植物篱对小麦蚜虫及其天敌种群的影响

采用坡地种植蓑草、苜蓿、香根草和紫穗槐等植物篱的方法,研究了其对小麦蚜虫及其天敌种群的影响.结果表明： 在20°坡度试验区,紫穗槐植物篱显著抑制了麦蚜种群的发生,且麦田拟寄生物的密度等于或显著低于香根草区.在12°坡度试验区,苜蓿和蓑草推迟了麦蚜种群发生的高峰期,蓑草作为植物篱可以显著抑制麦蚜种群数量;苜蓿区麦田拟寄生物密度显著高于对照,瓢虫种群密度等于或显著高于蓑草区.蓑草挥发物对麦长管蚜和禾谷缢管蚜均有驱避作用,而显著引诱猫蛛科1种蜘蛛;苜蓿挥发物对麦长管蚜具有引诱作用;苜蓿和蓑草挥发物对瓢虫的行为反应均无明显影响.紫穗槐和蓑草作为坡地植物篱,不仅能防护水土流失,而且有助于调控害虫及其天敌种群.     

基于水蚀预报模型的黄土高原水平阶减流阻蚀效应模拟

黄土高原是我国土壤侵蚀最严重的地区,如何合理开展坡改梯工程对防治水土流失具有重要意义。本研究应用WEPP模型模拟坡面尺度降雨—侵蚀过程,模拟分析径流小区(10 m坡长)在不同坡度的水土流失特征和二阶、三阶水平阶在不同台面宽度(1,1.5,2 m)的减流阻蚀效应。结果表明:1)坡面尺度上,径流量和侵蚀量随坡度增加而增加。坡度达到20°时,径流量随坡度增加保持稳定,产沙量增加趋势渐缓;2)与坡面小区对比,二阶和三阶水平阶随台宽增加对地表径流调控率分别从6.5%增加到61.2%,从10.1%增加到69.7%;二阶水平阶在中(1.0 mm/min)、大(1.5 mm/min)雨强下,台面宽度大于1.5 m时产沙量小于坡面,泥沙调控率从1.1%增加到68.8%,三阶水平阶泥沙调控率从1.4%增加到82.3%;3)依据单位台宽减沙量,合理设计水平阶,使其减沙效益最大化。小雨强(0.5 mm/min)时,二阶、三阶水平阶的台面宽度达到1.5 m和1 m时可发挥优良的水土保持效果;中雨强(1.0 mm/min)时,台宽1.5 m的三阶水平阶效果最佳;大雨强(1.5 mm/min)时,则以2 m台宽的三阶水平阶效果更好。应用WEPP模型为定量评价工程措施的水土保持效益提供技术支撑。     

砒砂岩区沙棘根系的生境适应性

以人工种植在内蒙古砒砂岩区3年生中国沙棘根系为研究对象,运用分形理论和统计分析方法,对不同生境条件下沙棘根系分形参数、根长、根数、根系质量、根冠比等进行研究.结果表明: 土壤水分对砒砂岩区沙棘根系构型影响最显著,其次是坡度,坡位对沙棘根系构型影响最小.砒砂岩区沙棘适宜种植在土壤含水率为8%左右的坡腰或坡底,坡腰坡度以30°～35°为宜.随土壤含水率的增加沙棘根冠比逐渐减小,随坡度的增加根冠比先增大后减小,随坡位的上升根冠比也表现出先增后减的趋势.沙棘在干旱贫瘠的坡腰具有根系发达、根冠比高的特征,符合固土护坡树种的基本特征与要求.     

