长江上游流域降雨侵蚀力变化对河流输沙量的影响

利用长江上游主要水文站1956~2010年输沙量数据和雨量站日降雨量时间序列资料,采用线性回归研究流域降雨侵蚀力与河流输沙量的关系,并估算长江上游各子流域降雨侵蚀力变化对河流输沙量的总体贡献。结果表明:长江上游降雨侵蚀力为2 362 MJ·mm/(hm²·h·a)到3 814 MJ·mm/(hm²·h·a),多年平均值为3 006 MJ·mm/(hm²·h·a);各子流域的年均降雨侵蚀力差异较大,其中乌江子流域最大,为5 055 MJ·mm/(hm²·h·a),金沙江子流域最小(1 560 MJ·mm/(hm²·h·a)),不足乌江子流域的1/3。各子流域降雨侵蚀力的极值比大小嘉陵江 > 岷江 > 乌江 > 金沙江。长江上游流域以及子流域输沙量在1956~2010年间均呈总体下降趋势,各子流域年均输沙量大小金沙江 > 嘉陵江 > 岷江 > 乌江。降雨侵蚀力变化对长江上游输沙量变化贡献率为7%,对岷江、嘉陵江、乌江子流域输沙量变化的贡献率分别为36%、20%、9%。总体来说,降雨对长江上游输沙量变化的影响不如人类活动的影响大。     

庐山不同森林植被类型土壤碳库管理指数评价

土壤碳库管理指数(CPMI)是表征土壤碳库变化的一个重要量化指标,能够反映土壤的碳库变化和碳库质量。选取庐山8种森林植被类型土壤为研究对象,对其土壤有机碳库特征及碳库管理指数进行系统研究。结论表明:(1)土壤有机碳(SOC)主要分布于0~20 cm土层中,随着土层深度增加,不同森林植被类型下SOC含量急剧下降;在0~60 cm土层中,不同森林植被类型下SOC含量的平均值排序为:马尾松林常绿阔叶林灌丛针阔混交林常绿-落叶混交林黄山松林落叶阔叶林竹林。(2)不同森林植被类型下活性有机碳(ASOC)含量为0.24~0.57 g·kg–1,总有机碳(TOC)含量为9.72~14.74 g·kg–1,土壤碳库指数(CPI)为1.63~2.48,碳库活度(A)为0.019~0.062,碳库活度指数(AI)为0.388~1.265。不同森林植被类型下ASOC含量排序:落叶阔叶林黄山松林常绿-落叶阔叶混交林灌丛针阔混交林常绿阔叶林竹林马尾松林;不同森林植被类型下ASOC/TOC(%)排序:落叶阔叶林黄山松林常绿-落叶阔叶混交林竹林灌丛针阔混交林常绿阔叶林马尾松林;不同森林植被类型下CPMI排序为:落叶阔叶林黄山松林常绿-落叶阔叶混交林灌丛针阔混交林常绿阔叶林竹林马尾松林。     

川西亚高山人工针叶林枯落物持水与土壤渗透性能

为川西亚高山人工林水源涵养效益评价与林分结构合理配置提供科学依据,对该区不同恢复阶段的人工针叶林类型林地枯落物蓄积量及其最大持水量、土壤贮水与渗透性能进行了试验研究。研究结果表明：（1）林地枯落物蓄积量随林龄增大而增加,排序为：70 a云杉林(F)>40 a云杉林(C)>40 a云杉 落叶松林(E)>55 a云杉林(B)>40 a落叶松林(D)>桦木林(BF)>25 a云杉 落叶松林(A)>灌木林(SF)>裸露地(BL),林地枯落物最大持水量也呈相同的趋势。（2）随土壤深度增加,土壤容重逐渐增大,有机质与非毛管孔隙度逐渐减小,土壤pH、毛管孔隙度和总孔隙度变化趋势不明显。（3）在0~30 cm土层,滞留贮水量在3632~7037 t/hm2,排序为：E>C>F>SF>D>BF>B>A>BL;最大贮水量在12294~23154 t/hm2,排序为：SF>D>F>E>A>B>BF>C>BL。（4）在0~20 cm土层,初渗率在080~2595 mm/min,排序为：C>D>E>BF>B>SF>F>A>BL;稳渗率在055~425 mm/min,排序为：BF>E>SF>A>B>F>D>C>BL。（5）各渗透率指标与土壤容重极显著负相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<001),与有机质含量、非毛管孔隙度极显著正相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<001);稳渗率与枯落物蓄积量显著正相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<005     

