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黄土塬沟头典型植被群落特征及其对土壤性质的影响

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黄土塬沟头典型植被群落特征及其对土壤性质的影响

作者：王天超西北农林科技大学

学位级别：硕士

国家实施大规模退耕还林还草工程之后,黄土塬区的植被发生了巨大变化,植被覆盖度明显提高,植被枯枝落叶、根系等使土壤性质发生了变化。植被对沟头土壤性质的改良,有效增强了沟头土壤抗蚀性,减缓了沟头前进,而关于典型植被群落对黄土塬... 详细信息

国家实施大规模退耕还林还草工程之后,黄土塬区的植被发生了巨大变化,植被覆盖度明显提高,植被枯枝落叶、根系等使土壤性质发生了变化。植被对沟头土壤性质的改良,有效增强了沟头土壤抗蚀性,减缓了沟头前进,而关于典型植被群落对黄土塬沟头土壤性质的影响研究鲜见报道。因此,本研究以黄土塬沟头典型植被群落为研究对象,对甘肃省庆阳市董志塬南小河沟流域一级支沟沟头展开调查,选择沟头典型植被群落长芒草(Stipa bungeana)群落、冰草(Agropyron cristatum)群落、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)群落、猪毛蒿(Artemisia scoparia)群落、茭蒿(Artemisia atrovirens)群落、白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落、紫花苜蓿(Medicago sativa)群落、紫花苜蓿+猪毛蒿群落,调查沟头植被群落特征和00 cm土层植被根系特征,并以农地沟头为对照,研究典型植被群落沟头00 cm土层土壤性质。探究沟头典型植被群落特征及土壤性质的差异,分析植被群落特征与土壤特征之间的关系,深化黄土塬区植被恢复对该区水土流失影响的认识,为塬区植被与生态环境建设提供科学依据。主要结论如下:(1)南小河沟流域一级支沟沟头的21个调查样地里共出现草本植物42种,分属于13科,66.67%的种属于禾本科(Gramineae)、菊科(Asteraceae)、豆科(Leguminosae),三科植物在该地生态系统中占重要地位。沟头典型植被群落的Patrick丰富度指数为68,Simpson指数0.15.33,Simpson优势度指数为5.336.00,Pielou均匀度指数为0.75.89。(2)沟头典型群落根系平均直径为0.55.80 mm,根系生物量为2.53×10.15×10 g/m,根体积为8.44×10.93×1055 m。冰草群落根系生物量和根体积值最大,猪毛蒿群落最小。根系比根长为15.842.07 m/g,群落间没有显著差异(P>0.05),达乌里胡枝子群落和白羊草群落具有较大比根长。根系比表面积为0.03.09 m/g,紫花苜蓿群落根系比表面积要显著大于其他群落(P0.05);冰草群落、达乌里胡枝子群落、紫花苜蓿群落和茭蒿群落根系平均直径随土层加深基本呈减小趋势。所有群落中超过41.70%的根系生物量聚集在0-10 cm表层土壤中。沟头各典型植被群落根体积随土壤深度增加逐渐减小。茭蒿群落表层土壤(即0-10 cm)根系比根长显著小于其他土层(10-70 cm)(P0.05)。冰草群落、达乌里胡枝子群落和茭蒿群落表层土壤(即0-10 cm)根系比表面积显著小于其他土层(10-70 cm)(P0.05)。所有群落表层土壤(即0-10 cm)根系根长密度显著大于其余土层(即10-70 cm)(P沟头各典型植被群落根表面积密度随土壤深度增加呈减小趋势。(4)沟头各典型植被群落土壤含水量为10.12%9.16%,猪毛蒿群落土壤含水量较农地增加12.90%,其他群落较农地减少0.81%0.39%。在土壤的垂直分布上,长芒草群落、猪毛蒿群落、白羊草群落、紫花苜蓿+猪毛蒿群落沟头土壤含水量随着土层加深呈现先减小再增大的趋势,冰草群落、达乌里胡枝子群落和茭蒿群落土壤含水量随土层加深呈现增大趋势,紫花苜蓿群落土壤含水量随土层加深呈现减小趋势。沟头典型植被群落土壤容重为1.18.52g/cm,紫花苜蓿+猪毛蒿群落沟头土壤容重较农地增加7.77%,其他群落较农地减小0.37%5.87%。在垂直分布上,冰草群落、茭蒿群落沟头土壤容重随土层加深而增大,长芒草群落各土层间土壤容重并没有显著差异(P>0.05),达乌里胡枝子群落、白羊草群落、紫花苜蓿群落、紫花苜蓿+猪毛蒿群落土壤容重呈现先增大再减小趋势,猪毛蒿群落的土壤容重呈现先减小再增大趋势。沟头典型植被群落样地土壤总孔隙度为35.55%0.38%,土壤有机质含量为0.75%.53%。(5)沟头典型植被群落水稳性团聚体含量为24.51%4.85%,团聚体平均重量直径为0.36.06 mm,团聚体几何平均直径为0.19.38 mm,土壤团聚体分形维数为2.73.90。农地沟头的水稳性团聚体含量为23.48%,平均重量直径为0.

