基于PSR模型的土地利用系统健康评价及障碍因子诊断——以延长县为例

土地利用系统健康评价是从系统的结构、功能和效益等方面进行的评价,是评价土地资源可持续利用的重要手段。基于PSR模型理论,构建了延长县土地利用系统健康评价的指标体系,采用改进熵值法对各指标进行了权重赋值,对其土地利用系统进行了健康评价并诊断影响其系统健康的障碍因子。研究结果表明:(1) 2000年以前延长县各土地利用类型面积变化较小,2000年以后草地和林地面积大幅增加,到2010年分别达到了1 165.58,431.10 km~2,其林草面积占延长县总面积的一半以上。(2)延长县土地利用系统健康状态1980—2010年呈逐渐好转的趋势,其综合指数从1980年的0.268上升到2010年的0.654,土地利用健康等级从"不健康"转变为"亚健康"状态。(3) 2000年以前系统健康的主要障碍因素有森林覆盖度、人均GDP、水土流失治理率、有效灌溉率,2000年以后主要障碍因素逐渐转变为土地垦殖率、水土协调度、人口自然增长率等。(4)系统评价的3个子系统,其中属系统状态的障碍度最高;系统压力的障碍度随时间变化一直呈上升趋势;系统响应障碍度随时间变化一直呈减小趋势。     

冻融条件下土壤抗冲性的变化特征

为揭示冻融作用对风沙土抗冲性的影响,以季节性冻融区风沙土为研究对象,通过室内放水冲刷试验对冻融条件下土壤抗冲系数的变化特征进行了研究。结果表明:坡度、放水流量、土壤含水量、冻融循环次数和土层深度对土壤抗冲系数均具有显著影响(P0.05),土壤抗冲系数对各因素敏感程度大小为坡度放水流量土壤含水量土层深度冻融循环次数;土壤抗冲系数随坡度、放水流量、冻融循环次数增加而减小,随土壤含水量的增加先增大后减小,随土层深度的增加先减小后增大。     

模拟降雨条件下坡地氮素流失特征试验分析

通过模拟降雨试验,分别研究1.0mm/min和2.0mm/min雨强条件下,不同坡面上径流过程和土壤氮素流失特征。结果表明,在1.0mm/min雨强条件下,每个产流阶段径流变化量依次为18°>28°>21°,峰值出现时间依次为21°>18°>28°,径流峰值量依次为28°>18°>21°;硝态氮淋溶与土壤侵蚀同步进行;铵态氮流失量峰值的出现是坡面顶部和下部流失量的叠加结果,随后铵态氮流失量趋于降低;在2.0mm/min雨强条件下,每个产流阶段径流变化量不同,峰值出现时间依次为18°>21°>28°,径流峰值量依次为28°>21°>18°。硝态氮流失以泥沙携带为主,大坡度地表硝态氮流失量陡然增加;短时间内坡面表层土壤流失量显著增加,造成铵态氮流失量波动变化。在两种雨强条件下,累积径流流失量依次为28°>21°>18°;硝态氮是径流中全氮流失的主要形式;在整个降雨过程,全氮流失量表现为产流初期较低,中期增大,后期降低。各形态氮素累计流失量与径流累计流失量之间存在显著的线性关系。     

景观生态学原理在土壤侵蚀学中的应用与实例分析

景观生态学是一门交叉学科,它日渐成熟的理论已被广泛运用于各个学科。就等级理论与尺度效应、渗透理论和源汇系统理论、格局过程关系理论以及景观安全格局理论在土壤侵蚀学中的应用进行了探讨,证实了景观生态学原理在土壤侵蚀学中应用的可行性。然后以黄土高原黄家二岔流域为例,从土壤侵蚀角度出发,分析了阴坡和阳坡的景观格局,提出并计算斑块大小、斑块形状和斑块排列顺序三个指标,然后判断它们对土壤侵蚀的影响,认为阴坡的景观格局受人为干扰大,耕地比重大,且地块形状规则,分布在坡下部位置,利于土壤侵蚀的发生;而阳坡人工草地比重大,灌木林和林地的等高连通度大,且分布在耕地之下,有利于水土保持。最后,认为应用景观生态学原理分析和评判流域土壤侵蚀是可行的,并且具有较大的发展潜力。     

土地退化/恢复中土壤可蚀性动态变化

利用EPIC公式计算了不同开垦和退耕年限的土壤可蚀性K值,对黄土高原典型自然恢复区子午岭林区土地退化/恢复过程中土壤可蚀性的动态变化进行了系统的研究。结果表明：土地开垦后,土壤颗粒向粗骨化方向发展,有机碳含量降低,土壤可蚀性逐渐增强;土地退耕过程中,土壤有机碳含量逐渐增加,肥力水平提高,可蚀性逐渐减小;土壤中有机碳含量、全氮含量、水稳性团聚体含量以及团聚度与土壤可蚀性K值相关最为密切;土壤可蚀性的强弱本质上取决于土壤有机碳含量,恢复植被以提高土壤有机质含量,促进土壤团聚体的形成,增强土壤团聚度,是降低土壤可蚀性能的重要途径。     

