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崩岗土壤液塑限的离子特异性效应

森林与环境学报 2024年第4期44卷 387-394页

作者：黄碧妃钟洪林张越蒋芳市林金石黄炎和福建警察学院刑事科学技术系福建福州350007 福建农林大学金山水土保持科教园福建福州350002

为探究崩岗土壤液塑限的离子特异性效应,选取福建省长汀县河田镇一处稳定型崩岗的3个土层土壤(红土层、砂土层和碎屑层)为研究对象,用液塑限联合测定仪对不同离子(Li^(+)、Na^(+)和K^(+))盐溶液交换处理后的土壤液塑限进行分析。结果表... 详细信息

为探究崩岗土壤液塑限的离子特异性效应,选取福建省长汀县河田镇一处稳定型崩岗的3个土层土壤(红土层、砂土层和碎屑层)为研究对象,用液塑限联合测定仪对不同离子(Li^(+)、Na^(+)和K^(+))盐溶液交换处理后的土壤液塑限进行分析。结果表明,红土层的土壤塑限、液限和塑性指数均显著高于砂土层和碎屑层(P系,其中,土壤塑限与黏粒含量和阳离子交换量呈显著正相关关系(P<0.05)。K^(+)交换处理后,红土层土壤塑限、液限和塑性指数比Li^(+)交换处理分别高5.80%、9.53%和12.99%,比Na^(+)交换处理分别高3.50%、9.77%和15.86%;K^(+)交换处理后,砂土层土壤塑限、液限和塑性指数比Li^(+)交换处理分别高7.22%、6.69%和6.83%,比Na^(+)交换处理分别高4.33%、5.27%和7.32%;而不同离子对碎屑层土壤液塑限的影响不显著。不同离子对同一土层土壤液塑限的影响不同,K^(+)交换处理后红土层、砂土层的土壤液塑限总体高于Li^(+)和Na^(+)交换处理,即较Li^(+)和Na^(+)而言,K^(+)可提高崩岗土壤液塑限。

关键词：崩岗离子特异性效应液限塑限塑性指数锂离子钠离子钾离子

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水土化学作用对崩岗土体抗剪特性的影响

土壤通报 2024年第1期55卷 40-49页

作者：黄碧妃杨茂进李灿娥张越蒋芳市江凌林金石黄炎和福建警察学院刑事科学技术系福建福州350007 福建农林大学金山水土保持科教园福建福州350002

【目的】探究水土化学作用对花岗岩崩岗区崩壁土体抗剪特性的影响,为阐明花岗岩崩岗侵蚀的成因机理提供理论依据。【方法】以福建省长汀县典型崩岗区崩壁土体(红土层、砂土层和碎屑层)为研究对象,分析了经不同离子浓度(0.005、0.01和0.1... 详细信息

【目的】探究水土化学作用对花岗岩崩岗区崩壁土体抗剪特性的影响,为阐明花岗岩崩岗侵蚀的成因机理提供理论依据。【方法】以福建省长汀县典型崩岗区崩壁土体(红土层、砂土层和碎屑层)为研究对象,分析了经不同离子浓度(0.005、0.01和0.1 mol L^(−1))和离子类型(Na^(+)和K^(+))的盐溶液交换处理后崩岗3个土层的土体抗剪特性(偏应力、黏聚力和内摩擦角)。【结果】红土层的偏应力、黏聚力和内摩擦角均显著高于砂土层和碎屑层。随着溶液浓度的增加,K^(+)体系下崩岗3个土层的黏聚力显著增加,其中红土层增幅最大,增加了17.39%,Na^(+)体系则表现出相反趋势;2种离子体系下土体的内摩擦角总体差异不显著。K^(+)体系下崩岗3个土层的偏应力和黏聚力均显著大于Na^(+)体系,其中,K^(+)处理的红土层、砂土层和碎屑层的黏聚力比Na^(+)处理的分别高9.99%、3.37%和9.65%,但2种离子对内摩擦角的影响总体并不显著。水土化学作用对黏聚力的影响显著大于内摩擦角。【结论】不同浓度的Na^(+)和K^(+)对黏聚力的影响显著大于内摩擦角,K^(+)可通过增加黏聚力而增加土体的抗剪强度,K^(+)浓度越高,抗剪强度越大。

关键词：崩岗离子偏应力黏聚力内摩擦角

基于自组织映射神经网络的淮河流域生态系统服务簇时空变化特征

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生态学报 2024年第11期44卷 4544-4557页

作者：常耀文吴迪李欢刘霞王蕴鹏郭家瑜南京林业大学南方现代林业协同创新中心江苏省水土保持与生态修复重点实验室南京210037 淮河水利委员会淮河流域水土保持监测中心站蚌埠233001

