论黄土区农林复合生态经济系统的结构与发展

用全息论的观点分析研究黄土区农林复合生态经济系统的总体结构,提出本区系统总体结构的农,牧,林果三坏的原理及其合理配置比例,三 环结构中牧环居中,起主要联系作用,联系的主要形式是系统生态流中的肥料,系统合理结构的要素之一是系统基本达到肥料平衡,基于上述原理,对泥河流域农林复合生态经济系统的建设过程进行了分析,得出黄土区农林复合生态经济的建立与发展过程可分为3个阶段。     

陕北黄土区微地形土壤水分对降水特征的响应

利用标准化降水指数分析了吴起县1957—2012年的全年、生长季的降水特征,以及缓坡和陡坡不同微地形土壤水分在2008—2012年生长季的动态变化特征,结果表明:吴起县1957—1986年的降水波动较大,出现极端、严重干旱和湿润年份,但1987年以来则表现为轻微干旱、湿润或正常;生长季标准化降水指数与各点土壤水层厚度变化值呈正相关关系,与塌陷、缓坡的相关程度(R2)低于0.8,与切沟、缓台及浅沟的相关程度介于0.8~0.9之间,与其他各点的相关程度大于0.9;生长季各点土壤水层厚度变化值存在显著差异,且缓坡、塌陷和缓台的值显著高于其他各点。     

晋西黄土区主要造林树种耗水特性分析

依据水量平衡原理,采用盆栽试验分别测算了晋西黄土区主要造林树种油松、刺槐、苹果在其生长季（4～10月）成熟单株树木的耗水量,并根据林地土壤水分动态及土壤水分特征曲线标定的各树种无效水界值,分析了各树种土壤水分供耗特点及其有效性。研究结果表明：①2002贫水年生长季降水量430.7 mm,试验树种同期耗水量约为430～470 mm树木供耗失衡,2003丰水年降水量870.2 mm,耗水量约为450～510 mm但降雨分配不均,5,10月树木供耗也略有失衡;②不同树种年内土壤含水量变化趋势相近,而同月耗水量差异较大,同一树种不同月耗水量差异也较大,丰水年各试验地土壤水分状况要好于贫水年;③油松、刺槐、苹果1和苹果2无效水界值为：8.0%,8.4%,9.4%和9.9%,油松较其它树种利用水分能力最强。贫水年单株树木土壤含水量在一段时间内低于对应树种的无效水界值,影响树木正常生长。单株树木依靠冬季和次年春季降水补充,生长季初期都能恢复到速效水水平。     

晋西黄土区主要造林树种耗水特性分析

依据水量平衡原理,采用盆栽试验分别测算晋西黄土区主要造林树种油松、刺槐、苹果在其生长季(4-10月)成熟单株树木的耗水量,并根据林地土壤水分动态及土壤水分特征曲线标定的各树种无效水界值,分析了各树种土壤水分供耗特点及其有效性.结果表明:①2002贫水年生长季降水量430.7 mm,试验树种同期耗水量为430～470 mm,树木供耗失衡,2003丰水年降水量870.2 mm,耗水量为450～510 mm但降雨分配不均,5月,10月树木供耗也略有失衡;②不同树种年内土壤含水量变化趋势相近,而同月耗水量差异较大,同一树种不同月耗水量差异也较大,丰水年各试验地土壤水分状况要好于贫水年;③油松、刺槐、苹果1和苹果2无效水界值为:8.0%,8.4%,9.4%和9.9%,油松较其它树种利用水分能力最强.贫水年单株树木土壤含水量在一段时间内低于对应树种的无效水界值,影响树木正常生长.单株树木依靠冬季和次年春季降水补充,生长季初期都能恢复到速效水水平.     

利用侵蚀模型普查黄土高原土壤侵蚀状况

土壤侵蚀普查对于土地资源保护和自然灾害防治具有重要意义。为了测试抽样方法和土壤侵蚀模型在土壤侵蚀普查中的适用性,该文以陕西吴起县为试点,采用1%均匀抽样方法,调查39个抽样单元的土壤侵蚀影响因子,使用中国侵蚀预报模型CSLE(Chinese soilloss equation)估算土壤侵蚀模数,并与基于遥感数据的水蚀分级分类方法进行比较。两种方法估算的全县平均土壤侵蚀模数分别为4571和5504t/(km2a),但不同分级侵蚀强度的面积和空间分布存在较大差异。抽样方法在土地利用与覆盖、水土保持措施及土壤特性方面获得的信息量大于遥感方法,同时对于区域具有很好的代表性;使用模型估算土壤侵蚀考虑的影响因子与分级方法相比,还包括了土壤可蚀性、坡长因子以及水土保持措施因子等,由此计算的土壤侵蚀模数和强度具有更高的可信度。因此,虽然基于抽样方法和土壤侵蚀模型的土壤侵蚀普查方法也存在一定的问题,但与土壤侵蚀分类分级方法相比具有明显的优越性。     

