黄土高原森林植被对陆地水循环影响的研究

论文从土壤水文学科视角来研究和分析黄土高原森林水文作用的两个重大问题，即对总径流量和对地下水转化的影响。联系黄土高原与水循环有关的生态属性，系统阐述了林地土壤下伏干层的发现、分布、水文性质及其生物学成因。重点分析了干层因其巨大水分亏缺量阻隔重力水下渗，阻止降水垂直入渗补给地下水的作用。指出森林因其显著拦蓄径流作用，蓄积水分又难以转化为地下水，因而具有减少林地出境总径流量的作用。     

黄河流域氮磷营养盐动态特征及主要影响因素

收集了黄河流域下游主要干流监测站近40a来(氮数据)或20a(磷数据)来的水质数据,同时,收集了流域各省人口、氮肥磷肥施用量(折纯)及工业废水排放量等数据,研究了黄河氮磷营养盐通量(或浓度)的多年变化趋势,并统计了水质变化与流域人口、化肥用量和工业废水排放量等社会经济指标的关系.结果表明,黄河氮输送通量近40a来有不断升高的趋势,但1990s后期受黄河断流影响有明显下降;同时,由于下游引黄灌区大量取水使得花园口-利津之间的氮通量相对入海口的氮通量为负值.黄河总磷含量在一定范围内波动,没有呈现趋势性变化,受断流影响1990s后期总磷含量值也明显减小.进一步分析表明,黄河氮输送通量的变化主要受流域内人口、氮肥施用量的影响,而与工业废水排放量没有统计上的相关性;黄河总磷含量和流域人口、磷肥施用量和废水排放量均无相关性,而与黄河水体中悬浮物含量显著相关.回归分析结果表明,黄河水体悬浮物中的总磷含量为0.54g·kg-1,与黄土高原总磷背景值十分接近.由于黄河悬浮物主要来自黄土高原,故判断黄河总磷输送的主要影响因素是黄土高原的水土流失.查明黄河流域氮磷输送量多年变化情况和主要影响因素可为流域和海域污染控制及负荷分配提供依据.     

黄土高原丘陵沟壑区土壤侵蚀遥感定量与信息系统研究——以陕西米脂县为例

本文在调查了米脂县土壤侵蚀现状和土地利用现状的基础上,对目前由于不合理的土地利用结构和耕作方式而造成人为加速侵蚀的问题作了分析,并认为土壤侵蚀是制约黄土高原丘陵沟壑区农业经济发展的根本原因。构成黄土高原丘陵沟壑区的基本地貌组合单元是小流域,它几乎包括了该区域的所有土地类型、地貌要素以及土壤侵蚀类型。因此以小流域为侵蚀系统的研究边界,分别对峁边线以上的面蚀、细沟侵蚀区和峁边线以下的沟蚀、重力侵蚀区进行土壤侵蚀的遥感定量分析,建立相应的侵蚀定量模型。在此基础上,探讨了为土壤侵蚀动态监测、水土保持和土地资源合理利用决策服务的土壤侵蚀信息系统的设计思想。该系统以小流域为基本设计单元,侵蚀定量模型为专业接口,重点考虑了系统的地学分析和专业数学模型的建立与应用功能。     

黄土高原自然资源和生态环境的人口压力及其缓解途径的探讨

本文主要讨论了三个问题。第一,黄土高原自然资源和生态环境受到破坏,其主要原因是人口压力;第二,治理和开发都非常必要并有一定效果,但是很难在几十年内彻底解决黄土高原的人口压力问题;第三,应该考虑黄土高原的人口向沿海及长江走廊经济开发区流动以缓解人口压力。     

黄土高塬沟壑区植被恢复对不同地貌部位土壤可蚀性的影响

通过采集不同地貌部位（塬面、塬坡和沟坡）各土地利用（农地、草地、灌木地和林地）坡面土壤和根系样品,采用综合土壤可蚀性指数（CSEI）评价了植被恢复对土壤可蚀性的影响。结果表明：（1）不同地貌部位的CSEI差异显著,沟坡CSEI较塬坡和塬面分别增加8.1%和77.7%。（2）塬面草地、灌木地和林地的CSEI较农地分别降低21.1%、29.2%和28.8%;而塬坡和沟坡林地CSEI均低于其他土地利用。（3）CSEI与粘粒含量、砂粒含量、毛管孔隙度、根重密度、根平均直径、根长密度及根表面积密度均呈极显著负相关,而与粉粒含量和土壤容重呈显著正相关关系;粉粒含量、土壤容重和根重密度是影响CSEI的关键因素,其中粉粒含量对CSEI的直接影响最大,而根重密度通过直接或间接作用对CSEI产生负相关影响。建议在塬面上以灌木作为植被恢复模式的首选,而在塬坡和沟坡上选择以乔木为优势群落的恢复模式对水土流失的控制更为有效。     

兰州北山不同植被土壤可培养微生物丰度变化特征及影响因素

以黄土高原中部的兰州北山为对象,通过野外取样和室内分析,动态监测黄土高原半干旱区两种人工林地生态系统的微生物类群分布规律.结果表明：试验区环境因子差异较大,林地土壤含水量、有机碳、全氮均高于荒地.全磷随植被类型变化差异不显著,随季节变化差异显著.土壤温度夏季 > 秋季 > 春季 > 冬季,土壤容重与有机碳、全氮含量呈显著负相关.不同植被类型土壤微生物丰度四季变化趋势为：细菌 > 放线菌 > 真菌的分布规律.微生物类群总数整体表现为林地高于荒地.回归分析显示：土壤pH值与细菌数量、放线菌数量及微生物总数均呈显著正相关（P < 0.05）,而与真菌呈显著负相关（P < 0.05）;土壤容重与真菌数量呈显著负相关（P < 0.05）;土壤温度与细菌、真菌及微生物总数均表现出显著正相关（P < 0.05）.通径分析表明,pH值对细菌数量的直接通径系数最大,容重对真菌数量的直接通径系数最大,土壤含水量对放线菌数量直接通径系数最大.研究显示,兰州北山植被恢复区土壤的有机碳、全氮、全磷等林地高于荒地,表明植被恢复对微生物的数量与种类有影响,且混交林的造林方式适宜兰州北植被恢复.     

