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基于REE示踪法的工程堆积体坡面泥沙来源研究

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水土保持研究 2024年第5期31卷 9-17页

作者：魏育超陈姿宇王子吟魏宇航张一博王达未谢永生骆汉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 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院大学北京100049 西北农林科技大学水土保持科学与工程学院陕西杨凌712100

[目的]探究生产建设项目工程堆积体坡面侵蚀的泥沙来源,更有针对性地布设水土流失防治措施,减少人为扰动造成的水土流失。[方法]结合室内人工模拟降雨试验与REE(Rare Earth Elements)示踪技术,研究90 mm/h雨强下不同砾石含量[0(纯土),10... 详细信息

[目的]探究生产建设项目工程堆积体坡面侵蚀的泥沙来源,更有针对性地布设水土流失防治措施,减少人为扰动造成的水土流失。[方法]结合室内人工模拟降雨试验与REE(Rare Earth Elements)示踪技术,研究90 mm/h雨强下不同砾石含量[0(纯土),10%,20%,30%]工程堆积体坡面不同坡位的侵蚀特征及侵蚀贡献率。[结果](1)不同砾石含量堆积体各坡位侵蚀量均为下坡位最大,同时下坡位平均侵蚀贡献率(57.40%)大于上坡位和中坡位,表明下坡位是坡面泥沙的主要来源。(2)含砾石堆积体坡面中坡位和下坡位的侵蚀量显著小于纯土堆积体。含砾石堆积体坡面上坡位和中坡位的侵蚀贡献率显著+大于纯土堆积体坡面,下坡位侵蚀贡献率显著小于纯土堆积体坡面。(3)砾石含量对下坡位侵蚀量和贡献率的影响更显著(p<0.05)。含砾石堆积体中,20%砾石含量堆积体坡面上坡位和下坡位的侵蚀量显著大于10%,30%砾石含量堆积体。10%砾石含量堆积体坡面上坡位侵蚀贡献率显著大于20%,30%砾石含量堆积体坡面,下坡位侵蚀贡献率显著小于20%,30%砾石含量堆积体坡面。[结论]各砾石含量工程堆积体坡面中,下坡位侵蚀贡献率均最大,表明下坡位是工程堆积体坡面泥沙的主要来源,要加强工程堆积体下坡位的防护和治理。

关键词：土壤侵蚀 REE 砾石含量贡献率坡位

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太白山植物叶片和细根氮含量沿海拔梯度的变异规律

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西北林学院学报 2024年第1期39卷 162-168页

作者：高慧蓉王志波龚浩鑫朱荣杨雪陈爽王小春张明王瑞丽西北农林科技大学林学院陕西杨陵712100 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨陵712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨陵712100

氮(N)是植物生长发育的关键性限制元素,其在植物地上、地下器官间的权衡分配是植物重要的适应策略,目前不同器官N含量的变异规律及分配机制仍不清楚。以秦岭太白山北坡为研究地点,沿海拔梯度选取落叶栎林、桦木林、巴山冷杉林、太白红... 详细信息

氮(N)是植物生长发育的关键性限制元素,其在植物地上、地下器官间的权衡分配是植物重要的适应策略,目前不同器官N含量的变异规律及分配机制仍不清楚。以秦岭太白山北坡为研究地点,沿海拔梯度选取落叶栎林、桦木林、巴山冷杉林、太白红杉林和高山灌丛带的74种木本和草本植物,通过野外取样、室内测定获得叶片和细根的N元素含量,旨在阐明叶片和细根N元素沿海拔梯度的变异规律及N元素在2种器官间的分配策略。结果表明:(1)在全部物种和不同生长型中,叶片N含量(21.51~24.21 mg·g^(-1))均显著高于细根(12.32~13.57 mg·g^(-1),P研究中需要综合考虑植物不同器官和不同生长型对环境变化的适应策略。