南方丘陵山地带土壤保持功能及其经济价值时空变化特征

土壤保持是生态系统提供的重要调节服务之一,在区域侵蚀控制以及生态安全的维持方面具有不可替代的作用。以全国主体生态功能区划中"两屏三带"的南方丘陵山地带为研究对象,在遥感和地理信息系统的支持下,以2000、2005和2010年3期生态系统类型数据为主要数据源,运用通用土壤流失方程(Universal Soil Loss Equation, USLE)分析了南方丘陵山地带生态系统土壤保持功能,并对其经济价值进行动态核算。结果表明:10 a间,南方丘陵山地带土壤保持总量呈上升趋势,土壤保持总量上升了76.79×10⁷ t,森林、灌丛和农田生态系统是研究区土壤保持功能的主要贡献者,总贡献率3个年份分别为82.29%、82.59%和80.58%,不同生态系统土壤保持总量排序为森林> 灌丛> 农田> 草地> 湿地> 人工表面> 稀疏地,土壤保持能力排序为湿地> 草地> 灌丛> 森林> 农田> 人工表面> 稀疏地;10 a间,研究区土壤保持功能总经济价值增加了270.34×10⁸元,总经济价值中以保持土壤肥力价值为主;土壤保持功能经济价值的变化以轻微增加为主,其呈现增加的区域面积和价值增幅大于经济价值减少的区域面积和价值减幅。在对该区域生态系统进行保护的基础上,因地制宜地合理增加植被盖度对防治土壤侵蚀、保持土壤养分可以起到良好效果。     

四川省甘孜州松茸栖息地动态变化研究

应用3S技术结合野外调查,对甘孜州松茸栖息地10 a间（1994~2004）的动态变化特征进行综合分析。结果表明：（1）根据建群种的生活型可将松茸栖息地划分为3大栖息地类型（12个群系）,分别为硬叶常绿阔叶林栖息地、针阔叶混交林栖息地以及针叶林栖息地;（2）松茸栖息地破碎化整体上呈增加趋势,主要表现为最大斑块指数减小,斑块边界总密度、形状指数及多样性指数增大;（3）至2004年松茸栖息地总面积达1 728 96309 hm2,较1994年面积增加4329%;新增川滇高山栎川西云杉混交林和高山松黄背栎混交林两大斑块类型,面积分别为409 95468 hm2和24 61428 hm2;栖息地面积、类型及数量的增加,对破碎化的发展速度起到一定的延缓作用;（4）鳞皮冷杉林、高山松林、川滇高山栎川西云杉混交林以及高山栎鳞皮冷杉混交林为栖息地的优势斑块类型,有必要对其乔木层片与灌木层片中栎类植物的组成比例进行调整,改善栖息地环境质量     

