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Simulation of Morphological Development of Soil Cracks in Yuanmou Dry-hot Valley Region, Southwest China

Chinese Geographical Science 2010年第2期20卷 112-122页

作者： XIONG Donghong YAN Dongchun LONG Yi LU Xiaoning HAN Jianning HAN Xueqin shi liangtao Key Laboratory of Mountain Hazards and Surface Process Chinese Academy of Sciences Chengdu 610041 China Institute of Mountain Hazards and Environment Chinese Academy of Sciences Chengdu 610041 China Department of Environmental Engineering Chengdu University of Information Technology Chengdu 610225 China Institute of Tropical Eco-agricultural Sciences Yunnan Academy of Agricultural Sciences Yuanmou 651300 China

Soil cracking is an important process influencing water and solutes transport in the Yuanmou Dry-hot Valley region of Southwest China. Studying the morphological development of soil cracks helps to further reveal the close relationship between the soil cracking process and water movement in such semi-arid regions. Here we report regular changes on surface morphology of soil cracks with decreasing water in four different soils (Typ-Ustic Ferrisols,Ver-Ustic Ferrisols,Tru-Ustic Vertisols and Typ-Ustic Vertisols) through simulation experiments. Our results indicate the following: 1) Different soils ultimately have different development degrees of soil cracks,according to their various values of crack area density. Soil cracks in Typ-Ustic Ferrisols can only develop to the feeble degree,while those in the other three soils are capable of developing into the intensive degree,and even into the extremely intensive degree. 2) Soil crack complexity,as expressed by the value of the area-weighted mean of crack fractal dimension (AWMFRAC),is found to continuously decrease as a whole through the whole cracking process in all the studied soils. 3) Soil crack connectivity shows a uniform trend in the studied soils,that is to say,connectivity gradually increases with soil crack development.

关键词： soil cracks morphological development simulation experiment Yuanmou Dry-hot Valley region Southwest China

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The morphological characteristics of gully systems and watersheds in Dry-Hot Valley, SW China

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Acta Geochimica 2018年第6期37卷 854-866页

作者： Zhen Xu Fachao Qin Bin Zhang Qingchun Deng Hui Liu Jie Jin liangtao shi School of Land and Resources China West Normal University Tropical Eco-agriculture Institute Yunnan Academy of Agricultural Sciences

Gully systems and watersheds are geomorphic units with clear boundaries that are relatively independent of basin landscapes and play an important role in natural geography. In order to explore the morphological characteristics of gully systems and watersheds in the Dry-Hot Valley [South West(SW) China], gullies are interpreted from online Google images with high resolution and watersheds are extracted from digital elevation model at a scale of 1:50,000. The results show that:(1) There are17,382 gullies(with a total area of 1141.66 km2) and 42 watersheds in the study area.(2) The average gully density of the study area(D) is 4.29 km/km2, gully frequency(F) is 14.39 gullies/km2, the branching ratio(B) is 5.13, the length ratio(L) is 3.12, and the coefficient of the main and tributary gullies(M) is 0.06. The degree of gully erosion isstrong to extremely strong, the main development intensity of gully erosion ranges from intense to moderate, and the type of gully system is tributary.(3) The watershed areas(A) are between 0.39 and 96.43 km2, the relief ratio(R) is from 0.10 to 0.19, the circularity ratio(C) is from 0.30 to0.83, the texture ratio(T) is from 0.82 to 39.35, and the dominant geomorphological texture type is fine.(4) There is a quantitative relationship between F and D:F = 0.624 D2(R =0.84) and T is closely related to D, F, M(R2[ 0.7). A,R and C are related to M(R2[ 0.5). The development of gully systems is the result of coupling effects between multiple factors. In this area, the degree of erosion and the condition of the main and tributary gullies can be controlled by the degree of topographic breakage in the watershed, which provides some theoretical basis for the evaluation of gully erosion by the latter. In addition, the scale, relief, and shape have a significant impact on the locations of the main and tributary gullies. For tributary gullies, attention should be paid to the interception and control of runoff and sediment in the small confluence branche