关键词：沟头植物群落特征根系特征土壤性质植被恢复黄土塬

不同植被带黄土塬沟头植被恢复对土壤性质和可蚀性的影响

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不同植被带黄土塬沟头植被恢复对土壤性质和可蚀性的影响

作者：王文鑫西北农林科技大学

学位级别：硕士

自国家退耕还林还草工程实施以来,黄土塬区植被建设取得了举世瞩目的成效,植物群落种类及植被覆盖度明显增多,植物根系固土作用得到增强,土壤性质和土体稳定性得到改善。黄土塬区植被恢复也使沟头土壤抗蚀性能明显提升,沟头溯源侵蚀得... 详细信息

自国家退耕还林还草工程实施以来,黄土塬区植被建设取得了举世瞩目的成效,植物群落种类及植被覆盖度明显增多,植物根系固土作用得到增强,土壤性质和土体稳定性得到改善。黄土塬区植被恢复也使沟头土壤抗蚀性能明显提升,沟头溯源侵蚀得到有效控制。受气候影响黄土塬区植被分布存在明显地带性,不同植被带黄土塬沟头植被恢复对土壤性质及土壤可蚀性的影响存在差异性,但植被恢复对沟头土壤性质和可蚀性的影响沿植被带如何变化尚不清晰。因此,本研究以森林带洛川塬自然恢复3～32 a、森林草原带董志塬自然恢复3～30 a、草原带白草塬自然恢复2～22 a的植被沟头为研究对象,以农地沟头为对照,研究沟头植物群落特征、根系分布特征、土壤性质与可蚀性随恢复年限和沿植被带的变化,明确沟头土壤可蚀性的影响因子,阐明不同植被带黄土塬沟头植被恢复对土壤性质及可蚀性的影响。可深化植被恢复对黄土塬区水土流失影响的认识,为不同植被带黄土塬区“固沟保塬”植被恢复模式的选择提供科学参考。获得以下主要结论:（1）探明了在沟头植被恢复过程中植物群落多样性特征的变化趋势。植被自然恢复过程中,3个植被带塬区沟头植物群落地上生物量在演替初期较高,演替过程有所下降,后又逐渐增加。森林带洛川塬、森林草原带董志塬沟头植物群落Patrick丰富度指数在恢复初期较小,之后随恢复年限增加均呈现增加趋势。随恢复年限增加,3个塬区群落Simpson优势度指数逐渐减小,Shannon-wiener多样性指数、Pielou均匀度指数呈增加趋势。（2）明确了植被恢复过程中沟头土壤根系形态的变化特征。随着植物群落的不断演替,3个植被带塬区的沟头土壤中根系生物量、根长密度、根表面积密度、比根长均逐渐增大;而在垂直土壤剖面上则表现为:根系生物量、根长密度、根表面积密度、比根长均随土层深度增加呈减小趋势。（3）阐明了植被恢复对沟头土壤性质的影响。随恢复年限增加,森林带洛川塬沟头土壤容重呈先增大后减小趋势,孔隙度变化则与之相反;植被带过渡至森林草原带董志塬时,沟头土壤容重逐渐减小,孔隙度逐渐增大;而过渡到草原带白草塬时,沟头土壤容重呈先增大后减小趋势,孔隙度先减小后增大。3个植被带沟头土壤有机质含量、水稳性团聚体含量、团聚体平均重量直径、饱和导水率均逐渐增大。（4）明确了植被恢复对沟头土壤可蚀性的影响。森林带、森林草原带、草原带沟头土壤可蚀性综合评价指标随恢复年限增加逐年显著减小,农地和恢复初期沟头土壤可蚀性程度等级为“高”,随着植被恢复的进行,恢复中期等级为“较高”,恢复后期为“中等”;随着土层深度增加土壤可蚀性综合评价指标均逐渐增大,植被恢复可显著降低沟头地表0～10 cm土层土壤可蚀性,但对55～70 cm土层土壤可蚀性影响较小。（5）阐明了沟头土壤性质、土壤可蚀性与植被恢复的相关性。3个植被带中沟头土壤性质与植物群落地上生物量、Simpson优势度指数、Shannon-wiener多样性指数、根系生物量、根长密度、根表面积密度、比根长相关性较为密切。土壤可蚀性综合评价指标与各植物群落多样性特征指标和根系特征指标均显著相关。