耕地上山撂荒成因及空间优化路径探究——以江西省万年县为例

围绕耕地、林地与建设用地的占补平衡是兼顾粮食安全、生态安全及城市发展需求的土地空间置换制度。然而,“耕-建”占补平衡却造成了大量耕地上山并撂荒的现象,有悖于“藏粮于地”的耕地保护方针。利用二元Logistic回归模型和粮食产能核算模型,剖析山区农业大县万年县补充耕地撂荒特征、成因及粮食产能效应,提出联动“耕-林”占补平衡制度实现空间优化的方案。结果表明：(1)2010～2020年万年县补充耕地呈现上山和细碎化趋势,撂荒率约为14.77%。(2)当补充耕地海拔高度>130 m∩斑块面积<0.2 hm²、或所在村常住人口密度<400人/hm²∩斑块面积<0.2 hm²、或临近耕地交通距离>40 m∩斑块面积<0.2 hm²、或海拔高度>110 m∩临近耕地交通距离>70 m时,撂荒可能性较大。(3)可开垦利用为耕地的林地共3 183.39 hm²,其中有林地、其他林地、稀疏林地分别占88.25%、9.74%、2.01%。(4)通过上山...     

庐山不同森林植被类型土壤特性及其健康评价

土壤作为森林生态系统的一个重要因子,评价森林土壤健康状况对森林健康的维护经营以及森林系统功能的发挥具有重要意义。在系统调查和分析庐山8种森林植被类型土壤特性的基础上,评价指标分别从物种多样性以及不同的森林土壤特性中进行筛选,包括物种多样性系数、枯落物层厚度、腐殖质层厚度、土层厚度、容重、粘粒含量、有机质、p H值、阳离子交换量、全氮、水解氮、有效磷、速效钾、磷酸酶活性等指标,基于SPSS19.0软件对所获得数据进行差异性检验和相关分析,确定各项指标的权重,应用合适的土壤健康评分函数,将测得的指标值转换为对应指标的分值,最后通过加权综合法,计算其土壤健康指数,并对不同森林植被类型土壤健康状况进行评价。结果表明,8种森林植被类型下最终的土壤健康指数大小排序为:针阔混交林(0.78)常-落混交林(0.72)灌丛(0.69)常绿阔叶林(0.67)落叶阔叶林(0.64)竹林(0.59)马尾松林(0.53)黄山松林(0.46)。     

2011—2020年中国大豆生产碳排放效率时空演变及影响因素

准确分析大豆生产碳排放效率与影响因素,可为加快实现大豆生产碳减排提供理论依据与数据支撑。目前,鲜有关于中国大豆生产碳排放效率的研究,且尚未有关于大豆生产碳排放效率影响因素的研究。因此,该研究在选用生命周期评价法核算2011—2020年中国大豆生产全生命周期碳排放量的基础上,采用含有非期望产出的超效率SBM模型测算中国大豆生产碳排放效率,并基于Tobit模型探究影响中国大豆生产碳排放效率的主要因素。结果表明：(1)大豆生产碳排放总量呈现“上升—下降—上升”的3阶段变化特征,2020年大豆生产碳排放总量较2011年提升了47.70%;2020年单位产值大豆生产碳排放为7.48 t/万元,较2011年的5.64 t/万元增长了32.62%;大豆生产的碳排放强度则由2011年的5.16 t/hm²增至2020年的6.09 t/hm²,增长了18.02%。尽管碳排放整体呈上升趋势,但存在明显的区域差异,其中,黑龙江属于大豆生产碳排放总量大、单位产值碳排放高、碳排放强度高的地区,碳减排压力较大。(2)大豆生产碳排放效率呈先降后升的演变趋势,均值为0.78...     

亚热带典型农林混合流域河流氮磷输出负荷特征及与景观格局关系

流域景观特征对流域河流氮(N)磷(P)迁移输出具有显著影响,但不同景观组成与配置与河流N、P输出负荷的关系有待进一步深入研究。以亚热带典型农林混合流域金井河流域为研究区域,基于长期水文、水质定位观测数据定量估算了河流N、P输出负荷。将景观指数分类结合传统统计分析筛选出的不同景观尺度的核心景观指数,采用冗余分析(RDA)和方差分解分析(VPA)明确不同尺度景观格局特征对于河流N、P输出负荷的影响关系。结果表明：流域丰水期、平枯水期N、P输出负荷呈显著时空差异,丰水期流域河流TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N、TP、DIP输出负荷分别为2.61～9.03、0.34～5.34、1.26～5.03、0.15～0.50、0.09～0.23 kg/(hm².a);平枯水期分别为1.55～6.68、0.29～2.91、0.74～2.91、0.10～0.46、0.05～0.20 kg/(hm².a)。不同景观尺度水平及土地利用类型,景观特征对于N、P输出负荷的影响有所差异,...     

