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变化环境下黄河中游土壤湿度时空格局及其影响因素

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水土保持学报 2025年第1期39卷 73-83页

作者：刘博韩庆功张杰琳彭守璋西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

[目的]为识别黄河中游土壤湿度的主要驱动因子,分析土地覆盖和气候变化对黄河中游土壤湿度变化的影响,为区域生态环境保护和高质量发展提供理论依据。[方法]使用SiB2模型模拟黄河中游2000年、2005年、2010年、2015年和2020年的表层土壤... 详细信息

[目的]为识别黄河中游土壤湿度的主要驱动因子,分析土地覆盖和气候变化对黄河中游土壤湿度变化的影响,为区域生态环境保护和高质量发展提供理论依据。[方法]使用SiB2模型模拟黄河中游2000年、2005年、2010年、2015年和2020年的表层土壤湿度(SSM)与根区土壤湿度(RZSM),分析其时空分布格局;结合地理探测器、随机森林、SHAP分析其主要驱动因子;使用情景设置法分析土地覆盖与气候变化对SSM和RZSM变化的贡献。[结果]1)参数校准后的SiB2模型可较好地模拟黄河中游的土壤湿度。2)黄河中游土壤湿度整体呈南高北低的空间分布特征,SSM和RZSM在不同生态分区、不同季节和不同土地覆盖类型下分布特征存在差异。3)降水、土壤类型和向下短波辐射是黄河中游SSM的主要驱动因子,降水、土壤类型和土地覆盖类型是黄河中游RZSM的主要驱动因子,不同生态分区土壤湿度的驱动因子存在差异。4)黄河中游土地覆盖类型的转换对RZSM的影响具有区域差异性,叶面积指数(LAI)升高导致RZSM降低是主要的变化方向。5)相较于2000年,2020年SSM和RZSM的下降分别由气候变化的差异和土地覆盖变化的差异所主导。[结论]2000—2020年黄河中游地区土地覆盖变化导致根区土壤水分下降,降水量对土地覆盖类型转换后土壤湿度的变化有重要影响。

关键词： SiB2模型土壤湿度土地覆盖变化气候变化驱动因子

基于TOPSIS-AISM模型的黄土高原主推玉米品种适应性评价

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干旱地区农业研究 2025年第1期43卷 1-12,31页

作者：李帅陈亚飞王辉许吉利王仕稳孙笑宇孙秋雨殷俐娜邓西平西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

为构建黄土高原地区玉米品种适应性评价体系,筛选与该地区气候条件相匹配的优良品种,通过2022年和2023年大田试验比较黄土高原50个主推玉米品种在两种降水状况下的产量和穗部性状,基于符合黄土高原气候特征的2023年试验数据,获取了以高... 详细信息

为构建黄土高原地区玉米品种适应性评价体系,筛选与该地区气候条件相匹配的优良品种,通过2022年和2023年大田试验比较黄土高原50个主推玉米品种在两种降水状况下的产量和穗部性状,基于符合黄土高原气候特征的2023年试验数据,获取了以高产、抗倒伏和高效为目的3大类共11个性状指标,通过Pearson相关性分析判别指标间的相关性,使用CRITIC法确定指标权重,基于TOPSIS-AISM模型得到各品种优劣排序。结果表明,拔节~抽雄期作物需水量和降水量的耦合度较低,导致玉米产量、穗粗、穗重的平均值下降,产量的变异系数增大而百粒重的变异系数减小。TOPSIS-AISM联用筛选出‘陕科6号’、‘登海605’和‘正大12’为稳定较优品种。玉米品种对拔节~抽雄期的降水状况响应敏感,水分利用效率和降水与作物需水耦合系数为高权重指标,可较好地评价黄土高原地区玉米品种适应性。此外,TOPSIS-AISM联用较传统TOPSIS方法更具客观性和普遍性,判定结果排序稳定,可适用于作物品种评价和推广。

关键词：玉米品种适应性评价对抗结构解释模型(AISM) 逼近理想解排序法(TOPSIS) 黄土高原

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子午岭森林土壤水分散性胶体特性研究

土壤通报 2025年第01期56卷 96-106页

作者：胡少杰吕银彦孟静张宇航杜伟胡斐南许晨阳西北农林科技大学资源环境学院西北农林科技大学农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室中国科学院水利部水土保持研究所

【目的】研究黄土高原自然植被恢复典型森林群落土壤水分散性胶体的特性，为该区土壤质量评估与生态恢复建设提供科学依据。【方法】采用空间代替时间方法，以子午岭林区植被恢复时间分别为90年、110年、130年和160年的辽东栎森林土壤... 详细信息

