黄土区次降雨条件下林地径流和侵蚀产沙形成机制

以黄土区两种常见森林植被(次生山杨林和人工油松林)长期定位观测试验为基础,从水量平衡和径流产沙机理出发,分析了次降雨条件下两种林地和荒地坡面产流产沙过程.结果表明,次降雨量在5.0～50.0 mm范围内,油松林和山杨林的林冠和枯枝落叶层总截留率分别为15.45%～56.80％和20.56%～47.81％,且随降雨量的增大而减小.与荒坡地相比,林地土壤入渗性能显著增强,尤其是0～20 cm土层.分析表明,在一般降水条件下林地无径流产生;而在降雨雨强为2.5 mm·min^-1和历时30 min条件下,山杨林地无地表径流产生,荒坡地的径流流速和径流挟沙浓度均为油松林地的23.5倍,而其径流剪切力和径流能量均为后者的8倍;油松林地的径流量和产沙量比荒地分别减少了87.6%和99.4%,与径流小区多年(1988～2000)观测平均值(分别为87.0%和99.9%)相近.     

黄土区次降雨条件下林地径流和侵蚀产沙形成机制——以人工油松林和次生山杨林为例

以黄土区两种常见森林植被(次生山杨林和人工油松林)长期定位观测试验为基础,从水量平衡和径流产沙机理出发,分析了次降雨条件下两种林地和荒地坡面产流产沙过程.结果表明,次降雨量在5.0～50.0 mm范围内,油松林和山杨林的林冠和枯枝落叶层总截留率分别为15.45%～56.80%和20.56%～47.81%,且随降雨量的增大而减小.与荒坡地相比,林地土壤入渗性能显著增强,尤其是0～20cm土层.分析表明,在一般降水条件下林地无径流产生;而在降雨雨强为2.5 mm·min^-1和历时30 min条件下,山杨林地无地表径流产生,荒坡地的径流流速和径流挟沙浓度均为油松林地的23.5倍,而其径流剪切力和径流能量均为后者的8倍;油松林地的径流量和产沙量比荒地分别减少了87.6%和99.4%,与径流小区多年(1988～2000)观测平均值(分别为87.0%和99.9%)相近.     

竹林坡地径流中泥沙及氮磷载荷特征模拟

采用人工模拟降雨的试验手段,设定6个降雨强度(31.8～114.0 mm·h-1),通过测试径流量、泥沙量、径流中总氮(TN)和总磷(TP)浓度,研究了浙江省2种不同经营方式竹林(用材竹林和笋竹林)坡地(坡度20°)径流的载荷特征及机理.结果表明:用材竹林地的总径流量和径流系数均高于笋竹林地;笋竹林地的径流含沙量和总产沙量远大于用材竹林地;相同雨强下,笋竹林地降雨径流中的TN浓度为用材竹林地的5～6倍,笋竹林坡地径流中TN浓度随雨强增大而减小;用材竹林地降雨径流中TP浓度高于笋竹林地,笋竹林地泥沙中TP流失量是用材竹林地的数百倍;在TN和TP随径流泥沙的流失过程中,产流前期浓度起主要作用,后期径流量和产沙量起决定作用.     

黄土区次降雨条件下林地径流和侵蚀产沙形成机制——以人工油松林和次生山杨林为例

以黄土区两种常见森林植被(次生山杨林和人工油松林)长期定位观测试验为基础,从水量平衡和径流产沙机理出发,分析了次降雨条件下两种林地和荒地坡面产流产沙过程.结果表明,次降雨量在5.0～50.0 mm范围内,油松林和山杨林的林冠和枯枝落叶层总截留率分别为15.45%～56.80%和20.56%～47.81%,且随降雨量的增大而减小.与荒坡地相比,林地土壤入渗性能显著增强,尤其是0～20cm土层.分析表明,在一般降水条件下林地无径流产生;而在降雨雨强为2.5 mm·min^-1和历时30 min条件下,山杨林地无地表径流产生,荒坡地的径流流速和径流挟沙浓度均为油松林地的23.5倍,而其径流剪切力和径流能量均为后者的8倍;油松林地的径流量和产沙量比荒地分别减少了87.6%和99.4%,与径流小区多年(1988～2000)观测平均值(分别为87.0%和99.9%)相近.     