三峡库区主要森林植被类型土壤有机碳贮量研究

根据全国森林资源清查资料,按主要优势树种和分布面积将三峡库区主要森林植被划分为马尾松针叶林、栎类混交林、灌木林等11种主要森林植被类型。基于196个土壤剖面数据,分析了11种主要森林植被类型下土壤有机碳含量、碳密度大小和分配特征。研究发现,三峡库区主要森林植被类型下土壤有机碳含量和碳密度均存在较大差异,二者总体上都随土层加深而降低。11种主要森林植被类型中以杉木针叶林土壤有机碳密度最大,达16.0 kg/m2,温性松林下土壤碳密度最小,仅为7.9 kg/m2。不同植被类型下土壤有机碳贮量在土层中的分配比例也不同,以灌木林和柏木林土壤碳贮量在土层间的差异最大。11种主要森林植被类型土壤平均厚度为56.3～98.5 cm,其中杉木针叶林土壤最厚,达98.5 cm,灌丛土壤最薄,平均厚度仅56.3 cm。三峡库区11种主要森林植被类型总面积为3 313 251 hm2,土壤总有机碳贮量为 366.36 t,其中0～10、10～20、20～40和＞40 cm土层分别占22.90%、18.36%、28.33%和30.41%。     

江西庐山自然保护区主要森林植被水土保持功能评价

随着环境压力的与日俱增以及森林过度采伐带来的生态危机的加剧,森林生态系统控制水土流失与涵养水源功能的量化及机理研究已成为各国生态学家、林学家、水土保持学家共同关注的课题。以江西庐山自然保护区的6种主要森林植被为研究对象,基于野外调查和室内实验获取的相关数据,采用层次分析法,选取郁闭度、丰富度指数、土壤容重、毛管孔隙度、土壤稳渗速率、枯落物储量、枯落物分解强度、海拔、坡度等15个指标构建多层次多指标的水土保持功能评价体系,根据层次总排序结果,分别计算出各指标的权重,并利用线型评分函数求出各森林植被类型水土保持功能的综合评价值,即6种主要森林植被类型水土保持功能排序为:常绿阔叶林玉山竹林常绿-落叶阔叶混交林落叶阔叶林黄山松林马尾松林。     

川西亚高山植被恢复过程中的土壤和地被物水源涵养能力评价

运用以空间代替时间,以糙野青茅草地、柳树灌丛、白桦林、混交林、冷杉林为植物自然恢复的序列,采用环刀法和实地调查-水浸法研究了川西亚高山植被恢复过程中土壤和地被物的持水能力。结果表明：土壤容重随深度增加而加大、随植被恢复而降低;土壤持水能力随深度增加而降低、随植被恢复而增加,表现为混交林>冷杉林>柳树灌丛>白桦林>草地;地被物储量及其持水能力随植被恢复极显著增加,其组成由草地的凋落物为主到冷杉林时以苔藓为主;生态系统土壤和地被物的持水能力随着恢复而显著提高,表现为混交林>冷杉林>柳树灌丛>白桦林>草地。因此,亚高山植被自然恢复能显著增加区域生态系统的土壤和地被物持水,适度增加阔叶树亦有利于促进川西亚高山恢复植被的土壤持水     