生态系统服务簇的识别是区域生态系统服务管理与优化的关键。量化了2000、2010、2020年淮河流域产水量(WY),水源涵养(WC),土壤保持(SC),生境质量(HQ),水质净化(WP),净初级生产力(NPP)和碳储量(CS)7种生态系统服务。并基于自组织映射神... 详细信息

生态系统服务簇的识别是区域生态系统服务管理与优化的关键。量化了2000、2010、2020年淮河流域产水量(WY),水源涵养(WC),土壤保持(SC),生境质量(HQ),水质净化(WP),净初级生产力(NPP)和碳储量(CS)7种生态系统服务。并基于自组织映射神经网络(SOFM)识别了生态系统服务簇,探讨了生态系统服务簇的时空变化特征。结果表明:(1)2000—2020年,WP,NPP与WC呈上升趋势,WC的增幅最大;CS与HQ呈下降趋势。淮河流域各生态系统服务具有时空异质性,生态系统服务高值区多位于西南部山区与东北部丘陵山地地区。(2)识别了5个生态系统服务簇:核心生态服务簇,WP服务簇,WY服务簇,NPP服务簇与生态过渡服务簇。核心生态服务簇与生态过渡服务簇的面积总体增加,流域西南部山区与东北部丘陵山地地区生态系统服务提升,2000—2020年,WY服务簇与NPP服务簇间的转移面积较大,WY服务簇面积减少达60.09%,NPP服务簇面积显著增加,2020年占整个流域面积的57.02%。研究结果不仅有助于清晰认识淮河流域生态系统服务簇的空间分布格局及动态变化,也为探索淮河流域可持续的生态系统管理与规划决策奠定了基础。

关键词：生态系统服务自组织映射神经网络(SOFM) 生态系统服务簇淮河流域 InVEST模型

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西宁盆地黄土区草本植物边坡电阻率与土体物理力学性质关系研究

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岩土力学 2024年第2期45卷 477-488页

作者：赵迎宵何伟鹏丁晓英詹俊胡夏嵩刘昌义缪晓星王延秀卢海静邢光延李华坦张培豪青海大学地质工程系青海西宁810016 青海省第三地质勘查院青海西宁810008 青海省水土保持中心青海西宁810000 青海大学农牧学院青海西宁810016 青海大学土木水利学院青海西宁810016

为研究高寒干旱-半干旱环境黄土区种植不同类型草本植物边坡土体电阻率与其物理力学性质之间的定量关系,探讨电阻率数值反映边坡土体物理力学性质及其变化特征,在西宁盆地长岭沟流域自建试验区选取未种植裸坡以及种植生长期为3年的垂穗... 详细信息

为研究高寒干旱-半干旱环境黄土区种植不同类型草本植物边坡土体电阻率与其物理力学性质之间的定量关系,探讨电阻率数值反映边坡土体物理力学性质及其变化特征,在西宁盆地长岭沟流域自建试验区选取未种植裸坡以及种植生长期为3年的垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)、细茎冰草(Agropyron trachycaulum ***.)、高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)的边坡共5种类型边坡为研究对象。通过开展边坡土体密度、含水率、含根系与不含根系土体直剪试验,对比不同草本植物根系对边坡土体物理力学性质的影响。在此基础上,利用二维电阻率层析成像方法建立不同边坡土体物理力学性质指标与土体电阻率间的定量关系。结果表明:(1)与未种植裸坡相比较,种植老芒麦边坡上层(0~10 cm)土体含水率增幅最大为26.53%;种植高羊茅边坡上层(0~10 cm)土体平均密度降幅最大为18.30%;种植垂穂披碱草边坡上层(0~10cm)土体黏聚力附加值最大,且为未种植裸坡的2.75倍。(2)5种类型边坡的电阻率受根系分布和边坡位置因素的共同影响,电阻率随着深度增加逐渐降低。4种草本边坡坡面以下0~20cm处土体电阻率均较裸坡大,该深度为根系分布大致范围。(3)5种边坡土体物理力学性质与电阻率数据之间存在拟合方程式(相关系数R2为0.48~0.77),且通过Pearson相关性分析得到边坡土体黏聚力c与电阻率间的相关性相对最高,相关系数R2为0.765。上述研究结果反映出可通过电阻率层析成像技术反映边坡土体物理力学性质,以及边坡土体中植物根系分布特征,可为研究区及其周边地区采用植物有效防治水土流失、浅层滑坡等灾害提供理论依据和实际指导意义。