【目的】研究黄土高原自然植被恢复典型森林群落土壤水分散性胶体的特性，为该区土壤质量评估与生态恢复建设提供科学依据。【方法】采用空间代替时间方法，以子午岭林区植被恢复时间分别为90年、110年、130年和160年的辽东栎森林土壤为研究对象，采用离心法提取土壤水分散性胶体，表征其表面形貌、黏土矿物类型和表面官能团；采用表面性质联合测定法测定水分散性胶体的表面电化学性质，研究土壤和水分散性胶体的养分计量特征。【结果】随着植被恢复时间增加，森林土壤有机碳含量和阳离子交换量升高，土壤表面电荷数量及电荷密度逐渐增加，土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量提高，C/N、C/P和N/P均表现出先增长后降低的趋势。养分计量学分析表明，子午岭森林土壤受到氮素营养限制。森林土壤水分散性胶体的主要黏土矿物是水云母、绿泥石和高岭石，与农田土壤胶体相比，森林土壤胶体数量降低，其有机碳稳定性更高。土壤水分散性胶体对土壤有机碳、速效钾、速效磷和表面电荷数量的平均贡献率为26.28%、45.44%、68.09%和79.62%，表明速效钾和速效磷主要集中在土壤胶体部分。【结论】植被恢复提高了子午岭森林土壤的氮素含量，但土壤养分仍受到氮素限制，同时降低了土壤水分散性胶体的数量及速效磷和钾含量，降低了颗粒态氮和磷的迁移风险，有利于改善下游水体质量。

关键词：植被恢复土壤胶体表面电化学养分化学计量

输变电工程施工区边坡不同植被恢复模式的水土保持效益

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西北林学院学报 2025年第2期40卷 132-140页

作者：吕铭刘岩吕忠华赫鑫计霖刘然贾博王文龙郑俊林国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院辽宁沈阳110015 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 沈阳农业大学水利学院辽宁沈阳110866

研究不同植被恢复模式对矿区输变电工程施工边坡产流产沙的影响。采用野外原位放水冲刷方法,以裸坡为对照,研究了矿区输变电施工时边坡在不同放水流量(5~25 L/min)条件下裸坡(LP)、冰草坡面(BC)、沙打旺冰草混合坡面(SBC)的产流产沙规... 详细信息

研究不同植被恢复模式对矿区输变电工程施工边坡产流产沙的影响。采用野外原位放水冲刷方法,以裸坡为对照,研究了矿区输变电施工时边坡在不同放水流量(5~25 L/min)条件下裸坡(LP)、冰草坡面(BC)、沙打旺冰草混合坡面(SBC)的产流产沙规律和减水减沙效益。结果表明:1)在各放水流量条件下,裸坡与植被坡面的径流率均随放水流量增大而增大,而含沙量和侵蚀速率表现为先增加后降低的趋势。在产流初期,径流率与侵蚀速率显著增大,后波动降低。2)LP、BC和SBC坡面平均径流率分别为2.62~15.96、0.26~13.48、0.91~13.44 L/min。坡面平均含沙量分别为0.21~0.79、0.03~0.10、0.05~0.09 g/mL,而平均侵蚀速率分别为824~3926、21~792、95~661 g/min。各坡面侵蚀速率与径流之间呈现极显著的幂函数关系(P水土流失和侵蚀现象。

关键词：植被恢复模式输变电工程施工边坡径流率侵蚀速率减水减沙

基于结构方程模型的关中地区玉米穗部性状关系研究

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干旱地区农业研究 2025年第1期43卷 151-159页

作者：王乃江刘璐冯浩魏永胜山东农业工程学院国土资源与测绘工程学院山东济南250100 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院(水土保持研究所) 陕西杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学生命科学学院陕西杨凌712100

为构建“玉米穗长-穗粗-穗行数-行粒数-百粒重-穗粒重”关系的结构方程模型,揭示农田环境变化下关中地区玉米穗部性状之间的因果效应,依据关中地区田间管理经验,在陕西杨凌设置雨养和灌溉2个主处理,免耕、不同灌水定额、不同施肥量、不... 详细信息

