寒冻雏形土不同地形部位土壤湿度及其与主要植被类型的对应关系

寒冻雏形土不同地形部位土壤湿度均有较高的水平,0cm～60cm整层土壤湿度北坡＞滩地＞南坡.土壤湿度在年内可分为春季水分消耗期、雨季初水分补给期、水分波动消耗期和冬季冻结水分稳定聚集期.在垂直方向随深度加深湿度逐渐降低,北坡极为明显,南坡及滩地降低幅度均匀.土壤湿度随时间的变化过程分解为周期性变化项、随机性分量项及趋势项.同时表明,在土壤湿度较低的南坡,以小嵩草等为主的草原化草甸植被类型;土壤湿度适中的滩地,多以矮嵩草为主的高寒嵩草草甸植被类型;湿度较高的北坡,多以金露梅为主的灌丛草甸植被类型;而在土壤湿度很高、地表长久积水的河边,多以藏嵩草等为主的沼泽化草甸植被类型.     

库姆塔格沙漠东南边缘天然植被调查研究

通过对库姆塔格沙漠东南缘天然植被调查结果显示:调查区天然植被以荒漠植被类型为主,在5种植被型23个植被群系中,荒漠植被群系占到52%,表现出植被类型的荒漠特性。荒漠植物群落有经向、纬向和海拔高度变化的分布格局,水分是影响植被径向分布的主要因素,气候则反映了植被纬向和海拔高度分布的变化。同时对主要的典型植物群落的特征进行了分析,为荒漠植被的恢复及其沙漠综合治理提供理论依据。     

黄土高原不同生态类型NDVI时空变化及其对气候变化响应

了解植被的时空变化及其气候主控因子可为植被保护和恢复提供重要的理论依据。基于MOD13A1和气象数据,分析了黄土高原Normalized Difference Vegetation Index （NDVI）时空变化特征,探讨了NDVI对水热条件在不同时间尺度的响应特征。结果表明：黄土高原植被覆盖状态正在不断的改善,气候呈暖湿的发展趋势;83.77%的植被退化区（退化区面积占研究区总面积的5.79%）海拔<2000 m且退化类型以不显著减少为主,不同覆被类型的退化区海拔分布及退化比例差异明显,湿地的退化面积比最高（23.91%）、其次耕地（11.88%）。年尺度上,NDVI与降水呈正相关的面积高于气温,约75.06%的区域受水分条件控制;灌木地（海拔分布<2200 m）、耕地（<3000 m）、草地（<3000 m）和裸地（600~3700 m）等植被生长受水分条件影响;森林（<1000 m、1700~3700 m）和湿地（>2500 m）的植被生长受热量影响。月尺度上,黄土高原植被NDVI对热量响应以滞后1个月为主,不同植被对水热响应的滞后性差异明显,草地、湿地、耕地和裸地对热量响应以滞后1个月为主;森林和灌木地则表现水热同期的特征。伴随滞后时间的推移,水分主控面积逐渐降低,热量成为影响植被生长的主要因素,水热主控及响应滞后性分布受海拔影响明显。     

低覆盖度行带式固沙林带间植被修复过程及其促进沙地逆转效果分析

针对内蒙古自治区相同配置模式的低覆盖度杨树行带式造林带,对不同恢复时间梯度上带间植被特征和土壤化学性质进行了初步研究。结果表明,随着恢复年限的延长植物多样性呈明显增加的趋势,在16～20 a间增加趋势变缓;从生活型和水分生态型来看,恢复初期带间植被组成及生长状况较差,主要以一年生草本且旱生的植物为主,在恢复16 a后,主要以多年生草本和中生植物为主,说明半干旱风沙区杨树行带式造林带间植被在经过16 a左右的修复,其群落结构趋于稳定,生态功能增强。经过长期的防护效应,有效地改善带间植被的生长环境,土壤有机质的含量造林20 a比造林2 a时增加2.5倍,土壤逐渐肥沃,生态系统相对稳定。     

