集水区内森林生态系统的养分分析

在湖南省会同县森林生态系统定位站小集水区杉木人工林生态系统中,对植被、土壤和水分的营养元素(N,P,K,ca,Mg)进行分析测定,结果表明:系统中植被的养分含量,因器官类型、生长季节和年龄的不同而不相同;土壤养分含量,因立地条件类型的差别而有明显的差异;水分中的营养元素,随天气状况、降水性质和时间的变化而发生变化,并阐述了进行此类研究的方法及应予引起注意的问题。可供进行类似研究时参考。     

试论我国水土保持学科的性质与定位——川陕“长治工程”中期评估考察的思考

 以小流域为单元实施山、水、田、林、路、渠综合治理的理论与技术体系是在我国水土保持长期生产实践和科学研究中形成的具有中国特色的水土保持学科体系。通过川陕"长治工程"中期评估考察,分析"长治工程"小流域综合治理的特色与创新,并据此讨论我国水土保持学科的性质与定位。水土保持学科无论从法律地位还是学术地位,均应归属于资源保护与利用的范畴,与环境保护和生态学科的本质区别在于,水土保持更具有突出的生产功能。现阶段水土保持学科仍应首先赋予其防治水土流失,治理江河,提高农业生产综合能力,发展农村经济,改善农村基础设施及农民生活质量的内涵,并努力使之与农村生态建设结合,以不断深化和丰富其内涵,同时应在开发建设项目水土保持、饮用水水源地水土保持等方面拓展其学科外延。     

我国三个典型流域人类活动净氮输入量估算及其影响因素

目的 人类活动氮素过量投入是引起面源污染的重要原因之一。阐明人类活动净氮输入量的时空分布特征及其影响因素,为解决面源氮素污染问题提供数据支持。方法 利用人类活动净氮输入量（net anthropogenic nitrogen input,NANI）模型,通过统计年鉴和文献综述获得NANI相关数据和参数,对农业化的香溪河流域、城镇化的太湖流域和全面推进农业绿色发展模式的洱海流域的净氮输入量进行评估。结果 从NANI强度上看,3个典型流域NANI平均值按照大小排序为：太湖流域（13 241 kg·km^-2·a^-1）、香溪河流域（2 183 kg·km^-2·a^-1）、洱海流域（1 582 kg·km^-2·a^-1）。从来源上看,氮肥施入（Nfer）和食品/饲料氮（Nim）是NANI最大来源,占比58%—97%,对NANI贡献从大到小排序为：氮肥施入、食品/饲料氮输入、氮沉降输入、作物固氮输入。从时间尺度看,2019年同2010年相比,香溪河流域NANI中食品/饲料氮输入比例下降23个百分点,氮沉降比例上升34个百分点;洱海流域NANI中氮肥施入比例下降86个百分点;太湖流域NANI中食品/饲料氮输入比例上升31个百分点,作物固氮量和氮沉降输入比例下降14个百分点和12个百分点。从影响因素上看,3个典型流域NANI与城镇人口密度均呈现显著相关性（P<0.05）,且随城镇人口密度的增加NANI随之升高;耕地面积占比与NANI的拟合上,香溪河流域有显著影响（P<0.05）,但洱海流域和太湖流域均无显著影响（P>0.05）。结论 香溪河流域中昭君镇、峡口镇和黄粮镇,洱海流域中下关镇、上关镇和凤仪镇,太湖流域中张家港市、嘉兴市秀城区、杭州市拱墅区和上海市南汇区是NANI的关键源区;以农业为主的香溪河流域化肥施入是NANI的主要来源;城镇化程度较高的太湖流域食品/饲料氮和肥料氮投入是NANI主要来源;农业绿色发展措施可显著减少人类活动净氮输入量。因此,在关键源区大力推广农业绿色发展措施,同时有效降低饲料和肥料的投入量,有利于控制农业面源污染。     

基于分水岭算法结合卷积神经网络的玉米种子质量检测

为实现玉米种子快速、准确地优选,以不同质量的玉米种子为研究对象,提出一种分水岭算法结合卷积神经网络对玉米种子进行质量检测的方法。首先利用分水岭算法分割出单粒玉米种子,然后通过卷积神经网络模型对每粒种子进行质量分类,根据分水岭算法得到的单粒种子的位置,将结果在图像中进行标注,实现种子质量检测。使用改进型的InceptionV3模型进行试验,模型测试结果表明：质量良好和带有缺陷的两类种子的平均准确率为94.18%,平均召回率为94.61%,F1值（调和平均评价）为94.39%。同时为突出卷积神经网络模型的性能,将结果与传统的机器学习方法进行比较,其F1值高出LBP+SVM模型20.39%。     

基于RUSLE的蔗区小流域土壤侵蚀特征研究

[目的] 探讨广西壮族自治区典型赤红壤集约化蔗区小流域的土壤侵蚀状况,以及土壤侵蚀强度与不同坡度、土地利用类型的关系,为广西集约化蔗区小流域防治土壤侵蚀提供科学参考。[方法] 在GIS空间分析技术支持下,利用修正的通用土壤流失方程（revised universal soil loss equation,RUSLE）对其进行定量估算。[结果] ①那辣小流域坡度在0°~35°之间,坡耕地（甘蔗）、林地（桉树）分别占土地利用总面积的82.85%,10.99%,道路和沟渠共占6.16%。2020年流域平均土壤侵蚀速率为22.97 t/（hm²·a）,属轻度侵蚀水平,是水利部规定的南方红壤丘陵区土壤允许流失量5 t/（hm²·a）的4.6倍;②流域土壤侵蚀主要发生在5°~25°的坡度范围内,是预防和治理水土流失的重点区域;③不同土地利用类型中,平均侵蚀速率最大的是林地（桉树）,为53.59 t/（hm²·a）,分别是坡耕地（甘蔗）、道路、沟渠的2.84,2.12,27.91倍。[结论] 应用RUSLE模型通过借助软件输入相关参数和处理数据,即可估算出蔗区土壤侵蚀及不同坡度、土地利用类型的土壤侵蚀强度分布特征,应合理规划并利用管理好流域的坡耕地（甘蔗）、林地（桉树）、道路等土地利用类型,采取具有针对性的、有效的水土保持措施。     