为构建“玉米穗长-穗粗-穗行数-行粒数-百粒重-穗粒重”关系的结构方程模型,揭示农田环境变化下关中地区玉米穗部性状之间的因果效应,依据关中地区田间管理经验,在陕西杨凌设置雨养和灌溉2个主处理,免耕、不同灌水定额、不同施肥量、不同有机物料添加和不同覆盖措施5个副处理,共33个处理,进行了连续3 a(2014—2016年)的田间定位试验。结果表明:6个穗部性状均易受田间环境变化的影响,变异系数均介于10.87%~22.49%(中等变异),其中穗粒重对田间环境变化最敏感,其次为百粒重。玉米穗部性状关系的初始结构方程模型与田间实测数据适配欠佳,但在修订后,6个适配度评价指标均在合理范围内。穗粒重受百粒重的影响(0.667)>穗行数(0.554)>穗长(0.463)>行粒数(0.283)>穗粗(0.102),百粒重受行粒数的影响(-0.734)>穗长(-0.398)>穗行数(0.318)>穗粗(0.151),行粒数受穗长的影响(0.939)>穗行数(-0.167),穗粗受穗长的影响(0.606)>穗行数(0.272)。研究结果可为关中地区通过改善穗部性状来提高玉米产量提供理论参考。

关键词：玉米农田环境穗部性状结构方程模型

不同退化程度高寒草地土壤微生物残体和球囊霉素积累及其对有机碳的贡献

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应用生态学报 2025年

作者：张浩林李娅芸胡洋李会军周玥安韶山朱兆龙西北农林科技大学水土保持科学与工程学院黄河水资源保护科学研究院西北农林科技大学资源与环境学院西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室

青藏高原是全球变化研究的“敏感区”，其草地退化严重影响土壤微生物和有机碳（SOC）积累。土壤微生物残体（MNC）和球囊霉素相关土壤蛋白（GRSP）作为稳定的微生物代谢产物在SOC的形成和稳定中发挥着关键作用。本研究选取青藏高原不... 详细信息

青藏高原是全球变化研究的“敏感区”，其草地退化严重影响土壤微生物和有机碳（SOC）积累。土壤微生物残体（MNC）和球囊霉素相关土壤蛋白（GRSP）作为稳定的微生物代谢产物在SOC的形成和稳定中发挥着关键作用。本研究选取青藏高原不同退化程度（未退化、轻度退化、中度退化和重度退化）的高寒草地为研究对象，测定土壤中的MNC和GRSP，分析它们对SOC的贡献及其影响因素。结果表明：1)随着高寒草地退化程度的加剧，土壤中MNC(14.27～6.04 mg g-1)和GRSP的含量(7.64～2.55 mg g-1)显著减少，但对SOC的贡献变化不显著；2)MNC对SOC的贡献（7.5%～68.3%）高于GRSP（3.3%～26.5%），前者平均为后者的2.8倍。高寒草地退化导致在SOC降低的过程中，MNC减少的速率是GRSP的1.7倍；3)土壤理化性质和微生物生物量是影响MNC和GRSP积累的重要因素。综上，微生物代谢产物（如MNC和GRSP）对SOC的维持具有重要意义，能够在高寒草地退化过程中缓解SOC含量的下降，在应对和减缓高寒草地退化方面扮演着关键角色。

关键词：高寒草地草地退化土壤有机碳球囊霉素相关土壤蛋白微生物残体碳

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黄土高原作物C因子新方法

水土保持学报 2025年第1期39卷 294-302页

作者：谢欣利李晴岚王林华张晖吴发启西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 深圳市自然资源与不动产评估发展研究中心广东深圳518055 中国科学院华南植物园广州510650

[目的]为探究不同作物覆盖与管理措施下坡面土壤流失率、作物覆盖与管理因子的响应机制,以便更精准地评价作物覆盖与管理措施对土壤侵蚀的抑制作用。[方法]以谷子为研究对象,采用人工模拟降雨,设置作物、有糙度作物、有结皮作物、裸露... 详细信息

[目的]为探究不同作物覆盖与管理措施下坡面土壤流失率、作物覆盖与管理因子的响应机制,以便更精准地评价作物覆盖与管理措施对土壤侵蚀的抑制作用。[方法]以谷子为研究对象,采用人工模拟降雨,设置作物、有糙度作物、有结皮作物、裸露、有糙度、有结皮6个小区坡面条件,分别记作A1、A2、A3、B1、B2、B3。通过Matlab数值模拟得到SLR估算模型,结合降雨侵蚀力分布曲线计算不同C因子值。[结果]地表糙度、土壤结皮均能进一步减弱作物小区的水土流失,与作物小区相比,有糙度作物小区SLR平均减少21.00%,有结皮作物小区平均减少16.50%。得到的作物、有糙度作物、有结皮作物小区土壤侵蚀率模型3种土壤侵蚀率模型,结合降雨侵蚀力分布情况可计算全生育期C因子值。经淳化野外数据验证,作物、有糙度作物、有结皮作物小区土壤侵蚀率模型均可达到较精确的预测效果,其全生育期估算C因子分别为0.30、0.25、0.25,纳什系数分别为0.96、0.87、0.75。[结论]研究结果为开展全国性的C因子研究提供一定参考依据。