科尔沁沙地沙丘植被对丘间低地水体的影响北大核心CSCD

在流动沙丘以建立固沙植被的方式向固定沙丘转化的过程中,植被将改变沙丘水分再分配过程,影响沙丘的水文调节功能,甚至可能引起沙丘生态系统水资源失衡。为探明植被对沙丘水文调解功能的影响,以科尔沁沙地不同植被盖度的沙丘-丘间地水体组合体为研究对象,于2021年生长季开展了沙丘植被盖度、丘间低地水体变化特征、气象因素的动态观测,以期明确沙丘植被变化对丘间低地水体的影响。结果表明:(1)沙丘植被盖度影响沙丘水分对外补给能力,随着沙丘表面固沙植被盖度增加,单位面积沙丘对外水分补给能力降低,表现为流动沙丘(58.25 mm)>半固定沙丘(24.75 mm)>固定沙丘(14.87 mm),占同期降水量的比例分别为21.39%、9.09%、5.46%。(2)生长季流域降水补给量、植被盖度、气温显著影响沙丘对丘间低地水体的水分补给量,丘间低地水体获补量与流域降水补给量显著正相关,与植被盖度、气温极显著负相关。(3)依据水量平衡原理推导出沙丘水分对外补给量(Y)与影响因素(降水补给量X_(1),植被盖度X_(2),平均气温X_(3))的关系模型,Y=1052.737+0.1X_(1)-11.459X_(2)-37.585X_(3),R2=0.641。可根据模型预测沙丘水分对外补给量,为流动沙丘生物治理模式的合理选择提供支持。     

干旱地区植被影响沙地水分传输机理及其参数化

从植物生长与水分平衡的关系入手,在土壤水分动力学和近地面空气动力学等学科的研究基础上,依据植物生理生态学原理,探讨了干旱地区植被影响沙地水分传输的机理,初步建立了植被参数化模型和土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分传输综合模型。主要研究结果如下:①分析了荒漠植物的生长及其动态变化特征,对沙生植物地上部与根系生长,尤其是根系在土壤中的分布进行了量化。②分析了荒漠植物的蒸腾特性及其气孔调节作用机制,指出了土壤水分亏缺是叶片气孔关闭、蒸腾作用降低的主要原因,探讨了植物蒸腾作用与气孔调节之间的复杂关系及其今后的研究重点。③揭示了沙地植被蒸发蒸腾的变化规律;分析了影响沙地植被蒸发蒸腾的生物因素和环境因素的作用。④初步建立了植被参数化和SPAC水分传输综合模型,模拟了植被结构影响冠层能量平衡过程,探讨了植物状态参数、生理参数与蒸发蒸腾的相互关系。     

土壤植被大气模式中水分和能量传输研究进展

 在分析过去地-气间相互作用的物理过程、研究进展基础上,探讨了土壤-植被-大气系统中水分与能量的传输过程在模型中不同的计算方法。同时对不同计算方法进行对比,确定了分析土壤-植被-大气系统中水分和能量传输方法的优缺点,提出了解决我国干旱地区土壤-植被-大气系统中水分和能量传输的一些思路,强调加强干旱地区观测资料积累,采用实测资料不断对不同分析计算进行验证,找出适用于西北干旱区的参数化方法,建立干旱区土壤-植物-大气模型。     

青海湖西吉尔孟附近土壤水分研究

根据对青海湖北刚察县吉尔孟乡草地土壤含水量测定和粒度分析,研究了土壤水分变化等问题。研究区土层上部粒度成分以粗粉砂为主,下部以细砂为主。2009年该区草地土壤重力水分布深度达到了60 cm左右。土壤上部含水量丰富,下部水分严重不足。在土层约80 cm深度之下出现了中等干层和部分严重干层。该区土壤干层的发育阻隔了大气降水向地下深处的入渗,属于异常水分循环类型。该区土壤水分处于负平衡状态,指示当地的降水量并不能充分满足草原植被生长的需要。吉尔孟乡土壤蓄水量较少,易于发生生态环境的退化。     

