沂蒙山区典型小流域次暴雨的氮磷输出特征

[目的]揭示暴雨条件下沂蒙山区的氮磷流失特征。[方法]以沂蒙山区沂河上游的孟良崮小流域为例,对2010年8月12日一场暴雨的径流及氮磷流失动态过程进行了监测分析。[结果]暴雨条件下产流迅速,降雨强度峰值出现于流量峰值之前;铵态氮(AN)和总氮(TN)浓度先变大后趋于稳定,硝态氮(NN)降雨初期无明显变化,后期逐渐变大并趋于稳定;水溶性无机磷(DOP)浓度呈锯齿状变化,水溶性有机磷(DIP)、水溶性全磷(DP)、颗粒态全磷(PP)和全磷(TP)浓度先变大后趋于稳定,浓度峰值出现于流量峰值之前;TN和TP输出浓度较大,远超过水体富营养化的标准。[结论]该研究可为沂蒙山区农业非点源污染的合理治理提供科学依据。     

3种典型水生植物对富营养化水体氮磷的去除效果分析

[目的]分析3种典型水生植物对富营养化水体N、P的去除效果。[方法]以挺水植物菖蒲、浮叶植物大聚草和沉水植物金鱼藻为研究对象,通过室内静态培养,探讨3种典型水生植物对富营养化水体中N、P的去除效果。[结果]3种水生植物DHN的去除率均超过95.00%;对TN的去除率在70.00%左右;金鱼藻对PO43--P的去除率较高,为85.71%;而菖蒲对TP的去除率最大,高达90.45%。3种水生植物TN浓度均呈现先升高后降低的规律,且在降低过程中又呈现先快后缓的趋势;金鱼藻和大聚草DHN浓度表现为初期迅速降低,呈短暂稳定的状态后又降低,而菖蒲DHN呈持续降低的趋势;菖蒲的PO43--P在试验初期呈短暂升高趋势后持续降低,而大聚草和金鱼藻的PO43--P在逐渐降低的过程中呈升高或稳定的状态;菖蒲的TP在试验初期升高到1.78 mg/L后持续降低,金鱼藻和大聚草的TP在整个试验过程中则呈缓慢降低的趋势。[结论]3种水生植物TN和TP浓度随时间推移呈y=ae-bx(a0,b0)的变化,其中,挺水植物菖蒲的N、P去除能力较强。     

基于过程监测的典型小流域径流氮 磷含量变化特征分析

以沂蒙山区沂河上游典型小流域——孟良崮小流域为研究对象,利用野外原位定点连续监测试验,获取2010年7月至10月基流状态与降雨条件下的水质与水文过程数据,分析径流不同形态氮、磷含量变化特征。结果表明,在整个监测过程中,总氮(TN)和硝态氮(DNN)的含量均表现为跳跃式变化,铵态氮(DHN)呈波动性变化,次降雨后增加明显;TN的含量普遍高于2mg.L-1,其中DNN占TN的比例均大于50%,DHN所占比例不足7%。总磷(TP)和磷酸盐磷(PO34--P)的含量次降雨出现后均有所增加,且在汛期后基流状态下有明显增加趋势,TP的含量最小值为0.031mg.L-1,其中PO34--P所占比例为6.341%～91.904%。径流中颗粒态氮(PN)和颗粒态磷(PP)的含量在次降雨过程中均表现为短时间内在径流量峰值后达到最大,之后迅速降低,且PN和PP的含量与泥沙含量呈显著正相关。     

渭北旱塬区土壤质量对人工植被恢复模式的响应

以植被恢复土壤效果评价7种人工植被恢复模式,应用灰色关联模型和聚类分析方法研究渭北旱塬区植被恢复对土壤综合质量的影响,以确定最优植被恢复模式。结果表明：不同人工植被恢复模式对土壤质量有很大影响,与对照（农地）相比,恢复年限为5年、10年紫花苜蓿（Medicago sativa）草地和恢复年限为30年刺槐（Robinia pseudoacacia）林地均提高了土壤质量,其中10年紫花苜蓿草地恢复效果最好。随着退耕还林还草工程的实施,在渭北旱塬区,种植牧草、建植乔木是较好的生态重建和植被恢复方式。     

黄土区封育和放牧草地物种多样性和地上生物量对氮素添加的响应

氮素添加对草地生态系统地上生物量具有普遍促进作用,但对解释引起物种多样性丧失的机制仍存在较大争议。本研究以黄土高原半干旱区长期封育和连续放牧草地为对象,通过设置不同氮素添加水平来探索两种典型的草地管理方式下群落地上生物量、物种多样性、群落组分结构对氮素添加的响应及其异同以及物种多样性与地上生物量的关系,并研究这些响应的潜在生态学机制。结果显示,1)氮素添加显著提高长期封育草地地上生物量的同时降低了物种多样性;放牧草地群落地上生物量、物种多样性对氮素添加的响应与封育草地相同,但其响应程度均小于封育施肥草地;2)草地群落物种多样性随地表凋落物生物量增加而降低,随植被透光率增加而升高; 3)封育施肥草地Shannon-Wiener多样性指数与地上生物量存在显著线性负相关关系,而放牧施肥草地的物种多样性与地上生物量不存在显著的相关关系。以上结果表明放牧能够减缓施肥对物种多样性的负效应,在轻微降低物种多样性的前提下显著提高群落地上生物量,是一种合理的草地管理方式。     

