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枸杞-苜蓿间作地上生物量分布变异及其竞争强度

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水土保持通报 2022年第2期42卷 53-58,66页

作者：周孚明苏鹏海甘肃省水土保持科学研究所甘肃兰州730020

[目的]探究枸杞—苜蓿间作地上生物量分布变异及其竞争强度,为林草间作的种间配置调控和可持续经营提供科学依据。[方法]以枸杞—苜蓿间作为研究对象,采用空间分割法对枸杞和苜蓿的地上生物量进行取样,定量分析间作模式各组分地上生物... 详细信息

[目的]探究枸杞—苜蓿间作地上生物量分布变异及其竞争强度,为林草间作的种间配置调控和可持续经营提供科学依据。[方法]以枸杞—苜蓿间作为研究对象,采用空间分割法对枸杞和苜蓿的地上生物量进行取样,定量分析间作模式各组分地上生物量的分布变异及空间竞争。[结果]单作条件下,水平方向上枸杞树地上生物量分布于距离枸杞行0—90 cm范围内,且随着距离枸杞行距离增加而减少;垂直方向上,枸杞树地上生物量分布重心在距离地面40—60 cm范围内。间作苜蓿条件下,水平方向上枸杞地上生物量分布向枸杞行方向移动,垂直方向上枸杞地上生物量分布重心向上移动,在距离地面60—80 cm范围内。在水平方向距离枸杞树行30—90 cm和垂直方向0—60 cm范围,苜蓿的竞争能力强于枸杞,且随着距离枸杞行距离和地面高度的增加,苜蓿的竞争能力逐渐减弱。枸杞—苜蓿间作的种间竞争强度随距离枸杞行距离的增加而降低,竞争强度可分为3个区域,即高强度竞争区域、中等强度竞争区域和低强度竞争区域,分别距枸杞行0—60,60—90 cm和90—150 cm。建议间作苜蓿应距离枸杞行60 cm外开始种植。[结论]林草过度间作使处于地上空间竞争弱势的作物生物量发生迁移和减少,对其生长产生抑制。为了有效降低林草间作中林草之间对地上空间的竞争,减少牧草对林木的地上空间竞争胁迫,使林木获得更好的生长空间,应适当增大林木与牧草之间种植的距离,将牧草种植于高强度竞争区域之外。

关键词：林草间作空间配置生态位分布变异种间竞争

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归一化物候指数能否反映高寒草地生物量变化

生态学报 2023年

作者：于惠杨世君李晶蔡海珍李丽甘肃省水土保持科学研究所甘肃省水文站

准确评价草地地上生物量(Above-ground biomass,AGB)对草地资源的可持续利用和保护具有重要意义。本研究以甘南为典型研究区,利用2019—2021年Sentinel-2地表反射率和野外实测地上生物量数据,借助GEE(Google Earth Engine)平台和数理统... 详细信息

准确评价草地地上生物量(Above-ground biomass,AGB)对草地资源的可持续利用和保护具有重要意义。本研究以甘南为典型研究区,利用2019—2021年Sentinel-2地表反射率和野外实测地上生物量数据,借助GEE(Google Earth Engine)平台和数理统计方法评价了9种植被指数对高寒草地AGB的估算精度,构建了高寒草地地上生物量反演模型,在此基础上分析了2019—2021年甘南州草地产量的时空动态变化。结果表明:在所有植被指数中,归一化物候指数(Normalized difference phenology index,NDPI)与草地AGB的R2值最高(0.72),其次为归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)(R2=0.68),拟合效果最差的为增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)(R2=0.37)和差值植被指数(different vegetation index,DVI)(R2=0.40),NDPI对高寒草地AGB更为敏感;在NDPI构建的4类估算模型中,乘幂模型的预测精度最高,基于NDPI的回归模型明显提高了高寒草地AGB预测精度;2019—2021年甘南高寒草地地上生物量空间分布差异明显,表现为西南部较高,东部和北部较低;对不同草地类型而言,山地草甸AGB多年平均值略高于高寒草甸和沼泽;过去3年间,高寒草甸和山地草甸地上生物量呈先增加后减小的趋势,沼泽草地则呈持续降低的趋势。基于本研究的结果,NDPI能够反映大范围的高寒草地生物量的时空变化特征。