坡度和植被盖度对粉砂质河岸带坡面流侵蚀水动力特征的影响

揭示坡面水流水动力参数特征对于深入了解坡面土壤侵蚀的内在机制具有重要意义.本试验在黄河下游河岸带原生坡面上,采用野外模拟径流冲刷的方法,研究了4个坡度(5°、10°、15°、20°)和3个植被盖度(0%、15%、30%)在特定放水量(15 L·min^-1)条件下坡面薄层水流剥蚀土壤的水动力学过程,分析了径流剪应力(τ)、水流功率(ω)、径流能量(F)等水动力学参数的变化及其对坡度、植被盖度以及二者交互作用的响应差异.结果表明: 在坡度和植被盖度的影响下,τ、ω和F变化规律明显,坡度不变情况下,τ随着植被盖度的增加而增加,ω和F随着植被盖度的增加而减小;植被盖度不变情况下,τ、ω和F均随坡度的增加而增加.坡度小于10°时,坡度和植被盖度的变化对坡面土壤侵蚀的影响不明显;坡度大于10°时,相同坡度条件下植被盖度越大减蚀效果越明显,相同植被盖度下坡面侵蚀量随坡度的增大而增加.τ、ω均与土壤剥蚀率呈显著的线性关系,在土壤侵蚀发生时均存在临界剪应力和临界功率;F与土壤剥蚀率则呈现良好的对数关系.双因素方差分析表明,坡度和植被盖度对τ、ω和F的影响显著,两者的交互作用对ω影响显著,但对τ、F的影响不显著.     

基于2009-2018年径流小区观测数据的武汉市土壤侵蚀因子定量评价

武汉市位于桐柏山大别山国家级水土流失预防区与幕阜山省级水土流失治理区之间,其土壤侵蚀问题对长江中游生态安全具有重要影响。基于2009-2018年武汉市蔡店、磨盘山、西湖流域、燕子山等4个水土保持监测站35个径流小区的观测数据（139组）,定量分析了坡度、侵蚀性降水量、土地利用和水土保持措施对土壤侵蚀的影响,并借鉴USLE模型识别土壤侵蚀主导因子。结果表明,裸地小区的平均土壤侵蚀模数最高（2597.57 t km^-2 a^-1）,其次是经济林、草地和耕地小区且三者的侵蚀模数相差不大,土壤侵蚀模数与侵蚀性降雨量、坡度之间呈显著二元线性或幂函数关系;与天然植被小区相比,植物篱（草带、茶树、紫穗槐）及石坎梯田措施均显著降低了土壤侵蚀模数,其中植物篱措施的效果更优,且草带植物篱小区的侵蚀模数最低（46.13 t km^-2 a^-1）;3个坡度等级（0-10°、10-20°、20-25°）小区平均侵蚀模数分别为892.07、911.15、2087.60 t km^-2 a^-1,表明坡度超过20°后土壤侵蚀严重加剧;武汉市土壤侵蚀的主导因子为水土保持措施、植被覆盖与管理因子。研究结果可为武汉市水土保持措施合理布设及侵蚀预报模型的完善提供依据,基于径流小区长期观测数据的土壤侵蚀定量研究值得进一步深入。     

植物篱-农作坡地土壤团聚体组成和稳定性特征

基于植物篱控制水土流失的长期定位试验,研究植物篱-农作坡地土壤团聚体组成和稳定性特征.结果表明： 与常规等高农作模式相比,植物篱-农作复合农业模式下土壤>0.25 mm机械稳定性和水稳性团聚体含量分别显著增加13.3%~16.1%和37.8%~55.6%,明显提高了各坡位粒级>0.25 mm土壤水稳性团聚体含量,改善了粒级>0.25 mm土壤水稳性团聚体在下坡位的相对富集和上坡位相对贫乏的状况.植物篱显著提高了土壤团聚体平均质量直径和几何平均直径,降低了土壤团聚体分形维数和>0.25 mm土壤团聚体破坏率,进而增强了土壤团聚体的稳定性和抗蚀性.坡度与植物篱类型对土壤团聚体组成、稳定性和坡面变化无显著影响.     

植物篱-农作坡地土壤团聚体组成和稳定性特征

基于植物篱控制水土流失的长期定位试验,研究植物篱-农作坡地土壤团聚体组成和稳定性特征.结果表明： 与常规等高农作模式相比,植物篱-农作复合农业模式下土壤>0.25 mm机械稳定性和水稳性团聚体含量分别显著增加13.3%~16.1%和37.8%~55.6%,明显提高了各坡位粒级>0.25 mm土壤水稳性团聚体含量,改善了粒级>0.25 mm土壤水稳性团聚体在下坡位的相对富集和上坡位相对贫乏的状况.植物篱显著提高了土壤团聚体平均质量直径和几何平均直径,降低了土壤团聚体分形维数和>0.25 mm土壤团聚体破坏率,进而增强了土壤团聚体的稳定性和抗蚀性.坡度与植物篱类型对土壤团聚体组成、稳定性和坡面变化无显著影响.     