黄土区被草土质路面产流产沙过程及防蚀效果

通过变坡钢槽装土和人工降雨的室内模拟试验,分析了黄土区裸露土质路和被草土质路(被草土质路种植早熟禾)路面的产流产沙过程及被草土质路的防蚀效果.结果表明:在相同雨强和坡度条件下,研究区被草土质路的径流系数大于裸露土质路;两种路面的径流系数均随着雨强和坡度的增加而增大;不同雨强、相同坡度条件下,径流系数与降雨历时呈对数关系,径流系数与雨强、坡度呈二次函数关系;两种路面的土壤侵蚀速率均随着雨强和坡度的增加而增大;相同降雨条件下,被草土质路的土壤侵蚀速率低于裸露土质路;在不同雨强条件下,被草土质路的平均减沙效益达47.22%;在不同坡度条件下,被草土质路的平均减沙效益达26.24%;被草土质路通过增加路面糙度和增大路面阻力可降低水流搬运泥沙的能力,起到了减少路面产沙量的作用.     

不同降雨条件下坡长对喀斯特坡面土壤侵蚀的影响

基于2012—2014年对贵州省石桥小流域布设的5个坡长(5、10、15、20、25 m)径流小区的59次侵蚀性降雨条件下的产流产沙数据,分析不同降雨条件下喀斯特裸坡产流产沙与坡长的关系。结果表明: 研究区坡面产流量随坡长的增加总体呈先减少后增加再减少的趋势,产沙量随坡长的增加先上升后下降。研究区59次侵蚀性降雨按降雨量、降雨历时和平均雨强可分为3种雨型,分别为A雨型(短历时、大雨强、小雨量)、B雨型(中历时、小雨强、中雨量)、C雨型(长历时、中雨强、大雨量)。不同雨型下坡面产流产沙量与坡长的关系存在一定差异,A和B雨型下存在20 m左右的临界产沙坡长,C雨型下产沙量随坡长的增加逐渐加大。不同雨型下,坡长与产流产沙量均存在较好的三次函数关系。不同坡长间产流产沙量的变幅不同,除15~20 m坡长外,C雨型产流产沙量变幅相对较大,尤其产沙量的变幅显著高于其他雨型。不同雨型的坡面产流总量依次为A雨型＞B雨型＞C雨型;B雨型坡面产沙量最小,20 m坡长处A雨型产沙量最大,其他坡长处C雨型产沙量最大。A雨型(研究区常见雨型)下降雨复合因子较降雨单因子与产流产沙量的相关性更好,降雨量(P)、降雨历时与最大30 min雨强的乘积(TI₃₀)、降雨历时与平均雨强的乘积(TI)、降雨量与降雨历时的乘积(PT)与产流产沙呈极显著相关,其中,P和TI与产流量的相关性最强,二者与产流量在不同坡长间的关系可用线性方程和S型曲线表示,各坡长产沙量与其对应的降雨因子均存在较好的3次函数关系。     