地形对陕北黄土区衰退沙棘人工林天然更新的影响

[目的]为揭示陕北黄土区衰退沙棘人工林天然更新的地形适生范围。[方法]通过调查陕西省吴起县沙棘人工林大面积衰退及死亡后的天然更新状况,以68个样方的更新率、成林率及每木数据(株高、地径等)作为更新恢复能力的衡量指标,运用方差分析、回归拟合及系统聚类分析等方法,分析了沙棘更新恢复能力与各地形因子的关系。[结果](1)各坡向沙棘更新率差异显著(P=0.018),沙棘更新率均值阴坡半阴坡半阳坡阳坡,阴坡更新生长状况最好,半阴坡更新幼株数量大,存活率较高;(2)坡度对更新率无显著影响,但更新率在阴坡缓坡、极陡坡范围内出现峰值,在阳坡条件下随坡度上升而减小;(3)总体上衰退沙棘人工林天然更新的地形条件是阴坡、半阴坡;(4)坡面微地形对衰退沙棘人工林更新具有显著影响(P=0.038),缓台较好,陡坎较差。[结论]半干旱黄土区部分衰退沙棘人工林可自行完成天然更新,部分恢复困难,需人工辅助或重新栽植适合的树种。阴坡、半阴坡的衰退沙棘幼株种群生长状况较好且基本能更新成林,阳坡、半阳坡的生长状况较差且难以更新成林;阴坡坡向条件下,坡度对沙棘更新率的影响程度随着坡度上升而变小,阳坡坡向条件下坡度对更新率的影响较小。衰退沙棘人工林更新率因所处微地形不同而存在差异。处于缓台的衰退沙棘幼株种群基本能更新成林,浅沟的沙棘幼株种群与所处的原状坡面上的更新状况相似,部分能更新成林,处于陡坎的沙棘幼株种群基本不能更新成林。     

半干旱黄土丘陵沟壑区封禁流域植被枯落物分布规律研究

通过对陕北半干旱黄土丘陵沟壑区封育流域内不同立地条件下枯落物现存量的测定与分析,研究了枯落物的影响因子及分布规律。对60个样地调查研究结果表明:枯落物现存量与坡度呈二次回归关系,枯落物现存量最小值出现在坡度25.5°的位置;阴坡枯落物现存量比阳坡高25.1%,沟坡枯落物现存量比梁坡高41.7%;地表生物量与枯落物现存量呈显著的正相关性(P0.05);土壤含水量与枯落物现存量呈正相关性;土壤含水量与地表生物量两者的共同作用对枯落物现存量影响明显。     

黄土高原侵蚀性降雨特征分析

侵蚀性降雨是黄土高原地区剧烈土壤水蚀的原动力。利用黄土高原6个水土保持试验站20年以上的断点雨强资料和30年的气象站逐日降水观测资料,分析了侵蚀性降雨的发生频率、次降雨量、次降雨历时、次降雨侵蚀力以及降雨时程分布的统计特征:(1)黄土高原6个站侵蚀性降雨平均发生频率分别为7.0~13.4天/年,各站侵蚀性降雨的场雨量均值介于19.17~25.38mm,但变异性很大。各站次降水量、降雨历时和次降雨侵蚀力的频率分布都近似为指数分布。(2)根据本文设定的雨峰标准,黄土高原单峰降水占总降水次数的65%,双峰降水占30%,三峰降水占5%。峰值雨强的频率分布函数大致为Gamma分布中的一种,或者是偏正态分布,侵蚀性降水多为前锋型。上述结果可作为降水过程的随机模拟理论依据,也可以为全面深入研究土壤水蚀机理提供参考。     

黄土区阳坡不同立地植被恢复研究

黄土高原地区不同立地条件的坡面其土壤水分状况有很大差异,利用这种差异来提高植被成活率已经成为黄土高原生态恢复建设的重要方向。采用探针式TDR对陕西省吴起县合家沟流域内不同立地类型的土壤含水量进行测定,然后用SPSS进行聚类分析,将17种立地类型聚为5类,并按照植被恢复的难易程度进行排序。建议对不同立地类型组配置与其相应的植被模式从而更加因地制宜的进行植被恢复建设。     

黄土高原干旱阳坡微地形土壤水分特征研究

黄土高原地区坡面内地表的起伏形成微地形,利用其土壤含水量的差异来提高植被成活率已经成为黄土高原生态恢复建设的重要方向.采用探针式TDR对陕西省吴起县合家沟流域内的微地形及其相应原状坡的土壤含水量进行测定.结果表明,微地形对土壤含水量有显著影响,阳坡各微地形土壤水分顺序为:塌陷>切沟底>缓台>浅沟底>原状坡>陡坎.0-20cm土层土壤水分变异系数最大的是切沟底为405,最小的是缓台仅0.226,阴坡原状坡各层的变异系数均小于阳坡的微地形.最后指出黄土高原地区植被恢复建设时,在按传统立地类型划分原则所确定的植被恢复单元内,还应该按照微地形的水分特征有区别地配置植被类型.