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砒砂岩区坡面产流产沙对土地利用方式的响应

水土保持研究 2024年第1期31卷 136-143页

作者：马郡粒杨振奇郭建英张铁钢王普马培渊内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010010 中国水利水电科学研究院内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站呼和浩特010010 鄂尔多斯达拉特旗水利事业发展中心内蒙古鄂尔多斯017000

[目的]研究坡面产流产沙过程对不同土地利用方式的响应于砒砂岩区生态保护与高质量发展具有重要意义。[方法]以十大孔兑罕台川流域的合同沟小流域为研究区,选取该区2016—2021年降雨产流产沙监测数据,应用聚类分析、双因素方差分析等,... 详细信息

[目的]研究坡面产流产沙过程对不同土地利用方式的响应于砒砂岩区生态保护与高质量发展具有重要意义。[方法]以十大孔兑罕台川流域的合同沟小流域为研究区,选取该区2016—2021年降雨产流产沙监测数据,应用聚类分析、双因素方差分析等,开展连续性动态监测研究,进而揭示砒砂岩区坡面产流产沙与不同土地利用方式的时空动态变化关系。[结果](1)次降雨按历时、雨强和雨量可分为3类,包括A类(历时短、雨量集中、高强度),B类(雨量较多、历时较短、中强度),C类(历时长、小雨强、雨量分散),C类导致水土流失能力最弱;(2)A,B类降雨产流产沙,排列顺序为乔木林地砒砂岩区坡面水土流失的治理和生态恢复,应考虑雨型和坡度对不同土地利用方式产生的复合作用。

关键词：砒砂岩区坡面产流产沙土地利用方式

砒砂岩区生态治理-生态衍生产业协同发展关键技术与模式

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人民黄河 2024年第5期46卷 1-10页

作者：姚文艺王文彪申震洲姚京威杨才千黄河水利科学研究院河南郑州450003 水利部黄土高原水土保持重点实验室河南郑州450003 亿利资源集团有限公司北京100020 东南大学江苏南京210096

探索生态治理与生态衍生产业协同发展的关键技术与途径,是促进水土保持生态治理高质量发展的重要课题。为此,以生态治理难度极大的黄河流域砒砂岩区为研究对象,基于生态经济学、生态产业技术的理论与方法,提出了生态治理-生态衍生产业... 详细信息

探索生态治理与生态衍生产业协同发展的关键技术与途径,是促进水土保持生态治理高质量发展的重要课题。为此,以生态治理难度极大的黄河流域砒砂岩区为研究对象,基于生态经济学、生态产业技术的理论与方法,提出了生态治理-生态衍生产业协同发展的基本原理和应遵循的原则,探索了生态治理与生态衍生产业协同发展的关键技术与模式,并开展了示范应用。1)生态治理-生态衍生产业协同发展的原理是行为互驱动、效应互补偿,应遵循的原则是“双律适应、适地适生、三方意愿”;2)鉴于砒砂岩覆土区、覆沙区、裸露区生态环境有明显差异,分别构建了小流域生态治理-生态衍生产业协同发展的综合治理措施体系和模式,以坡顶、坡面和沟道为水土保持措施配置的3个地貌单元,选择兼具水土保持功能和饲用、药用、食用等经济开发价值的作物进行生物措施配置,配合注浆固结、抗蚀促生、砒砂岩改性等新的工程技术措施进行生态治理;3)研发了物理-化学-生物综合改良砒砂岩土壤、砒砂岩复配风沙土+生物改良提质、灌草优化平茬及饲料加工、煤矸石改性资源化利用、高陡边坡抗蚀+控渗+植生固稳、生态果园建植等关键技术;4)基于砒砂岩覆沙区“土壤改良固沙+”(如土壤改良固沙+经济林种植、土壤改良固沙+梭梭草套种甘草等)生态治理模式的实践与示范,探索实施了“政府支持,科技支撑,企业产业化+公益性投资,农牧民市场化参与”的多元投资、多方参与、共同受益运行机制与模式。通过灌草平茬饲料加工、土壤改良、经济作物种植等产业化中试,以及矿区回填区生态恢复、小流域生态治理-生态衍生产业协同发展示范性实践,表明脆弱生态区治理中发展生态衍生产业具有广阔的前景。

