• 2019年第39卷第5期文章目次
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    • >试验研究
    • 植被恢复对黄土高原矿区重构土壤理化性质、酶活性以及真菌群落的影响

      2019, 39(5):1-7. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.001

      摘要 (1061) HTML (150) PDF 1012.17 K (924) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究黄土高原矿区重构土壤植被恢复对土壤理化性质、酶活性以及真菌群落的影响,准确评价植被恢复对该地区的土壤生态恢复效果。[方法] 在内蒙古自治区准格尔旗选择3种典型植被恢复类型(灌木、乔木、草地)和未复垦地采集0-20 cm土壤样品,采用扩增子测序技术分析了土壤真菌多样性和群落组成,同时结合土壤理化性质探讨了不同植被恢复类型影响真菌群落多样性的重要因素。[结果] ①与未复垦地相比,3种典型植被恢复类型不仅对土壤理化性质和酶活性均有明显提升,还提高了土壤真菌可操作分类单元(OUTs)和多样性指数,且差异显著,以灌木的效果最好。②真菌主要菌门相对丰度在各样地变化趋势为子囊菌门(Ascomycota) > 担子菌门(Basidiomycota) > 球囊菌门(Glomeromycota),相对丰度之和已超过50%,土壤真菌群落结构在4个样地之间保持了一定的稳定性。③土壤含水量为影响真菌群落结构的最主要因素。[结论] 植被恢复影响土壤理化性质、酶活性及真菌群落多样性,黄土高原矿区生态恢复是一个漫长的过程,在生态恢复过程中,宜种植灌木来改善重构土壤的生态环境。

    • 盐池县荒漠草原人工植被重建对区域生态系统蒸散的影响

      2019, 39(5):8-15,39. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.002

      摘要 (936) HTML (192) PDF 1.71 M (712) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究荒漠草原人工植被重建对区域蒸散的潜在影响,旨在为区域生态恢复重建提供理论依据。[方法] 基于2001-2018年MODIS ET和NDVI产品,利用趋势分析、相关分析和分区统计等方法,以宁夏回族自治区盐池县为例,研究了荒漠草原人工植被重建对区域生态系统蒸散的影响。[结果] ①2001-2018年盐池县NDVI整体呈上升趋势,增长幅度为0.006 0/a,98.55%的区域显著上升。②2001-2018年均蒸散量(ET)为266.73 mm,空间上表现为西南高于西北的特征,近18 a盐池县蒸散量显著上升(p<0.01),增长幅度为6.27 mm/a,全县区域内ET均达到了显著上升趋势。③盐池县大面积人工植被重建后,ET显著升高,ET与NDVI呈显著正相关。ET与NDVI的变化趋势相关性为0.76(p<0.01)。④在盐池荒漠草原地区,人工植被重建造成的植被结构变化导致生态系统蒸散量更大,消耗更多的水分,同时也使ET增长速率加快。[结论] 盐池荒漠草原人工植被重建提高了区域NDVI值,也增强了生态系统的ET,水分消耗的加剧将影响生态系统的稳定性。

    • 黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤养分特征与演变

      2019, 39(5):16-22. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.003

      摘要 (826) HTML (148) PDF 1.01 M (688) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 了解黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤养分状况,为合理利用土地资源和恢复改善生态环境提供科学依据。[方法] 以陕西省延安市碾庄沟流域为研究区,以荒坡地作为对照,研究黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤演变特征。[结果] 速效磷、速效钾、有机质、全磷和全钾含量表现为梯田 > 坝地,全氮含量表现为坝地 > 梯田,除土壤钾素处于中等变异水平,其他土壤养分均处于高等变异水平,其中磷素和全氮变异系数较大。在80 cm剖面内,坝地和梯田土壤速效磷、速效钾、有机质和全氮均具有明显的表聚性特征,全钾和全磷剖面分布均匀。在水平位置上,坝尾和上坡梯田养分含量更高,供肥性能更好。随着利用年限的增加,除全钾外,梯田养分表现为明显的先减后增的趋势;坝地速效磷、全氮和全磷表现为先减后增的趋势,速效钾、有机质和全钾表现为先增后减的趋势。坝地土壤养分变化的分水岭年限(45~50 a)比梯田(30 a)滞后至少15 a。[结论] 目前该区域除钾素外,土壤磷素、氮素和有机质均处于缺乏状态,亟待补充,应定期关注接近拐点年限的土壤养分状况。通过合理的管理措施,延长土地利用年限,促进农田土壤肥力可持续发展。相较于坝地和梯田,荒坡地土壤养分最高,供肥性能最好,变异系数最小,但其剖面分布不均匀,需翻地改善。

    • 1960-2017年珠江流域下游径流年际与年内变化特征

      2019, 39(5):23-31. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.004

      摘要 (1525) HTML (415) PDF 1.84 M (1148) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析1960-2017年珠江三角洲顶点径流年际、年内变化,为合理利用流域水资源提供参考。[方法] 年际变化运用径流年际变差系数(Cv)、M-K趋势分析、Morlet小波分析等方法分析,年内变化运用集中度(期)、径流等值线法等方法分析。[结果] 珠江三角洲顶点主要水文站径流年际变率较小。1960年以来研究区主要水文站径流量总体并未发生显著变化;径流量距平百分率Ki显示西、东江流域旱涝灾害发生较均匀且发生率较低,北江流域易发生洪涝灾害;珠江流域西、北、东江径流基本存在25~32,10~20,4~10 a的周期变化。珠江流域径流年内分配极不均匀,年径流集中度(RCDyear)北江和东江略低于西江,近年来集中度都有减小趋势。北江最大径流最早出现,在5,6月份交替,东江最大径流在6,7月份交替,西江最大径流主要出现在7月份。[结论] 珠江流域下游地区近60 a径流量并未发生明显的下降或上升趋势,但径流年际与年内变化仍十分明显,变化的主要原因为流域水库修建等剧烈的人类活动。

    • 泥石流频发区典型乔灌植物根系的固土效应

      2019, 39(5):32-39. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.005

      摘要 (991) HTML (0) PDF 1.19 M (721) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究泥石流频发区云南省昆明市东川区蒋家沟两种典型生态修复物种新银合欢(Leucaena leucocephala)和马桑(Coriaria sinnica)的根系固土效应,为当地生物工程的应用及泥石流治理效益的评价提供理论依据和数据支撑。[方法] 通过根系挖掘法查明根系分布特征,开展根系拉伸试验分析单根抗拉特征,运用修正后的Wu-Waldron模型(RWM)计算两种植物根系对土壤抗剪强度的增加值。[结果] ①新银合欢和马桑的根面积比RAR均随着土壤深度的增加而减小。②新银合欢根系构型为垂直型,马桑根系构型为横走型。③新银合欢根系的抗拉强度与根径之间无明显规律性,马桑根系的抗拉强度与根径之间呈递减的对数函数关系。④新银合欢和马桑根系对土体抗剪强度增加值均随着土壤深度的增加而减少,新银合欢根系固土深度约为1.4 m,马桑根系固土深度约为0.6 m。[结论] 新银合欢和马桑根系均能显著发挥固土作用。由于根系构型、固土深度、固土方式等原因,二者的固土作用不同,可将二者结合种植,不仅有利于边坡的稳定,也可提高土体的抗冲性。

    • 不同耕法及秸秆还田对土壤水分运移变化的影响

      2019, 39(5):40-45,53. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.006

      摘要 (883) HTML (0) PDF 1.35 M (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨不同耕法与秸秆还田方式下,旱地草甸土土壤水分随深度运移的变化,为今后生产中因地制宜制定科学合理的耕作与培肥技术提供理论依据。[方法] 采用田间定位试验,研究3种耕法免耕、浅翻、深翻与3种秸秆还田方式覆盖还田、浅翻还田、深翻还田条件下,作物生长不同时期、不同深度土层土壤含水量、田间持水量和容重的变化。[结果] 土壤水分的年际间变化与降水量和降水变率有一定的关系。秸秆不还田条件下,连续2 a免耕,年际间土壤含水量随深度变化的特征曲线基本一致,0-20 cm耕层田间持水量降低13.62%,而浅翻与深翻分别增加11.32%和27.98%;耕翻深度对20-30 cm土层水分的影响较大,随作物生长和地表覆盖度增加,40 cm以下土层含水量的变化减弱。秸秆还田条件下,0-20 cm耕层浅翻还田与深翻还田田间持水量分别增加16.24%,5.08%,而土壤容重降低0.12,0.09 g/cm3[结论] 同一耕法有秸秆还田处理土壤水分含量高于无秸秆还田,降水量越少,差异越明显。与免耕和免耕覆盖比较,翻耕与翻耕还田均增加了作物生长期间土壤含水量,提高了作物抗旱能力,产量有增加趋势。

