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蒙东黑土区坡耕地退化现状分析

中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：张守昊孙蕾 JAMSHIDI Abdul Hakim 牛勇刘霞 FAN Zhaofei 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山东农业大学林学院山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室/国家林业局泰山森林生态站 .School of Forestry and Wildlife Sciences， Auburn University

土壤退化严重威胁蒙东黑土区粮食安全与黑土的可持续利用，为理清区域坡耕地退化现状，选择内蒙古莫力达瓦达斡尔族自治旗为研究区，以坡耕地为研究对象，基于最小数据集、序贯高斯模拟和数理统计等方法，探索蒙东黑土区坡耕地退化程度... 详细信息

土壤退化严重威胁蒙东黑土区粮食安全与黑土的可持续利用，为理清区域坡耕地退化现状，选择内蒙古莫力达瓦达斡尔族自治旗为研究区，以坡耕地为研究对象，基于最小数据集、序贯高斯模拟和数理统计等方法，探索蒙东黑土区坡耕地退化程度空间分布及退化形式和主要影响因素。结果表明：1）蒙东黑土区坡耕地退化程度评价最小数据集包括有机质、腐殖质层厚度、水稳性大团聚体、pH、坡度和垄坡角；2）蒙东黑土区坡耕地土壤退化指数分布范围为0.0811-0.7998，轻度退化和中度退化坡耕地共占坡耕地总面积的83%；3）土壤退化指数与腐殖质层厚度的相关性最高（P<0.01），与坡度和垄坡角呈显著正相关关系（P<0.05），坡度和垄坡角的相关系数为0.356（P<0.05）。综上，蒙东黑土区坡耕地退化程度自东北向西南逐渐递增，主要表现为腐殖质层流失和坡耕地面积的缩减，坡度和垄坡角的交互作用可能是退化的主要影响因素。研究结果可为蒙东黑土区坡耕地退化防治提供数据支撑。

关键词：坡度垄坡角腐殖质层厚度土壤退化指数评价指标体系

淮河流域伏牛山区水土保持生态自然修复适宜性评价与分区

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中国水土保持科学 2013年第3期11卷 17-23页

作者：徐志强张光灿刘霞王冰赵瑜李欢吴迪山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室山东农业大学林学院国家林业局泰山森林生态站山东泰安271018 水利部淮委淮河流域水土保持监测中心站安徽蚌埠233001

伏牛山区水土流失危害严重,实施水土保持生态修复是加快区域水土流失防治步伐的有效措施。针对大区域生态修复工程建设亟待解决的适宜性区划问题,采用主导因子分级组合及其专题图叠加分析法,对伏牛山区生态自然修复的适宜性进行评价与... 详细信息

伏牛山区水土流失危害严重,实施水土保持生态修复是加快区域水土流失防治步伐的有效措施。针对大区域生态修复工程建设亟待解决的适宜性区划问题,采用主导因子分级组合及其专题图叠加分析法,对伏牛山区生态自然修复的适宜性进行评价与分区。1)提出地貌类型、土地覆被类型和地面坡度3个主导因子作为生态自然修复适宜性评价与分区指标,并对其进行分级(分类)和分区;2)按照实施封禁保育(促进生态自然修复)措施的适宜程度,提出"适宜"、"暂不适宜"和"不适宜"3个生态自然修复适宜性等级,并确定其区域分布格局;3)将伏牛山区的生态自然修复适宜性划分为2个大区(一级区)、4个亚区(二级区)和15个类型区(三级区)。研究结果可为伏牛山区水土保持生态自然修复工程的规划布局提供技术支撑。

关键词：评价分区适宜性水土保持生态自然修复伏牛山区

基于Gash修正模型模拟侧柏及其混交林的林冠截留过程

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生态学杂志 2019年第5期38卷 1331-1338页

作者：李亦然马睿张永涛程甜甜李泽东牛勇山东农业大学林学院山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室泰山森林生态系统定位研究站山东泰安271018 山东省泰安市水土保持科学研究所山东泰安271018 山东省莱芜市水土保持办公室山东莱芜271100

为探究Gash修正模型对纯林及混交林林冠截留模拟的适用性和差异性,以北京市八达岭森林公园侧柏纯林和侧柏黄栌混交林为研究对象,以研究区2013年5—10月的实测资料为基础数据,运用Gash修正模型对其林冠截留过程进行模拟,并分析模型参数... 详细信息

