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1976—2021年纳木错和色林错湖泊面积变化及驱动因素分析

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盐湖研究 2024年第3期32卷 61-68页

作者：刘金凤田碧青吴常雪丁莹莹高鹏穆兴民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 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

湖泊在水循环和水平衡中发挥着重要作用,对气候变化极其敏感。分析青藏高原湖泊面积变化及驱动因素,对揭示高原气候变化具有重要意义。文章通过解译1976—2021年Landsat系列遥感影像,获取纳木错和色林错湖泊水体面积,利用数理统计方法... 详细信息

湖泊在水循环和水平衡中发挥着重要作用,对气候变化极其敏感。分析青藏高原湖泊面积变化及驱动因素,对揭示高原气候变化具有重要意义。文章通过解译1976—2021年Landsat系列遥感影像,获取纳木错和色林错湖泊水体面积,利用数理统计方法分析湖泊水体面积及气温、降水的变化特征,并探讨了气温和降水量对湖泊面积变化的影响。结果表明:1.纳木错和色林错湖泊面积总体均呈显著增长趋势(P研究及生态环境保护措施的制定提供理论依据。

关键词：湖泊面积气候变化遥感趋势分析突变检验

施加生物炭对谷子干物质积累、转运、分配和土壤理化性质的影响

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作物学报 2024年第3期50卷 695-708页

作者：李博洋叶茵楚睿雯井苗张岁岐严加坤榆林学院生命科学学院陕西榆林719000 九江市农业科学院江西九江332000 榆林市农业科学研究院陕西榆林719000 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

谷子是我国北方重要的杂粮作物,研究表明施加生物炭显著提高谷子产量,但生物炭施用对谷子干物质积累转运及沙地土壤理化性质的影响缺乏详细研究。因此,为研究生物炭对谷子干物质积累转运及分配和土壤的影响,以“榆谷抗1”为试验材料,于2... 详细信息

谷子是我国北方重要的杂粮作物,研究表明施加生物炭显著提高谷子产量,但生物炭施用对谷子干物质积累转运及沙地土壤理化性质的影响缺乏详细研究。因此,为研究生物炭对谷子干物质积累转运及分配和土壤的影响,以“榆谷抗1”为试验材料,于2021—2022年在毛乌素新开垦沙地开展田间试验,共设置1个对照组(CK,生物炭添加量0.0 t hm^(-2))和3个试验组3.0 t hm^(-2)(C1)、4.5 t hm^(-2)(C2)和6.0 t hm^(-2)(C3)。结果表明,与CK相比,新开垦沙地施加生物炭可以显著提高谷子产量和总干物质量,增长幅度分别为12.22%~53.70%和9.62%~40.62%。与CK相比,施加生物炭处理显著提高了花后0(开花期)、7、14、21、28和45 d谷子倒一叶(旗叶)至倒十三叶的叶片干重。施加生物炭提高了开花期净光合速率,花后同化物积累量、花后同化物积累量对籽粒产量的贡献率以及收获期穗的干物质分配比例,但是后三者随生物炭施用量的增加呈现略微下降的趋势。收获期茎、叶总干物质分配比例随生物炭用量增加而降低,千粒重和收获指数随生物炭施用量的增加呈现先增加后减小的趋势。相关性分析显示,谷子产量与收获期茎重(R2=0.68)、收获期地上部总重(R2=0.71)和收获期全株总重(R2=0.70)呈显著正相关。施加生物炭能有效提高土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性,并且显著提高土壤有效氮和有效磷的含量,其中C2(4.5 t hm^(-2))处理改善效果较大。综上,施加生物炭改善土壤质量,提高开花期谷子净光合速率,增加花后营养器官光合产物的积累,提高穗部干物质分配比例,最终实现谷子增产。

关键词：生物炭谷子干物质产量土壤理化性质

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生物结皮生长发育对黄绵土抗侵蚀性能的影响

水土保持学报 2024年第3期38卷 73-81页

作者：田婧王兵马金龙白洁张智健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陕西杨凌712100

[目的]黄土高原退耕还林(草)工程驱动的生物结皮发育可显著抑制土壤侵蚀,为探明土壤抗侵蚀性能随生物结皮生长发育的变化特征及其响应机制。[方法]设置藻结皮、藓结皮和自然演替结皮3个处理,培育176天,系统研究生物结皮不同发育阶段及... 详细信息