    • 黄土丘陵区刺槐对不同立地环境的适应机制

      2019, 39(5):46-53. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.007

      摘要 (891) HTML (0) PDF 863.00 K (433) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析刺槐在黄土丘陵区不同立地条件下的适应机制及适应成本,为该区的植被恢复提供理论依据。[方法] 采用野外调查方法,对黄土高原丘陵区不同坡向和坡位的刺槐群落功能性状、生长状况差异进行研究,分析影响刺槐生长的主要因素。[结果] ①阳坡刺槐的叶氮含量、叶磷含量、叶有机碳含量、根磷含量、根有机碳含量、根组织密度均大于阴坡;根氮含量、叶厚度、叶组织密度、比叶面积、比根长均小于阴坡。随坡位上升,叶氮含量、叶磷含量、叶有机碳含量、根磷含量、根氮含量、比叶面积、叶厚度均呈减小趋势;根有机碳含量和叶组织密度呈增大趋势。②刺槐功能性状与环境因子间响应关系显著;性状间的协变和权衡关系在同一器官和不同器官间均存在。③刺槐的株高、胸径、地径、冠幅均表现为阳坡大于阴坡,且随坡位升高而显著减小;其生长状况与功能性状间关系显著。[结论] 刺槐在阳坡和下坡位适应成本较低,能够发挥相对大的生态效益。

    • 不同根系含量对山原红壤抗剪强度的影响

      2019, 39(5):54-59,66. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.008

      摘要 (833) HTML (0) PDF 1.32 M (584) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探讨云南省昆明市呈贡区段家营一植被覆盖的斜坡区不同含量植被根系对山原土壤抗剪强度的增强效应,为相关研究提供理论依据。[方法] 制备0(无根系空白样),0.467,0.93,1.4 mg/cm3这4种根系含量以及20%,25%,30%,35%,40%这5种含水量的根-土复合体试验样品进行抗剪强度试验。[结果] 根-土复合体中,植被根系能提供给土壤额外的抗剪能力和抵抗土体变形来增强土体的抗剪强度,植被根系对土体抗剪强度有明显的增强效应,但这种增强效应是有限的。根系含量在0.93 mg/cm3时,根系对土体的抗剪强度增强效果最好。随着根系含量的增加,黏聚力和内摩擦角总是呈现负相关性的关系,在低含水量情况下,黏聚力随根系含量增加而先降低后增加,内摩擦角随根系含量变化则相反。当含水量低且根系含量相对较少时(当含水量≤ 35%,根系含量≤ 0.93 mg/cm3时),土壤参与剪切整个过程且为被剪主体,得到的黏聚力和内摩擦角均为正值,符合库仑定律;当含水量较高且根系含量较多时(当含水量=35%,根系含量=1.4 mg/cm3时以及当含水量=45%,根系含量≥ 0.467 mg/cm3时),被剪主体为根系,得到的黏聚力为负值,不符合库仑定律。[结论] 库仑定律不适用于高含水量和高含量植被根系的根-土复合体抗剪强度的研究。在采用植被护坡时可用试验确定边坡土壤抗剪强度最高时的最佳含根量和含水量。

    • 水分对苹果园土壤呼吸季节性与年际变化的影响

      2019, 39(5):60-66. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.009

      摘要 (869) HTML (0) PDF 1.42 M (714) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 了解果园土壤呼吸的季节和年际变化及其影响因素,为退耕还果条件下黄土高原地区土壤碳源汇功能变化研究提供依据。[方法] 在长武农田生态系统国家野外站,以盛产期果园为对象,利用土壤碳通量监测系统(Li-COR,Lincoln,NE,USA)连续3 a原位监测了土壤呼吸、土壤水分和温度变化,分析了土壤呼吸的季节性和年际间的变化及其与水分、温度变化之间的关系。[结果] 土壤呼吸具有明显的季节和年际变异特征:最高值出现在雨季(7-9月),3 a分别为3.14,3.98,4.71 μmol/(m2·s),最低值出现在11月后,3 a依次为0.99,0.88,0.69 μmol/(m2·s);年际间累积呼吸量变异约21%。土壤呼吸与温度呈显著指数关系,而不同水分状况下土壤呼吸及温度敏感性(Q10)不同,当土壤水分含量<11.12%时,土壤呼吸为2.01 μmol/(m2·s),当土壤含水量变化于11.12%~23.63%之间时,土壤呼吸为2.24 μmol/(m2·s),当土壤含水量>23.63%时,土壤呼吸则为1.38 μmol/(m2·s);相应地不同水分条件下Q10值分别为1.57,1.63和1.38。[结论] 土壤水分显著影响黄土区苹果园土壤呼吸和Q10,研究结果为黄土区果园生态系统碳汇功能的估算提供了依据。

    • 贵州省绥阳县麻黄洞土壤渗透水-洞穴水元素变化特征及气候响应

      2019, 39(5):67-76. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.010

      摘要 (842) HTML (0) PDF 2.32 M (566) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究白云岩洞穴上覆土壤渗透水-洞穴水水化学元素变化特征及相互关系,揭示岩溶水Ca,Mg,Sr元素比值变化与洞外气候的响应关系。[方法] 以贵州省绥阳县双河洞洞穴系统中的麻黄洞为研究对象,通过麻黄洞4个洞穴水点和上覆3个土壤点土壤渗透水的定期监测、采样和室内实验,并运用统计分析方法和元素比值法对各监测指标进行比较分析。[结果] ①麻黄洞上覆土壤渗透水主要水化学指标表现为旱季 > 雨季、洞穴水主要水化学指标表现为雨季 > 旱季的季节性变化特征。②洞穴水EC,Ca2+,Mg2+,HCO3-,Sr2+离子浓度约为土壤渗透水的2~6倍,表明表层岩溶带岩溶过程对洞穴水水化学元素具有重要影响。③土壤渗透水对地表降雨和温度变化具有积极响应,旱季滞留于土壤中的大量矿质元素是导致4月份土壤渗透水中Ca,Mg,Sr浓度出现高值的主要原因。④洞穴水Mg/Ca、Sr/Ca比值变化及其相关性,反映了洞穴水受到来源、水-岩相互作用、洞穴水脱气沉积和先期方解石沉淀过程(PCP)等机制影响的协同性及洞穴上覆主要岩溶过程差异,因此其比值变化能够间接表现洞外温度和降雨变化。[结论] 土壤渗透水、洞穴水水化学元素具有明显的月间波动和季节性变化特征,且监测点间具有显著差异。两种类型水Ca,Mg,Sr比值变化及相关性对地表降雨和温度变化具有积极响应。

    • 白羊草与达乌里胡枝子混播时其叶片叶绿素荧光特性对土壤水分变化的响应

      2019, 39(5):77-84,91. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.011

      摘要 (867) HTML (0) PDF 2.02 M (511) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究半干旱黄土丘陵区白羊草群落优势种叶绿素荧光特性对土壤水分变化的响应,为进行水土保持林草措施合理配置提供科学依据。[方法] 采用盆栽控制试验,设置7个组合比例(白羊草:达乌里胡枝子,0:12,2:10,4:8,6:6,8:4,10:2和12:0)和3种水分水平(高水HW,中水MW和低水LW),在拔节期、开花期与结实期将从高水分别降至中水(H-MW)和低水(H-LW)处理,并于水分变化后第0,2,4,6,8 d测定白羊草叶绿素荧光参数。[结果] 最大光化学效率(可变荧光/最大荧光,Fv/Fm),实际光化学效率(ФPSⅡ)和表关量子传递速率(ETR)均随水分胁迫持续出现降低趋势,以结实期从高水处理降至低水处理下的降低幅度最显著;拔节期和开花期的Fv/FmФPSⅡ显著高于结实期,且多数处理下的Fv/Fm大于0.750;H-MW和H-LW处理下土壤水分降低后非光化学淬灭系数(NPQ)在拔节期呈现升高趋势,而在开花期和结实期出现降低趋势,但光化学淬灭系数(qp)在3个生育期间呈相反变化趋势;土壤水分降低后第8 d,结实期的Fv/FmФPSⅡ以H-MW显著高于H-LW,且大多数处理下12:0组合比例的Fv/FmФPSⅡ和ETR均显著低于其他组合比例处理。[结论] 与达乌里胡枝子混播种植促进了土壤水分阶段降低条件下白羊草的叶片PSⅡ光化学活性。