关键词：高寒草地归一化物候指数地上生物量植被指数 Sentinel-2

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民勤风沙区不同灌木林土壤质量综合评价

水土保持研究 2024年第3期31卷 169-178,186页

作者：王彦武孙浩峰于惠陈爱华高金芳牛莉婷甘肃省水土保持科学研究所兰州730020 甘肃省水利厅兰州水土保持科学试验站兰州730020

[目的]研究风沙区灌木林土壤养分和生物学性质的变化特征,定量评价不同固沙灌木林土壤质量,对风沙区合理选择固沙树种和指导生态修复具有重要的现实意义。[方法]在民勤风沙区选取白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)、红砂(Reaumuria songa... 详细信息

[目的]研究风沙区灌木林土壤养分和生物学性质的变化特征,定量评价不同固沙灌木林土壤质量,对风沙区合理选择固沙树种和指导生态修复具有重要的现实意义。[方法]在民勤风沙区选取白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)、红砂(Reaumuria songarica(Pall.) Maxim.)、沙拐枣(Calligonum mongolicum Turcz.)、膜果麻黄(Ephedra przewalskii Stapf)、黄花矶松(Limonium aureum(L.) Hill.)为研究对象,以裸沙地为对照,测定和分析了不同固沙灌木林土壤的养分、微生物数量和酶活性差异,采用主成分分析和土壤质量指数相结合的方法定量评价了不同固沙灌木对土壤质量的改良效果。[结果](1)民勤风沙区固沙灌木林土壤有机质和氮素含量较低,磷素缺乏,钾素含量较高,全盐量过低;与裸沙地相比,研究区各固沙灌木林土壤有机质、氮素、磷素、钾素含量、微生物数量和酶活性均有所增加;0—20 cm, 20—40 cm, 40—60 cm土层土壤养分含量均以红砂最高,土壤微生物数量和酶活性各固沙灌木林表现趋势各不相同;(2)各固沙灌木林随土层深度增加土壤微生物数量和酶活性变化规律各异,土壤养分含量逐渐减小,但各土层间差异不显著;(3)固沙灌木林土壤养分、盐分、微生物和酶活性之间相关性密切,土壤养分、微生物各指标间均呈极显著正相关关系(p白刺>黄花矶松>沙拐枣>膜果麻黄>裸沙地,20—40 cm和40—60 cm均为红砂>白刺>沙拐枣>黄花矶松>膜果麻黄>裸沙地。[结论]红砂和白刺对土壤质量的改善效果最好,黄花矶松改善表层土壤质量的作用大于中下层土壤。

关键词：风沙区灌木林土壤质量评价主成分分析

祁连山区废弃矿山生态修复效果研究--以山丹县曹家口金矿为例

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甘肃农业大学学报 2022年第4期57卷 171-176,183页

作者：谭岷山李欣娟杨靖文甘肃省水土保持科学研究所甘肃兰州730020

【目的】了解祁连山区废弃矿山生态修复效果,以期为该地区废弃矿山生态修复及后续管理措施提供参考。【方法】以山丹县曹家口金矿生态修复区为例,对比分析修复区与周边原地貌土壤及植被的差别,探讨该废弃矿山整体修复效果。【结果】周... 详细信息

【目的】了解祁连山区废弃矿山生态修复效果,以期为该地区废弃矿山生态修复及后续管理措施提供参考。【方法】以山丹县曹家口金矿生态修复区为例,对比分析修复区与周边原地貌土壤及植被的差别,探讨该废弃矿山整体修复效果。【结果】周边原地貌(CK)0~20 cm和20~40 cm土层土壤的有机质、速效钾、水解性氮、有效磷、总磷、全钾的含量均高于修复区,且差异显著(P0.05);原地貌植被数量、盖度、多样性指数等均高于修复区。【结论】该废弃矿山修复区生态环境仍与周边存在较大差异,需进一步完善优化修复措施。

关键词：祁连山废弃矿山生态修复植被状况

人工模拟降雨条件下泻溜红土坡积体的侵蚀过程和入渗特征

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中国水土保持科学 2019年第1期17卷 10-15页

作者：柴亚凡周波吕文强吴玉锋甘肃省水土保持科学研究所兰州730020

为了探究泻溜红土坡积体的侵蚀过程和入渗特征,采用人工模拟降雨方法,设定16. 1、29. 3、40. 5和51. 3mm/h共4种降雨强度,测定分析4种降雨强度下产流产沙量和入渗速率。4种降雨强度产生的产流总量分别为2 250、5 174、10 036和17 612 c... 详细信息