关键词： Morphological characteristics Quantitative relationships Gully system Watershed Dry-Hot Valley

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Grass Litter Decomposition Rate and Water-Holding Capacity in Dry-Hot Valley of Jinshajiang River

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Wuhan University Journal of Natural Sciences 2009年第1期14卷 92-96页

作者： ZHANG Mingzhong ZHU Hongye JIN Jie shi liangtao SHA Yucang Institute of Tropical Eco-Agricultural Sciences Yunnan Academy of Agriculture Sciences Yuanmou 651300 Yunnan China Science and Technological Division Yunnan Academy of Agricultural Sciences Kunming 650231 Yunnan China

The decomposition rate and the water-holding capacity of 6 kinds of grass litters were studied in the Jinshajiang river dry-hot valley. The results showed that the dry weight remains reduced with time but did not have a direct correlation with time. The decomposition litters were affected by climate, character of litter, animalcule and soil animal. The climate factors of temperature and humidity were important especially. The water-holding capacity was in the sequence ofN. wightii （336%）, P. notatum Flugge （248%）, H. contortus （L.） Beauv （209%）, B. pertusa （L.） A. Camus（206%）, L endecaphylla Jacq （174%）, D. annulatum （Forsk.） Stapf （168%）. After 24 months decomposition the remaining dry weight of the litter was in the sequence as follows： 15.12% for N. wightii, 26.38% for I. endecaphylla Jacq, 27.23% for B. pertusa （L.） A. Camus, 30.78% for P. notatum Flugge, 39.72% for H. contortus （L.） Beauv and 39.76% for D. annulatum （Forsk.） Stapf. The decomposition rate and water-holding capacity ofN. wightii are at the highest level. It is important for the development, improvement and conservation of the grassland soil.

关键词： grass litter dry-hot river valley decomposition rate water- holding capacity

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Selection of Adaptive Grass and Frutex and Their Planting Benefits in the Arid-Hot Valleys of Yuanmou

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Wuhan University Journal of Natural Sciences 2008年第3期13卷 317-323页

作者： LONG Huiying SHA Yucang ZHU Hongye ZHANG Yingcui JIN Jie shi liangtao Institute of Tropical Eco-Agricultural Sciences YunnanAcademy of Agricultural Sciences Yuanmou 651300 Yunnan China Division of Science and Technological Yunnan Academyof Agricultural Sciences Kunming 650231 Yunnan China Institute of Tobacco Agricultural Sciences ChuxiongCorporation Chuxiong 675000 Yunnan China

In view of the environment character of the soil and content of the soil organic carbon, 278 species of grass and frutex were introduced from abroad and China, Some were selected by applied production and plantation benefit investigations. The results showed that： In the arid-hot valleys of Yuanmou the selected species showed the characteristics of fast growth and high yield （38 227.00 kg/hm2）, high nutrition value （CP% content of legu- minous grass and frutex were 22.47%）, as well as the strong ad- versity resistance to high air temperature and arid climate （soil humidity was 3.4%）. The selected species not only effectively meliorated soil and increased fertility, but also improved small environment weather.

关键词： arid-hot valleys grass and frutex species selection plantation benefit

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两种有机肥对云南元谋紫甘蓝光合特性及其产量和品质的影响

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干旱地区农业研究 2022年第3期40卷 145-153页

作者：李小英陈丽美李俊龙史亮涛西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224 云南省农业科学院热区生态农业研究所云南元谋651300

为揭示有机肥对云南元谋坝区紫甘蓝(Brassica oleracea *** ***)生长和光合特性的影响,采用大田试验,选用羊粪有机肥(OF)和氨基酸有机肥(AAF),分别设置3个施肥量水平(5、10、20 t·hm^(-2))和空白对照CK(不施肥料)共7个处理,分析两种有... 详细信息