    • 不同植被类型紫色土腐殖质的剖面分布特征

      2019, 39(5):85-91. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.012

      摘要 (918) HTML (0) PDF 1011.44 K (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究龙川江流域6种不同植被类型对紫色土腐殖质(胡敏酸、富里酸、胡敏素)和土壤养分(总磷、速效磷、总氮、碱解氮)剖面分布特征的影响,为该地区保持土壤肥力提供科学依据。[方法] 采用锯齿形布点法,采集紫色土表层至30 cm深度的3个土层紫色土样品,用3次4分法分离多余样品,并测定相应指标。[结果] 总磷、速效磷、总氮、碱解氮的含量和腐殖质、胡敏素、胡敏酸、富里酸碳量随土壤深度的增加而减小,枯枝落叶层显著高于其他层(地下0-10,10-20,20-30 cm),不同植被类型土壤无显著差异。果园土壤腐殖质及其组成显著高于桉树林覆盖土壤,表现为果园 > 落叶阔叶林 > 暖温性针叶林 > 针阔混交林 > 灌丛 > 桉树林。土壤腐殖质各组分之间均存在极显著正相关关系,腐殖质组成与土壤有机质、总磷、速效磷、总氮、碱解氮均存在显著正相关关系。[结论] 果园和落叶阔叶林下土壤腐殖质及其组分显著高于其他植被类型土壤,腐殖质组分含量与土壤理化性质之间呈极显著正相关。

    • 蘸根处理方式对彰武松造林成效的影响——以北京山区为例

      2019, 39(5):92-97. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.013

      摘要 (964) HTML (0) PDF 1.07 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究不同蘸根处理对彰武松造林效果及生长表现的影响,为推动北京地区生态环境的发展提供科学参考。[方法] 在北京市密云区采用完全随机区组试验,以清水为对照,设置复合微生物菌剂、ABT-3生根粉和两者1:1混合3种处理,研究不同处理对5 a生彰武松造林其成活率、生长量、叶片性状、干物质量以及造林成本影响。[结果] 单施ABT-3号生根粉的地径、地下生物量、造林成活率、造林成本效果最佳;单施复合微生物菌剂的苗高、地径、年均生长量、地上干物质量、总干物质量、针叶厚度、针叶面积、叶绿素含量效果最佳;混合处理的各测定指标均低于单施处理,但高于对照处理。[结论] 在北京地区进行彰武松造林实践生产中,除了采用常规抚育管理外,建议合理使用复合微生物菌剂。它不仅能够提高造林成活率,而且还可以促进苗木生长发育,加快成林步伐,提高林分品质,最终达到改善北京市环境的目标。

    • 广西壮族自治区的台湾桤木混交造林水源涵养功能评价

      2019, 39(5):98-105,112. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.014

      摘要 (868) HTML (0) PDF 1.17 M (445) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究台湾桤木混交造林的枯落物层和土壤层的水源涵养能力,为台湾桤木在广西壮族自治区的合理经营与利用提供理论依据。[方法] 采用熵权法对台湾桤木×马尾松、台湾桤木×巨尾桉、台湾桤木×红锥及台湾桤木纯林的林分枯落物层和土壤层的水文效应相关因子进行综合评价。[结果] ①枯落物最大持水量最大是台湾桤木×红锥(2:1),台湾桤木×马尾松(1:1)最少;台湾桤木×红锥(1:2)的枯落物有效拦蓄率最大,台湾桤木×红锥(2:1)的枯落物有效拦蓄量最大,台湾桤木×巨尾桉(2:1)的枯落物有效拦蓄率和有效拦蓄量均最小。②台湾桤木混交林土壤容重均明显低于台湾桤木纯林,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、自然含水率、最大持水量和毛管持水量均是台湾桤木混交林大于台湾桤木纯林。③采用熵权法计算权重值占比例最大是枯落物最大持水量,最少是土壤毛管孔隙度;台湾桤木不同混交造林模式水源涵养能力综合评价排序为:台湾桤木×巨尾桉(1:2) > 台湾桤木×红锥(2:1) > 台湾桤木×马尾松(1:2) > 台湾桤木×红锥(1:1) > 台湾桤木×巨尾桉(1:1) > 台湾桤木×马尾松(2:1) > 台湾桤木×红锥(1:2) > 台湾桤木×巨尾桉(2:1) > 台湾桤木×马尾松(1:1) > 台湾桤木纯林。[结论] 台湾桤木与马尾松、巨尾桉和红锥混交造林的水源涵养能力均优于台湾桤木纯林。

    • 土壤特性对渠道护坡植草生长状况的影响

      2019, 39(5):106-112. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.015

      摘要 (927) HTML (128) PDF 1.12 M (770) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究土壤理化性质的变化对渠坡植草生长的影响,为南水北调中线工程植草护坡及标准化管理提供科学依据。[方法] 以南水北调中线河南省新郑段渠坡为例,分析4个不同盖度典型植草护坡样方不同层次土壤理化性质及变化特征。[结果] ①秋季土壤水分比较适宜,浅层水分含量平均为16.56%,深层水分含量平均为16.91%,同一样方垂直剖面差异不大,不同样方浅层差异较明显。②土壤pH值平均在8.5左右,整体呈强碱性;平均容重在1.37左右,浅层小于深层。③有机质含量浅层平均为0.34%,深层平均为0.31%,不同盖度样方差异明显(p<0.05);全氮、全磷含量缺乏,全钾含量相对较高。[结论] 不同植草护坡盖度和生长状况渠坡土壤特征具有明显差异,但均属较差水平。渠坡植草生长状况除土壤自身特性外,还与草坪建植措施、长期极端干旱及不合理修剪等日常管护措施有较大关系。

    • 生物基可降解聚乳酸沙障的蚀积特征

      2019, 39(5):113-119. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.016

      摘要 (1063) HTML (0) PDF 1.20 M (501) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析不同铺设规格生物基可降解聚乳酸(PLA)沙障障格内风蚀稳定凹曲面形态特征、断面轮廓及蚀积效应等指标,为聚乳酸沙袋沙障规格优选提供理论依据。[方法] 以内蒙古自治区吉兰泰盐湖周边流动沙垄铺设的0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,1.5 m×1.5 m和2 m×2 m规格的聚乳酸沙袋沙障为研究对象,待风季后测量障格内稳定凹曲面蚀积形态,绘制凹曲面形态图并计算蚀积参数等。[结果] 4种规格沙障障格内均能形成稳定的凹曲面,且呈四周高中间低的整体格局。0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,1.5 m×1.5 m和2 m×2 m障格内的净堆积强度分别为17.29,7.09,0.61,-8.2 g/cm2[结论] 障格内稳定的凹曲面形成前,0.5 m×0.5 m和1 m×1 m障格内以堆积为主;1.5 m×1.5 m障格内风蚀堆积近乎平衡;2 m×2 m障格内部在布设初期呈风蚀状态,但稳定凹曲面形成后,仍可控制地表风蚀。

    • >水保监测与应用技术
    • 西藏中南部侵蚀沟形态无人机航测与传统地面测量的对比分析

      2019, 39(5):120-127. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.017

      摘要 (1025) HTML (0) PDF 2.33 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析无人机和传统地面方法测量侵蚀沟形态的差异,研究无人机影像提取西藏地区侵蚀沟形态的适宜性,以期准确、快速获取西藏地区沟蚀参数,为该地侵蚀沟快速调查与防治提供基础资料。[方法] 选取6个研究地点20条侵蚀沟,对实地测量与无人机正射影像提取的沟长、沟宽进行对比分析。[结果] 与实地测量相比,影像提取侵蚀沟沟长的平均偏差集中在2%~5%;沟宽的平均偏差集中在0~40%,其中实测沟宽范围在400~1 000 cm时,提取值和实测值的偏离程度最低。在6个研究地点中,影像提取值的偏离程度和侵蚀沟所处位置没有明显的关系。沟缘土质、沟缘线附近的植被及放牧对沟缘的踩踏是影响侵蚀沟形态提取的主要因素。[结论] 无人机遥感可为西藏地区沟蚀监测提供便捷、可靠的数据源。

    • 消费型无人机构建工程堆土地形模型的方法及精度评价

      2019, 39(5):128-134. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20190924.001