黄土高原草地土壤微量元素分布特征研究

通过实地调查采样,结合室内分析,研究了陕北黄土高原不同地形条件下草地土壤微量元素分布特征。结果表明:草地土壤全量铜、铁、锰均属于小变异和中等变异土壤性质;全量锌变异跨度较大,属于小变异、中等变异以及高度变异土壤性质;有效态微量元素的变异程度因元素不同各异,但均达到了中等或高度变异程度。草地土壤全铁和全锌含量以峁坡高于沟坡;全铜和全锰以沟坡高于峁坡。坡面降雨和植物的存在引起了全量微量元素的差异。有效态微量元素均以沟坡高于峁坡,不同地形条件下土壤有效态微量元素含量的分布差异是由土壤有机质含量以及成土母质决定的。     

不同品种肉羊与蒙古杂种羊杂交效果研究

通过引进5个国外优良肉用公羊为父本,以当地蒙古杂种羊为母本进行二元经济杂交,研究增重及产肉性能.结果:多赛特♂×蒙古杂种羊♀、特克赛尔♂×蒙古杂种羊♀及杜泊♂×蒙古杂种羊♀F1代哺乳期日增重较高;德美♂×蒙古杂种羊♀F1代断乳日增重、屠宰前体重较高;德美♂×蒙古杂种羊♀、多赛特♂×蒙古杂种羊♀及杜泊♂×蒙古杂种羊♀F1代胴体重、屠宰率及净肉率较高.     

覆土厚度对裸岩石砾地土壤颗粒迁移过程的影响

为了明确裸岩石砾地土地整治工程中人为构建耕作层的合理覆土厚度,通过室内土柱模拟试验,研究了覆土厚度对裸岩石砾地土壤颗粒迁移过程的影响。根据裸岩石砾地土地整治工程特点,试验共设计4个覆土厚度,分别为5,10,15,20cm,土柱底部装填5cm厚直径为10mm的玻璃珠,试验从土柱下端出水开始记时,共接取渗漏液6h。结果表明:(1)较厚的土层具有较好的保水蓄水能力和较强的土体稳定性,4个土层厚度的水分渗漏量均随着土层厚度增加而减小,水分渗漏速率表现为先增大后减小,最终趋于稳定的趋势;(2)土壤颗粒迁出量与土层厚度呈负相关关系,土壤颗粒累积迁出量与土层厚度的拟合关系式为:y=3.19e-0.11x(R2=0.96);(3)水分渗漏前期往往伴随着大量土壤颗粒的迁出,且土层越薄,水分渗漏量和土壤颗粒迁出量越大,随着渗漏过程的进行土壤颗粒迁出量逐渐减小;(4)迁出颗粒中粉粒含量最高,黏粒次之,砂粒含量最低,且不同粒径土壤颗粒随时间的迁出特征也不同。研究结果为裸岩石砾地土地整治提供了科学依据。     

裸岩石砾地客土土体结构对水肥渗漏的影响

针对裸岩石砾地利用客土法整治后新增耕地存在失水失肥的现象,以秦岭北麓某荒石滩新增耕地客土耕层作为模拟研究对象,将供试土壤以不同容重分层填装试验土柱,并对其进行了水分入渗试验,分析了裸岩石砾地人为耕作层结构的水分、养分渗漏特征。通过对5种耕作层结构的模拟渗漏试验,结果表明:(1)人为耕层土壤初始渗漏能力和渗漏速率与模拟心土层容重呈负相关关系,其入渗过程可用修正后的Kostiakov入渗模型进行模拟;(2)心土层土壤容重对累积入渗量、入渗速率及养分流失量均有较大影响,并呈负相关关系;(3)分析养分总渗漏量显示,存在一个最优耕层结构,在此耕层结构具有较好的保肥效果。通过综合分析水肥渗漏状况,确定最优耕层结构自下而上容重分别为1.5,1.3,1.2g/cm3。     

模拟降雨下前期含水量对冻融坡面产流产沙过程的影响

为了探究不同前期含水量条件下冻融作用对坡面降雨侵蚀的影响,采用室内冻融和人工模拟降雨方法研究了不同含水量条件下冻融坡面与未冻融坡面的降雨侵蚀特征。结果表明:黄土坡面的产流时间随前期含水量增大呈先增大后减小的规律,冻融作用使黄土坡面产流时间滞后,其中含水量为20%的坡面经过冻融作用滞后62.50%,最为明显。在产流过程中,20%含水量的冻融坡面比未冻融坡面产流总量低9.14%存在极显著性差异(P0.01)。在产沙过程中,20%和25%含水量的冻融坡面比未冻融坡面产沙总量减小28%,存在极显著性差异(P0.01);20%和25%含水量的冻融坡面与未冻融坡面的可蚀性相差最明显。综上可以得出含水量为20%时冻融作用对坡面产流时间和产流过程影响最显著;含水量为20%和25%时冻融作用对坡面产沙过程和可蚀性K值影响最显著。含水量为20%时产沙量最小,可蚀性最低,可将20%作为黄土最优含水量。