[目的]黄土高原退耕还林(草)工程驱动的生物结皮发育可显著抑制土壤侵蚀,为探明土壤抗侵蚀性能随生物结皮生长发育的变化特征及其响应机制。[方法]设置藻结皮、藓结皮和自然演替结皮3个处理,培育176天,系统研究生物结皮不同发育阶段及其类型差异对黄绵土抗侵蚀性能的影响。[结果](1)生物结皮盖度、厚度、生物量、叶绿素和粗糙度随生长时间均显著增加,培育初期藓结皮较高,培育末期自然演替结皮反而最高。(2)随生物结皮发育,土壤黏结力呈幂函数增强,较初期增加39.8%~60.3%;质量损失率呈指数函数减小,较初期降低45.6%~57.3%;饱和导水率变化趋势较为复杂,但培育末期均最低(0.08~0.12 mm/min)。(3)土壤黏结力随生物结皮盖度、厚度、叶绿素、生物量和表面粗糙度的增加呈幂函数增长,质量损失率随生物结皮盖度、厚度、叶绿素、生物量和表面粗糙度的增加呈指数函数下降。(4)土壤抗侵蚀综合指数(C_(ser))可表示为盖度(Cov)、厚度(T)和生物量(B)的幂函数(Cser=0.279 Cov^(0.194)T^(0.188)B0.119,R^(2)=0.73,p黄土高原生物结皮发育可显著提高黄绵土抗侵蚀性能,藓结皮效果最强。

关键词：地表粗糙度土壤黏结力饱和导水率质量损失率黄土高原

植物根系对鄂尔多斯矿区排土场边坡产流产沙特征的影响

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中国水土保持科学 2024年第4期22卷 109-118页

作者：芦杰丰赵庆李瑞栋王文龙娄义宝中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司上海200001 上海绿然环境信息技术有限公司上海200030 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)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

为探讨鄂尔多斯矿区排土场边坡不同植物根系对产流产沙特征的影响,采用原位放水冲刷试验研究不同植物根系(须根系、直根系、须根系—直根系混合)排土场边坡面的细沟侵蚀水动力学特征和产流产沙特征。结果表明:1)冲刷过程中不同植物根系... 详细信息

为探讨鄂尔多斯矿区排土场边坡不同植物根系对产流产沙特征的影响,采用原位放水冲刷试验研究不同植物根系(须根系、直根系、须根系—直根系混合)排土场边坡面的细沟侵蚀水动力学特征和产流产沙特征。结果表明:1)冲刷过程中不同植物根系小区的径流流速、阻力系数、径流剪切力和径流功率呈现不同的变化趋势,须根系和直根系均使坡面径流流速、径流剪切力和径流功率降低,须根系使阻力系数增大,直根系则相反。2)须根系小区的平均产流率最小;不同植物根系均使坡面产沙率降低,各小区平均产沙率减少51.28%~69.40%。3)根系有效降低土壤剥蚀率,须根系小区的最大减蚀率达71.1%。4)各小区临界径流剪切力和临界径流功率分别为0.04~1.28 N/(m·s)和0.02~0.25 Pa,2组临界值从大到小排序均为须根系小区、直根系—须根系混合小区、直根系小区和裸地小区。研究结果可为该区排土场边坡水土流失防治提供依据。

关键词：产流产沙根系类型排土场边坡露天采矿区

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渭北旱塬不同年限撂荒地土壤酶活性及其化学计量变化特征

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水土保持研究 2024年第1期31卷 44-52页

作者：雷跻初刘小伟邓军程杰程积民郭梁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 中国科学院大学北京100049 西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100 宁夏云雾山国家级自然保护区管理局宁夏固原756000 国家林业和草原局西北调查规划设计院陕西西安710048 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 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

[目的]探究渭北旱塬区不同年限撂荒地的土壤养分、胞外酶活性及其化学计量的变化特征及影响因素,以期为渭北旱塬区撂荒地的改善与管理提供一定的理论依据。[方法]以渭北旱塬不同年限(5 a, 10 a, 20 a, 25 a和33 a)的撂荒地为研究对象,... 详细信息