为揭示有机肥对云南元谋坝区紫甘蓝(Brassica oleracea *** ***)生长和光合特性的影响,采用大田试验,选用羊粪有机肥(OF)和氨基酸有机肥(AAF),分别设置3个施肥量水平(5、10、20 t·hm^(-2))和空白对照CK(不施肥料)共7个处理,分析两种有机肥施肥量对紫甘蓝不同生育期光合特性及产量和维生素C、还原糖、可溶性蛋白、花青素含量的影响。结果表明:与CK相比,两种有机肥不同用量处理下紫甘蓝各时期的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_(2)浓度均有所提高,其中以OF20或AAF10处理下紫甘蓝光合作用较强。紫甘蓝产量在AAF20处理下最高,为64.33 t·hm^(-2);AAF10处理次之,但其经济效益最高,且较OF5处理高9.99%;同时AAF10处理下紫甘蓝可溶性蛋白、维生素C和花青素含量均较高,较其他处理分别提高0.50%~23.28%、2.86%~36.61%和0.24%~34.04%;有机肥的施用对紫甘蓝还原糖含量无显著影响。综上,提出施用10 t·hm^(-2)的氨基酸有机肥可实现紫甘蓝优质高产目标,可为有机肥在紫甘蓝种植中的应用提供推广依据。

关键词：紫甘蓝羊粪有机肥氨基酸有机肥光合特性产量品质

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植物种和氮添加对元谋干热河谷草地土壤有机碳分解的影响

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应用与环境生物学报 2021年第6期27卷 1547-1553页

作者：和润莲闫帮国孙毅何光熊史亮涛云南省农业科学院热区生态农业研究所元谋651300 元谋干热河谷植物园元谋651300

为了解植物生长和氮(N)添加对元谋干热河谷区草地土壤活性炭组分和惰性碳组分分解的影响,在元谋干热河谷典型燥红土上开展植物物种和氮添加实验,分析不同物种[扭黄茅(Heteropogon contortus)、橘草(Cymbopogon goeringii)、孔颖草(Bothr... 详细信息

为了解植物生长和氮(N)添加对元谋干热河谷区草地土壤活性炭组分和惰性碳组分分解的影响,在元谋干热河谷典型燥红土上开展植物物种和氮添加实验,分析不同物种[扭黄茅(Heteropogon contortus)、橘草(Cymbopogon goeringii)、孔颖草(Bothriochloa pertusa)、拟金茅(Eulaliopsis binata)]和氮(N)添加对干热河谷区草地土壤有机碳分解的影响.结果表明:(1)相较于裸地,植物着生后土壤全碳(TC)、全氮(TN)含量以及土壤C:N增加;土壤微生物含量增加,土壤活性炭组分和惰性碳组分分解速率显著升高.(2)N添加后土壤中微生物呼吸速率、微生物代谢熵以及惰性碳组分分解速率均不同程度降低.(3)双因素方差分析表明,N添加和不同植物种对碳分解均有显著影响,但两者交互作用对碳分解速率的影响不显著.总之,在元谋干热河谷植物生长能够显著改善土壤理化性质,促进土壤有机碳的分解,而氮添加对土壤惰性碳组分的分解有抑制作用;上述研究结果可为认识植被恢复和氮沉降背景下干热河谷土壤碳循环提供一定理论基础,同时为干热河谷土壤生态系统功能恢复和调控提供科学依据.

关键词：植物氮添加活性碳惰性碳分解干热河谷

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磷添加对干热河谷柱花草地上—地下生物量间关系的影响

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云南农业大学学报（自然科学版） 2018年第2期33卷 294-300页

作者：张德何光熊龙会英史亮涛云南省农业科学院热区生态农业研究所云南元谋651300

【目的】养分添加是牧草生产管理的一种重要措施,为探讨施用磷对豆科牧草生长生产特征及地上—地下资源分配模式的影响。【方法】以优良豆科牧草柱花草为研究对象,设计正常施磷及不施磷对比试验,探讨磷对干热河谷条件下5个柱花草品种地... 详细信息