为了探究泻溜红土坡积体的侵蚀过程和入渗特征,采用人工模拟降雨方法,设定16. 1、29. 3、40. 5和51. 3mm/h共4种降雨强度,测定分析4种降雨强度下产流产沙量和入渗速率。4种降雨强度产生的产流总量分别为2 250、5 174、10 036和17 612 cm3;产沙总量从小到大依次为290 g (16. 1 mm/h)所需时间分别是26、20、18和16 min,径流所携带的泥沙趋于稳定所需时间分别是34、32、30和26 min;平均入渗速率分别为0. 22、0. 37、0. 44和0. 45 mm/min,稳渗速率分别为0. 19、0. 32、0. 38和0. 39 mm/min。随着降雨强度的增加,产流量、产沙量、入渗速率逐渐增加,但稳渗速率增加的趋势不明显,稳定产流产沙所需时间逐渐缩短。本研究结果可为红土泻溜侵蚀的防治和泻溜红土坡积体的改良利用提供指导。

关键词：人工模拟降雨泻溜侵蚀坡积体侵蚀过程渗透特征

光伏电站工程对土壤与植被的影响——以甘肃河西走廊荒漠戈壁区为例

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中国水土保持科学 2019年第2期17卷 132-138页

作者：周茂荣王喜君甘肃省水土保持科学研究所兰州730020

光伏电站建设过程中对原地表的挖填、堆弃、碾压,不可避免地破坏了建设区域的土壤环境、干扰了植被的正常生长。由对甘肃河西走廊荒漠戈壁区6个已建光伏电站环境的监测与调查研究可知:1)光伏板间扰动区域与光伏电站外未扰动区域土壤的p ... 详细信息

光伏电站建设过程中对原地表的挖填、堆弃、碾压,不可避免地破坏了建设区域的土壤环境、干扰了植被的正常生长。由对甘肃河西走廊荒漠戈壁区6个已建光伏电站环境的监测与调查研究可知:1)光伏板间扰动区域与光伏电站外未扰动区域土壤的p H值、全氮、全磷、全钾、有机质、有效磷质量分数差异不大,说明扰动对土壤养分的影响不明显。2)光伏电站在建设过程中对原有植被和地表结皮破坏较大,地表结皮的破坏加剧水土流失和扬尘,甚至引发沙尘暴。植被的破坏降低了植被的覆盖率,引起了生态环境的恶化和植物种群多样性的减少。3)运行期间光伏面板作为集流面可收集雨水和清洗光伏面板的弃水,增加了光伏面板间扰动土地的土壤含水率,加之其遮荫作用降低了地表蒸发,有利于植被恢复。4)光伏电站建设中建议优先选用光电转化效率高的光伏组件,在地质条件许可的前提下支架基础选用螺旋钢管桩基础,以减小对地表的扰动范围和强度。

关键词：光伏电站土壤与植被影响荒漠戈壁区

黄土高原丘陵沟壑区轮作休耕模式下5种土地利用方式土壤剖面水分分布特征

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草业学报 2020年第7期29卷 30-39页

作者：马涛吕文强李泽霞陈爱华董彦丽甘肃省水土保持科学研究所甘肃兰州730020

为探究黄土高原丘陵沟壑区轮作休耕制度土壤剖面水分分布特征,选取覆膜玉米地(YMD)、休耕2年地(XGA)、休耕4年地(XGB)、荒草地(HCD)、紫花苜蓿地(MXD)5种土地利用方式,对土壤剖面0~200 cm土层土壤水分进行测定分析。结果表明:1)除HCD与... 详细信息

为探究黄土高原丘陵沟壑区轮作休耕制度土壤剖面水分分布特征,选取覆膜玉米地(YMD)、休耕2年地(XGA)、休耕4年地(XGB)、荒草地(HCD)、紫花苜蓿地(MXD)5种土地利用方式,对土壤剖面0~200 cm土层土壤水分进行测定分析。结果表明:1)除HCD与MXD土壤含水量在0~20 cm土层之间差异不显著(P>0.05),YMD、XGA、XGB、HCD、MXD各土层土壤含水量均存在显著差异(PXGA(38.02)>MXD(30.91)>YMD(27.06)>HCD(4.12)。4)YMD、XGA、XGB、MXD土壤水分利用土层均为0~40 cm土层,而HCD为0~20 cm土层;YMD和MXD土壤水分利用层和调节层完全相同,分别为40~120 cm和120~200 cm土层;XGA、XGB、HCD土壤水分利用层和调节层分别为40~160 cm、40~180 cm、20~40 cm和160~200 cm、180~200 cm、40~200 cm土层。轮作休耕模式对土壤剖面水分差异性、空间分布、变异性和层次划分产生重要影响,覆膜玉米地土壤水分条件最好,研究结论可为黄土高原丘陵沟壑区土地利用方式优化配置和轮作休耕模式结构调整提供理论依据。