三峡库区重庆段土壤保持服务时空分布格局研究

土壤保持是生态系统服务与功能的重要组成,在防止土壤侵蚀、减少径流泥沙与农业面源污染等方面具有至关重要的作用。以对国家生态安全具有重要作用的土壤保持生态功能区——三峡库区重庆段为研究区域,研究得到了2000~2013年时间序列区域土壤保持服务"流量"结果,结果表明:(1)三峡库区重庆段多年平均土壤保持量为604.39 t/hm~2·a,沿长江干流自西向东逐渐增强,区域差异显著;(2)三峡库区的土壤保持服务存在明显的垂直分异特征,随着高程的增加,以300 m与900 m为节点,出现递减-递增-递减的分段规律,与人类活动存在明显的相关关系;(3)增加森林覆被面积是改善区域土壤保持、减少水土流失的重要举措。同时,在三峡库区开展坡改梯工程,减少坡耕地的数量能够有效控制区域水土流失;     

武汉市典型绿地植被类型对表层土壤入渗和持水性能的影响

合理的绿地植被建设和管理是提高城市蓄水能力和减少城市内涝的重要途径。该文以武汉市城区8种代表性绿地植被的表层土壤为研究对象,通过测定土壤理化性质和水力学特征参数,量化了不同类型绿地植被对表层土壤水分入渗和保持性能的影响,并揭示了土壤理化性质对其影响的机制。结果表明：不同植被类型表层土壤水分入渗性能和持水能力差异显著,天然香樟林、玉兰园、桂花园和牡丹园具有较好的入渗性能,表现为较高的饱和导水率（179.70~441.69 cm/d）,其次是人工草坪（31.53~126.60 cm/d）,而樱花园、梅花园和桃李园的入渗性能最差（22.40~57.99 cm/d）。天然香樟林土壤持水能力最强,表现为最高的田间持水量（0.315~0.336 cm³/cm³）和最大有效含水量（0.170~0.177 cm³/cm³）,其次是玉兰园、桂花园、牡丹园、梅花园和桃李园,持水量、有效含水量分别为:0.241~0.289 cm³/cm³,0.144~0.182 cm³/cm³,而樱花园和草坪的持水能力最弱（0.209~0.254 cm³/cm³,0.139~0.165cm³/cm³）。土壤饱和导水率与总孔隙度、非毛管孔隙度呈显著正相关关系,与容重呈显著负相关关系。而容重、总孔隙度、砂粒和粘粒含量是影响土壤水分特征的主要因素。可以通过乔灌木林下种植草本植物、减少人为践踏,以及适时翻耕等方式提高绿地土壤的入渗与保水能力,进而提高其降雨存蓄功能,减少城市内涝。     

岷江上游不同植被恢复模式枯落物层水源涵养能力

为了阐明不同植被恢复模式水源涵养功能，采用野外调查与室内分析相结合的方法，以岷江上游山地森林-干旱河谷交错带为研究对象，开展不同植被恢复模式枯落物层现存量、持水过程、吸水过程等方面研究。结果表明：不同植被恢复模式中，枯落物现存量大小依次是天然次生林>刺槐林>岷江柏-油松幼林>岷江柏幼林>沙棘+金花小檗灌丛>荒草地。不同植被恢复模式枯落物半分解层占现存总量比例均在60%以上，且均大于未分解层占现存总量比例，其中岷江柏幼林最高（79.89%），天然次生林最低（60.66%）。刺槐林和天然次生林模式枯落物最大持水量较大，分别为53.25和53.22 t·hm-2，岷江柏-油松幼林模式次之，荒草地最小。不同植被恢复模式枯落物半分解层持水量均大于未分解层，且持水量与浸水时间间呈对数、幂函数、线性和指数函数等关系；而枯落物未分解层、半分解层的吸水速率与浸泡时间均呈幂函数关系。研究成果可为区域合理选择植被恢复模式提供科学参考。     