关键词：高寒干旱-半干旱环境西宁盆地二维电阻率层析成像边坡土体电阻率土体物理力学性质 Pearson相关性分析

不同气候区生态系统服务权衡空间异质性及其驱动因素——以川滇-黄土高原生态屏障带为例

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生态学报 2024年第1期44卷 107-116页

作者：殷允可李昊瑞张铭王良杰姜姜南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 江苏省水土保持与生态修复重点实验室南京210037

厘清生态系统服务权衡关系的驱动因素对实现生态系统高效管理至关重要。然而,在不同气候区生态系统服务权衡关系在空间上如何变化及其驱动机制是否一致,尚不清楚。以川滇-黄土高原生态屏障带为例,基于InVEST模型、CASA模型评估生态系统... 详细信息

厘清生态系统服务权衡关系的驱动因素对实现生态系统高效管理至关重要。然而,在不同气候区生态系统服务权衡关系在空间上如何变化及其驱动机制是否一致,尚不清楚。以川滇-黄土高原生态屏障带为例,基于InVEST模型、CASA模型评估生态系统服务空间分布特征,采用RMSE量化生态系统服务权衡关系,利用地理探测器探究不同气候区生态系统服务权衡的驱动机制,以期为生态系统管理提供参考依据。结果如下:(1)不同生态系统服务在不同气候区存在明显差异,WY整体由东北向西南呈递减趋势,NPP和SC呈现由北向南递减的趋势。(2)WY∩NPP的权衡最高值在中温带为0.317,最低值在高原气候区为0.181。WY∩SC在不同气候区RMSE变化幅度较小,由南向北呈现递减趋势;中亚热带气候区WY∩SC的权衡程度最高,为0.295,南温带的权衡程度最低,为0.229。NPP∩SC的RMSE差值最小,仅有0.064,高原气候区权衡程度略低于温带和亚热带。(3)在不同气候区自然因素对权衡关系作用显著高于社会因素,但在人口密集区,人为活动可以部分突破自然因素的约束,使其对权衡的影响有所提升。因此,在制定不同气候区生态系统服务管理的针对性措施时,应考虑生态系统服务权衡的空间特征和驱动因素的差异性。

关键词：生态系统服务权衡川滇-黄土高原生态屏障带驱动因素

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乌兰布和荒漠绿洲风沙特性及防护林防护效应

中国水土保持科学 2024年第3期22卷 136-145页

作者：蔡俊顺王京学肖辉杰辛智鸣王百田李俊然北京林业大学水土保持学院北京100083 内蒙古磴口荒漠生态生态系统国家定位观测研究站内蒙古磴口015200 香港大学地理系中国香港999077

农田防护林在保持水土及土壤风蚀防控方面发挥着重要作用。为了探究真实大气环境下绿洲防护林体系的防风阻沙效益,以乌兰布和荒漠绿洲防护林为研究对象,利用位于荒漠绿洲过渡带和绿洲的近地面沙尘观测塔监测的2019—2020年不同高度处的... 详细信息

农田防护林在保持水土及土壤风蚀防控方面发挥着重要作用。为了探究真实大气环境下绿洲防护林体系的防风阻沙效益,以乌兰布和荒漠绿洲防护林为研究对象,利用位于荒漠绿洲过渡带和绿洲的近地面沙尘观测塔监测的2019—2020年不同高度处的风速、风向和沙尘数据,分析荒漠绿洲过渡带和绿洲的风沙分布统计特性。结果表明:荒漠绿洲过渡带和绿洲主导风向为东北和西南方向,2区域内平均风速均随观测高度增加逐渐增大;从荒漠绿洲过渡带至绿洲,受防护林体系的影响,平均风速整体减弱,≥4~8 m/s的中风速和≥8 m/s的高风速样本比例平均减少约8.8%和7.8%;荒漠绿洲过渡带和绿洲月最大平均风速多出现在夏秋2季以及春季末,且月最大平均风速与平均风速均值呈线性关系;2区域沙通量随着高度的增加逐渐减少,受防护林带影响同观测高度水平沙通量和垂直沙通量分别减少65%和36%;输沙方向整体朝东和东南偏东方向,该方向在绿洲受观测高度影响较小,在荒漠绿洲过渡带不同高度输沙方向会产生差异,输沙势从荒漠绿洲过渡带至绿洲总体降低。防护林体系对区域范围内的风沙活动影响明显,能够减轻风蚀所带来的水土流失,对绿洲可持续发展具有重要价值。

关键词：防护林风沙运动统计特性防风阻沙乌兰布和荒漠绿洲

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太行山区典型土地利用类型水土流失特征分析

中国水土保持 2024年第7期 42-47页

作者：王洁张广英刘凤婵陶泽保定市水土保持试验站河北保定071000 河北大学生态环境系河北保定071002

为探究太行山区典型土地利用类型水土流失规律,选取崇陵小流域内林地、坡耕地、裸地3种土地利用类型坡面径流小区,利用人工观测结合自动雨量站、水土流失自动观测仪,观测2016年、2020年和2021年3个年份各径流小区水土流失特征,结果表明... 详细信息