[目的]探究渭北旱塬区不同年限撂荒地的土壤养分、胞外酶活性及其化学计量的变化特征及影响因素,以期为渭北旱塬区撂荒地的改善与管理提供一定的理论依据。[方法]以渭北旱塬不同年限(5 a, 10 a, 20 a, 25 a和33 a)的撂荒地为研究对象,测定了土壤养分和参与土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)循环的5种胞外酶活性,随后利用单因素方差分析、土壤胞外酶化学计量学模型和主坐标分析(PCoA)研究不同撂荒年限下土壤养分和胞外酶活性及其生态化学计量的变化规律及影响因子。[结果]随着撂荒年限的增加,土壤C和N获取酶活性显著减小,而P获取酶活性显著增加;土壤C、N和P含量变化与酶活性变化趋势相反。随撂荒年限延长,土壤微生物的C限制得到缓解,P限制逐渐加强。PCoA拟合环境因子分析结果显示:土壤可溶性有机碳(DOC)、总磷(TP)、速效氮(AN)和速效磷(AP)含量是驱动酶活性及其计量比变化的关键因子。[结论]撂荒对土壤养分状况具有显著改善作用,但随撂荒时间延长(20 a以上)会加剧微生物P限制,因此对经过长年撂荒的土地应当适量施用磷肥,以改善其土壤状况。

关键词：渭北旱塬不同撂荒年限土壤酶活性生态化学计量

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黄土高原典型小流域土壤侵蚀时空演变

地理学报 2024年第7期79卷 1787-1803页

作者：石学瑾张彪郭家龙冯浩吴淑芳西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水研究院杨凌712100

土壤侵蚀受土地利用、气候变化等多种因素的综合影响。王茂沟流域作为黄土高原丘陵沟壑区的典型治理小区,从20世纪开始实行了退耕还林等一系列水土保持措施。本文基于CSLE模型评估流域内2010年、2015年和2020年土壤侵蚀强度及时空演变特... 详细信息

土壤侵蚀受土地利用、气候变化等多种因素的综合影响。王茂沟流域作为黄土高原丘陵沟壑区的典型治理小区,从20世纪开始实行了退耕还林等一系列水土保持措施。本文基于CSLE模型评估流域内2010年、2015年和2020年土壤侵蚀强度及时空演变特征,并结合土地利用/覆被变化(LUCC)探究不同时段其土地利用空间分布格局与土壤侵蚀的响应规律,以此验证水土保持成效。结果表明:2010—2020年王茂沟流域年均土壤侵蚀模数下降0.11 t hm^(-2)a^(-1),整体土壤侵蚀状况略有改善,但微度侵蚀占比减少5.56%,极强烈侵蚀增加4.02%,侵蚀严重区域主要分布在流域北部、中部及西北部;由于降雨减少以及植被恢复,2015年流域土壤侵蚀状况较2010年得到极大缓解,而极端降雨的发生和植被覆盖质量下降又使得2020年土壤侵蚀模数出现回弹;2010—2020年间流域北部及东北部草地与耕地间转化极为明显,草地质量下降致使其土壤侵蚀模数均值较耕地更大,分别为13.69 t hm^(-2)a^(-1)与12.99 t hm^(-2)a^(-1)。研究成果有助于厘清黄土高原典型小流域土壤侵蚀与极端气候和土地利用变化间的响应关系,为未来提高水土保持效益与降低水土流失风险提供科学的数据支持。

关键词：土壤侵蚀 CSLE模型 LUCC 黄土高原

黄土丘陵沟壑区小流域小型浅层滑坡对降雨和下垫面的响应

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中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：李萌萌焦菊英严晰芹徐倩赵文婷姜晓晗张子琦祁泓锟章志鑫王颢霖广东省科学院广州地理研究所西北农林科技大学水土保持研究所中国科学院水利部水土保持研究所

受全球气候变化影响，极端暴雨发生频率越来越高，导致山区滑坡易发多发，严重威胁到人们的生命财产安全。利用2013和2020年坊塌小流域逐日降水资料，分析2年诱发滑坡的降雨特征；结合遥感和GIS技术，获取降雨型滑坡的分布特征；进而研... 详细信息

受全球气候变化影响，极端暴雨发生频率越来越高，导致山区滑坡易发多发，严重威胁到人们的生命财产安全。利用2013和2020年坊塌小流域逐日降水资料，分析2年诱发滑坡的降雨特征；结合遥感和GIS技术，获取降雨型滑坡的分布特征；进而研究滑坡数量与规模对不同降雨特征及下垫面的响应，并探讨滑坡复发特征。结果表明：1)2013年7月长历时降雨和2020年8月5日暴雨是引发小流域2年滑坡群发的主要原因。2)滑坡类型主要为小型浅层滑坡，2013年比2020年的滑坡规模大，滑坡侵蚀模数分别为6 428.24t/km2、4 197.40 t/km2。3)≥30°～50°坡度和≥1100～1250 m高程的区间是滑坡高敏感区间；林灌草区域滑坡较多，且距离道路越近滑坡可能性越大。4)流域内21.9%的滑坡复发，其中近90%的滑坡复发面积减小，部分滑坡出现多处小规模的复发。研究结果可为今后暴雨天气造成的滑坡侵蚀灾害的应对和防治提供科学依据。