关键词：沟头植被带植被恢复土壤可蚀性土壤性质黄土塬

干热河谷冲沟沟头跌水消能减蚀措施效益试验初探

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中国水土保持 2020年第7期 32-35,I0001页

作者：张宝军吴汉熊东红袁勇中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041

沟头是金沙江下游干热河谷区冲沟发育最为活跃的部位,具有“跌坎陡立、地形落差大、跌水能量大、径流冲刷剧烈”等特征。研究如何有效消减沟头跌水能量、减少侵蚀产沙,是干热河谷区开展活跃沟头治理的关键。通过多种处理下的消能试验,... 详细信息

沟头是金沙江下游干热河谷区冲沟发育最为活跃的部位,具有“跌坎陡立、地形落差大、跌水能量大、径流冲刷剧烈”等特征。研究如何有效消减沟头跌水能量、减少侵蚀产沙,是干热河谷区开展活跃沟头治理的关键。通过多种处理下的消能试验,发现消能池设计可以有效消减沟头跌水能量,消能率在92%以上,其大小与跌水高度、放水流量、填充材料和消能池深度等有关。消能率随跌水高度、放水流量和消能池深度增大呈增大趋势,软质的扭黄茅材料较鹅卵石填充消能效果更佳。沟头跌水在下落过程中与下垫面发生剧烈碰撞、摩擦,会耗散极大能量,在沟头跌坎底部设置消能池,可以避免跌水耗散能量直接作用于土体,减缓沟头溯源侵蚀过程的发展。与无填充相比,消能材料填充可使跌水侵蚀产沙减少49.6%~89.2%,平均减少74.2%。

关键词：跌水高度消能池消能率沟头干热河谷

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等高线沟头直连快速修编方法及实现

测绘技术装备 2023年第3期25卷 142-145页

作者：马远征刘越范谦绵李海泉罗杰自然资源部第二地形测量队陕西西安710054

为解决矢量数据生产过程中出现的等高线沟头直连问题,本文在分析现有作业流程的基础上,提出了基于ArcPy和FME的两种等高线沟头直连快速修编方法,并基于某矢量数据生产项目的等高线数据,对提出的两种方法进行试验验证,将其与人工作业模... 详细信息