【目的】养分添加是牧草生产管理的一种重要措施,为探讨施用磷对豆科牧草生长生产特征及地上—地下资源分配模式的影响。【方法】以优良豆科牧草柱花草为研究对象,设计正常施磷及不施磷对比试验,探讨磷对干热河谷条件下5个柱花草品种地上—地下生物量间关系的影响。【结果】(1)施磷促使5个柱花草品种平均磷含量显著增加(P<0.05),同时增加柱花草的地下生物量、地上生物量和总生物量,表明磷添加对干热河谷柱花草的促生效果明显;伴随土壤磷含量的增加,柱花草根冠比减小,表明施磷导致柱花草对地下的资源分配减少。(2)5个柱花草品种在土壤正常施磷及不施磷条件下,地上—地下生物量间关系主要呈现为等速生长关系,即5个柱花草品种地上—地下生物量在不同土壤磷水平保持相对稳定的生长模式,表明柱花草具有较好的磷耐受能力。相较而言,热研7号柱花草及热研13号柱花草对磷的施用较为敏感,为非低磷耐受品种。(3)干热河谷气候施磷、不施磷条件下,品种水平柱花草的地上—地下生物量间关系主要呈现为等速生长关系,但整体水平呈现为显著的异速生长关系,满足ln Umass=ln1.555+0.510ln Bmass,造成生长模式差异的主要因素来自品种的差异。【结论】本研究结果提示:柱花草具有在正常施磷和不施磷条件下保持相对稳定生长模式的磷适应能力,正常施磷和不施磷对柱花草品种间差异的影响大于对品种内的影响;磷添加对干热河谷柱花草种植具有明显的促生效果,因而磷添加可作为干热河谷柱花草生产的重要管理手段,在生产中应对不同的柱花草品种进行筛选,同时设置相异的施磷栽培措施。

关键词：养分策略磷柱花草干热河谷

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水分和种植密度对干热河谷车桑子生长性状及种内相互关系的影响

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生态学报 2020年第21期40卷 7767-7776页

作者：王雪梅闫帮国史亮涛刘刚才绵阳师范学院资源环境工程学院绵阳621000 绵阳师范学院生态安全与保护四川省重点实验室绵阳621000 云南省农业科学院热区生态农业研究所元谋651300 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041

水分是干热河谷植物生长过程中最主要的限制因子,种植密度增加也会引起植物生长的资源限制,两者交互作用下植物生长性状及种内关系的变化特征还不清楚。以干热河谷优势植物——车桑子为研究对象,根据元谋干热河谷年均生长季降雨量设置3... 详细信息

水分是干热河谷植物生长过程中最主要的限制因子,种植密度增加也会引起植物生长的资源限制,两者交互作用下植物生长性状及种内关系的变化特征还不清楚。以干热河谷优势植物——车桑子为研究对象,根据元谋干热河谷年均生长季降雨量设置3种水分梯度:高水分、中水分和低水分,同时在各水分梯度下设置4个种植密度:1、2、4、9株/盆,探究水分、种植密度及其交互作用对车桑子生长性状、生物量分配及种内相互作用的影响。结果表明:(1)低水分条件下,车桑子生长和水分生理受到抑制,但车桑子在较低的叶水势下依然能够保持较高的相对含水量;(2)干旱胁迫显著降低了车桑子总生物量和单株生物量,显著增加了枯叶生物量比例,低水分和中水分条件下,增加种植密度对总生物无显著影响;而高水分条件下,增加种植密度显著提高了车桑子总生物量;(3)低水分显著增加了茎、叶生物量的异速生长指数,将更多生物量分配到叶,而种植密度增加显著降低了茎、叶生物量的异速生长指数,增加了茎的生物量分配;(4)通过相对邻体效应的计算,各处理条件下,车桑子种内关系均表现为竞争作用,并且,这种竞争作用的强度随水分的减少和密度的增加而增加。在高密度条件下(9棵/盆),增加水分不会减轻种内竞争作用。综上,水分和种植密度均会对车桑子个体的生理生长产生影响,在植被恢复过程中,应考虑水分和种植密度对车桑子个体产生的资源限制作用。

关键词：干旱胁迫种植密度干热河谷车桑子生理生长

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竹炭与有机肥配施对土壤肥力及紫甘蓝生长的影响

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浙江农林大学学报 2021年第4期38卷 774-783页