黄土丘陵区坡面植被盖度及其配置格局的水蚀效应模拟

黄土高原因土壤侵蚀严重被视为生态脆弱地带,探讨植被盖度及其所处坡位对土壤侵蚀的响应,对坡面侵蚀产沙的预测和调控具有重要意义。基于WEPP模型情景模拟,分析了分布广泛、耐旱性强的长芒草和典型恢复灌木植被柠条在不同雨强(0.5、1.0、1.5 mm/min)、不同植被盖度(20%、40%、60%、80%)和不同坡位(坡上、坡中、坡下)条件下的土壤侵蚀变化情况,运用双因素方差分析和相关贡献指数阐明坡面侵蚀产沙特征对坡位和植被盖度交互作用的响应,并提出植被配置的优化模式。结果表明:(1)提高植被有效覆盖度是减小土壤侵蚀的重要举措,且当植被分布在下坡位时坡面土壤侵蚀最少;(2)植被盖度可以有效减少产沙量。小雨强时,柠条和长芒草随盖度增加对泥沙的拦截率分别从38%增加到90%,64%增加到96%;中、大雨强时,植被盖度小于20%或者大于80%时,长芒草坡面产沙量大于柠条坡面。盖度为40%—60%时,长芒草坡面产沙量小于柠条坡面;(3)双因素方差分析表明:坡位和植被盖度对坡面侵蚀产沙量有极显著的影响(P0.001);当植被是长芒草时,坡位和植被盖度交互作用对坡面侵蚀产沙有显著影响(P0.01),植被是柠条时,坡位和植被盖度交互作用对坡面侵蚀产沙作用不显著;(4)通过模拟柠条和长芒草不同配置情景得出:长芒草分布在坡面下部产沙量较小,且当柠条和长芒草配比为1∶2时产沙量最小。     

红壤坡地不同土地利用方式土壤侵蚀的时空分布规律研究

应用定位土芯Eu(Europium)示踪新方法 ,研究红壤坡地不同土地利用方式下土壤侵蚀的时空分布规律 .结果表明 ,新方法对以片蚀和细沟侵蚀为主的红壤坡地是适用的 ;土壤侵蚀的时间分布与降雨量的年时间分布相一致 ,过程性暴雨期表现为全年土壤侵蚀的高峰期 ;在复合坡面 ,随坡面的陡、缓、凹 ,土壤侵蚀表现强、弱、沉积 ;相同坡度和坡长条件下 ,幼龄板栗园的土壤侵蚀速率 >雷竹园 >稀疏马尾松林地 >茶园 .     

牧草调控绵沙土坡面侵蚀机理

采用人工模拟降雨方法,从坡面水动力学角度,结合土壤抗冲性分析,对不同坡度和雨强组合下牧草调控黄土高原风蚀水蚀交错区绵沙土坡面侵蚀机理进行了定量研究,为揭示植被调控土壤侵蚀机理及黄土高原水土保持植被选择提供科学参考.结果表明:覆盖度约为40％的牧草沙打旺能够有效控制坡面土壤侵蚀,减沙效益达70％以上,而且根系减沙效益大于草冠.裸坡、只有根系作用的坡面和整株牧草作用的坡面水流流速与雨强、坡度均呈V=DJ0.33i0.5的函数关系,其中,J为坡度比降,i为雨强(mm·min-1),下垫面不同,综合系数D取值不同.牧草根系和冠层能够显著减小流速,增加阻力,根系的减速作用大于草冠,而增阻作用小于草冠.根系调控坡面阻力主要通过增加坡面泥沙颗粒阻力实现,而草冠通过增加坡面形态阻力和波阻力来实现.利用薄层水流坡面产沙概念模型对土壤抗冲性进行评价,得到试验条件下裸坡、只有根系作用的坡面和整株牧草作用的坡面的临界径流切应力分别为0.533、0.925和1.672 Pa.     