关键词：水土保持生态治理衍生产业生态经济协同发展砒砂岩区黄河流域

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基于InVEST模型的黄河流域砒砂岩区土壤保持功能演化及驱动机制

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西北林学院学报 2024年第3期39卷 144-152页

作者：盛艳秦富仓刘林甫安丽李娟内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018 荒漠生态系统保护与修复国家林业和草原局重点实验室内蒙古呼和浩特010018 鄂尔多斯市国土空间规划院内蒙古鄂尔多斯017000 准格尔旗自然资源局内蒙古鄂尔多斯017000

研究区域土壤保持功能变化及环境驱动因子作用机制对区域生态环境建设具有重要的理论意义,可为水土保持决策提供参考。借助InVEST模型对近20 a间黄河流域砒砂岩区生态系统的土壤保持功能变化进行分析,利用地理探测器中的因子探测器和交... 详细信息

研究区域土壤保持功能变化及环境驱动因子作用机制对区域生态环境建设具有重要的理论意义,可为水土保持决策提供参考。借助InVEST模型对近20 a间黄河流域砒砂岩区生态系统的土壤保持功能变化进行分析,利用地理探测器中的因子探测器和交互探测器分析该区土壤保持功能的主导因子和两两交互作用对土壤保持的影响。结果表明:1)砒砂岩区土壤侵蚀在2000-2020年呈现改善趋势,且主要以微度侵蚀为主,研究期间平均侵蚀模数为922.44 t·km^(-2)·a^(-1);2)土壤保持功能空间分布上与侵蚀状况基本一致,呈“西北低,东南高”的分布趋势,研究区土壤保持变化情况主要以未变化为主,土壤保持功能下降区和增强区分别占总面积的2.47%、3.62%;3)植被覆盖度对砒砂岩区土壤保持功能起着绝对主导作用,且“强强”双因子交互作用更有助于提高土壤保持功能,植被覆盖度∩降水的解释力最强,为45.61%。

关键词： InVEST模型土壤侵蚀土壤保持功能地理探测器砒砂岩区

砒砂岩区小流域人工林分布格局与地形因子的关系

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内蒙古水利 2024年第1期 48-50页

作者：于晓杰魏勇明许碧霞王永恒内蒙古自治区水利水电勘测设计院有限公司内蒙古呼和浩特010020 鄂尔多斯达拉特经济开发区综合保障中心内蒙古达拉特014300

文章研究了砒砂岩区小流域内人工林的生长现状及空间分布,分析了流域内人工林分布与地形因子的关系,可以为砒砂岩区人工林建设提供依据。

关键词：砒砂岩区人工林分布格局地形因子流域

砒砂岩区十大孔兑沙棘生态减沙工程现状调查及管理对策研究

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环境与发展 2024年第1期36卷 9-13页

作者：贾利红薛璐马春艳白晓霞黄河水利委员会晋陕蒙接壤地区水土保持监督局陕西榆林719000 榆林学院生命科学学院陕西榆林719000

砒砂岩区沙棘生态减沙工程是我国晋陕蒙区防风治沙、强化水土保持的重要举措,该工程的发展现状及管理对策值得引起特别关注。本文以十大孔兑上游砒砂岩丘陵沟壑区沙棘林为研究对象,通过实地调研与问卷调查等研究方法,明确砒砂岩区十大... 详细信息

砒砂岩区沙棘生态减沙工程是我国晋陕蒙区防风治沙、强化水土保持的重要举措,该工程的发展现状及管理对策值得引起特别关注。本文以十大孔兑上游砒砂岩丘陵沟壑区沙棘林为研究对象,通过实地调研与问卷调查等研究方法,明确砒砂岩区十大孔兑沙棘生态减沙工程发展现状、实施现状、沙棘林生长状况、抚育措施及其经济效益等情况,提出了统一筹划构建沙棘林长效管理机制、多举并措健全沙棘林抚育措施实施方案、因地制宜完善沙棘资源产业化开发方案等管理对策,为晋陕蒙区砒砂岩区十大孔兑沙棘生态减沙工程的实施与管理提供科学支撑。