黄土区土质道路浮土侵蚀过程

基于野外原位调查采样、室内人工模拟降雨试验研究道路浮土侵蚀规律.结果表明:浮土产流起始时间和路面侵蚀起始时间随雨强和坡度增大呈递减趋势.路面侵蚀起始时间随浮土厚度增大滞后2～5 min.浮土厚度≤0.5 cm时径流率在产流后2 min趋于稳定,平均径流率随雨强增大而递增,随坡度增大而递减;浮土厚度≥1.0 cm时,径流率在产流后3 min趋于相对稳定,平均径流率随雨强增大呈线性递增,随坡度增大而先递增后递减.侵蚀临界点随坡度和雨强增大呈递减趋势.浮土厚度≤0.5 cm时,侵蚀速率随雨强增大而递增幅度达24.5％～434.4％,坡度8°和16°可达2°和4°的2.4倍;浮土厚度≥1.0 cm时,侵蚀速率在产流开始后9min左右趋于相对稳定,且随雨强和坡度增大而递增,随坡度增大侵蚀形式发生由“片蚀-细沟侵蚀-溯源侵蚀”的转变.浮土厚度≥1.0 cm时,平均10 min次降雨侵蚀量可达浮土厚度≤0.5cm的1.3倍,而单独浮土侵蚀时段侵蚀量前者是后者的2.7倍.浮土厚度≤0.5 cm时,侵蚀量与雨强的相关性显著,产流量与坡度的相关性显著;浮土厚度≥1.0 cm时,10 min次降雨产流、产沙与雨强呈显著相关.随浮土厚度增大,浮土侵蚀量在组合侵蚀中所占比例增大,而薄层时主要以道路侵蚀占主导.     

黄土丘陵沟壑区林地水文生态效应

根据安塞水土保持试验站1993～2002年林地径流小区的降雨产流产沙的定位观测资料及2002年土壤含水量资料,分析了不同树种对坡面尺度降雨产流产沙及土壤水分的影响.结果表明:场降雨径流小区的产流量、产沙量与降雨量具有较好的相关性;多元回归分析表明,场降雨产流量和产沙量与降雨量和最大30 min 雨强的乘积呈正相关,与植被覆盖度呈负相关,场降雨产沙量回归方程复相关系数为0.253,各处理场降雨产流量回归方程复相关系数的变化范围为0.465～0.723,均达到了极显著的水平(P＜0.01).同时,各树种均具有良好的减流减沙功能,与农地相比,年均产流量和产沙量分别减少4.8%～52.9%和26.8%～86.0%;沙棘纯林及其混交林的减流减沙效益优于油松纯林.同时,沙棘纯林及其各混交林在造林初期就表现出良好的减流减沙效益,随着树龄的增长,其作用更加明显;而油松纯林在造林初期作用不明显,甚至出现产流量和产沙量大于农地的现象,但随着树龄的增长,减流减沙作用逐渐呈现并增大.沙棘纯林及其混交林30 cm 以下土壤含水量在整个生长季中均呈递减趋势,生长季初(4月份)土壤含水量最高,而生长季末(10月份)降到最低值.2002年沙棘纯林的耗水深度为220 cm,而其混交林的耗水深度达到300 cm.同时,在整个生长季节中,沙棘纯林及其混交林整个剖面平均土壤含水量存在着显著的差异,表现为:沙棘×杨树＜沙棘＜沙棘×油松.     

平衡施肥及雨强对紫色土养分流失的影响

利用人工降雨装置模拟3种不同强度的降雨,采用模拟径流小区,研究了四川紫色丘陵区玉米净作条件下雨强及平衡施肥对土壤养分损失量及载体的影响.结果表明:雨强是影响地表径流量、径流总量及土壤侵蚀量的最主要因素.在小雨强条件下,无地表径流及土壤侵蚀发生;随着雨强的增大,地表径流量、径流总量及土壤侵蚀量都急剧增加.磷素和钾素流失总量也随雨强的增加而增加,而雨强对氮素流失的影响不大.在3种雨强条件下,3种施肥处理的氮素流失总量表现为:高氮施肥>农户习惯施肥>平衡施肥,平衡施肥能减少氮素流失,而高氮施肥增加氮素的流失.农户习惯施肥处理的磷流失总量和钾流失总量均高于平衡施肥和高氮施肥两种施钾处理,在紫色土坡耕地增施钾肥能减少磷、钾养分的流失.     