赣榆县厉庄地埂利用型式试验

在赣榆县厉庄以大金鸡菊、紫穗槐和红柳三种经济植物进行了地埂利用型式试验,取得了比较明显的水土保持效果和改善农田小环境的生态效益。栽植后第三年植物覆盖率达90％或100％;地面蒸发量减少15.2～17.7％;截留降水量为0.5～0.7mm;大气相对湿度提高3.7～5.4％;土壤养分也有不同程度的增加。经济效益估测每亩地埂可收到300～600元,比种黄豆高5～9倍。效益最好的是红柳,大金鸡菊次之,紫穗槐较低。     

紫穗槐果实和叶子的紫外光谱指纹图谱研究

本文通过研究紫穗槐的紫外光谱指纹图谱,鉴别紫穗槐及其混淆品。分别取紫穗槐果实和叶子各19个样品以及6个混淆品,应用紫外光谱法对其共有峰和特征峰进行检测。结果显示:紫穗槐果实有2个共有峰,其峰值比为1.330:1;紫穗槐叶有4个共有峰,其峰值比1.45:1:0.71:0.69。     

陡坡无土排岩场植被生态修复技术

针对无土陡坡排岩场特殊的立地条件,以城市污泥、粉煤灰等固体废弃物配制的人工土壤进行基质改良的基础上,以坑植式种植刺槐(Robina pseudoacacia)及棉槐(Amor-pha fruticosa),同时在种植坑中撒播牧草以培肥土壤,促进乔木生长固坡。结果表明,在人工土壤Ⅱ(粉煤灰∶城市污泥=1∶1)上种植的刺槐有较好的成活率(70%)和生长势,说明该修复技术在实现以废治废,变废为宝的同时,既解决了矿山废弃地修复中珍贵的土源问题,又改善了矿区生态环境。     

不同造林树种对铁尾矿基质理化性质和土壤动物的影响

为了探讨不同造林树种对铁尾矿基质改良及土壤动物的影响,在唐山迁安马兰庄铁尾矿区选择尾矿坡面直接造林成功的沙地柏、紫穗槐、毛白杨3种树种,测定林内尾矿理化性质和土壤动物,并与裸尾矿进行对比分析。结果表明:(1)紫穗槐林对铁尾矿土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度和饱和持水量的改善效果最好,沙地柏林对改善毛管孔隙度、田间持水量和毛管持水量的效果最好。(2)3个树种造林均使尾矿砂p H值明显降低。紫穗槐林对尾矿砂有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量的积累效果最好,沙地柏林和紫穗槐林均有利于尾矿砂中全钾含量的积累。(3)紫穗槐林下土壤动物数量和多样性最高,沙地柏林次之。铁尾矿土壤动物与环境因素灰色关联度分析表明,全氮、有机质、碱解氮、土壤容重与土壤动物多样性关系密切,植被覆盖率和植被高度对土壤动物多样性影响最小。(4)主成分分析结果表明:紫穗槐林对铁尾矿基质理化性质和土壤动物综合改良效果最好,其次是沙地柏林,杨树林的改良效果不明显。但进行值被恢复后,各样地的立地条件均优于裸尾矿。     

多效唑对紫穗槐生长及生理特性的影响

采用盆栽试验的方法研究了土施不同浓度多效唑(1、5、10、15、20 mg/L)对紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn.)生长及生理特性的影响,以探明多效唑对紫穗槐的作用机制和最佳处理方式。结果显示:随着多效唑处理浓度(1~20 mg/L)的增加,紫穗槐幼苗株高、单叶面积和主根长呈下降趋势,基径、叶片长宽比、根鲜重和根冠比呈上升趋势;多效唑各处理均使紫穗槐幼苗叶片的相对含水量、叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量显著升高,POD活性显著增加,MDA含量和相对电导率显著下降。采用隶属函数法对各项生长、生理指标进行综合评价,结果发现20 mg/L多效唑处理下紫穗槐幼苗的抗性最强。说明多效唑可通过调节紫穗槐幼苗的生物量分配、水分状况、细胞渗透性和抗氧化性等,有效改善其生长、生理特性及提高抗逆性。本研究结果为多效唑在边坡植被建成和恢复中的应用提供了理论依据。     