      摘要 (920) HTML (0) PDF 1.21 M (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究消费型旋翼无人机在生产建设项目水土保持监测中快速构建工程堆土地形模型的方法和精度,为城市水土保持监测提供数据参考。[方法] 以消费型旋翼无人机大疆精灵4Pro作为航摄平台,对某一在建公园工程堆土地形进行低空垂直下视和倾斜交叉航摄,配合不同数量控制点快速构建地形模型,分析两种航摄方法在不同数量控制点时的相对精度、绝对精度以及地形模型的面积和体积与近似准确值的比较精度。[结果] ①地形起伏较小的工程堆土地形不适用于低空45°倾斜航摄,可增大倾斜角度至70°进行倾斜航摄;②垂直下视航摄整体精度优于倾斜交叉航摄,无控制点时相对精度可以达到亚米级,土方测量误差小于5%;③倾斜航摄在稀少控制点时可以提高高程精度和土方测量精度,5个控制点时土方测量误差小于1%。[结论] 消费型无人机在无控和稀少控制点时构建工程堆土地形模型能够达到很高精度,可以快速、精确、三维直观地反映面积和土方变化,能够为水土保持方案实施和监测提供实时可靠的数据参考和决策依据。

    • 磁化水灌溉条件下黄河三角洲刺槐林地土壤盐分时空分布特征及变化规律

      2019, 39(5):135-142. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.019

      摘要 (1102) HTML (0) PDF 2.01 M (547) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探明磁化水灌溉条件下土壤盐分含量时空分布特征及变化规律,为滨海盐碱地磁化水灌溉技术提供理论依据。[方法] 以黄河三角洲东营市河口区新营造刺槐人工林地为研究对象,分析了淡水灌溉(FW)、磁化淡水灌溉(MFW)、地下浅表层微咸水灌溉(GW)和磁化地下浅表层微咸水灌溉(MGW)4种措施下土壤盐分含量的时空分布特征及变化规律。[结果] 2种磁化处理灌溉方式均能降低滨海盐碱地土壤盐分含量;不同灌溉处理的土壤盐分含量均值皆表现出:GW > CK > FW > MGW > MFW,土壤盐分含量随土层深度增加而降低。[结论] ①磁化水灌溉能够降低土壤盐分表聚,尤其在春、秋季适时采用磁化水灌溉,能够抑制土壤返盐,在20-40 cm土层效果更明显一些。②通过磁化地下浅表层微咸水进行适度灌溉,可以为该地区节约用水资源,有效地促进盐碱地土壤脱盐。

    • 覆盖和埋置白三叶对黄土高原苹果园土壤细菌多样性的影响

      2019, 39(5):143-151. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.020

      摘要 (1010) HTML (0) PDF 1.33 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究白三叶在不同降解时期果园土壤细菌多样性的变化,为果园白三叶的利用及果园生草模式的推广提供理论依据。[方法] 在陕西省洛川县苹果园内分别以覆盖和埋置两种方式将白三叶(Trifolium repens)返园,通过高通量测序研究两种返园方式下白三叶降解1,3,6,12个月时土壤细菌的多样性、丰度及群落结构。[结果] ①白三叶返园处理下,土壤微生物优势菌群种类未表现出显著变化,丰度存在差异,返园处理组土壤中出现梭杆菌门(Acidobacteria)、广古菌门(Euryarchaeota)、泉古菌门(Crenarchaeota)、螺旋体门(Spirochaetes)和硝化螺旋菌(Nitrospira)门等特有菌群。②白三叶返园对苹果园土壤细菌群落分布存在显著影响(p<0.05),且不同降解时期存在差异。两种返园处理组中酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)丰度增高,厚壁菌门(Firmicutes)丰度降低。③随着白三叶降解时间增加,芽单胞菌(Gemmatimonas)、黄杆菌(Flavobacterium)、OpitutuArenimonas属的细菌相对丰度增高,硝化螺旋菌属(Nitrospira)、奈瑟菌属(Neisseria)、PirellulaSteroidobacter的丰度降低。[结论] 覆盖和埋置白三叶均能改善土壤菌群结构,提高有益菌丰度,促进土壤微生物生态系统物质循环。

    • 氮磷水耦合作用下土壤种子库植被恢复应用参数的优化

      2019, 39(5):152-159,165. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.021

      摘要 (898) HTML (0) PDF 1.44 M (527) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究植被恢复工程中氮、磷、水的交互作用对土壤种子库萌发的影响,可为表层土壤的合理利用以及土壤种子库植被恢复工程中相关参数的调控提供有价值的参考。[方法] 采用温室萌发法,探讨氮、磷、水分等单一因素对土壤种子库萌发及幼苗初期生长的影响;采用Box-Behnken中心组合设计(BBC)与响应面法(RSM)相结合的方法来探究这3个因素对土壤种子库萌发及幼苗初期生长的交互影响,并得到植被恢复的最优方案;采用降维法对响应面模型中3因素的耦合作用进行验证。[结果] ①当氮、磷、水分分别位于5~20 g/m2,5~15 g/m2,10~30 mm范围时,土壤种子库的萌发及幼苗初期生长情况相对较好;②响应面分析中最适模型为二次模型,在该模型中水分(C)对响应值Y的影响最大,且植被恢复的最优条件为氮13.54 g/m2,磷9.47 g/m2,水分30 mm;③在水分较低的情况下,植物对氮、磷的吸收也相对较低,氮、磷、水的交互作用不显著;而在水分较高的情况下,即使施肥较少,其对应的土壤种子库萌发效果也高于施肥水平高而水分胁迫的处理。降维分析进一步验证了水分的重要性,这与响应面分析中的结果相吻合。[结论] 尽管优化条件可能与实际中略有差异,但该研究仍有很大的参考价值,且氮、磷与水分的交互效应均表现出对土壤种子库萌发及幼苗生长的促进作用。

    • 有机无机改良剂对滨海盐渍化土壤酶活性和土壤微生物量的影响

      2019, 39(5):160-165. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.022

      摘要 (941) HTML (0) PDF 921.70 K (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 为解决滨海地区土壤盐分高和生态环境恶劣的问题,研究发酵园林废弃物与膨润土不同比例配合施用对滨海盐渍土的改良效果。[方法] 通过滨海地区田间试验,采用单独施用68 kg/m3发酵园林废弃物(T1)、单独施用15 kg/m3膨润土(T2)和二者混合施用(T3)的方法,分析不同处理组土壤酶活性、微生物量碳、氮的变化及其与土壤理化性质的相关关系。[结果] 有机无机改良剂混施(T3)在提高土壤酶活性和微生物量碳、氮方面具有更显著的效果。脲酶、蔗糖酶和脱氢酶分别为对照的10.1,9.0和4.5倍;土壤微生物量碳、氮分别比对照提高了24.8%和78.1%。此外,混施也可以显著改善土壤理化性质,使土壤盐分降低了62.7%,养分各项指标增幅为57.2%~101.4%。同有机改良剂处理相比,无机改良剂对土壤酶活和土壤微生物量的影响较小。速效钾与速效氮是影响土壤酶活性与微生物量的主要因子,而含盐量、容重则与土壤酶和微生物量呈负相关,具有抑制作用。[结论] 发酵园林废弃物的加入对土壤酶活性和微生物量的增加起到了决定性的作用。最佳施用处理组为原土混合掺拌68 kg/m3发酵园林废弃物和15 kg/m3膨润土。

    • 芽孢杆菌与植物生长调节剂在苔藓结皮种源扩繁中的作用

      2019, 39(5):166-171. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.023

      摘要 (1022) HTML (277) PDF 950.27 K (689) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究芽孢杆菌与植物生长调节剂对苔藓结皮生长发育的影响,为提高苔藓结皮种源扩繁效率提供科学依据。[方法] 选择芽孢杆菌(胶质芽孢杆菌/巨大芽孢杆菌)与生长调节剂(噻苯隆)2种因素,设计双因素完全试验,观测温室条件下苔藓结皮的覆盖度、株高度和株密度。[结果] ①只添加胶质芽孢杆菌处理的苔藓生长状况最优,相比对照组(未添加芽孢杆菌及生长调节剂)分别提高了苔藓覆盖度(+18.9%)、株高度(+0.85 mm)和株密度(+15.44株/cm2);②添加巨大芽孢杆菌能提高苔藓株密度(+5.76株/cm2),但会减小其株高度(-0.78 mm),对盖度则无显著影响;③生长调节剂TDZ减小了苔藓植物覆盖度(-11.78%)、株高度(-3.33 mm),对株密度影响不显著;④芽孢杆菌与生长调节剂存在交互作用,巨大芽孢杆菌+TDZ处理增大了苔藓株密度(+9.79株/cm2),且高于只添加巨大芽孢杆菌处理(+3.67株/cm2),胶质芽孢杆菌+TDZ处理增加苔藓株密度(+4.3株/cm2)但弱化了胶质芽孢杆菌的促进作用(-11.14株/cm2)。[结论] 功能性微生物与生长调节剂对苔藓结皮生长发育具有显著影响,在今后苔藓结皮种源扩繁实践中应加以考虑和借鉴。