关键词：小流域暴雨滑坡规模地形地貌土地利用滑坡复发

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滇池蓝藻水华时空变化特征及环境影响因素

水土保持研究 2024年第4期31卷 419-429页

作者：龚铭王百群赵方凯于洋北京林业大学水土保持学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站北京100083 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 云南大学生态与环境学院昆明650500

[目的]明晰滇池流域水体富营养化演变特征和水体综合治理状况及其主要驱动因素,为滇池流域水污染治理和水生态修复提供科学支撑。[方法]以滇池为研究对象,采用Google Earth Engine(GEE)和遥感监测分析2002—2021年期间滇池蓝藻水华的时... 详细信息

[目的]明晰滇池流域水体富营养化演变特征和水体综合治理状况及其主要驱动因素,为滇池流域水污染治理和水生态修复提供科学支撑。[方法]以滇池为研究对象,采用Google Earth Engine(GEE)和遥感监测分析2002—2021年期间滇池蓝藻水华的时空变化,并探讨了蓝藻水华与环境因子之间的关系。[结果]2002—2021年,滇池蓝藻水华面积变化具有显著的年际特征,在2006年、2013年和2016年出现峰值,分别为1.952×10^(7),2.010×10^(7),1.743×10^(7) m^(2);在2005年、2010年和2014年出现谷值,分别为1.243×10^(7),1.156×10^(7),1.163×10^(7) m^(2)。2016年后蓝藻水华面积稳定波动,整体无明显变化趋势,2021年面积为1.709×10^(7) m^(2)。在月份尺度,蓝藻水华主要发生在7—12月,8月达到峰值,11—2月持续降低,2月达谷值。蓝藻水华与气温、降水量之间呈现正相关关系,与风向呈现显著负相关关系(p保持稳定波动无显著演变趋势,未来滇池水生态修复应深入考量风向、风速对蓝藻爆发的重要驱动作用。

关键词：蓝藻水华滇池 Google Earth Engine

北洛河上游流域植被覆盖度时空变化及其地形分异特征

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水土保持研究 2024年第2期31卷 219-227,239页

作者：陈浩权倍平李占斌郭晋伟李伟涛张晓萍延安大学生命科学学院陕西延安716000 西安理工大学水利水电学院西安710048 延安大学图书馆陕西延安716000 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

[目的]揭示退耕还林还草工程实施前后黄土丘陵沟壑区流域植被恢复过程,阐明流域植被恢复的地形分异效应,进而为黄土丘陵沟壑区制定适宜的流域生态建设和保护对策提供科技支撑。[方法]基于北洛河上游流域1990—2019年4期Landsat影像及数... 详细信息

[目的]揭示退耕还林还草工程实施前后黄土丘陵沟壑区流域植被恢复过程,阐明流域植被恢复的地形分异效应,进而为黄土丘陵沟壑区制定适宜的流域生态建设和保护对策提供科技支撑。[方法]基于北洛河上游流域1990—2019年4期Landsat影像及数字高程模型数据,利用像元二分模型结合GIS技术,开展了退耕还林还草工程实施前后该流域植被覆盖度变化地形分异特征研究。[结果](1)流域植被覆盖度在空间上呈现东南高、西北低的分异特征。1990—2019年流域年均植被覆盖度呈持续上升趋势,在退耕还林还草工程实施以后高等级植被覆盖度面积占比大幅提升,1990年、2000年、2010年、2019年高等级植被覆盖度面积占比分别为0.97%,6.96%,42.17%,64.18%。(2)在工程实施的各个时期,流域植被覆盖总体持续改善,但西北局部地区植被退化。研究期间,流域植被覆盖度结构改善明显,中高及高植被覆盖度面积以转入为主,中低及低植被覆盖度面积以转出为主。(3)流域植被覆盖度在地形上存在明显分异特征,植被覆盖度随高程的增加呈减小趋势,植被覆盖度与坡度呈正相关,坡度越陡,植被覆盖度越大,植被覆盖度随坡向遵循阴坡>半阴坡>平地>半阳坡>阳坡的分布规律。[结论]实施退耕还林还草工程对增加北洛河上游流域植被覆盖度起到了关键作用,但部分区域植被退化严重,未来该流域应重点关注城市空间扩展以及气候变化对植被建设的影响,以应对环境演变下植被生态系统可持续发展面临的挑战。

关键词：植被覆盖度时空变化地形因子退耕还林还草工程黄土丘陵沟壑区

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