关键词：氮含量叶片细根海拔梯度太白山

宁夏黄土区典型坡面表层土壤有机碳含量的空间变化特征及尺度效应

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林业科学 2024年第1期60卷 19-31页

作者：韩新生刘广全许浩董立国郭永忠安钰万海霞王月玲中国水利水电科学研究院北京100038 宁夏农林科学院林业与草地生态研究所、宁夏防沙治沙与水土保持重点实验室、宁夏生态修复与多功能林业综合研究中心银川750002

【目的】定量认识土壤有机碳(SOC)含量在坡面上的空间异质性及尺度效应,探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径,为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁... 详细信息

【目的】定量认识土壤有机碳(SOC)含量在坡面上的空间异质性及尺度效应,探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径,为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁夏半干旱黄土丘陵区,选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面,从坡顶向坡脚设置连续样点,调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层(0^20 cm)SOC含量,分析其坡向差异、坡位变化;以“离坡顶的水平距离或相对距离”为自变量,以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量,定量描述坡面尺度效应;再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量,实现由“点”到“面”的尺度上推。【结果】研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应。表层SOC含量的坡面平均值在南坡(7.60 g·kg^(-1))最高,东坡(6.42 g·kg^(-1))次之,西坡(5.65 g·kg^(-1))最低,其坡位间变幅在东坡(15.95 g·kg^(-1))最大,其次为西坡(11.34 g·kg^(-1)),最小为南坡(9.72 g·kg^(-1)),说明东坡的坡面效应最强,其次为西坡,南坡最弱。东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同,均由坡顶向下逐渐减小,至离坡顶水平距离200、150、280 m(相对距离0.73、0.45、0.76)后趋于稳定,主要与坡面“上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁”的空间格局有关。在东坡、西坡、南坡上,距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化-3.40、-2.50、-1.51 g·kg^(-1);距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化-0.96、-0.75、-0.55 g·kg^(-1)。构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系(R^(2)>0.7,P所有位点数据融合得出,离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值。【结论】半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化,与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关。以顺坡(相对)水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应,藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算。

关键词：黄土丘陵区立地条件土地利用土壤有机碳含量坡面变化尺度效应

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黄土丘陵沟壑区典型小流域综合治理模式浅析

水土保持应用技术 2024年第2期 25-27页

作者：魏雯张文祥张金铭张金昌甘肃省定西市水土保持科学研究所甘肃定西743000

通过对陇中黄土丘陵沟壑区典型小流域水土流失治理模式调查分析,提出4种治理模式:“生态清洁型治理模式”“林茂粮丰型治理模式”“高标准梯田治理模式”“生态休闲与产业开发治理模式”总结小流域治理模式,推动黄河流域和生态保护高质... 详细信息

通过对陇中黄土丘陵沟壑区典型小流域水土流失治理模式调查分析,提出4种治理模式:“生态清洁型治理模式”“林茂粮丰型治理模式”“高标准梯田治理模式”“生态休闲与产业开发治理模式”总结小流域治理模式,推动黄河流域和生态保护高质量发展,助推乡村振兴战略。

关键词：黄土丘陵沟壑小流域水土流失治理模式

应变式直剪仪与微型十字板剪切仪测定土壤抗剪强度的对比分析

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水土保持研究 2024年第4期31卷 205-213页

作者：徐圣贤张庆玮李雯玲陈伟杰陈紫燕赵成龙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 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

[目的]分析两种仪器(应变式直剪仪与微型十字板剪切仪)测得的土壤抗剪强度指标(土壤黏聚力值c、内摩擦角φ、土壤剪切力τ)特征,并建立直剪仪测得的c和φ与十字版仪测得的τ之间的函数关系,以期深化对土壤抗剪强度的认识,提高土壤抗剪... 详细信息