关键词：砒砂岩区沙棘沙棘生态减沙工程现状调查抚育措施

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植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影响

生态学报 2024年第9期44卷 3934-3947页

作者：王婧李龙张鹏张尚轩朱志卓弥宏卓内蒙古农业大学沙漠治理学院呼和浩特010018 国家林业局荒漠生态系统保护与修复重点实验室呼和浩特010000 内蒙古自治区林业和草原监测规划院呼和浩特010020

为进一步研究砒砂岩区不同雨型下植被格局对坡面土壤侵蚀特征的影响,基于野外径流小区原位观测试验与景观生态学相结合的方法,通过对比分析不同坡面的植被斑块格局指数与产流产沙之间的相关关系,阐明植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影... 详细信息

为进一步研究砒砂岩区不同雨型下植被格局对坡面土壤侵蚀特征的影响,基于野外径流小区原位观测试验与景观生态学相结合的方法,通过对比分析不同坡面的植被斑块格局指数与产流产沙之间的相关关系,阐明植被格局对砒砂岩坡地降雨侵蚀的影响。结果表明:(1)该地区降雨可划分为3类,根据各植被坡面产流产沙能力,得出降雨侵蚀力表现为:雨型II(长历时、大雨量、大雨强)>雨型III(短历时、小雨量、中雨强)>雨型I(中历时、中雨量、小雨强)。降雨量和最大30min雨强与产流产沙量呈显著或极显著关系,相关系数0.695以上,是预测该区域水土流失的主要降雨因子。(2)各坡面水土保持能力与降雨类型有关,不同雨型下3种植被坡面减流减沙率分别达0.42%、20.8%以上,不同植被格局坡面减沙效益优于减流效益,3种植被坡面的减流能力为:雨型I>雨型III>雨型II。(3)3种植被坡面的径流泥沙模数由小到大依次为:均匀分布区域多年平均径流泥沙模数,3种植被坡面能够减少侵蚀达21.33%以上。(4)景观形状指数和分离度指数是影响坡面产流产沙的主要格局因子,相关系数分别达0.884和0.825以上。产流、产沙量与坡面植被斑块分离度呈显著正相关,与景观形状指数呈显著负相关。坡面产流量(Y_1)与斑块分离度(SPLIT)和景观形状指数(LSI)的关系式为Y_1=8.247SPLIT-6.605LSI+38.928,R~2=0.905。以上结果表明植被斑块间的分离度越小,形状越复杂,坡面阻力增大,抗侵蚀能力越强。研究成果可为生态恢复过程中植被斑块格局的优化提供理论依据和数据支撑。

关键词：砒砂岩区植被斑块格局指数产流产沙

砒砂岩区植被覆盖度环境驱动因子量化分析——基于地理探测器

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生态学报 2022年第8期42卷 3389-3399页

作者：马晓妮任宗萍谢梦瑶李占斌李鹏张星西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 西安理工大学旱区生态水文与灾害防治国家林业局重点实验室西安710048

砒砂岩区地形破碎,生态环境恶劣,降水量少且以暴雨为主,研究该区植被覆盖变化及环境驱动因子作用机制对区域植被建设具有重要的理论意义。基于1999—2018年的NDVI数据分析了砒砂岩区近20年植被覆盖度时空变化特征,利用了地理探测器方法... 详细信息

砒砂岩区地形破碎,生态环境恶劣,降水量少且以暴雨为主,研究该区植被覆盖变化及环境驱动因子作用机制对区域植被建设具有重要的理论意义。基于1999—2018年的NDVI数据分析了砒砂岩区近20年植被覆盖度时空变化特征,利用了地理探测器方法量化分析了不同环境因子对植被覆盖度的影响。结果表明:1)近20年砒砂岩区平均植被覆盖度为42.3%,时间尺度上1999—2018年区域植被覆盖度呈增加趋势,平均上升幅度为0.086/10 a,空间尺度上植被覆盖度呈现从东南向西北递减的空间分布特征;2)近20年区域植被覆盖整体得到改善要比退化的区域面积大,45.5%的区域面积植被覆盖度极显著增加,主要分布在砒砂岩区东部区域,该区植被覆盖度未来变化趋势将以持续性改善为主,但仍有约41.6%的植被将由改善向退化方向变化;3)降水、土壤水分和气温是影响砒砂岩区植被覆盖空间分布的主导环境因子,且降水同其他环境因子的交互作用对植被覆盖影响最大。

