喀斯特高原山地水土流失影响因素及生态效益评价——以贵州毕节石桥小流域为例

为进一步认识喀斯特地区的水土流失影响因素及其生态效益,以喀斯特高原山地石漠化典型区贵州毕节石桥小流域为研究对象,通过对小流域的土壤物理特性和植被因子进行分析,结果表明:土壤机械组成直接影响径流区土壤的渗透能力,不同的土地利用类型水稳定性能相差较显著;土壤容重、持水率对水土流失的影响表现在土壤容重均较低,土壤结构较为疏松,依次是灌草丛地<(陡坡地)退耕还林地<缓坡耕地;植被覆盖的多少与水土流失的变化表现出很强的相关性,土壤侵蚀量与植被覆盖度在α=0.05水平显著相关,相关系数r=0.779,0.853,植被覆盖度愈大,侵蚀愈弱.喀斯特高原山地水土流失因素与土壤物理性质有着最直接、最敏感的相关性,以植被恢复及控制人为干扰来减少水土流失效果最佳,生态效益能实现最大化.该研究成果必将对同类喀斯特地区的水土流失治理起到积极作用,为喀斯特山区水土保持工作提供科学依据.     

中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究生教育简介

1概况中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(以下简称中心)的前身为始建于1978年的中国科学院石家庄农业现代化研究所。中心拥有中国科学院院士1人,研究员17人,引进中国科学院"百人计划"人才3名。在读硕士和博士研究生80人。中心沿北纬38度带分别在河北省元氏县、栾城县和南皮县建立了3个野外试验台站,形成了具有不同生态类型的山地丘陵区-山前平原区-滨海平原区农业科学研究基地。其中栾城农业生态系统试验站已于2005年晋升为国家野外     

干旱山地集雨装置系统研制及其应用效应分析

针对我国北方年降雨时空分布不均和山地缺水、造林困难的特点,设计适宜干旱瘠薄山地推广应用的连接式集雨系统。该装置主要由雨水径流面、沉淀池、雨水中转池和集雨池组成,集雨池之间通过导水管相连接以扩大集雨量。丰水季节集水,枯水季节浇灌。连接式集雨池集雨的方式具有集水量大、使用寿命长、结构简单的特点。在莱芜苗山修建3个50m3的集雨池,结合径流面整治等费用,总投资约14 776.49元,可集水150m3,用于侧柏(Platycladus orientalis)和金银花(Lonicera japonica Thunb.)的造林试验。结果表明:每株苗木每次浇水4L,每年灌溉4次,造林成活率提高12.7%以上,翌年的保存率提高41.3%以上,翌年造林苗木的干物质积累量增加64.2%以上。在新泰市龙庭镇樱桃种植中,带来的直接经济效益达10万余元。因此,该设计可有效收集雨水,解决了干旱瘠薄山地造林难以成活的难点,且可充分有效地利用干旱瘠薄山地,为农民带来较大的经济效益。     

石灰岩瘠薄山地不同密度侧柏林保土效益

以临朐县石灰岩山地山坡上部营造的5种侧柏林造林密度为试验材料,系统研究侧柏林枯枝落叶层蓄积量、灌草植被生物量、土壤物理性状、渗透速率、土壤侵蚀量等保土功能指标。结果表明:(1)5种密度侧柏林的枯枝落叶层蓄积量造林密度最大的枯枝落叶层蓄积量最多,造林密度最小的枯枝落叶层蓄积量最少,林下灌草植被盖度和生物量随造林密度的减小而明显增加,密度为1 667株/hm2的侧柏林枯枝落叶量、灌木生物量和草本植物生物量总和最多,其次为2 500,1 111,5 000株/hm2的,最少的为833株/hm2。枯落物腐烂分解后可改善土壤物理性状,减小土壤容重,增加土壤孔隙度,特别是增加非毛管孔隙度,促进水分下渗。(2)5种密度侧柏林与对照相比减少的土壤侵蚀量以密度为1 667株/hm2的最大,为61.466t/hm2,其次是2 500株/hm2的,为61.092t/hm2,1 111株/hm2的为58.712t/hm2,最小的是5 000株/hm2和833株/hm2的,分别为56.664,55.2t/hm2。(3)通过对5种密度侧柏林的林分郁闭度、土壤总孔隙度、土壤非毛管孔隙度、枯落物蓄积量、土壤渗透速率、灌草生物量、灌草盖度、与对照相比减少的土壤侵蚀量等因子进行方差分析,均存在显著差异,按各项保土指标得分相加得出保土效益,计算结果显示,5种密度的侧柏林保土效益大小依次排序为:1 667株/hm2>2 500株/hm2>1 111株/hm2>833株/hm2>5 000株/hm2。     

山地果园牵引式双轨运输机断绳制动装置设计与试验

针对山地果园牵引式双轨运输机存在钢丝绳松脱或断裂可能引发溜车事故等问题,研制了一种断绳制动装置,描述了载物滑车的总体结构及制动装置关键结构尺寸关系,分析了制动装置制动过程的运动规律。应用SolidWorks建立制动装置简化模型,然后倒入ADAMS/View中建立了制动装置和轨道横梁虚拟样机,虚拟制动试验确定了制动过程的动力学变化规律。动力学仿真与台架试验结果表明,该断绳制动装置的制动成功率为100%,随着装载质量的增大,制动杆与轨道横梁碰撞后的明显回弹次数逐渐减少;碰撞点的应力以及制动杆的回弹距离均随着回弹次数的增大而逐渐减小;仿真结果与试验结果相差极小,验证了仿真过程是正确的。该研究可为山地果园轨道运输机械的安全制动装置设计及后续优化提供参考。     