基于PROSAIL模型的广州市过渡带森林植被冠层可燃物含水率估算

基于PROSAIL模型,结合野外实测叶片等水分厚度、干物质重量、叶面积指数数据,构建一种基于归一化红外指数和归一化干物质指数的植被冠层可燃物含水率估算方法。首先,在PROSAIL模型输入实测参数模拟植被冠层光谱曲线,计算归一化红外指数、归一化干物质指数用于叶片等水分厚度、干物质重量的反演。结果表明：归一化红外指数与叶片等水分厚度、归一化干物质指数与干物质重量存在明显的线性关系,基于该关系建立叶片等水分厚度、干物质重量的经验估算模型,经验证估算结果精度较高;将该经验模型推广至利用Landsat 8数据拟合植被冠层可燃物含水率,并与实测数据进行验证,结果显示R²达到0.743,RMSE达到34.2%,具有较高的精度。文章提出的植被冠层可燃物含水率估算模型,可实现广州市过渡带森林大面积、较高精度植被冠层可燃物含水率监测,为预防森林火灾提供参考。     

MODIS影像的NDVI和LSWI植被水分含量估算

植被含水量估算在作物灌溉和森林火灾预警中具有重要指导意义。采用8天合成MODIS地表反射率数据,针对植被水分含量与陆表水指数,植被覆盖与归一化植被指数的关系及不同植被类型和地表水分含量状况在NDVI-LSWI二维空间中的分布规律,在NDVI-LSWI梯形特征空间中确定最大和最小含水量边界线的基础上采用植被干燥指数直接估算植被水分亏缺程度。该方法不仅简便,而且可以避开植被指数温度梯形图中陆地表面温度和气温差值的测量。     

广东沿海陆地地质灾害及其防治对策

通过典型地质灾害的调查以及对其控制条件和诱发因素的分析表明 ,广东沿海的强震多出现于NEE活动断裂与NNW、NW向活动断裂交汇部位附近。在工程和经济活动剧烈的丘陵、河流沿岸、交通线和城镇区为水土流失、崩塌和滑坡斜坡灾变的多发区 ,降雨制约斜坡灾变的机率。地裂缝与胀缩土活动相关 ,雨季与旱雨季的交替变化是地裂缝发生的主要原因。岩溶塌陷和地面沉降均与超采地下水有关。三角洲和滨海平原软土区构成了工程建筑非稳定地基。地质灾害防治应以保护自然生态环境为主。丘陵区应进行植树种草 ,涵养水土 ,防止或抑制坡面侵蚀 ;沿海平原区 ,应合理开发利用地下水资源 ,保持地下水动态平衡。同时 ,应合理制定城镇规划 ,对重大工程建设场应开展地质灾害风险评估和地质灾害监测、预报工作。     

花岗岩不同土地利用类型坡地水土流失特征*

利用福建省安溪水土保持试验站的实测资料,对花岗岩不同土地利用类型坡地的水土流失特征进行了初步研究,试验结果说明,坡地只要有一定的植被覆盖和适当的坡地工程,水土流失均可得到控制.松耕使坡耕地土壤侵蚀力急剧下降,必须加强夏季园面覆盖.建议利用USLE进行土壤侵蚀预测时,未扰动自然课露坡地C取值0.1-0.3.实测结果显示,香根草带和牧草覆盖均有良好的保持水土效益,与山边沟工程结合,可以在较陡坡地果园开发中替代梯田台地进行推广.     

From water to tillage erosion dominated landform evolution

While water and wind erosion are still considered to be the dominant soil erosion processes on agricultural land, there is growing recognition that tillage erosion plays an important role in the redistribution of soil on agricultural land. In this study, we examined soil redistribution rates and patterns for an agricultural field in the Belgian loess belt. ¹³⁷Cs derived soil erosion rates have been confronted with historical patterns of soil erosion based on soil profile truncation. This allowed an assessment of historical and contemporary landform evolution on agricultural land and its interpretation in relation to the dominant geomorphic process. The results clearly show that an important shift in the relative contribution of tillage and water erosion to total soil redistribution on agricultural land has occurred during recent decades. Historical soil redistribution is dominated by high losses on steep midslope positions and concavities as a result of water erosion, leading to landscape incision and steepening of the topography. In contrast, contemporary soil redistribution is dominated by high losses on convex upperslopes and infilling of slope and valley concavities as a result of tillage, resulting in topographic flattening. This shift must be attributed to the increased mechanization of agriculture during recent decades. This study shows that the typical topographical dependency of soil redistribution processes and their spatial interactions must be accounted for when assessing landform and soil profile evolution.     