基于SWAT模型的北京平原区森林景观格局对雨洪减缓的影响研究

景观格局及其变化是影响地表径流及空间分布的重要因素,也是管理城市雨洪、治理生态环境的途径。以北京市平原区百万亩造林项目为背景,选取第一轮造林时间（2011、2013、2015、2017年）的遥感数据,以三环、五环、六环路为界,将平原区划分为核心区、中心区、近郊区、远郊区四个区域,分别分析整体及分区林地景观格局的变化。运用SWAT模型模拟不同格局对不同区域暴雨径流的影响,探究影响径流变化的主导林地景观指数。研究发现：1）平原区林地面积呈增长趋势,增幅为12.96％。除核心区和中心区的部分地区外,林地斑块更聚集、形状更复杂。2）百万亩造林工程对平原区雨洪风险的减缓有积极作用,但受城市建设及人类活动的影响,不同区域造林对径流的减缓强度与建设扩张的影响强度大小关系略有不同。核心区、中心区造林对径流的减缓强度大于建设扩张对径流的副作用,径流总量减小,减少比例为1.98％、4.29％。而近郊区、远郊区相反,径流总量变大,增大比例为0.09％与6.82％,其中远郊区建设扩张的强度是影响平原区径流风险的主导原因。3）不同区域雨洪减缓的关键性林地景观指数不同。核心区径流的主导林地因子为斑块数量与形状因子,中心区为面积因子,近郊区为聚合度因子和形状因子,远郊区为面积与聚合度因子。主导林地因子的大小调控将更高效的减缓雨洪风险。本研究通过SWAT模拟分析得到第一轮造林期间平原区森林格局与径流特征的空间变化及各区域径流减缓的关键性林地因子,为第二轮造林提高雨洪减缓功效提供参考。     

我国森林植被的生物量和净生产量

利用森林蓄积量推算森林生物量和净生产量的方法,系统研究了我国森林植被的生物生产力。结果表明,我国森林生物生产力的地理分布规律与世界总趋势一致,但量上有差异,具体表现在：我国森林生物量的平均值小于世界平均水平,而净生产量却显得较高;我国森林的总生物量是９１０２．８７×１０６ｔ,其中,林分为８５９２．１３×１０６ｔ,经济林３２５．７２×１０６ｔ;竹林１８５．０２×１０６ｔ,疏林、灌木林７９０．５４×１０６ｔ;森林和疏林（含灌木林）的总生产力分别是１１７７．３１×１０６ｔ／ａ和４５８．１６×１０６ｔ／ａ。研究结果还显示,用材积推算的生物量（材积源生物量）比用平均生物量计算的结果更符合实际。分析中国森林在中国及全球陆地碳库中的作用发现,与其他区域和世界平均水平相比较,中国森林在中国陆地植被中所起的主导作用较弱,它的生物量不足全球森林总生物量的１％,然而,它在保护中国土壤碳库功能方面起着其他植被类型所无法替代的作用。     

加勒比松林凋落物对地表径流和氮、磷流失的影响

以佛山的加勒比松林(Pinus caribaea)为对象, 研究了其地表径流及N和P流失量特点。结果表明, 有凋落物加勒比松林和无凋落物加勒比松林的年径流量分别为12.6和51.8 mm, 其中夏季占90%以上。2种林分的地表径流量和降雨量的关系遵循线性方程。除2007年7月和2008年2月外, 各月地表径流N浓度为有凋落物加勒比松林大于无凋落物加勒比松林, 浓度的差异主要是因为年径流量不同引起的。总体来看, 有凋落物加勒比松林的地表径流P浓度高, 无凋落物加勒比松林低。地表径流N浓度与径流量之间存在着负指数关系。有凋落物加勒比松林和无凋落物加勒比松林的地表径流总N输出量分别为341和983 g·hm^-2, 夏季分别占其年N流失量的73%和64%。无凋落物加勒比松林的地表径流P流失量高达21.5 g·hm^-2, 而有凋落物加勒比松林为6.5 g·hm^-2。2008年6月为有凋落物加勒比松林和无凋落物加勒比松林的地表径流P流失高峰, 分别占其年流失量的46%和60%。因此, 保留林下凋落物可以降低加勒比松林的N和P的流失。     