[目的]分析两种仪器(应变式直剪仪与微型十字板剪切仪)测得的土壤抗剪强度指标(土壤黏聚力值c、内摩擦角φ、土壤剪切力τ)特征,并建立直剪仪测得的c和φ与十字版仪测得的τ之间的函数关系,以期深化对土壤抗剪强度的认识,提高土壤抗剪强度指标测定效率。[方法]选取黄土高原3种典型质地类型土壤(杨凌黏黄土、安塞黄绵土、定边沙黄土),每种土壤设5个含水量梯度(12%,16%,20%,24%,28%),分别用上述两种仪器测定不同处理下土壤抗剪强度指标c,φ和τ,探究了3指标对土壤质地、土壤含水量的响应特征以及3指标间的函数关系。[结果](1)试验条件下,c值在16.88~27.12 kPa范围,φ值在5.03°~21.30°范围,τ值在1.76~7.72 kPa范围变化;(2)不同土壤类型下,c和τ均随含水量的增大呈现先增大后减小趋势,而φ随含水量增大呈现逐渐降低趋势;(3)总体来看,安塞黄绵土的τ,c,φ值略高于定边沙黄土,但它们均显著大于杨凌黏黄土。(4)3种土壤类型下,微型十字板剪切仪所测定的τ值与直剪仪测定的c值均具有较强的线性相关关系(R 2>0.90);而φ值与τ值间并无显著相关关系。如不考虑土壤类型差异,τ与c之间仍有较强的相关性,关系式为c=1.59τ+14.10(R 2=0.51,p研究结果可为野外极端条件下提高土壤抗剪强度测定效率方面提供参考。

关键词：应变式直剪仪微型十字板剪切仪剪切力黏聚力内摩擦角

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黄土高原半干旱区淤地坝安全监测方法

水土保持研究 2024年第4期31卷 59-66,85页

作者：高雅玉黄枭宋玉何文博华荣祥高金芳吕喜玺兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 甘肃省水土保持科学研究所兰州730020 新加坡国立大学新加坡119077

[目的]监测黄土高原半干旱区淤地坝在汛期后形变程度,及时准确发现淤地坝的异常情况,为黄土高原半干旱区淤地坝安全监测提供更加科学可靠的技术方法。[方法]通过三维激光扫描仪对两座淤地坝进行扫描,由此得到高密度、高精度、连续完整... 详细信息

[目的]监测黄土高原半干旱区淤地坝在汛期后形变程度,及时准确发现淤地坝的异常情况,为黄土高原半干旱区淤地坝安全监测提供更加科学可靠的技术方法。[方法]通过三维激光扫描仪对两座淤地坝进行扫描,由此得到高密度、高精度、连续完整的3D点云数据,然后将点云数据导入HD Scene软件进行点云预处理,最后通过Cloud Compare以及Geomagic Control软件进行建模对比分析。[结果]两期点云模型对比可以看出,东沟淤地坝模型大量点云的偏移量在0.05 cm以下,少量点云达到了最大偏移值0.2 cm。西沟淤地坝模型大量点云的偏移量在0.1 cm以下,极少量点云达到了最大偏移值0.4 cm。汛期降水量占全年的77.34%,汛期后两座淤地坝均会产生较小的坝体沉降和水平位移,但西沟淤地坝的形变受水压分量影响更为明显。[结论]将三维激光扫描技术应用于黄土高原半干旱区淤地坝安全监测,可以快速精准掌握淤地坝汛期后是否发生形变以及形变程度,使得淤地坝安全监测工作更加精准可靠。

关键词：淤地坝安全监测点云 3D偏差位移量坝体形变司家沟流域

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黄土丘陵沟壑区梯田的碳汇作用及其变化特征

水土保持通报 2024年

作者：喻恺阳成辉李智广张晓萍冯浩马红斌白云斌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水利部水土保持监测中心中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心中国科学院水利部水土保持研究所黄河流域水土保持生态环境监测中心延安市吴起县吴起镇林业站

[目的]定量分析和探讨梯田碳汇作用与其特征,为明确梯田的碳汇作用、巩固和提升生态系统碳汇能力、研编梯田碳汇方法学等提供科学参考。[方法]选取黄土丘陵沟壑区吴起县1～7 a（T5）,8～12 a(T10),13～17 a(T15),18～22 a(T20),23～27 a... 详细信息