北京山地不同林分乔木层生物量和生产力研究

以北京山地7种人工纯林为研究对象,利用相对生长法对其乔木层(干、枝、叶、根和整株)生物量和生产力进行了定量研究,并分析了生物量回归关系.结果表明:树干、树枝和整株生物量与树高、胸径呈幂函数关系,树根和树叶生物量与树高、胸径呈二次多项式关系,且R＞0.81;不同树种各器官的生物量有所差异;乔木层平均生物量在29.56～135.09 t/hm2之间,排序为白秆＞油松＞核桃楸＞华山松＞白皮松＞山杨＞侧柏;净生产力范围为2.06～9.44 t/(hm2·a),从大到小依次为核桃楸＞油松＞白杄＞白皮松＞华山松＞山杨＞侧柏.不同林分各器官生物量的积累以树根和树干为主,生产力的积累以树干和树枝为主.     

石灰岩山地不同整地组合对侧柏林蓄水保土功能的影响

以新泰市汶南镇洞山小流域石灰岩山地山坡上部采取6种整地组合营造的六年生侧柏林为研究对象,系统研究不同整地组合侧柏林的蓄水保土功能。结果表明:(1)6种整地组合侧柏林的林木保存率、林木生长量和枯落物层蓄积量以整地深度和面积最大的侧柏林的林木保存率和林木生长量最大,枯落物层蓄积量最多;林下灌草植被生物量随着林分郁闭度的减小而增加。枯落物分解后改善了土壤物理性状,增加了土壤孔隙度,减小了土壤容重,提高了土壤渗透速率,增加了土壤蓄水量。(2)6种整地组合侧柏林与对照相比减少的土壤侵蚀量以水平阶整地2最多,为39.161t/hm2,穴状整地1的较小,为34.153t/hm2。(3)对不同整地组合侧柏林的林分郁闭度、枯落物蓄积量、土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、土壤渗透速率、增加的土壤饱和贮水量、减少的土壤侵蚀量、灌草生物量、灌草盖度和有机质含量等进行方差分析,可知均存在显著差异,按各项指标得分相加得出蓄水保土效益,不同整地组合侧柏林的蓄水保土功能排序为水平阶整地2>鱼鳞坑整地2>水平阶整地1>鱼鳞坑整地1>穴状整地2>穴状整地1。     

山地风电场水土流失特点及防治对策

风能是取之不尽、用之不竭的可再生绿色资源,是构建生态文明、促进绿色产业发展的一个重要组成部分,随着我国能源结构的深化调整,风能产业的发展呈现快速发展的势头。但是风电场在建设过程中对生态环境的影响也不容忽视,由于山区、丘陵区是我国水土流失集中发生的区域[1],因此在山区建设风电场由水土流失因素触发的生态环境的影响也不容小视。本文以云南大理某风电场为例,阐述山地风电场水土流失的特点以及水土保持防治对策建议,为更好地防治山区水土流失提供一些参考。     

岷江上游山地森林/干旱河谷交错带退耕还林后土壤养分变化和微生物分布特征

通过实地调查与实验分析,对岷江上游山地森林/干旱河谷交错带退耕还林后土壤养分状况和微生物数量特征进行研究.结果表明:土壤有机质、全N含量为交错带山地森林段>交错带山地森林下缘地段>干旱河谷地段;土壤全P含量为交错带山地森林下缘地段>交错带山地森林段>干旱河谷地段;土壤pH值为干旱河谷地段>交错带山地森林下缘地段>交错带山地森林段;土壤真菌、细菌、放线菌、氨化菌以及固氮菌的数量随海拔的升高先增多后减少,纤维素分解菌的数量随海拔的升高而增多.同时,通过对交错带山地森林下缘3种植被恢复模式研究表明,恢复植被能显著提高土壤的养分,增加微生物的数量.土壤养分和微生物数量变化均具有明显的空间层次现象,即随土层的加深呈降低的趋势.本研究区域土壤微生物数量与土壤养分密切相关.     

沂源石灰岩山地不同植被类型土壤颗粒分形特征研究

运用分形学理论与方法对沂源石灰岩山地营造的3种不同植被类型和封禁条件下灌草丛的土壤颗粒分形特征进行研究,结果表明:(1)不同植被类型土壤颗粒粒径质量百分含量差异显著,有林地粉黏粒含量明显高于灌草地.(2)有林地的分形维数明显大于灌草地,其中,侧柏扶芳藤混交林最大,灌草丛最小.(3)不同植被类型土壤颗粒分形维数与土壤粉黏粒含量和细砂粒含量之间呈明显的正相关(线性)关系,与极粗砂粒呈明显的负相关(线性)关系.(4)不同植被类型土壤颗粒分形维数与土壤不均匀系数呈较好负相关(线性)关系.除灌草丛外,其它3种植被类型土壤均为级配连续、不均匀性良好的土壤.采用土壤颗粒分形维数评价不同植被类型土壤结构和质地是一个重要的量化指标.