沂蒙山区不同强降雨下土壤的氮素流失特征分析

为探讨不同自然强降雨氮素流失特征,实地观测沂蒙山区孟良崮小流域2010年汛期的降雨与径流过程,选取暴雨(汛期首场强降雨)、大雨(土壤水分相对饱和强降雨)和大暴雨(年最大雨强降雨)3场不同典型强降雨,分析降雨径流及氮素流失特征。结果表明,在首场暴雨条件下,除颗粒态氮外,其他形态氮含量在整个降雨过程中均呈现增加趋势;在大雨过程中,总氮含量在径流峰值前达到峰值,溶解态氮和硝态氮含量在径流峰值后达到峰值,并趋于稳定;在大暴雨条件下,总氮和颗粒态氮含量在径流峰值前浓度陡增到最大后迅速降低。总氮与颗粒态氮的流量加权质量浓度表现为大雨<暴雨<大暴雨,溶解态氮流失浓度百分比介于49.9265%～85.292%,且硝态氮在溶解态氮中占主导地位。不同形态氮和泥沙的平均流失率随着降雨强度的增强而增加,均表现为大暴雨>暴雨>大雨。该研究为沂蒙山区小流域水环境保护和非点源污染治理提供依据。     

基于RUSLE的沂沭泗河流域水土流失强度研究

基于RUSLE对沂沭泗河流域的土壤侵蚀进行定量研究,确定土壤侵蚀风险区域。研究结果表明:该流域土壤59.297%为微弱侵蚀,15.65%为中度侵蚀,主要分布于沂沭泗河流域土壤侵蚀的重点风险区域和重点治理区沂蒙山区;人类合理的活动在减少土壤侵蚀中发挥重要的作用。研究结果为该区域控制水土流失提供了基础数据。     

黄土区长期封育草地优势物种生态位宽度与生态位重叠对不同干扰的响应特征

运用Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数及物种丰富度,初步分析了长期封育草地优势种群生态位对放牧、火烧和施肥的响应特征。结果表明:在封育(对照组)、放牧、火烧和施肥干扰下,生态位宽度最大的物种依次是白颖苔草、中华小苦荬、白莲蒿和本氏针茅;建群种本氏针茅在不同干扰下生态位宽度表现为施肥(1.362)>火烧(1.244)>封育(1.088)>放牧(1.026),物种丰富度指数则依次为放牧>施肥>火烧>封育。所有物种和优势种的生态位重叠指数平均值均表现为施肥>封育>火烧>放牧,且在各干扰下,生态位重叠指数最大的种对依次为本氏针茅和白颖苔草、大针茅和白颖苔草、大针茅和白颖苔草以及中华小苦荬和硬质早熟禾。综上所述,对长期封育的草地进行适度的干扰可提高物种丰富度,改善种群的生态位配置和最大限度地利用环境资源。     

土壤可蚀性研究进展综述

土壤可蚀性是表征土壤对降雨渗透能力及其对降雨和径流剥蚀、搬运敏感程度的一个综合指标,是反映土壤侵蚀的重要参数。介绍了国内外学者提出的土壤可蚀性指标,评述了直接测定法、公式法和诺谟图法的优缺点与应用范围;结合我国土壤可蚀性研究现状,介绍了我国土壤侵蚀严重区的典型土壤可蚀性指标值的最新研究成果,分析了我国土壤可蚀性研究的不足,指出应加强并完善土壤可蚀性指标、土壤可蚀性影响因子和土壤可蚀性计算方法的研究。     

宁南山区土壤质量对人工植被恢复模式的响应

为了评价人工植被恢复模式对土壤质量的影响,该文以宁南山区7种人工植被恢复模式为研究对象,选取0～10和＞10～20 cm土层全氮、全磷、速效磷、速效钾、有机质、pH值和土壤含水量等指标作为土壤质量评价指标,应用灰色关联模型和聚类分析方法研究植被恢复对土壤质量的影响,确定最优植被恢复模式。结果表明,不同人工植被恢复模式对土壤质量有很大影响,与对照（农地）相比,恢复年限为5、10、15、20 a紫花苜蓿草地和恢复年限为30 a柠条林地均提高土壤质量,其中30 a柠条林地恢复效果最好。随着"退耕还林还草"的开展,在宁南山区,种植紫花苜蓿、建植柠条是较好的生态重建和植被恢复方式。研究结果为宁南山区植被和生态建设提供理论依据。