黄土区森林植被对坡面径流和侵蚀产沙的影响

根据山西省吉县蔡家川流域198～2003年9个径流小区的降雨产流产沙的定位观测资料,分析了植被对流域坡面尺度降雨产流产沙的影响.结果表明,坡面自然更新的次生林比人工刺槐林具有更好的涵养水源和保持水土功能,场降雨产流量和产沙量分别减少约65%～82%和23%～92%;多元回归分析表明,场降雨产流量和产沙量与降雨量和雨强均呈良好的相关关系,但随着林分郁闭度增大,相关关系减小.不同地类的降雨产流产沙差异显著,虎榛子灌木林和天然次生林最少,而人工刺槐、油松林约是虎榛子灌木林的倍,果农复合经营模式的产流产沙量分别是虎榛子灌木林的17.14倍和3.96倍;果农复合经营模式在高质量、大工程整地后产流产沙明显减少.对坡面产流产沙的影响因子灰色关联分析,林分郁闭度和草本、枯落物生物量对坡面产流产沙影响显著,关联度值均大于0.6.     

LITTER FALL PRODUCTION IN RELATION TO ENVIRONMENTAL FACTORS IN NORTHEAST CHINA''S FORESTS

 在中国东北长白山、帽儿山、凉水、根河的主要森林类型中设置27个样地, 连续3年(2004~2006年)观测森林凋落物的生产量, 以研究我国东北地区森林凋落物产量及其与环境因子的关系。结果表明, 不同森林类型凋落物年产量存在显著差异, 针阔叶混交林显著高于落叶针叶林和常绿针叶林, 落叶针叶林、常绿针叶林、落叶阔叶林和针阔叶混交林的年平均产量分别为2 337、2 472、3 130和4 146 kg&;#8226;hm^–2; 树叶、枝条、繁殖器官和其它组分占总凋落量的平均比例为71%、22%、6%和1%, 不同森林类型凋落物组分的比例差异较大。森林凋落物产量主要受温度限制, 降水、森林类型和群落结构无显著影响。不同组分凋落物量的影响因素不同: 树叶凋落量主要受温度和森林类型的影响; 枝条凋落量主要受降水和蓄积量的影响; 而繁殖器官凋落量则与树种的繁殖特性以及年降水有关。各组分占总凋落量的比例主要受降水影响, 树叶占凋落物比例随降水增加而下降, 枝条所占比例很小, 表现出与叶相反的变化趋势。     

东北草原羊草种群种子生产与气候波动的关系

羊草（Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.）是一种优良的多年生禾本科牧草。东北草原羊草种群种子生产有明显的丰欠年现象。通过对3个固定样地连续12－16年的调查和测定及其与不同生长发育阶段光照时间、积温、降水量的相关分析,发现气候变化是引起羊草种群种子生产丰欠年的重要因素之一。秋季低温、多雨,翌年将是种子生产的丰年,而高温、干旱则是欠年。相反,春季高温、干旱是种子生产的丰年,而低温、多雨则是欠年。气候因子对羊草种群种子生产有明显滞后的生态效应,其影响的生态时间差可长达10－12个月之久。用前一年8－10月不同阶段的降水可预报翌年羊草种群的抽穗数量和籽实产量,但由单项降水因子引起的诸数量变化为44％－61％。     