为探究Gash修正模型对纯林及混交林林冠截留模拟的适用性和差异性,以北京市八达岭森林公园侧柏纯林和侧柏黄栌混交林为研究对象,以研究区2013年5—10月的实测资料为基础数据,运用Gash修正模型对其林冠截留过程进行模拟,并分析模型参数敏感性。结果表明:(1)侧柏(Platycladus orientalis)纯林的穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量的实测值分别为395.2、22.3和129.5 mm,相对应的Gash修正模型模拟值分别为415.80、18.04和113.09 mm,相对误差分别为5.2%、19.0%和12.7%;侧柏黄栌(Cotinus coggygria)混交林的穿透降雨量、树干茎流量和林冠截留量的实测值分别为414. 6、12. 2和120.1 mm,相对应的Gash修正模型模拟值分别为454.26、10.27和82.40 mm,相对误差分别为9.6%、15.6%和31.4%;(2)选择Gash修正模型中的饱和林冠持水能力(S)、平均降雨强度(R)、饱和林冠平均蒸发速率(E)、郁闭度(c)、树干持水能力(St)和树干茎流系数(Pt)共6项参数,进行敏感性分析。对于侧柏纯林,当各参数在-50%～-20%范围内变化时,模拟林冠截留量对各项参数的变化敏感性排序为S>c>E>R>c>St>Pt,而当参数在-20%～50%范围内变化时,其排序为S>E>R>c>S_t>P_t;对于侧柏黄栌混交林,模拟林冠截留量对各项参数的变化敏感性排序为S>E>R>c>S_t>P_t。综上,Gash修正模型对于侧柏黄栌混交林的模拟精度较侧柏纯林小,但可满足应用需要;参数S是影响侧柏黄栌混交林和侧柏纯林中的Gash修正模型模拟精度的重要因素。

关键词： Gash修正模型林冠截留侧柏纯林侧柏黄栌混交林敏感性分析

黄河三角洲滨海滩涂不同微地形改造的盐地碱蓬恢复效应评价

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农业工程学报 2021年第10期37卷 82-90页

作者：苏丽葛磊夏江宝孙佳赵西梅滨州学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室滨州256603 山东农业大学林学院/泰山森林生态系统国家定位观测研究站/黄河下游森林培育国家林业和草原局重点实验室泰安271018 山东省林木种质资源中心济南250102

为提高植被覆盖率,探索适宜的植被恢复模式,以光滩裸地为对照,在黄河三角洲滨海滩涂地势平坦地段设置S形、条带形、品字形和月牙形4种微地形改造模式,测定分析其工程量、地表粗糙度、植被生长及改良土壤效应指标,并采用主成分及模糊数... 详细信息

为提高植被覆盖率,探索适宜的植被恢复模式,以光滩裸地为对照,在黄河三角洲滨海滩涂地势平坦地段设置S形、条带形、品字形和月牙形4种微地形改造模式,测定分析其工程量、地表粗糙度、植被生长及改良土壤效应指标,并采用主成分及模糊数学隶属函数法分析评价其植被恢复效应。结果表明:微地形显著影响土壤理化性质与植被生长状况(P土壤容重、含盐量、pH值等,增加了土壤养分,孔隙度,持水量等。4种微地形改造模式中月牙形模式与光滩裸地相比显著降低了44.19%的土壤盐分,并且月牙形改造模式最利于促进植被恢复效果;条带形模式可显著增加土壤养分,其坑底土壤有机质含量为裸地的2.87倍;品字形模式可显著提高土壤孔隙度,显著降低了15.24%的土壤容重;S形模式在植被恢复及土壤改良效应上表现较差。不同微地形改造模式对植物生长和改良土壤效应综合评价结果从大到小依次为:月牙形、条带形、品字形、S形、裸地,建议在黄河三角洲滨海滩涂进行微地形改造时,首先考虑月牙形,其次是条带性、品字形,S形可不采用。研究结果可为黄河三角洲滨海滩涂植被恢复与生态修复提供理论依据与技术支持。

关键词：土壤植被微地形地表粗糙度盐碱地

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石灰岩瘠薄山地不同密度侧柏林保土效益

水土保持学报 2012年第1期26卷 53-57页

作者：李星辰杨吉华胡建朋于连军马胜国山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室/山东农业大学林学院山东泰安271018 山东省林业引用外资项目办公室山东济南250014

以临朐县石灰岩山地山坡上部营造的5种侧柏林造林密度为试验材料,系统研究侧柏林枯枝落叶层蓄积量、灌草植被生物量、土壤物理性状、渗透速率、土壤侵蚀量等保土功能指标。结果表明:(1)5种密度侧柏林的枯枝落叶层蓄积量造林密度最大的... 详细信息