为解决矢量数据生产过程中出现的等高线沟头直连问题,本文在分析现有作业流程的基础上,提出了基于ArcPy和FME的两种等高线沟头直连快速修编方法,并基于某矢量数据生产项目的等高线数据,对提出的两种方法进行试验验证,将其与人工作业模式的效率和数据质量进行对比。结果表明,在处理效率上,基于FME的实现方法处理效率最高,基于ArcPy的实现方法次之,人工效率最低;在数据质量方面,基于ArcPy的实现方法与人工作业模式大致相当,基于FME的实现方法修编效果稍差。本文研究成果可为类似矢量数据的处理提供参考。

关键词：等高线沟头 ArcPy FME

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治理沟头固沟保塬

中国水土保持 1987年第9期 16-17页

作者：贺玉邦陕西省水土保持局

治理沟头和胡同道路,是保塬固沟的主要措施之一。陕西省黄土高原沟壑区分布在渭北、陕北的南部,有六个地、市,四十多个县、区,总面积24170平方公里,占全省总面积的11.7％,塬面平缓,土层深厚,是陕西省第二大粮食生产基地,但塬高沟深,水... 详细信息

治理沟头和胡同道路,是保塬固沟的主要措施之一。陕西省黄土高原沟壑区分布在渭北、陕北的南部,有六个地、市,四十多个县、区,总面积24170平方公里,占全省总面积的11.7％,塬面平缓,土层深厚,是陕西省第二大粮食生产基地,但塬高沟深,水源缺少,水蚀和重力侵蚀均很活跃,沟头溯塬侵蚀强烈,特别是塬面暴雨径流进沟,造成沟头前进,沟底下切,沟壁崩塌、滑塌、泻溜,沟岸扩张,蚕食塬面耕地。这个地区沟壑密度1～3.5km/km~2,年侵蚀模数一般为1000～3000t/km~2,局部地区达到3000～5000t/km~2。不少地方因沟头不断延伸,造成交通不便,危及村镇人民生命财产的安全。澄城县近几年来,有八个村庄,

关键词：沟头悬臂式沟壁来水量村镇沟头防护胡同支线道路

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黄土高原沟头防治措施浅析

陕西水利 2020年第1期 111-113页

作者：王振飞子洲县水利局陕西子洲718409

黄土高塬区沟道纵横,沟头延伸沟道下切产生的水土流失破坏严重。为加强沟头治理,改善水土流失局面,现以陕西省子洲县七里村为例,通过分析七里村概况及沟头水土流失产生的原因和特点,对沟头防治存在的涝池失修、地表径流大、蓄排水工程... 详细信息

黄土高塬区沟道纵横,沟头延伸沟道下切产生的水土流失破坏严重。为加强沟头治理,改善水土流失局面,现以陕西省子洲县七里村为例,通过分析七里村概况及沟头水土流失产生的原因和特点,对沟头防治存在的涝池失修、地表径流大、蓄排水工程滞后等问题进行探讨,从修涝池、排水、岸边防护、沟头坝建设、源边防护等方面提出沟头防治措施,可为黄土高原沟头防治工程提供借鉴。

关键词：沟头治理水土流失子洲黄土高原

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新疆石河子市南部山区沟道治理谷坊设计

陕西水利 2024年第3期 160-161,164页

作者：石江琳新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司新疆石河子832000

在山区沟道治理中,谷坊是一种重要的措施。为了能够确保沟道治理过程中谷坊设计科学合理。以新疆石河子市南部山区沟道治理为例,提出多级谷坊修建的方案,并对山区沟道治理谷坊设计进行详细阐述。通过后期使用实践可知,该谷坊设计效果明... 详细信息

在山区沟道治理中,谷坊是一种重要的措施。为了能够确保沟道治理过程中谷坊设计科学合理。以新疆石河子市南部山区沟道治理为例,提出多级谷坊修建的方案,并对山区沟道治理谷坊设计进行详细阐述。通过后期使用实践可知,该谷坊设计效果明显,可以有效减少山区沟道的水力侵蚀。

