优先路径形成的影响

为明确滇南地区普洱茶种植下土壤优先路径特征以及根系对其形成的影响,以典型普洱茶产地为研究对象,灌草地为对照,基于染色示踪法与图像处理技术,定量分析普洱茶树根系特征与土壤优先路径的关系,解释根系对优先路径形成的影响。结果表明:(1)茶地和灌草地染色路径宽度随土层深度增加呈不同幅度的下降趋势,茶地优先路径的连通性比灌草地差,优先路径的发育程度小于灌草地;(2)根系主要集中分布在土壤表层,随土层深度增加,根重密度、不同径级根长密度均呈减小趋势,径级≤1 mm的根长密度贡献度最大,达到84.08%;(3)染色路径宽度与根重密度、径级≤1,1～3 mm的根长密度呈显著相关(P0.05),其中灌草地染色路径宽度与径级≤1 mm的根长密度呈极显著相关性(P0.01),相关系数为0.986;(4)染色路径宽度与径级≤1 mm的根长密度拟合效果较好,R~2高达0.970 6,径级≤1 mm的细根系对优先路径形成的影响程度更大。根系是影响土壤优先路径的重要因素之一,开展滇南地区普洱茶树根系对土壤优先路径影响的研究,可为当地水土流失治理以及水资源管理提供一定的科学依据。