晋西北黄土丘陵区小流域土壤团聚体稳定性及其分异特征

土壤团聚体是土壤结构的基本组成部分,在影响水分入渗和转移、土壤肥力方面起到重要作用。分析土壤团聚体结构特征及其稳定性影响机制,对揭示黄土高原退耕还林还草生态环境效应具有重要意义。研究以晋西北朱家川流域内7个坝控小流域不同土地利用方式(林地、草地、农地)下土壤团聚体为研究对象,利用GIS平台空间分析模块提取样点地形因子,用湿筛法分析水稳性团聚体粒径组成,借助通径分析法分析各理化因子对于分形维数的影响。结果表明:晋西北朱家川流域不同土地利用方式下,土壤团聚体稳定性存在显著差异,团聚体稳定性从高到低顺序为:林地>草地>农地。分形维数和小粒径团聚体含量呈显著正相关,而与大粒径团聚体含量呈显著负相关。处于流域下游的后会沟流域土壤团聚体稳定性最低,中游柳树咀沟流域土壤团聚体结构稳定性最优。对土壤团聚体分形维数影响最大的因子是有机质含量,其次是海拔高度,直接通径系数分别为-0.427和-0.229,决策系数分别为0.168 0,0.085 6。研究结果可为黄土高原生态恢复和土地合理利用提供科学依据。     

基于水文连通性的流域输沙量评估——以堵河流域为例

水文连通性是指泥沙、营养盐等各种物质以水为载体,在空间异质景观或斑块间进行迁移、传输或扩散的便利程度,对流域产沙具有重要影响。为评估基于水文连通性模拟流域输沙量的可行性,以堵河流域为研究对象,分析了1990—2010年流域土壤侵蚀、水文连通性的时空变化特征,并以此估算了流域输沙量。结果表明:1990—2000年流域土壤侵蚀模数与连通程度不断增加,连通性等级主要由低和中低连通性转变为中高和高连通性。2000—2010年流域连通程度和土壤侵蚀模数均呈现不断减小的趋势。此外,输沙量估算值与实测值具有显著的线性关系(R²=0.92),但由于未考虑水库、湖泊等对泥沙输移的拦截效应,输沙量估算值要高于实测值,后续研究需将其纳入模型以更准确地评估流域输沙量。研究结果对于提高模型的适用性以及理解流域泥沙输移过程具有重要意义。     

“稻转旱”对低山丘陵区氮素流失通量的影响——以三峡库区渠溪小流域为例

为探究“稻转旱”的土地利用变化对区域氮素流失的影响,以三峡库区渠溪小流域为研究对象,利用土地利用转移矩阵揭示了该流域2001—2019年的土地利用变化,基于输出系数模型并利用流域氮负荷实测数据进行模型参数修订后,对该流域2001年和2019年氮负荷进行了估算并比较。结果表明:该流域2001—2019年土地利用总体演变趋势为水稻田向旱地转化、旱地向林地转化,且以“稻转旱”为主。这种演变使流域氮素流失增加,2019年相对于2001年氮流失量增加了26%,平均每公顷氮流失量增加了约7.8 kg。这种变化表明在农业结构调整时应考虑到水稻田对面源污染物氮素良好的净化拦截作用,控制其面积的缩减以及在小流域氮素输移关键节点上的布局。     

宁化县小流域水土流失综合治理效益分析——以常丰里和石壁溪小流域为例

以宁化县常丰里和石壁溪小流域为例,从宏观监测和微观监测2个层面监测了常丰里和石壁溪小流域水土流失动态变化、植被自然演替状况、植被覆盖度、林草生长量,以及经济效益和社会效益等指标。该流域治理水土流失面积2 675 hm2,治理程度达到80.4%;综合治理措施保存率达80%以上;宜草宜林面积达80%以上;林草植被覆盖率从50.4%提高到56.0%;提高了防洪减沙效益,减沙率达70%以上;小流域土壤侵蚀模数从2 533 t/(km2·a)降低到1 500 t/(km2·a)以下。经过综合治理,流域内的水土流失面积、强度都已明显下降,取得了良好的治理效果。     

赤水河流域毛竹林生产力对尿素和不同配方系列复合肥的响应1）

采用随机区组设计,试验了氮、磷和钾水平不同组合的复合肥配方系列及尿素对赤水河流域毛竹林生产力的影响。结果表明：①不同处理对毛竹林出笋成竹量和成竹率、新竹平均胸径和胸高断面积、以及竹秆、枝叶等地上生物量有增产效应,差异不显著。综合效应指数排序为复合肥F （271．34％）＞尿素（228．33％）＞复合肥G （160．46％）＞对照（100．00％）。②复合肥F的出笋量、成竹量、新竹平均胸径、胸高断面积,秆材量和枝叶生物量分别为对照的110．53％、107．22％、103．61％、113．62％、114.93％和109．70％。除出笋量增幅仅中下水平外,成竹量、新竹质量和生物量增幅较大,适宜于毛竹林大径材培育。③复合肥G和尿素的出笋成竹量增幅较大,复合肥G的新竹质量和生物量增幅较小,不及尿素的中上水平,前者可作为笋用林和笋材兼用林培育肥种、肥效较低,后者肥效应较高、不利于地力维护,生产上宜慎用。