作者：陈丽美李小英李俊龙梁智史亮涛西南林业大学生态与环境学院云南昆明650224 西南林业大学云南省高校土壤侵蚀与控制重点实验室云南昆明650224 云南省农业科学院热区生态农业研究所云南元谋651300

【目的】探讨竹炭与有机肥配施对元谋坝区燥红壤土壤肥力及紫甘蓝Brassica oleracea *** ***生长的影响,为生物质炭在蔬菜生产中的合理施用以及改良燥红壤提供依据。【方法】设置3个竹炭(B)质量分数水平(4%、6%、8%),3个有机肥(F)用量水... 详细信息

【目的】探讨竹炭与有机肥配施对元谋坝区燥红壤土壤肥力及紫甘蓝Brassica oleracea *** ***生长的影响,为生物质炭在蔬菜生产中的合理施用以及改良燥红壤提供依据。【方法】设置3个竹炭(B)质量分数水平(4%、6%、8%),3个有机肥(F)用量水平(5、10、20 t·hm^(-2)),采用3×3完全方案设计,加空白处理(对照)共10个处理。在9-12月每月底测定1次叶片光合特性,于12月底紫甘蓝收获后,采集0~20 cm土层土壤测定土壤养分质量分数,同时测定紫甘蓝产量和品质。【结果】竹炭与有机肥配施提高了土壤pH和有机质、全磷、有效磷、全钾和速效钾质量分数,同时提高了紫甘蓝光合特性和产量及品质,且各处理间差异显著(P<0.05)。与对照相比,pH以B8F10处理最高,提高了0.9个单位;有机质和全钾质量分数以B4F10处理最高,分别提高了107.93%和46.06%;全磷以B8F5处理最高,提高了58.67%;有效磷以B6F20处理最高,提高了157.44%;速效钾以B8F20最高,提高了226.60%。与对照相比,除B8F5处理外,竹炭与有机肥配施对紫甘蓝叶片各时期净光合速率均值提高了1.14%~23.54%;不同处理下紫甘蓝叶片各时期蒸腾速率和胞间二氧化碳摩尔分数均值分别提高了3.01%~43.52%和2.33%~9.11%;除B4F5处理外,紫甘蓝叶片各时期气孔导度均值较对照处理提高了2.33%~39.54%。增产效果、可溶性蛋白质和花青素质量分数均以B6F10处理最高。【结论】竹炭与有机肥配施为紫甘蓝生长持续供应养分,促进紫甘蓝生长,提高了紫甘蓝产量和品质,最佳配比为有机肥10 t·hm^(-2)和竹炭6%配合施用。图4表2参34。

关键词：土壤学竹炭有机肥紫甘蓝土壤养分产量和品质

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云南省2006—2015年不透水表面时空扩张差异机制

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桂林理工大学学报 2023年第3期43卷 468-477页

作者：徐瑞何光熊李婕史亮涛方海东史正涛云南师范大学地理学部昆明650500 云南师范大学云南省高原地理过程与环境变化重点实验室昆明650500 云南省农业科学院热区生态农业研究所云南元谋651300 云南省农业科学院元谋干热河谷植物园云南元谋651300

利用能完整获取的2006—2015年《云南统计年鉴》和清华大学的GAIA数据分析了全省不透水表面时空扩张特征,采用地理探测器探讨了影响不透水表面扩张的驱动因子。结果表明:1)在空间上,全省16个地州市不透水表面虽然都经历了前所未有的扩张... 详细信息

利用能完整获取的2006—2015年《云南统计年鉴》和清华大学的GAIA数据分析了全省不透水表面时空扩张特征,采用地理探测器探讨了影响不透水表面扩张的驱动因子。结果表明:1)在空间上,全省16个地州市不透水表面虽然都经历了前所未有的扩张,但是存在地域差异、扩张不均衡等问题,其中昆明市、曲靖市、红河州和玉溪市扩张较强烈;2)在时间上,全省不透水表面呈现持续加速扩张状态;3)影响全省不透水表面扩张的主要因子是第二产业、第三产业、公路里程,且不同因子之间的交互作用对不透水表面的扩张均有增强作用。

关键词：不透水表面时空特征地理探测器驱动因子云南省

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