新银合欢篱对紫色土坡地土壤有机碳固持的作用

土壤有机碳的固持对保持土壤肥力以及缓解全球温室效应具有重要意义。本研究通过田间定位试验,探讨了新银合欢（Leucaena Leucocephala）篱对10和15的紫色土农耕地（玉米地）和经济林地（油桃地）表层（0-20cm）土壤有机碳积累的影响。结果表明：种植3年的新银合欢篱的10和15农耕地、10经济林地土壤有机碳密度分别比相应的无植物篱的对照地提高41.53%、43.29%、32.15%。经济林处理土壤有机碳含量、有机碳密度、呼吸强度显著大于农耕地处理;10比15农耕地更有利于土壤有机碳、呼吸速率及微生物量碳提高;农耕地比经济林地更利于微生物生物量维持。各处理下坡比上坡更利于土壤有机碳蓄积,且土壤呼吸强度提高,但土壤微生物商基本相同。不同处理下,土壤有机碳与土壤理化性质相关性各不相同：定植新银合欢篱的10和15农耕地、10经济林地土壤有机碳与有机质含量、土壤微生物碳有极显著的相关性,与全钾呈正相关,与pH负相关;定植新银合欢篱的10和15农耕地呼吸强度与有机碳相关关系均达到了极显著性,10经济林地呼吸强度与有机碳显著相关;土壤微生物指标变化与有机碳的变化趋势一致,能反映土壤质量变化。阐明定植新银合欢篱利于土壤有机碳固持,且能增强土壤微生物活性,提高土壤质量。     

干旱胁迫下紫穗槐叶片解剖特征的变化

研究了重度、中度、轻度干旱胁迫条件下2年生紫穗槐幼苗叶片的形态解剖学特征变化.结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,叶片厚度、上下表皮的厚度逐渐减小,栅栏组织和海绵组织的厚度也减小,而栅栏组织与海绵组织的比值、主脉维管束相对直径、主脉突起度与中脉厚度则增大.气孔面积随干旱程度的增加呈下降趋势,但气孔分布的密度增加.在干旱逆...     

高寒草地甘肃臭草茎-叶性状的坡度差异性

茎与叶的生长形态决定植物与外界环境的物质交换能力, 茎叶的异速生长模式对认识植物表型可塑性及其调节机理具有重要意义。在祁连山高寒退化草地, 利用ArcGIS建立研究区域的数字高程模型(DEM), 并提取样地坡度数据, 采用标准化主轴估计(SMA)方法, 研究了不同坡度甘肃臭草(Melica przewalskyi)种群茎与叶的生长。结果表明: 随着坡度增大, 甘肃臭草茎干质量、叶干质量、叶面积均呈逐渐减小趋势, 叶片数呈增加趋势; 甘肃臭草叶干质量的增长速度显著大于茎干质量的增长速度, 叶面积与茎干质量近等速增长; 不同坡度间的比较显示, 随着坡度变陡甘肃臭草茎干质量与叶干质量异速斜率显著减小(p < 0.05), 陡坡上的甘肃臭草若要生成与缓坡样地中相同的叶生物量需要投入更多的茎生物量, 茎干质量与叶面积的y轴截距显著减小(p < 0.05), 即相同的茎干质量投入下, 较大坡度的甘肃臭草叶面积投入显著降低, 趋向于减小叶面积增加叶数量。坡度梯度上甘肃臭草加快了茎的相对生长速率而减小了在叶面积上的投入, 体现了不同坡度甘肃臭草茎-叶生物量分配机制及资源利用策略, 同时说明高寒草地中小叶更具生境适应性。     

坡度对农田土壤动物群落结构及多样性的影响

为了研究坡度对土壤动物群落的影响,于2010年3月和9月分别对川中丘陵区坡度为5°、15°、25°的3种农田土壤动物进行了调查。共采集土壤动物11657只,隶属4门11纲21目,弹尾目、蜱螨目、颤蚓目和线虫为优势类群。土壤动物群落的类群数在3月随坡度增加无显著变化(P>0.05),9月则呈波动性上升(P<0.01)。群落密度在3月随坡度增加而显著下降(P<0.01),9月的变化趋势则相反(P<0.05)。群落多样性指数在3、9两月均随坡度增加呈显著波动性变化(P<0.05)。坡度对弹尾目、蜱螨目和线虫等主要类群的密度影响显著(P<0.05),并具季节差异。主成分分析(PCA)结果表明坡度对农田土壤动物的群落结构有明显影响,Sorenson和Morisita-Horn相似性系数进一步表明坡度在3月份主要影响土壤动物群落的类群组成,在9月主要影响优势类群的密度。研究结果表明坡度对土壤动物的群落结构、多样性及主要类群的密度有显著影响,并存在季节差异。