关键词：沟道治理谷坊水力侵蚀沟头

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气质莆田彰底蕴

气质莆田彰底蕴

宁南山区侵蚀沟不同部位土壤理化性质及可蚀性研究

湄洲日报

作者：傅梅香陈沛达

馥郁书香涵养莆阳气质。昨日，林旭阳市长所作政府工作报告，阐述的莆田气质，让很多代表、委员对一段时间来这一耳熟能详的表述，感到充满新意、创意、深意。莆田建市40年来，通过不懈奋斗，从一隅小城走向现代都市，既有恢宏大气的写... 详细信息

馥郁书香涵养莆阳气质。昨日，林旭阳市长所作政府工作报告，阐述的莆田气质，让很多代表、委员对一段时间来这一耳熟能详的表述，感到充满新意、创意、深意。莆田建市40年来，通过不懈奋斗，从一隅小城走向现代都市，既有恢宏大气的写意之笔，又下好“绣花”功夫，让城市有颜......

关键词：莆田沟头

来源： cnki报纸评论

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水土保持学报 2023年第2期37卷 11-18页

作者：王亚娟陈云明孙亚荣赵敏西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨陵712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨陵712100

侵蚀沟沟头前进,沟岸扩张,沟床下切严重影响区域粮食生产和环境质量。以宁夏彭阳县玉洼流域3个稳定侵蚀沟的沟头、沟床、沟岸为对象,通过野外调查取样与室内试验相结合的方法,分析了侵蚀沟不同部位(沟头、沟床、沟岸)的土壤理化性质及... 详细信息

侵蚀沟沟头前进,沟岸扩张,沟床下切严重影响区域粮食生产和环境质量。以宁夏彭阳县玉洼流域3个稳定侵蚀沟的沟头、沟床、沟岸为对象,通过野外调查取样与室内试验相结合的方法,分析了侵蚀沟不同部位(沟头、沟床、沟岸)的土壤理化性质及可蚀性K值,采集0—10,10—25,25—40,40—55,55—70 cm土壤,测定并计算土壤质量含水量(θ)、土壤容重(ρ)、土壤总孔隙度(φ)、土壤黏粒(CLA)、粉粒(SIL)、砂粒(SAN)含量、>0.25 mm水稳性团聚体含量(R 0.25)、土壤平均重量直径(MWD)、土壤几何平均直径(GMD)及土壤有机质(SOM)含量,利用EPIC模型计算土壤可蚀性K值。结果表明:(1)侵蚀沟各部位平均质量含水量、总孔隙度、有机质、粉粒含量、>0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径、几何平均直径的大小顺序均为沟床>沟岸>沟头,各部位平均土壤容重、砂粒含量为沟头>沟岸>沟床,平均土壤黏粒含量为沟岸>沟头>沟床,各部位土壤机械组成均为粉粒含量>砂粒含量>黏粒含量;(2)侵蚀沟各部位土壤可蚀性K值在0.0329~0.0395(t·hm^(2)·h)/(MJ·mm·hm^(2)),属于中可蚀性,平均可蚀性K值表现为沟头>沟岸>沟床;(3)侵蚀沟各部位土壤可蚀性K值与土壤粉粒、黏粒含量呈显著负相关,与土壤砂粒、有机质含量、质量含水量呈显著正相关,沟床土壤可蚀性K与R 0.25、MWD、GMD呈极显著负相关(p沟头作为侵蚀沟发育最活跃的部位,通过提高土壤有机质含量、粉粒含量来增加团聚体的数量和稳定性,从而降低土壤可蚀性。研究结果可为侵蚀沟生态稳定性及评估提供依据。

关键词：宁南山区侵蚀沟沟头沟床沟岸土壤可蚀性K值土壤理化性质

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