[目的]定量分析和探讨梯田碳汇作用与其特征,为明确梯田的碳汇作用、巩固和提升生态系统碳汇能力、研编梯田碳汇方法学等提供科学参考。[方法]选取黄土丘陵沟壑区吴起县1～7 a（T5）,8～12 a(T10),13～17 a(T15),18～22 a(T20),23～27 a(T25)这5个年份区间的梯田作为研究对象,以未实施水土保持措施的坡耕地为对照,研究不同年份梯田保碳、减排、增汇等能力与其变化规律。[结果]（1）坡耕地修建为梯田后可发挥保碳、减排、增汇等碳汇作用,梯田年均保碳量、减排量、增汇量（0—100 cm）分别为0.26,0.05,1.36 t/（hm2·a）。（2）梯田各土层均发挥了一定的增汇效益,表层土壤（0—40 cm）和深层土壤（40—100 cm）增汇效益分别占0—100 cm整个土层的61.50%和38.50%。（3）随着运行年份的增加,梯田表层土壤增汇效益显著增加,深层土壤的增汇效益稍有提升但总体上保持平稳。表层土壤增汇率从T5的16.30%提升至T25的51.34%,深层土壤从T5的14.00%提升至T25的23.66%。[结论]黄土丘陵沟壑区梯田发挥着良好的保土保碳、减蚀减排和土壤增汇等碳汇作用。在修建27 a内,梯田增汇作用的比例最大,且表层土壤增汇更为显著;随着运行年份增加,梯田保碳作用的比例将逐渐增大。

关键词：水土保持梯田碳汇监测评价黄土丘陵沟壑区

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新形势下小流域综合治理高质量发展探析

水土保持应用技术 2024年第4期 14-16页

作者：张文祥张金铭魏雯甘肃省定西市水土保持科学研究所甘肃定西743000

为适应新形势下的水土保持工作,结合流域内乡村振兴战略和美丽乡村的建设,推动全市小流域高质量发展。通过调研选取定西市小流域综合治理成效显著的桦林流域、长川流域和响河岔流域,分析总结出新形势下定西市小流域综合治理经验,为研究... 详细信息

为适应新形势下的水土保持工作,结合流域内乡村振兴战略和美丽乡村的建设,推动全市小流域高质量发展。通过调研选取定西市小流域综合治理成效显著的桦林流域、长川流域和响河岔流域,分析总结出新形势下定西市小流域综合治理经验,为研究小流域高质量发展提供实践依据。

关键词：小流域发展模式定西市

江西养殖水体细菌群落结构及其与环境因子的关系

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大连海洋大学学报 2024年第4期39卷 675-683页

作者：钟可儿王静宇黄江峰章海鑫周智勇徐先栋江西省水产科学研究所江西南昌330039

为探究江西水产养殖系统中细菌资源分布规律及水环境因素对细菌群落的影响,应用Illumina MiSeq高通量测序技术对江西省鄱阳湖周边多种鱼类养殖池塘水体进行16S rRNA测序,并探讨了细菌群落多样性及结构特征。结果表明:放线菌门(Actinobac... 详细信息

为探究江西水产养殖系统中细菌资源分布规律及水环境因素对细菌群落的影响,应用Illumina MiSeq高通量测序技术对江西省鄱阳湖周边多种鱼类养殖池塘水体进行16S rRNA测序,并探讨了细菌群落多样性及结构特征。结果表明:放线菌门(Actinobacteriota)为优势菌门(19.80%~68.86%),其次主要类群有变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、HgcI_Clade、CL500-29_marine_group及Cyanobium_PCC-6307等;各养殖池塘Shannon指数为2.47~4.25,平均值为3.31,Simpson指数为0.03~0.23,平均值为0.06,Chao1指数为140.07~573.17,平均值为353.23,Ace指数为146.52~564.34,平均值为350.73;各站点间细菌群落丰富度、均匀度存在较大跨度;在空间上,细菌群落多样性不存在显著性差异(P>0.05),而对于不同养殖模式,Ace指数与Chao1指数均表现为混养池塘>单养池塘(P研究表明,水环境因素具有改变菌群结构的潜能,可通过适当增氧、提高循环率、增加养殖鱼类种类等措施提高养殖水体细菌多样性,以实现高效养殖。

关键词：养殖池塘细菌多样性环境因子 16S rRNA