以临朐县石灰岩山地山坡上部营造的5种侧柏林造林密度为试验材料,系统研究侧柏林枯枝落叶层蓄积量、灌草植被生物量、土壤物理性状、渗透速率、土壤侵蚀量等保土功能指标。结果表明:(1)5种密度侧柏林的枯枝落叶层蓄积量造林密度最大的枯枝落叶层蓄积量最多,造林密度最小的枯枝落叶层蓄积量最少,林下灌草植被盖度和生物量随造林密度的减小而明显增加,密度为1 667株/hm2的侧柏林枯枝落叶量、灌木生物量和草本植物生物量总和最多,其次为2 500,1 111,5 000株/hm2的,最少的为833株/hm2。枯落物腐烂分解后可改善土壤物理性状,减小土壤容重,增加土壤孔隙度,特别是增加非毛管孔隙度,促进水分下渗。(2)5种密度侧柏林与对照相比减少的土壤侵蚀量以密度为1 667株/hm2的最大,为61.466t/hm2,其次是2 500株/hm2的,为61.092t/hm2,1 111株/hm2的为58.712t/hm2,最小的是5 000株/hm2和833株/hm2的,分别为56.664,55.2t/hm2。(3)通过对5种密度侧柏林的林分郁闭度、土壤总孔隙度、土壤非毛管孔隙度、枯落物蓄积量、土壤渗透速率、灌草生物量、灌草盖度、与对照相比减少的土壤侵蚀量等因子进行方差分析,均存在显著差异,按各项保土指标得分相加得出保土效益,计算结果显示,5种密度的侧柏林保土效益大小依次排序为:1 667株/hm2>2 500株/hm2>1 111株/hm2>833株/hm2>5 000株/hm2。

关键词：石灰岩瘠薄山地侧柏林不同密度类型土壤侵蚀量保土效益

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土壤水分对山杏光合作用日变化过程的影响

中国水土保持科学 2012年第3期10卷 99-104页

作者：张征坤张光灿刘顺生裴斌徐志强徐萍刘霞山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室山东农业大学林学院国家林业局泰山森林生态站山东泰安271018

在半干旱黄土丘陵区,应用CIRAS-2型光合作用测定系统,通过测定8个土壤水分梯度下山杏(Prunus sibiri-ca L.)叶片光合生理参数的日变化过程,探讨土壤水分变化对山杏光合作用日变化过程的影响。结果表明:1)山杏光合作用日变化过程和光合... 详细信息

在半干旱黄土丘陵区,应用CIRAS-2型光合作用测定系统,通过测定8个土壤水分梯度下山杏(Prunus sibiri-ca L.)叶片光合生理参数的日变化过程,探讨土壤水分变化对山杏光合作用日变化过程的影响。结果表明:1)山杏光合作用日变化过程和光合午休的原因,随土壤水分的变化而明显不同,当土壤相对含水量(Wr)在56.1%～66.1%之间时,山杏没有发生光合作用午休现象,但超出此土壤水分范围会发生不同程度的光合午休现象,当Wr在93.2%～77.0%之间时,山杏光合午休的主要原因是气孔因素限制,当Wr在49.3%～37.3%之间时,光合午休的主要原因开始由气孔因素向非气孔因素转变,当Wr小于37.3%后,光合午休的主要原因为非气孔因素限制,即叶肉细胞光合能力下降;2)当Wr在49.3%～77.0%之间时,山杏同时具有较高的光合速率和水分利用效率。

关键词：光合生理生态山杏光合午休水分利用效率土壤水分

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遮光处理对山杏幼苗光合特性的影响

西北植物学报 2010年第11期30卷 2279-2285页

作者：夏江宝张光灿刘京涛刘霞孙景宽滨州学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室山东滨州256603 山东农业大学林学院山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室山东泰安271018

以3年生山杏苗木为材料,用CIRAS-2型光合仪测定70%和40%遮光处理下其叶片光合生理参数的光响应和日变化特征,以探讨山杏光合特性对光照条件的适应机制。结果表明:(1)随着遮光处理的加重,山杏叶片净光合速率(Pn)、光补偿点、光饱和点、... 详细信息

以3年生山杏苗木为材料,用CIRAS-2型光合仪测定70%和40%遮光处理下其叶片光合生理参数的光响应和日变化特征,以探讨山杏光合特性对光照条件的适应机制。结果表明:(1)随着遮光处理的加重,山杏叶片净光合速率(Pn)、光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率及生物量等均呈下降趋势,70%和40%遮光处理下山杏叶片最大Pn分别比全光照显著下降58%和38%,而其表观量子效率分别显著提高31%和22%。(2)遮光处理下,山杏叶片Pn日变化呈"单峰"曲线,70%和40%遮光处理山杏叶片Pn日均值分别比全光照显著下降68%和49%;随着环境光照的增强,山杏叶片Pn下降的原因逐渐由气孔限制转变为非气孔限制为主。(3)随光照强度的增加,山杏叶片蒸腾速率表现为增大趋势,70%和40%遮光处理的均值分别比全光照下降55%和16%;弱光环境下山杏具有降低蒸腾作用来提高水分利用效率的生理特性,水分利用效率均值和最大值均表现为70%遮光>全光照>40%遮光。研究发现,山杏较喜光,但对弱光也有一定适应能力,光照生态幅较宽,在干旱缺水的黄土丘陵区适当遮荫可提高其对有限水分的利用效率。