分布式土壤侵蚀和泥沙输移非点源污染子模型及其应用研究

官厅水库妫水地区土壤侵蚀较为严重。为控制妫水地区的土壤流失非点源污染,本文建立了一个参数较少、便于应用的分布式土壤侵蚀和泥沙输移子模型。该模型由USLE模型和泥沙输移模型组成。首先,本研究确定了USLE中各因子的计算公式,用该模型计算土壤流失。然后,将流域概化为河网,利用曾提出的应用于经Laplace变换和逆变换求得的一维水质迁移转化方程的解中的面积汇污系数和S曲线之间的关系,推导得到了分布式泥沙输移模型。最后,从妫水河流域土壤图、土地利用图中提取地理信息,以DEM为依据,研究了该模型在妫水河流域的应用。结果表明,该模型不仅可用于研究非点源泥沙污染,而且可用于研究流域内土壤侵蚀的空间分布,为实现农业最佳管理提供科学依据。妫水流域土壤流失主要来自坡度较大、地表植被覆盖差的丘陵和山地,控制土壤流失应该将重点放在该流域内的丘陵和山地上。     

Distribution of plant species and species-soil relationship in the east central Gurbantunggut Desert,China

The distribution of plant species and relationships between species and soil factors in the east central part of Gurbantunggut Desert was studied to provide more insight into the flora and determine differences in vegetation across various parts of the desert. Two-way Cluster Analysis showed that the vegetation in the area could be divided into three groups, the first group was dominated by the shrub species, Ephedra przewalskii and the grass species, Carex physodes mainly in areas of flat grounds and gentle slopes; the second group was dominated by C. physodes, Artemisia songorica and A. xerophytica mainly on the slope of sand dunes and the third group was dominated by the shrub species, Haloxylon persicum mainly on the top of sand dunes. There was no difference in plant density between Groups 1 and 2 but there was a significant decrease in Group 3. Soil water under vegetation Group 3 was much lower than that in the other two groups at all soil depths. The EC, organic matter, total P and soluble Na, Ca and Mg varied very similarly with soil water. Canonical correspondence analysis (CCA) satisfactorily assessed the species-soil relations in the area. The distribution of plant species was strongly correlated with the soil factors of water content, organic matter, EC and nutrients. The variations in species occurrence explained by the three CCA axes were about 70%, indicating that some explanatory site variables may exist outside our studied parameters. Soil texture is suggested to be included in future studies to improve the explanation of CCA.     

中国古尔班通古特沙漠东部中心地区植物分布与植物—土壤关系(英文)

The distribution of plant species and relationships between species and soil factors in the east central part of Gurbantunggut Desert was studied to provide more insight into the flora and determine differences in vegetation across various parts of the desert. Two-way Cluster Analysis showed that the vegetation in the area could be divided into three groups, the first group was dominated by the shrub species, Ephedra przewalskii and the grass species, Carex physodes mainly in areas of flat grounds and gentle slopes; the second group was dominated by C. physodes, Artemisia songorica and A. xerophytica mainly on the slope of sand dunes and the third group was dominated by the shrub species, Haloxylon persicum mainly on the top of sand dunes. There was no difference in plant density between Groups 1 and 2 but there was a significant decrease in Group 3. Soil water under vegetation Group 3 was much lower than that in the other two groups at all soil depths. The EC, organic matter, total P and soluble Na, Ca and Mg varied very similarly with soil water. Canonical correspondence analysis(CCA) satisfactorily assessed the species-soil relations in the area. The distribution of plant species was strongly correlated with the soil factors of water content, organic matter, EC and nutrients. The variations in species occurrence explained by the three CCA axes were about 70%, indicating that some explanatory site variables may exist outside our studied parameters. Soil texture is suggested to be included in future studies to improve the explanation of CCA.     