BIOMASS,PRODUCTION, AND LITTERFALL IN THE COASTAL SAGE SCRUB OF SOUTHERN CALIFORNIA

A 22-year-old stand of coastal sage scrub in the coastal mountains of southern California had a peak standing aboveground biomass of 1,417 g/m², determined by dimension analysis. Annual aboveground net primary production was 255 g/m²/yr, determined by monthly twig harvests of dominant species and the clipping production of subordinate species. The stand was codominated by two drought-deciduous species, Salvia leucophylla and Artemisia californica, which together comprised 81% of the biomass. Annual litterfall was measured at 194 g/m²/yr. These biomass, production, and litterfall values are less than those measured in most evergreen chaparral communities in California. Seasonally, the two dominant shrubs began aboveground production in the winter soon after the first rains and continued growth for six months until early summer. A massive leaf fall occurred in May–June as the summer drought began, but twig and inflorescence production for both species continued at a high rate into the summer months. Salvia leucophylla had two shoot types: 1) an early spring canopy shoot that elongated rapidly, produced the inflorescence, and died in mid-summer; and 2) a short side shoot produced in late spring with small dense leaves that were retained during the summer drought and early winter. Artemisia californica produced a single cohort of twigs in the early spring, most of which carried inflorescences by late summer.     

紫果云杉天然中龄林分生物量和生产力的研究

本文对四川松潘地区海拔3200—3300m的紫果云杉(Picea purpurea)天然中龄林分生物量和生产力进行了测定和研究。按平均标准木法和样方收获法分别调查了乔木层、幼树下木层、草本地被物层和枯枝落叶层的生物量。据调查数据,建立了估测乔木层单株林木各器官生物量的回归方程,方程的相关系数和估测的精度都较高,具有实用价值。结果表明：林分总生物量平均为158.779吨／公顷,净生产量为3.259吨／公顷·年。其中乔木层生物量为134.408吨／ 公顷,净生产量为2.890吨／公顷·年。研究证实叶面积指数与林分乔木层的生产力关系十分紧密。在—定范围内,叶面积指数为4.34的林分比叶面积指数3.32的,其乔木层净生产量可增加47.2%。林冠浓密的林分比林冠稀疏的生产力要高。另外,林分的产量结构上反映出下层木结 构不合理,应予间伐。     

青藏高原若尔盖沼泽潜在CH4氧化与生成的分布特征

 该实验采集若尔盖草本沼泽3种生境（洼地、草坪、微丘草地）中的4个层位（0～5、5～15、15～30、30～50 cm）的土壤样品,在实验室培养条件下,测定潜在CH4氧化与生成,分析其分布特征。草坪泥炭层与矿质层分明,两层都表现出显著的CH4氧化能力,与高、低亲合力CH4 氧化菌跟随     

武汉东湖桡足类生物量及生产量的初步研究

本文主要论述1980—1982年武汉东湖桡足类生物量及生产量的测算结果。三周年来在东湖Ⅰ、Ⅱ采样站上共观察到5种剑水蚤:广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)、近邻剑水蚤(Cyclops vicinus vicinus)、透明温剑水蚤(Thermocyclops hyalinus)、台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)、锯缘真剑水蚤(Eucyclops serrulatus)和5种哲水蚤:球状许水蚤(Schmackeria forbesi)特异荡镖水蚤(Neutrodiaptomus incongruens)、右突新鏢水蚤(Neodiaptomus schmackeria)、中华原鏢水蚤(Eodiaptomus sinensis)、汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)。其总年平均生物量为321.74毫克干重/平方米。其中剑水蚤为194.70毫克干重/平方米,占60.51%;哲水蚤为127.04毫克干重/平方米,占39.49%。总年生产量为16.959克干重/平方米。其中剑水蚤为11.225克干重/平方米,占66.19%;哲水蚤为5.734克干重/平方米,占33.81%。年P/B比为52.55;其中剑水蚤为57.63,哲水蚤为46.02。各发育阶段的年平均生物量以桡足幼体最高,其次为无节幼体,卵最低。年生产量则以无节幼体最高,其次为桡足幼体,卵最低。从各种类所占总年平均生物量、年生产量的百分比值来看,广布中剑水蚤的比值最大,其次为球状许水蚤、近邻剑水蚤和特异荡鏢水蚤。