关键词：山杏遮光光合特性净光合速率水分利用效率

伏牛山区迎河小流域不同土地利用类型的土壤粒径分布特征

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中国水土保持科学 2017年第3期15卷 9-16页

作者：方肖晨王春红张荣华张光灿邢先双杨锐赵洁山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室/山东农业大学林学院山东泰安271018 水利部水利水电规划设计总院北京100120 山东省水文局济南250012

为探讨伏牛山区坡耕地土壤物理性能的退化特征,在河南省鲁山县迎河小流域,利用激光粒度仪和土壤分形模型,比较分析了4种土地利用类型的土壤粒径分布(PSD)及其分形特征。研究结果表明:1)土壤PSD简单分维(D_v)以乔木林地最高(2.658),坡耕... 详细信息

为探讨伏牛山区坡耕地土壤物理性能的退化特征,在河南省鲁山县迎河小流域,利用激光粒度仪和土壤分形模型,比较分析了4种土地利用类型的土壤粒径分布(PSD)及其分形特征。研究结果表明:1)土壤PSD简单分维(D_v)以乔木林地最高(2.658),坡耕地最低(2.489),多重分维(容量维D_0、信息维D_1、关联维D_2)以乔木林地最高(0.941、0.926、0.91),坡耕地最低(0.927、0.899、0.849)。不同分形参数均表现为:坡耕地土壤PSD的D_v、D_0、D_1和D_2,与黏粒和粉粒体积分数显著正相关,与砂粒体积分数显著负相关。因此,利用土壤PSD简单分形和多重分形维数,可量化表征土壤质地的粗细程度和非均匀性质的差别;坡耕地土壤质地的粗粒化程度和非均匀性明显大于其他土地利用类型;土壤细粒(黏粒和粉粒)物质流失是坡耕地土壤质地粗粒化和非均匀程度增大的重要原因。

关键词：土壤颗粒分布分形维数多重分形土地利用类型迎河小流域

贝壳堤岛旱柳光合效率的土壤水分临界效应及其阈值分级

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植物生态学报 2013年第9期37卷 851-860页

作者：夏江宝张淑勇赵自国赵艳云高源谷广义孙景宽滨州学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室山东滨州256603 山东农业大学林学院山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室山东泰安271018

为阐明黄河三角洲贝壳堤岛旱柳(Salix matsudana)叶片光合效率对土壤水分的适应机制,明确其水分阈值效应,以二年生旱柳为材料,采用人工给水与自然耗水相结合获取系列水分梯度的方法,测定分析贝壳砂生境下旱柳叶片光合效率参数对土壤水... 详细信息

为阐明黄河三角洲贝壳堤岛旱柳(Salix matsudana)叶片光合效率对土壤水分的适应机制,明确其水分阈值效应,以二年生旱柳为材料,采用人工给水与自然耗水相结合获取系列水分梯度的方法,测定分析贝壳砂生境下旱柳叶片光合效率参数对土壤水分的响应特征及其生产力分级。结果表明:旱柳叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及光合光响应参数具有明显的水分临界效应。(1)Pn、Tr、WUE和潜在水分利用效率均随土壤水分的降低先升高后下降,但各指标水分临界值表现不同步,其中Pn水分气孔限制转折点和水分补偿点分别出现在相对含水量(Wr)为42.9%和14.4%时;Pn和Tr的水分饱和点为73.1%和68.9%,WUE水分高效点为80.1%;(2)水分胁迫下旱柳叶片具有明显的光抑制现象,可通过减弱对光的利用来适应水分逆境。随土壤水分的增加,表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)表现为先升高后降低,但光补偿点(LCP)相反。Pn、AQY、LSP、Pnmax和暗呼吸速率(Rd)均表现为渍水胁迫明显高于干旱胁迫。Wr为69.1%时,LCP达到较低值(18.6μmol·m–2·s–1),AQY最高(0.05),利用弱光能力较强。Wr为80.9%时,LSP达到最高(1 775μmol·m–2·s–1),光照生态幅最宽,光能利用效率最高,水分对光强的补偿效应显著;(3)采用临界值分类法确定出贝壳砂生境下旱柳光合效率的5级水分阈值,73.1%

关键词：气体交换参数光响应参数贝壳砂土壤水分水分利用效率黄河三角洲