关键词：土壤侵蚀 C因子植被盖度地表糙度土壤结皮

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青藏高原侵蚀沟分类初探

水土保持学报 2025年第1期39卷 1-9页

作者：李建军焦菊英陈一先曹雪陈同德程玉卓刘祖艳章志鑫王颢霖林红陈玉兰税军锋西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 山西农业大学水土保持科学研究所太原030013 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 西华师范大学地理科学学院四川南充637009 青海民族大学政治与公共管理学院西宁810007 察隅县人力资源和社会保障局西藏林芝860600 错那市自然资源局西藏山南856700 贵州工程应用技术学院贵州毕节551700

[目的]传统的侵蚀沟分类体系集中在农业景观,青藏高原人类活动少,侵蚀沟主要发生在自然景观中,为提出一套因地制宜的、适应自然景观的青藏高原侵蚀沟分类体系。[方法]通过对一江两河地区、藏东南地区、藏北高原、三江源地区、河湟谷地... 详细信息

[目的]传统的侵蚀沟分类体系集中在农业景观,青藏高原人类活动少,侵蚀沟主要发生在自然景观中,为提出一套因地制宜的、适应自然景观的青藏高原侵蚀沟分类体系。[方法]通过对一江两河地区、藏东南地区、藏北高原、三江源地区、河湟谷地、柴达木盆地、祁连山地等青藏高原典型地区开展大量的野外调查,并结合亚米级高分辨率遥感影像开展室内判读。[结果]区分成因或形态与侵蚀沟相近但非侵蚀沟的多种地貌,并基于侵蚀沟的规模、成因、所处地貌、形态等多个依据对其进行分类。根据侵蚀沟的规模将其划分为小型沟、中型沟、大型沟和巨型沟等;根据成因划分为降雨径流沟、融雪泥流沟、冰川沟、冻土热融沟和人类活动沟等;根据发育所处的地貌划分为陡坡沟、谷底沟、缓坡沟、悬沟、阶地沟、塬边沟和塬面沟等;根据形态划分为直线沟、弯曲沟、勺状沟、条状沟、拓宽状沟、窄长沟、宽短沟、放射状沟、平行状沟和树状沟等。[结论]初步提出一套适合青藏高原特点的多依据侵蚀沟综合分类原则,并建议以规模作为与黄土高原等其他地区侵蚀沟分类对比的主要依据,为青藏高原土壤侵蚀研究和生态环境保护提供支撑。

关键词：土壤侵蚀沟蚀侵蚀沟分类青藏高原

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基于冷冻-微波法的污水净化试验研究

中国农村水利水电 2025年第1期 1-7页

作者：吴雷张博栗现文胡亚鲜王瑞琪陈俊英西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

为探究冷冻-微波法净化污水水质效果,研究设计室内污水冻结成冰,结合微波快速解冻,按T1~T5时间段收集融出水试验。结果表明:(1)17 min的微波解冻可取代传统14.5 h的污水冰解冻。(2)T1+T2的微波处理,去除污水中59.18%和64.57%以上的理化... 详细信息

为探究冷冻-微波法净化污水水质效果,研究设计室内污水冻结成冰,结合微波快速解冻,按T1~T5时间段收集融出水试验。结果表明:(1)17 min的微波解冻可取代传统14.5 h的污水冰解冻。(2)T1+T2的微波处理,去除污水中59.18%和64.57%以上的理化指标含量和离子含量,同时色度、浑浊度、絮状沉淀也显著减少。(3)微波解冻17 min后的水产品中,TDS与总硬度浓度比最大仅0.16,总碱度、HPO_(3)、PO_(4)^(3-)、COD_(Mn)、SiO_(2)、H_2SiO_(3)的浓度在0.20~0.41之间;K^(+)、Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)-、NO_(3)^(-)浓度比仅在0.05~0.20之间;As的浓度接近0。(4)主成分分析结果显示,冷冻-微波法净化TDS及总阴离子净化效果最好,主成分综合得分Y分别为4.55和3.65。总体而言,结合冻融过程与微波快速解冻,可快速、高效地实现污水处理。

关键词：微波污水净化冻融浓度比去除率