关键词：砒砂岩区植被覆盖度环境因子地理探测器

砒砂岩区不同立地类型人工油松林下草本种群生态位特征及其环境解释

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生态学报 2022年第9期42卷 3613-3623页

作者：孙成秦富仓李龙杨振奇董晓宇李艳内蒙古农业大学沙漠治理学院荒漠生态系统保护与修复国家林业和草原局重点实验室呼和浩特010018 水利部牧区水利科学研究所呼和浩特010020

黄土高原砒砂岩区是我国水土流失最为严重的地区之一,油松(Pinus tabuliformis)是该区水土保持与水源涵养的优势乔木。以几种不同立地类型人工油松林为对象,应用Levins生态位宽度指数、Pianka生态位重叠指数和冗余度分析(RDA),研究林下... 详细信息

黄土高原砒砂岩区是我国水土流失最为严重的地区之一,油松(Pinus tabuliformis)是该区水土保持与水源涵养的优势乔木。以几种不同立地类型人工油松林为对象,应用Levins生态位宽度指数、Pianka生态位重叠指数和冗余度分析(RDA),研究林下草本群落生态位特征及其与环境的相互响应。结果表明:所调查的150个油松林下草本样方中,共发现31种草本植物,隶属于11科24属,阳性旱生植物居多。不同立地类型人工油松林下草本群落生态位特征不同,生态位宽度指数及生态位重叠指数均表现阳坡大于阴坡,平坡好于斜缓坡,但整体指数均较小,表明物种对环境资源利用程度较低,种间竞争度不大,群落处于相对稳定状态。通过对比典范对应分析(CCA)及冗余度分析(RDA),RDA排序更能较好揭示生态位特征与环境因素的关系,得出乔灌层郁闭度、土壤有机质、土壤含水率和坡度是林下草本群落生态位特征各异的主导环境因子。

关键词：砒砂岩区人工油松林生态位特征环境解释

黄河流域砒砂岩区多动力侵蚀交互叠加效应研究

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水利学报 2022年第1期53卷 109-116页

作者：张攀姚文艺肖培青刘国彬杨春霞黄河水利委员会黄河水利科学研究院水利部黄土高原水土保持重点实验室河南郑州450003 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心陕西杨凌712100

识别砒砂岩区多动力侵蚀的叠加效应,对于深化认识砒砂岩区土壤侵蚀与产沙机理,为黄河粗泥沙来源区水土流失治理及砒砂岩区生态恢复等实践提供科学依据具有重要意义。通过室内人工降雨-风洞-冻融循环实体模型试验研究了砒砂岩区多动力侵... 详细信息

识别砒砂岩区多动力侵蚀的叠加效应,对于深化认识砒砂岩区土壤侵蚀与产沙机理,为黄河粗泥沙来源区水土流失治理及砒砂岩区生态恢复等实践提供科学依据具有重要意义。通过室内人工降雨-风洞-冻融循环实体模型试验研究了砒砂岩区多动力侵蚀交互叠加效应。试验结果表明:单一的冻融、风蚀作用不会导致坡面产沙量的明显增加,而是增加了水力侵蚀的物质来源,只有在水力、重力等驱动因子的复合作用下才能对侵蚀产沙过程发生显著影响;砒砂岩表面风化层的存在是影响风蚀产沙的一个重要因素;复合侵蚀过程存在着显著的叠加放大效应,"冻-水"叠加效应约放大到127%,"冻-风-水"叠加效应放大至164%;砒砂岩区多动力交互作用产生的侵蚀叠加放大效应,是使其成为黄河粗泥沙核心来源区的重要原因之一。因此,复合侵蚀不是多类单相侵蚀的线性叠加,而是具有显著的非线性叠加放大效应。

关键词：冻融-风力-水力复合侵蚀多动力交互土壤侵蚀机理试验模拟砒砂岩区