    • 市政污泥直接施用对玉米生长和品质的影响

      2019, 39(5):172-178. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.024

      摘要 (891) HTML (0) PDF 1.04 M (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究市政污泥施用后对土壤和作物生长与品质的影响,为市政污泥的直接土地利用提供科学依据。[方法] 以玉米为试验材料,利用田间试验研究了污泥不同的施用方式(沟施、撒施、表土下20 cm施用)和施用量(30,90,200 t/hm2)对玉米生长和品质以及土壤重金属含量的影响。[结果] 适量的污泥对玉米个体的生长有促进作用,施用量为30 t/hm2时株高、单株生物量、叶片叶绿素含量、籽粒蛋白质含量均显著高于对照。表土下20 cm施用污泥在整体上较其他两种施用方式有更高的出苗率和籽粒产量,在施用量为30 t/hm2时籽粒产量最高,为656.70 kg/667m2,高出对照29.64%。3种施用方式下,土壤中的Cu,Zn,Pb含量及玉米籽粒中的Cu,Zn含量均随污泥施用量的增加而增加,而玉米籽粒中Pb含量与对照相比差异不显著,土壤和籽粒中重金属含量均未超过国家相关标准。以重金属浓度满足土壤环境质量标准为限制条件,推算出当地的市政污泥施用量为30 t/hm2可以连续施用5 a。[结论] 施用30 t/hm2的污泥具有良好的效果和环境效应;为了降低污泥在土壤中的局部累积而导致的胁迫效应,表土下20 cm施用和地表撒施是相对较好的方式。

    • 基于模糊综合评判模型的东北三省水资源承载力研究

      2019, 39(5):179-188,193. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.025

      摘要 (881) HTML (0) PDF 1.32 M (576) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 定量分析东北三省(辽宁省、吉林省、黑龙江省)2012-2016年水资源承载力的具体情况,为东北三省水资源开发利用和生态保护提供科学依据。[方法] 基于2012-2016年东北三省的水资源条件、社会经济发展水平以及生态环境状况3个方面相关数据,选取人均水资源量、水资源利用率、供水模数、人均GDP、人均日生活用水量、万元工业增加值用水量、万元农业增加值用水量、耕地灌溉率、生态用水率以及森林覆盖率10个主要影响区域水资源承载力的因素作为评价因子,应用模糊综合评判模型进行研究。[结果] 东北三省2012年-2016年综合评分均值分别为:辽宁省0.468 6,吉林省0.684 0,黑龙江省0.550 2。[结论] 东北三省的水资源开发已有一定规模,虽然水资源供给在一定程度上能满足各省份的发展需要,但仍存在水资源短缺的现象。

    • 基于灰色关联度的TOPSIS模型的“丹治”工程生态效益评价

      2019, 39(5):189-193. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.026

      摘要 (1105) HTML (0) PDF 746.07 K (447) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 量化评价"丹治"工程(丹江口库区及上游水土保持工程)在"十二五"期间实现的总体生态效益,为中国水土保持工程决策和生态效益评价提供新的思路。[方法] 基于灰色关联理论,结合熵值法和层次分析法(AHP)确定评价指标的权重。构建了灰色关联度的TOPSIS评价模型,并采用项目区"水土流失面积"对结果进行了验证。[结果] "丹治"工程初期,水保措施尚未完善,发挥的作用相对较小,生态效益较低;随着各项功能措施的逐步发挥,水土保持生态效益大幅度提升,与初期相比"十二五"末期的生态效益总体增长3.48倍。[结论] "丹治"工程项目区总体生态环境逐步向良性发展,与项目区实际情况相吻合,表明基于灰色关联度的TOPSIS模型对水土保持工程效益评价有较强适用性和可靠性。

    • 基于三维水足迹-LMDI的安徽省水资源压力及驱动力分析

      2019, 39(5):194-203. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.027

      摘要 (1096) HTML (0) PDF 1.57 M (4663) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探究区域水资源压力状态和产生的原因,为区域合理开发和配置水资源提供理论依据。[方法] 通过构建三维水足迹模型,利用水资源可持续指数定性分析水资源可持续程度,并用对数平均迪氏指数(LMDI)分解法因素分解模型定量分析结构效应、技术效应、经济效应和人口效应对2007-2016年间安徽省水资源压力的影响。[结果] ①2007-2016年间安徽省水足迹总体先增加后下降,其中比例达97.88%~98.73%的内部水足迹中以农业生产用水比例最高且与总水足迹变化趋势一致;2016年安徽省由北向南人均农业用水依次递减,其他类型水足迹以长江流域比例最高;②2007-2016年间安徽省水足迹深度在2~4内波动并最终呈下降趋势且由北向南逐渐递减;2007-2016年安徽省水资源整体可持续利用趋势在增强;③安徽省水足迹各驱动因素中,技术效应为逆向驱动,正向驱动中经济效应贡献值最大。[结论] 本文所用三维水足迹模型更能反映安徽省水足迹的实际情况;虽然水资源可持续利用趋势在增强,但还需优化水资源利用结构,加快提高水资源利用效率以缓解经济发展和人口增长带来的水环境压力。

    • 基于GIS和随机森林模型的泥石流敏感性分析——以吉林省洮南市北部山区为例

      2019, 39(5):204-210,217. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.028

      摘要 (958) HTML (0) PDF 1.38 M (562) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 对区域性泥石流敏感性进行分析,为吉林省洮南市泥石流灾害预测研究提出一种高效快捷的分析模型。[方法] 针对现行大多数概率统计模型预测率较低的不足,利用人工智能算法中效果明显的随机森林算法,以吉林省洮南市西北部山区为研究区域,选用高程、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、河流、归一化差分植被指数、地形湿度指数、土地利用及岩性10个评价因子构建了频率比和随机森林泥石流敏感性评价模型进行对比验证。模型准确性的验证方法采用受试者特征曲线(ROC曲线)及累积频率曲线下面积(area under curve,AUC)。[结果] 随机森林对研究区泥石流敏感性进行分析,并通过GIS将敏感性图分为5个敏感性区域,位于高敏感性区以上的灾害点占82.3%。验证模型成功率及预测率分别为88.4%与90.4%,相较于频率比的成功率及预测率(86.4%和75.1%)效果良好。[结论] 在洮南市北部进行泥石流敏感性分析中,采用随机森林方法进行建模,并利用频率比方法进行对比,结果显示随机森林法结果可靠准确。

    • 砒砂岩中植物促生芽孢杆菌的筛选及其对土壤的改良作用

      2019, 39(5):211-217. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.029

      摘要 (994) HTML (0) PDF 1.38 M (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 筛选砒砂岩土壤中植物促生芽孢杆菌,为微生物强化植物改良砒砂岩土壤的科学设想提供资源和技术基础。[方法] 以产生植物激素IAA(indole acetic acid)、铁载体和生物膜为筛选指标,从内蒙古砒砂岩区土壤和植物样品中筛选植物促生芽孢杆菌,采用盆栽试验探究植物促生芽孢杆菌改良砒砂岩土壤特性和促进苜蓿和黑麦草生长的作用。[结果] 筛选到的12株芽孢杆菌产生IAA、铁载体和生物膜的能力不同,分别属于Bacillus halotolerans,B.atrophaeus,B.siamensisB.zhangzhouensis种群。与对照相比,B.halotolerans P75能够显著增加砒砂岩土壤的有机质含量(24.7%)、速效磷含量(11.9%)和速效钾含量(21.0%)等养分指标,每1 g土壤可培养细菌达到7.4 lg CFU,土壤蔗糖酶活性显著增强(58.8%)。接种B.halotolerans P75后,在砒砂岩土壤中生长的苜蓿和黑麦草干重增加22.3%~81.5%,[结论] 从生长于砒砂岩土壤的苜蓿根内筛选到B.halotolerans P75,可提高砒砂岩土壤肥力,促进苜蓿和黑麦草生长,具有强化植物改良砒砂岩土壤的潜力。