关键词：轮作休耕土地利用方式土壤剖面水分空间分布

关川河流域土地利用变化对其生态服务价值的影响

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山东农业科学 2023年第4期55卷 163-172页

作者：王彦武高金芳陈爱华田晋华柴媛媛甘肃省水土保持科学研究所甘肃兰州730020 甘肃省水利厅兰州水土保持科学试验站甘肃兰州730020

生态服务价值可以衡量土地利用结构的合理性,研究土地利用动态变化与生态服务价值的响应机制,对流域生态文明建设具有重要意义。本研究基于关川河流域1990、2000、2015年3期遥感解译数据,构建了土地利用动态度、土地利用程度指数、生态... 详细信息

生态服务价值可以衡量土地利用结构的合理性,研究土地利用动态变化与生态服务价值的响应机制,对流域生态文明建设具有重要意义。本研究基于关川河流域1990、2000、2015年3期遥感解译数据,构建了土地利用动态度、土地利用程度指数、生态贡献率、生态服务价值变率和敏感性指数等评估指标,分析了关川河流域1990—2015年土地利用及生态服务价值的动态变化。结果如下:(1)关川河流域土地利用类型以耕地、未利用地和草地为主;耕地面积先减后增,草地和水域面积先增后减,林地、建设用地和未利用地面积持续递增。(2)1990—2015年,林地的土地利用变化速度和面积增加幅度最大,草地的面积减小幅度最大;研究期内土地利用程度指数略有减小。(3)1990—2000年关川河流域生态服务价值增加1.89亿元,2000—2015年生态服务价值减少4.36亿元;水文调节、气候调节和土壤保持功能是关川河流域生态系统的主要功能类型。(4)关川河流域草地和耕地的敏感性指数较高,对研究区总生态服务价值增益的贡献率和影响程度较大;水域的生态服务价值变率最高,对流域总生态服务价值有重要影响。提高现有建设用地的利用率和耕地的粮食产量,继续实施生态保护工程,不断发掘水域的生态服务价值,可促进流域生态保护和高质量发展。

关键词：土地利用变化生态服务价值影响评估关川河流域生态服务价值变率敏感性指数

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庄浪县标准梯田综合服务功能价值评估

人民黄河 2022年第3期44卷 103-107页

作者：张峰王彦武陈爱华高金芳陈天林甘肃省水土保持科学研究所甘肃兰州730020 甘肃省水利厅水土保持中心甘肃兰州730000

为了探索标准梯田综合服务功能价值评估方法和思路,进而发掘标准梯田的生产、生活、生态功能价值潜力,从标准梯田的生态功能、生产功能、生活功能3个方面选择产品供给、土壤肥力保持、水土保持、土壤水分涵养、社会保障、休闲娱乐、人... 详细信息

为了探索标准梯田综合服务功能价值评估方法和思路,进而发掘标准梯田的生产、生活、生态功能价值潜力,从标准梯田的生态功能、生产功能、生活功能3个方面选择产品供给、土壤肥力保持、水土保持、土壤水分涵养、社会保障、休闲娱乐、人文景观旅游等7项功能价值指标,运用机会成本法、价格替代法和市场价值法等,对中国第一个梯田化模范县庄浪县标准梯田的综合服务功能价值进行了量化评估。结果表明:庄浪县标准梯田的综合服务功能总价值为148628.20元/(hm^(2)·a),各功能价值指标大小顺序为土壤肥力保持>产品供给>土壤水分涵养>休闲娱乐>社会保障>水土保持>人文景观旅游;庄浪县标准梯田的生态服务功能价值为105635.16元/(hm^(2)·a),占综合服务功能总价值的71.07%;庄浪县标准梯田的生产服务功能价值为38291.01元/(hm^(2)·a),占综合服务功能总价值的25.76%,仅是标准梯田综合服务价值的一小部分,可通过改变种植方式和土地利用类型,选择高附加值的经济作物,进一步提升其生产服务功能价值;庄浪县标准梯田的生活服务功能价值为4702.03元/(hm^(2)·a),仅占综合服务功能总价值的3.17%,生活服务功能的开发利用水平还较低,未来开发利用的潜力较大。

关键词：标准梯田综合服务功能生态功能生产功能生活功能价值评估庄浪县