为探究太行山区典型土地利用类型水土流失规律,选取崇陵小流域内林地、坡耕地、裸地3种土地利用类型坡面径流小区,利用人工观测结合自动雨量站、水土流失自动观测仪,观测2016年、2020年和2021年3个年份各径流小区水土流失特征,结果表明:林地产流次数最少(7次),坡耕地产流次数最多(24次);径流深与次降雨量呈正相关关系,径流深增长速度在林地最小,在坡耕地最大,表明林地对降雨的拦截作用最强;土壤流失量随降雨侵蚀力的增加而增加,坡耕地的增长速度最快;林地、坡耕地及裸地7—9月土壤流失量占全年的比例分别为100%、98.44%和88.79%;雨季时林地对水土流失的减少作用远大于雨季之后,表明雨季时林地对水土流失的抑制作用更强。坡耕地是太行山区产生水土流失较严重的一种土地利用类型,相同降雨类型下有植被覆盖、实施水土保持工程措施的土地可有效减少坡面水土流失量。

关键词：特征分析水土流失土地利用类型太行山区

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基于C-D生产函数的灌区节水贡献率研究

中国农村水利水电 2024年第7期 234-240,254页

作者：徐凯沈建强刘敏昊杨开静白明皓雷波徐立荣翟林鹏中国水利水电科学研究院水利研究所北京100048 江苏省水利厅农村水利与水土保持处江苏南京210029 济南大学水利与环境学院山东济南250022

为挖掘灌区节水目标实现路径,提高灌区用水效率,研究分析了大中型灌区水利工程建设管护对节水战略目标的贡献程度。以江苏省为例,选取6个典型灌区,收集了2015-2022年统计数据,分别计算渠系工程、田间工程和非工程措施的节水潜力,并据此... 详细信息

为挖掘灌区节水目标实现路径,提高灌区用水效率,研究分析了大中型灌区水利工程建设管护对节水战略目标的贡献程度。以江苏省为例,选取6个典型灌区,收集了2015-2022年统计数据,分别计算渠系工程、田间工程和非工程措施的节水潜力,并据此计算灌区总节水潜力。以水利工程投入、劳动力投入、土地投入、技术进步作为自变量,灌区总节水潜力作为因变量,利用改进C-D生产函数来构建“双对数模型”。利用SPSS软件对数据进行多元线性回归,运用步进法剔除无关变量后建立最优方程,通过弹性系数测算不同变量对节水目标的贡献率大小。结果表明,在灌区总节水潜力组成中,渠系工程节水占比最大,田间工程节水占比最小;水利工程投入、土地投入、技术进步对节水目标的平均贡献率分别为45.5%、30.4%、5.2%,但技术进步贡献率呈现逐年增长的趋势,水利工程收入贡献率先减小后增大。大型灌区水利工程对灌区节水的贡献率高于中型灌区。该研究将C-D生产函数模型运用到节水评价当中,结果较为合理可靠,可为大中型灌区节水发展提供技术参考。

关键词：灌区节水潜力柯布-道格拉斯生产函数贡献率

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基于模糊层次分析法的西廒沟淤地坝坝系效益评价研究

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中国水土保持 2024年第4期 45-48页

作者：习玉森杨军孙雪姣张晓静山西农业大学水土保持科学研究所山西太原030013 山西省淤地坝院士工作站山西太原030013

通过查阅资料及专家咨询等方式,建立了乡宁县西廒沟小流域淤地坝坝系综合效益评价指标体系。该指标体系由目标层、准则层、指标层3个层次组成,其中目标层为坝系综合效益,准则层由生态效益、经济效益、社会效益3个一级指标组成,指标层是... 详细信息

通过查阅资料及专家咨询等方式,建立了乡宁县西廒沟小流域淤地坝坝系综合效益评价指标体系。该指标体系由目标层、准则层、指标层3个层次组成,其中目标层为坝系综合效益,准则层由生态效益、经济效益、社会效益3个一级指标组成,指标层是准则层各个指标的细分,共有15个二级指标。通过层次分析法确定指标的权重,构建了模糊数学评价模型,对西廒沟流域淤地坝坝系综合效益进行评价,得到其生态、经济、社会效益的具体分值分别为82.40、83.09、80.40,综合效益得分为81.96,达到了优等级,说明该淤地坝坝系取得了良好的综合效益。

关键词：层次分析法模糊模型评价指标淤地坝坝系效益乡宁县山西省