    • 基于CA-Markov模型的宁夏沿黄生态经济带土地利用变化及模拟研究

      2019, 39(5):218-222,230. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.030

      摘要 (895) HTML (0) PDF 836.35 K (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究宁夏沿黄生态经济带2009-2017年土地利用变化特点,并模拟2025年土地利用空间格局,为宁夏沿黄生态经济带土地开发、利用与保护提供引导,为国土空间规划编制提供参考。[方法] 基于时间尺度和空间尺度,对宁夏沿黄生态经济带2009-2017年各类用地变化情况进行了分析,计算得出了各类用地转移概率矩阵,并基于CA-Markov模型,对自然发展情景、土地规划情景、耕地和生态保护情景下宁夏沿黄生态经济带2025年土地利用格局进行了模拟研究。[结果] 2009-2017年,宁夏沿黄生态经济带土地利用整体呈现出耕地、其他农用地及各类建设用地不断增加,园地、林地、草地、水域及自然保留地均有所减少的特点;除水域、其他建设用地外,其他各类用地转为城乡建设用地概率普遍较高,特别是耕地转为城乡建设用地概率最高,达到10.65%。[结论] 在自然发展、土地规划、耕地和环境保护3种情景下,宁夏沿黄生态经济带2025年土地利用结构仍然以牧草地、耕地、自然保留地为主,但随着城镇化进程加快和基础设施持续完善,城乡建设用地和交通水利用地增加幅度较大。

    • 废弃铅锌矿区复耕后土壤-作物重金属污染特征及修复措施

      2019, 39(5):223-230. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.031

      摘要 (967) HTML (0) PDF 1.15 M (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 了解废弃铅锌矿区复耕农田耕作层土壤-作物污染特征及变化情况,探究最合理的植物修复系统。[方法] 利用基于GIS的Tominson负荷指数法对不同耕地重金属污染分布格局及来源进行分析;采用富集系数法(BCF),复合质量影响指数法(ⅡCQ)探究土壤-作物污染特征。[结果] 研究区耕作层土壤中Cd,Zn,Pb,Hg含量分别是贵州省背景值的100,45,18,18倍,Cu,As,Cr与背景值基本相同;蒟蒻种植地为重度污染。茎块类作物食用部分富集重金属能力最强,稻米次之,瓜类作物最弱,当地瓜类作物可做为抗富集重金属的先行植物。[结论] Cd为主要控制因子,蒟蒻种植地为主要控制区域;根据研究区重金属空间分布特征,重度污染区域建议采用超富集植物修复及活化剂共同作用;中度污染区域种植抗富集蔬菜及阻绝污染源的方式;轻度污染区域稻米种植区采用钝化措施,从而达到修复耕作层土壤重金属目的。

    • 山区景观生态项目建设中的水土保持问题

      2019, 39(5):231-235,344. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.032

      摘要 (876) HTML (0) PDF 1.17 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 从水土保持角度提出山区景观生态建设中应遵守的治理原则和适用的水土保持技术措施,为今后山区园林景观建设过程中水土流失治理提供参考。[方法] 以云南省保山市东山生态建设工程为例,系统地剖析了山区景观建设及生态建设中的水土流失及其影响因素。[结果] 针对山区项目建设水土流失产生特点,制定出一套从坡面(如拦水埂、梯田整地、水平阶整地和鱼鳞坑整地等)到沟道适用于山区景观项目建设的水土流失治理常见技术,并初步计算工程实施水土保持技术措施后可减少的年土壤侵蚀量为5 200 t以上。[结论] 在山区景观生态项目建设过程中,要坚持保护优先,安全先行,统筹兼顾为原则,在考虑施工材料经济性和生态性的同时,还要考虑景观美学因素,以制定完整的山区建设项目水土保持措施体系。

    • >综合研究
    • 低山丘陵区暴雨洪水特征与洪灾风险评估——以赣江上游为例

      2019, 39(5):236-241,289. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.033

      摘要 (910) HTML (0) PDF 1.08 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 评估赣江上游洪灾风险,为区域减灾及社会经济发展提供参考。[方法] 从气候和地形等自然条件出发,结合实测资料分析暴雨洪水时空特征;采用层次分析法确定致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体的易损性和防洪救灾能力4个因子的14个指标的权重,借助GIS平台进行风险因子分析和综合风险评估。[结果] 暴雨洪水多集中在3-7月,春夏季暴雨频次占全年的80.4%,洪水频次占95.9%,空间上主要分布在东北大部;致灾因子危险性风险等级东北部高,西部较低;孕灾环境敏感性风险呈带状,总体上中间高四周低;承灾体易损性风险中西,中北部高,四周低;防洪救灾能力西高东低,南高北低,从西南向东北递减;综合风险为中北部、中东部高风险,东南部、西部低风险;各风险等级面积比例存在差异,高风险和较高风险面积占比达37.3%。[结论] 研究区暴雨洪水特征兼具丘陵与平原型特征,暴雨和洪水存在较明显的正相关关系;洪灾风险评估结果与赣江上游区实际基本符合,验证了指标体系及评估模型合理性。

    • 基于改进价值当量因子的1992-2015年青藏高原生态系统服务价值演化分析

      2019, 39(5):242-248. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.034

      摘要 (1191) HTML (0) PDF 1.25 M (872) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 基于改进的单位面积生态服务价值基础当量表和土地覆被数据集,评估青藏高原1992-2015年生态系统服务价值演化,为青藏高原生态安全保障提供空间指引。[方法] 借助改进的单位面积生态服务价值基础当量表,结合CCI-LC长时间序列土地覆被产品评估生态系统服务价值。[结果] ①1992-2015年青藏高原生态系统服务价值有所提高,24 a间增加了1.62×1011元,且不同生态系统类型的服务价值呈现:草地 > 水域 > 森林 > 湿地 > 农田 > 荒漠的特征;②生态系统调节服务价值量最高,2015年高达5.53×1012元,支持服务和供给服务其次分别为1.33×1012元和5.50×1011元,文化服务价值最低为2.90×1011元;③生态系统服务价值受高程和坡度的影响,在不同的高程和坡度下生态系统服务价值都是先增加后减少,4 000~5 000 m高程范围内和5°~15°坡度范围内的价值量最高。[结论] 1992-2015年青藏高原生态系统服务总价值得到提高,不同的生态系统以及生态系统服务类型的价值量差异大,地形条件对生态系统服务价值有所影响。

    • 1977-2017年锡林郭勒盟中部草原植被覆盖时空演变及预测

      2019, 39(5):249-256,277. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.035

      摘要 (990) HTML (0) PDF 2.14 M (551) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分析内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市和阿巴嘎旗植被覆盖变化状况、影响因素及发展趋势,为区域生态环境保护和治理提供科学参考。[方法] 基于5期Landsat影像反演1977-2017年间植被覆盖时空变化,结合气候及社会经济数据探讨其演化影响因素,通过CA-Markov模型预测2025年植被覆盖状况。[结果] ①在时间上,植被覆盖显示以2000年为拐点先下降后缓慢上升状态;1977-2000年间,中、高植被覆盖面积合计变化-27 862.42 km2,2000-2017年间合计变化16 649.44 km2。②在空间上,中部植被覆盖变化大,北部、东部变化较小。局地上,自然保护区内植被覆盖保持良好状态;采矿等活动导致周边植被覆盖的下降;城镇用地等生活空间的扩张对周围植被覆盖变化影响较小。③气候变化是植被覆盖变化的基本驱动力,人为因素起主要影响作用,生态建设工程、畜牧量控制等起正向影响;畜牧量过载、采矿等起负向影响。④2025年预测结果显示植被覆盖上升,持续恢复,但恢复程度不理想。[结论] 应坚持绿水青山就是金山银山的发展理念,加大生态环境建设力度,"努力把内蒙古建成中国北方重要的生态安全屏障"。

    • 2000-2015年四川省南充市土地利用/覆被变化及其驱动因素

      2019, 39(5):257-261. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.20190830.001