喀斯特生态环境治理下土壤保持功能对石漠化的响应机制

喀斯特地区土壤保持功能是衡量石漠化生态治理成效的重要手段之一,基于InVEST模型,利用"3S"技术对2005、2010、2015年的关岭-贞丰花江示范区的石漠化进行解译,研究石漠化与土壤保持量两者的响应机制。结果表明:(1)2005～2015年石漠化程度总体减缓,面积由3 773.56 hm~2减少至3 474.23 hm~2,土壤保持总量相继上升,从29.29万t提高至37.29万t,2005～2010年单位面积土壤保持增量集中在6～30 t·hm~(-2)·a~(-1),后五年增量在0～6 t·hm~(-2)·a~(-1)。(2)由于土地利用方式、坡度、土层厚度等差异,土壤保持功能并未呈现简单式下降,而是表现为强度中度、轻度潜在、非喀斯特无石漠化。其中轻度与潜在差值最大,可达5.53 t·hm~(-2)·a~(-1),说明了潜在石漠化是今后治理的重点。(3)2005～2010年石漠化恢复型土壤保持增量为10.27 t·hm~(-2)·a~(-1),由于土地利用方式的转变以及治理时效性在2010～2015年降低为3.01 t·hm~(-2)·a~(-1)。稳定型石漠化变化土壤保持变化最为平稳,强度石漠化减缓区土壤保持功能上升快,轻度最为平缓,表明了治理期长且需循序渐进。因而,在治理过程中需考虑不同等级石漠化具有的土壤保持功能特性及其恢复的时效性。     

南洞庭湖湿地鱼类生境景观变化及其人为驱动

通过实地调查和制图分析,研究1983~2013年南洞庭湖区万子湖湿地和鱼类生境景观变化及其人为驱动,结果表明:湿地洲滩面积由1.410×104 hm2增加到2.135×104 hm2,敞水面面积由1.363×104 hm2减少到0.631×104 hm2;芦苇洲减少,但林地由0.056×104 hm2增加到0.728×104 hm2并扩展到保护区核心区;新增泥围21个、网围10个,引淤、沥水排水设施长度增加了201.71km。人为干扰对景观变化有极大影响,其中引种意大利杨及芦苇改变了地形和群落结构,挤占了自然演替条件下应有的草洲景观空间,使鱼类产卵、索饵的适宜生境减少;泥围作为有害渔法,与网围都处于建设发展阶段,占据了草洲、洼地等鱼类产卵、索饵的适宜生境;引淤渠建设使大面积湖泊快速淤积成洲,将水生生态景观转变为大多数时间干露的以陆相生态景观为主的水陆相生态景观,鱼类生境被压缩,并对南洞庭自然保护区核心区继续发挥促淤作用。     

岷江上游高山森林凋落叶在冬季河流中的质量损失特征

凋落叶在高山森林河流中的分解不仅是生态系统物质循环的重要内容,而且与森林养分流失以及下游水体环境密切相关,并可能受到冬季雪被变化和土壤季节性冻融的影响,但一直缺乏必要的关注。因此,以岷江上游高山森林4种代表性植物康定柳(Salix paraplesia)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)、方枝柏(Sabina saltuaria)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为研究对象,采用凋落叶分解袋法,研究了一个冬季不同冻融时期(冻结初期、冻结期和融化期)的质量损失特征。经过一个冬季(162d)的分解,康定柳、高山杜鹃、方枝柏和四川红杉凋落叶分别完成了初始干重45.5%、18.9%、26.4%和23.8%的分解;除康定柳凋落叶质量损失在融化期最大外,其余3种凋落叶均表现为冻结初期最大;康定柳、方枝柏和四川红杉凋落叶质量损失与河流水环境的平均温度和正积温均表现出显著或极显著的正相关关系,且与河流流速和硝态氮显著正相关,而与河流pH显著负相关;高山杜鹃凋落叶质量损失除与HCO3-含量显著相关外,与河流水温及其它水质特征均无显著相关关系。这些结果表明高山森林河流流速及水环境特征显著影响了凋落叶分解及其相关的物质循环过程,但影响程度受到凋落叶特性的调控。