2000~2021年黄土高原生态分区NEP时空变化及其驱动因子

净生态系统生产力（NEP）是陆地生态系统碳源/汇定量评价的重要指标.以黄土高原地区及6个生态分区（黄土高塬沟壑区A1、A2副区,黄土丘陵沟壑区B1、B2副区、沙地和农灌区（C区）和土石山区及河谷平原区（D区））为研究对象,结合遥感、气象、地形和人类活动数据,采用相关性分析、多元回归残差分析和地理探测器等方法,估算区域NEP并分析其时空变化特征及气候、地形、人为因子对NEP时空变化的影响.结果表明,在时间尺度上,2000~2021年,黄土高原NEP多年平均值（以C计）为104.62 g·（m²·a）^-1.黄土高原及各生态分区NEP均呈增长趋势,其中,黄土高塬沟壑区A2副区NEP年均增长率最大,为9.04 g·（m²·a）^-1;沙地和农灌区NEP年均增长率最小,为2.74 g·（m²·a）^-1.除沙地和农灌区为弱碳源外,其余各生态分区均表现为碳汇.在空间尺度上,黄土高原年均NEP呈现东南高西北低的分布格局,碳汇高值主要分布在黄土高塬沟壑区南部,碳源区主要分布在黄土高塬沟壑区北部、沙地和农灌区的大部;NEP的空间变化有显著差异,高增幅主要分布在A2副区中南部以及B2副区的西南部.黄土高原及各生态分区NEP时间变化受人为因素影响最大,人类活动数据与NEP的相关系数均大于0.80,且人为因素对NEP的贡献率均在50%以上;NEP的空间变化受气象因子的影响较大,降水、太阳辐射是影响空间变化的主导因子.总之,黄土高原NEP的时空变化受自然因素和人类社会因素共同影响.研究结果可为黄土高原陆地生态系统减排增汇及实现双碳目标提供参考.     

半个世纪以来黄土高原降水的时空变化

在全球性的显著升温引起全球环境的一系列变化,而全球变暖必然被引起区域降水分布的改变.气候变化将改变全球水循环的现状,导致水资源时空分布的重新分配,并对降水、蒸散发、径流等造成直接影响.运用中国气象中心黄土高原51个站点的降水资料,通过Mann-Kendall趋势分析法,对1947-2004年期间的降水时空分布规律及其原因进行了分析.结果发现,多数站点的降水在半个世纪中呈现减少趋势,降水减少的突变时间大约在1983年;降水显著减少的区域为夏季风边缘地区,季风边缘地区的降水序列与东南季风指数之间存在很好的相关性,说明夏季风的变化是引起该区域降水变化的主要原因.     

黄土高原植被破坏与重建过程中土壤侵蚀强度变化

运用137Cs示踪方法,通过采集不同利用方式的坡面土壤,研究了黄土高原典型丘陵区流域植被破坏与重建过程中土壤侵蚀强度的变化情况.研究结果表明:植被破坏耕垦后使137Cs遭受了大量流失,坡耕地耕垦时间越长,土壤侵蚀愈严重;植被恢复重建有效地减轻了侵蚀强度;通过比较刺槐林、果园及封禁自然恢复的撂荒地三种植被建造方式的土壤侵蚀模数,发现以封禁自然恢复的撂荒地土壤保持效果最好,其次是刺槐林,最差的是果园,其原因与果园的管理方式有关.立地条件不同的同种植被建造方式.土壤侵蚀强度差异较大,表现为峁坡阳坡此槐林地侵蚀模数远远大于谷坡阴坡刺槐林地.根据退耕时间不同的坡地土壤侵蚀强度的变化及流域土地利用类型的变化等方面对燕沟流域土壤侵蚀变化趋势作了进一步预测.     

延安“乡村振兴南沟模式”的内涵与启示

农业农村优先发展是中共二十大提出的重要目标,乡村振兴是农业农村优先发展的标志性成果形式。黄土高原丘陵沟壑区既是严重水土流失区,也是我国经济社会相对落后的贫困区。如何实现生态效益、经济效益和社会效益三者有机协同发展是该区域亟待解决的问题。延安市安塞区高桥镇南沟村率先优化南沟村生态景观格局,历经八载把原来的贫困村打造成为全国乡村振兴的典范,探索出了一条生态建设与乡村振兴有机耦合发展之路。本文从科学与社会的综合视角分析了延安市安塞区高桥镇南沟村的“化蝶”经验,梳理发现“南沟模式”的内涵可以归纳为“景观多元化、生态经济化、农业现代化、人民福祉化”。南沟村的蝶变为黄土高原丘陵沟壑区乡村振兴提供借鉴案例,但是借鉴不等于照搬照抄,必须根据自然禀赋实事求是地推进乡村振兴。