      摘要 (999) HTML (0) PDF 736.43 K (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 对四川省南充市15 a间土地利用/覆被的时空变化特征及其驱动因素进行分析,为南充市的生态环境建设与可持续发展提供科学依据。[方法] 基于南充市2000,2010,2015年3期Landsat影像和QuickBird高精度遥感数据,计算2000-2015年土地利用/覆被转移矩阵和土地利用/覆被状况指数。[结果] ①近15 a来,南充市的土地利用/覆被类型以耕地和林地为主,约占研究区面积的80%,但各土地利用/覆被类型间都有不同程度的相互转换。②研究期内,林地面积增加1006.2 km2,主要由耕地和草地转化而来;建设用地面积增加965.4 km2,多由水体和耕地转化而来,而耕地、草地和水体面积分别减少了1 549.8,307.9,90.4 km2。③近15 a来,南充市土地利用/覆被状况指数变化表明,林地和建设用地呈转好趋势(土地利用/覆被状况变化率为正值),耕地呈转差趋势(土地利用/覆被状况变化率为负值)。[结论] 2000-2015年南充市土地利用/覆被变化明显,其中,地形、人口、城市化水平和退耕还林工程等是造成南充市土地利用/覆被变化的主要驱动因素。

    • 2015-2100年黄土高原四季气候变化的时空分布趋势预测

      2019, 39(5):262-271. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.037

      摘要 (1039) HTML (0) PDF 2.08 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究黄土高原2015-2100年四季气候的时空变化及趋势,为该区应对全球气候变化制定适应性策略时提供科学依据。[方法] 基于27个GCMs 2015-2100年逐月气候数据集,利用Delta空间降尺度方法对该数据集在黄土高原地区进行降尺度处理并评价,最后采用距平、Mann-Kendall趋势检验和Sen's斜率估计方法分析该区未来时期四季气候变化的时空分布特征。[结果] ①所用27个GCMs,最适合模拟黄土高原未来时期四季月均温和月降水量降尺度的气候模式分别是NorESM1-M和GFDL-ESM2M模式。②2015-2100年该区四季均温只有典型路径(RCP)2.6情景下的春季、秋季无显著变化趋势,其余情景下均呈显著上升趋势;四季降水量只有RCP4.5和RCP8.5情景下的春季呈显著上升趋势,其余排放情景下均无显著变化趋势。③3种RCP情景下,四季均温在21世纪初期、中期和末期相比于气候平均值均是增加的,降水量只在春季均是增加的。④3种RCP情景下,四季均温和降水量趋势在空间分布上具有很大差异。[结论] 黄土高原区域气候对全球气候变暖有显著响应,对于造成未来时期黄土高原区域特定季节下气候变化的成因等问题,还需展开进一步的研究。

    • 沙湖的水环境容量和污染物总量控制

      2019, 39(5):272-277. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.038

      摘要 (845) HTML (0) PDF 763.18 K (547) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探明宁夏回族自治区沙湖富营养化状态及计算主要污染的水环境容量,为沙湖入湖污染负荷的削减和水环境保护提供一定依据。[方法] 于2015-2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)监测了沙湖水体理化指标。采用综合营养状态指数法对其富营养化状态进行了评价,采用沃伦威德(Vollenweider)模型和狄龙(Dillion)模型计算了4种不同水质目标情景下的高锰酸盐指数、总氮和总磷的水环境容量。[结果] 2015-2017年沙湖富营养化状态总体上为春、冬季轻度富营养化,夏、秋季中度富营养化;情景二和三水质目标下沙湖2015-2017年高锰酸盐指数,总氮和总磷水环境容量剩余量均为0;情景四水质目标下沙湖2015-2017年总磷的水环境容量剩余量均为0,高锰酸盐指数的水环境容量有剩余量,总氮的水环境容量2015年有剩余量,2016-2017年剩余量为0。在2017年水质现状的基础上,达到Ⅲ类水质要求高锰酸盐指数、总氮和总磷分别消减655.97 t,39.27 t和1.41 t,消减率分别为112.89%,45.58%和37.60%;达到Ⅳ类水质要求高锰酸盐指数、总氮和总磷分别消减0,15.83 t和0.94 t,消减率分别为0,18.37%和25.07%。[结论] 沙湖水体呈现一定程度的污染,已达到富营养化状态,高锰酸盐指数、总氮和总磷的水环境容量大于目标要求的水环境容量,应该及时进行治理和保护。

    • 长株潭城市群都市农业可持续发展综合评价

      2019, 39(5):278-284. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.039

      摘要 (966) HTML (0) PDF 970.36 K (470) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 在借鉴国内外有关都市农业可持续发展评价的基础上,全面考虑都市农业的多功能性,构建都市农业可持续发展评价指标体系,对长株潭城市群都市农业可持续发展进行评价,为城市群建设提供理论支撑。[方法] 首先利用层次分析法确定各指标的主观权重,然后利用指标数据的变化情况,求取各指标的熵权,利用主观权重与熵权确定各指标的复合权重,最后利用TOPSIS模型对2010-2017年长株潭城市群都市农业可持续发展水平进行评价与分析。[结果] ①2010-2017年间,长株潭城市群都市农业可持续发展水平相对贴近度由2010年的0.306 5增加到了2017年的0.523 9;②各分功能的相对贴近度变化趋势各异,但总体呈上升的发展态势。[结论] 长株潭城市群都市农业可持续发展水平呈波动上升的发展态势,可持续水平由"低水平"上升为"中等水平";都市农业的经济功能已呈现出逐步弱化与边缘化的趋势,越来越多地展示出了都市农业的社会功能、生态功能与示范教育功能。为了进一步促进长株潭城市群都市农业的可持续发展水平,在进行长株潭城市群建设规划时,必须保持一定数据与规模的都市农业景观用地,保证都市农业生态系统结构完整,同时需要加大经济功能所占比重,以保持各分功能更为协调。

    • 石漠化的生态治理技术与治理模式发展

      2019, 39(5):285-289. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.040

      摘要 (1250) HTML (0) PDF 730.56 K (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 石漠化是制约中国西南岩溶区经济社会发展的首要生态环境问题。总结石漠化生态治理现状和特点,旨在为制定更为合理的石漠化防治策略提供参考。[方法] 通过查阅文献资料等,系统总结了中国石漠化治理历程和发展阶段,以及目前中国石漠化治理的单项生态技术和综合治理模式。[结果] 中国石漠化治理技术有工程技术7类26种,生物技术4类15种,耕作技术3类14种和其他技术,包括林草植被恢复模式、生态农业模式、生态畜牧业模式、水土保持模式、生态移民模式、生态旅游模式、综合治理模式和其他治理模式等8类生态治理模式。[结论] 生态技术受经济社会发展水平和治理目标影响,其适宜性因时而变。当前中国的石漠化治理应从减小人口压力,优化土地利用结构,充分发挥生态自我修复能力等方面入手。

    • 银川市阅海湖水环境容量评估

      2019, 39(5):290-294,300. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.041

      摘要 (1027) HTML (0) PDF 698.62 K (468) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 探明银川市阅海湖水环境容量及其变化趋势,为阅海湖水体污染防治及管理提供依据。[方法] 分别于2015至2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)对阅海湖进行水样采集,设置3类水质目标情景,采用已有模型评估阅海湖2015至2017年在不同水质目标情景下高锰酸盐指数(CODMn)、化学需氧量(CODcr)、五日生化需氧量(BOD5)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)的最大环境容量。[结果] 水质目标为Ⅱ类时,BOD5,NH3-N有剩余环境容量,CODcr需消减122.4%,142.7%,169.6%;CODMn需消减190.7%,243.8%,248.6%,TN需消减47.3%,40.5%,47.1%;TP需消减67.6%,71.9%,71.0%;水质目标为Ⅲ类时,BOD5,NH3-N,TN有剩余环境容量,CODcr需消减0%,4.4%,40.3%;CODMn需消减7.3%,85.7%,94.1%;TP需消减35.0%,42.6%,41.8%;水质目标为Ⅳ类时,各项指标均达到水质标准且剩余环境容量呈减小趋势,其中TP浓度接近Ⅳ类水质标准限值,是阅海湖最主要污染因子。[结论] 2015至2017年阅海湖水质总体为地表水Ⅳ类,各项指标均有剩余环境容量,水质呈逐年恶化趋势。