腾格里沙漠人工固沙植被区浅层土壤水分对降水和生物结皮的响应

选择腾格里沙漠东南缘人工植被区3种典型的地表覆被类型（藓类结皮、藻类结皮和流沙）土壤为对象,选取发生在7月和9月的两次降水事件,研究浅层土壤（3、5、10 cm）水分入渗与再分布过程。结果表明：浅表层3 cm深度土壤水分在降雨初期均表现为跳跃式增加,而在降雨中后期由于土壤剖面不同深度水势梯度减小,降水入渗速率降低,土壤水分仅呈现小幅波动。在两次降水事件中,藓类结皮和藻类结皮对降水入渗的阻碍作用比较显著,入渗速率表现为沙土 > 藻类结皮 > 藓类结皮;从水分再分布看,生物土壤结皮的存在致使水分再分配过程表现出明显的浅层化;降水过程结束后,结皮促进水分的蒸发损失,从而减少植被可利用水分含量。人工固沙植被区广泛发育的生物土壤结皮对降水入渗与再分布过程以及土壤水量平衡具有重要影响。     

浙江山地滑坡现状及其成因

在考察浙西、浙南山地滑坡灾害点的基础上,结合地质、土壤、土地背景资料确定了庆元、青田、龙泉等１５个县（市）为滑坡集中分布区;中小型基岩风化残坡积土层滑坡是浙江主要滑坡类型。山高坡陡的地貌特征、软硬互层的地层岩性、多组断珐交叉的区域地质构造和发育深厚的土壤类型,是滑坡形成的地学基础;人为切坡、流水蚀坡、水耕梯田、植被破坏和集中降雨,是滑坡的诱发因子。     

陇中黄土丘陵沟壑区人工草地土壤水蚀预测模型

针对陇中黄土丘陵沟壑区土壤水蚀过程复杂且难以有效预测的问题，以定西市安家沟水土保持试验站2005—2016年1~12月人工草地径流场试验数据为主要来源，将流域月降雨量、月侵蚀性降雨量、月径流量、月降雨强度、径流场面积、径流场坡度、土壤砂粒含量、土壤粘粒含量8个因子作为输入因子，月土壤水蚀量作为输出，运用偏最小二乘法(Partial Least-Squares Regression,PLSR)和长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)循环神经网络建立人工草地土壤水蚀预测模型，并利用BP(Back Propagation)、RNN(Recurrent Neural Network)、LSTM常见神经网络模型，对模型的有效性进行评估。结果表明：PLSR将模型8个输入因子减少为4个，从而有效解决LSTM神经网络模型对样本数量要求过高的问题； PLSR和LSTM神经网络模型的结合可以有效提高模型对人工草地土壤水蚀过程的预测精度和收敛速度，预测结果的平均相对误差小于4%，相关系数高于其他3种神经网络模型，而迭代次数、均方根误差和平均绝对误差均低于其他3种模型；研究发现坡度对人工草地土壤水蚀过程影响较为明显，降雨量小于25 mm时，人工草地土壤水蚀量不会随坡度增加而明显增长，但当降雨量超过25 mm时，人工草地土壤水蚀量会随坡度明显增加。 PLSR LSTM神经网络土壤水蚀预测模型可以准确预测陇中黄土丘陵沟壑区人工草地土壤水蚀量，为该地区水土流失的准确预报提供新的思路和方法。     

我国低山丘陵区水土流失生态环境背景分析

我国是一个以山地为主的国家，山地多为大江大河的源头，而低山丘陵为这些大江大河支流的发源地，这些区域的水土流失必然会带来环境问题。本文以TM影象为数据源，以GIS为技术支撑，从DEM中获取低山丘陵层，以此为MASK层，提取水土流失及相应的生态环境背景各层，包括土地利用、坡度、年降水、积温、植被等生态背景层，这些背景层是多年数据的平均，然后把水土流失层与环境背景各层分别叠加，分析不同环境背景下水土流失状况，从而为治理水土流失提出科学依据。