    • 荒漠草原不同植被恢复模式的水土保持生态效益

      2019, 39(5):295-300. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.042

      摘要 (1050) HTML (204) PDF 858.30 K (629) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 以内蒙古四子王旗境内退化荒漠草原为研究区域,研究不同植被恢复模式对植物群落组成、土壤含水量、土壤侵蚀的影响,为退化草原水土流失治理和草原生态建设提供理论依据。[方法] 针对退化草原特点、水土流失特征,分析不同植被恢复模式下植物群落特征、土壤水分、地表径流和侵蚀量的变化,运用主成分分析对不同植被恢复模式的水土保持生态效益进行评价。[结果] 退化荒漠草原的3种植被恢复模式试验样地的植物种类组成、群落总盖度、地上生物量均高于放牧天然草地,"围栏封育+灌木条带+施肥复壮"、"围栏封育+松土补播+草种包衣"2种植被恢复模式的地上生物量与放牧天然草地之间变化差异达到显著水平(p<0.05);3种植被恢复模式的实施有效控制了土壤侵蚀,径流量和土壤侵蚀量均低于天然草地。[结论] "围栏封育+松土补播+草种包衣"植被恢复模式在保持水土资源,增加群落稳定性等方面的生态效益最好。

    • 重庆市森林的滞尘效应及净化大气功能

      2019, 39(5):301-307. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.043

      摘要 (874) HTML (161) PDF 1.36 M (757) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究和比较重庆市主要森林(阔叶混交林、针阔混交林、柏木林、针叶混交林和落叶松林)的滞尘效应和净化大气功能,为重庆市森林生态系统的保护和预警提供科学依据。[方法] 针对重庆市主要森林类型所提供的负离子、滞尘、吸收和转化的大气污染物,开展连续3 a的动态监测。[结果] 重庆市不同森林滞尘能力差异显著(p<0.05),年平均滞尘量基本表现为:阔叶混交林 > 针阔混交林 > 柏木林 > 针叶混交林 > 落叶松林;叶面尘中滞留的颗粒物中大多数是TSP(总悬浮微粒),同时不同林分对PM10和PM2.5均有一定量的吸收,降尘物中PM2.5,PM10和TSP相对含量均以阔叶混交林最高;不同林分降尘粒径主要分布在2.5~100 μm,叶面降尘中颗粒物粒径集中分布在100 μm以下(占99%以上);不同林分负氧离子和正氧离子数均表现为:阔叶混交林 > 落叶松林 > 针阔混交林 > 针叶混交林 > 柏木林。不同林分滞尘价值量、吸收SO2价值量、吸收HF价值量和吸收NOx价值量依次表现为:阔叶混交林 > 落叶松林 > 针阔混交林 > 针叶混交林 > 柏木林。[结论] 重庆市阔叶混交林粉尘污染状况较为严重,但同时阔叶混交林具有较高的净化大气功能。

    • 杨树低效林下土壤粒径分布与分形特征

      2019, 39(5):308-315. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.044

      摘要 (969) HTML (0) PDF 1.40 M (492) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究鄂尔多斯地区杨树低效林下土壤粒径分布与分形特征,为该地区杨树低效林的成因分析及改造提供基础依据,并为杨树人工林的科学管理提供参考与决策支持。[方法] 使用Mastersizer3000激光衍射粒度分析仪测量土壤粒径,采用土壤颗粒体积分形维数模型计算分形维数D值,并测定土壤养分。[结果] ①鄂尔多斯地区杨树低效林下土壤颗粒组成主要以细砂粒(42.33%)、极细砂粒(15.72%)、中砂粒(19.77%)为主;主要土壤质地类型为砂土;土壤颗粒的分形维数D值在1.222 5~2.204 5范围内,处于较低水平。②土壤颗粒分形维数D值与粉粒、极细砂粒、细砂粒含量呈显著正相关关系,与中砂粒、粗砂粒、极粗砂粒呈显著负相关关系。③随着土层加深,粒径<250 μm的土壤颗粒含量增加,粒径>250μm的土壤颗粒含量减少;土壤颗粒分形维数D值随土层加深而增大,增大幅度不大。④土壤颗粒分形维数D值与土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷含量的关系均未达到显著水平,土壤各养分含量的变化对分形维数D值没有显著影响。[结论] 鄂尔多斯地区杨树低效林下土壤颗粒组成以砂粒为主,土壤分形维数较低,土壤结构极不均匀,这样的土壤结构对杨树的正常生长发育极为不利,不良的土壤结构也在一定程度上导致了低效林的形成,因此在对杨树低效林进行预防和改造时也要改善林下土壤结构。

    • 基于龛深及其上覆土层稳定性的崩壁崩坍形成条件研究

      2019, 39(5):316-328. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.045

      摘要 (997) HTML (0) PDF 2.59 M (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究龛的形态与崩岗发育及崩岗侵蚀之间的关系,为崩岗治理规划、崩岗防治工程技术的改进提供一定的数据参考。[方法] 以湖北省通城县典型崩岗区崩壁土体为对象,构建崩壁连同龛二维数值模型,结合物理试验标定模拟所用的崩壁各土层基本特性参数。引入符合龛演化过程的"单元生死法",对引起天然状态下的崩壁明显崩塌(坍)所需的龛深最小(临界)值进行定量分析,并借助正交有限单元试验(ABAQUS)对诱发崩壁崩坍的因素进行主次评价,之后选取若干未降雨条件下不导致崩壁崩坍的龛深值,联合高阶插值与强度折减法导出了这些龛深与触发龛上覆红黏土体崩坍所需的极限饱和度之间的定量方程式。[结果] 龛深与崩壁的稳定性系数呈显著线性负相关;龛上覆土层的含水量是促使崩壁发生崩坍的最重要因子,坡度对崩壁稳定性影响较大,而龛相对高度及崩壁高度均对崩壁的稳定性影响极小。[结论] 崩壁崩坍的可能性在很大程度上受控于龛的凹陷深度和龛上覆红黏土体的含水状态,在崩岗侵蚀综合治理时需加以考虑。

    • 基于侵蚀因子显性变化的区域水蚀动态监管方法研究

      2019, 39(5):329-336. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.046

      摘要 (883) HTML (108) PDF 1.12 M (841) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 本着综合监管要完善机制、强化手段、严格追责的基本目标,提出一套基于侵蚀因子显性变化的区域水蚀动态监管方法,为制定精准的监督执法、检查、督导和违法违规查处的政策提供有效的方法支撑和精细的数据支持。[方法] 在全面分析当前水土流失监管主要工作进展与存在问题的基础上,基于高分遥感影像、水土保持治理工程和生产建设项目前期设计资料等高空间精度、高现势性的数据,以土壤侵蚀地块为单元,精细识别侵蚀因子发生显性变化的对象,科学计算水土流失强度和面积的变化,查清引起变化的原因。[结果] 侵蚀因子显性变化是指区域内某种或几种土壤侵蚀因子在局部发生变化,并呈现出显著的可被识别、可被监视的明确特征;显性变化集中体现在地块的地表坡度、土地利用类型、水土保持措施、植被覆盖度等变化。[结论] 基于侵蚀因子显性变化的水土流失动态监管的技术和方法,尤其适用于年际间水土流失动态监测及其后续的监督管理。

    • 台风“利奇马”暴雨引发的土壤侵蚀调查研究——以山东省临朐县为例

      2019, 39(5):337-344. DOI: 10.13961/j.cnki.stbctb.2019.05.047

      摘要 (1039) HTML (411) PDF 3.84 M (612) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 实地调查极端降雨事件下的土壤侵蚀特征,探寻水土流失治理中存在的问题,为人类应对极端天气灾害提供科学依据。[方法] 以受2019年8月9号台风"利奇马"暴雨影响较大的山东省临朐县为调查区域,采用资料分析与野外调查相结合的方法,分析曾家沟、耿家沟典型小流域的坡面侵蚀、道路侵蚀及弥河上游各级河道的冲淤情况。[结果] "利奇马"台风过境期间,暴雨中心的雨量站降雨量达到50 a一遇标准;林草地、撂荒地基本无细沟侵蚀发生,坡耕地细沟侵蚀模数为4 560~19 500 t/km2,梯田田面上细沟集中于承接上方汇水的位置;受植被保护或石坎梯田的田坎完好,而其他类型田坎滑塌严重。调查样地滑塌侵蚀模数301~36 321 t/km2,田坎滑塌最为严重;河岸尤其是弯顶处冲刷严重,河道回流区、两河交汇处、拦河坝以及桥梁上游等淤积量较大。[结论] 小流域的水土保持措施可减少暴雨造成的土壤侵蚀量。建议针对不同部位和利用类型的土地设计修建适宜的蓄排水和保土措施,并加强对农民的水土保持型农艺培训,提升极端暴雨下的水土流失防灾减灾能力。

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