USLE/RUSLE中植被覆盖与管理因子研究进展

通用土壤流失方程(USLE)及修正通用土壤流失方程(RUSLE)是世界范围内应用最广泛的土壤侵蚀预报模型,模型中C因子表示植被覆盖和管理措施对土壤侵蚀的作用,是人为控制土壤侵蚀的重要因子。回溯了C因子发展演变历程,依据国内外最新研究成果,系统阐述了不同尺度C因子估算方法。在小区、坡面、小流域尺度上,C因子确定主要依赖于野外实验观测,研究条件的一致性尤其是标准小区的统一是C因子值可比性的前提。流域、区域尺度C因子确定通常需要利用遥感影像,遥感技术的发展促进了流域、区域尺度C因子估算方法的进步,使提取的C因子图更加精细、准确,但是使用遥感数据全面刻画C因子含义仍然是一大挑战,因此仍需加强C因子相关研究。共归纳了10种确定C因子的方法,介绍了不同方法的优缺点及适用条件,提出了我国C因子研究应加强的工作,希望为相关领域研究者提供参考。     

东北东部山地樟子松人工林的经济生产力

采用定位固定样地和临时样地调查相结合的方法,共计调查样地130多块,收集样地调查资料300多块;调查解析木120多株;收集已有解析木材料300多株。首先利用解析木材料建立了樟子松的Demaerchalk Ⅰ削度/材积方程系统,并利用这个系统和样地及解析木材料,计算和分析了东北东部山地樟子松人工幼林经济生产力水平。分析结果表明:(1)按照现实的樟子松人工林密度体系,幼龄阶段(40年以下)只能获得较高产量的小径材,无法获得较高产量的小头直径12 cm的高级纸浆材,更无法获得小头直径20 cm以上的大径材。要想在尽快获得大径级用材,就必须采用比现实林分低得多的密度体系;(2)采用较高的初植密度,并采用强度较大的间伐机制,对小径材和大、中径材的生产都是有利的;(3)樟子松人工林在密度适当的情况下,达到本地区速生丰产林对蓄积增长量的要求是完全可以的。     

基于转移方程的蔬菜镉累积预测和土壤风险阈值推导

重金属镉(Cd)在土壤-蔬菜系统中转移方程的建立是农田Cd污染控制和风险评估的关键.本研究通过调查湖南省攸县745个土壤-蔬菜样品Cd含量,应用转移方程、敏感性分布曲线(SSD)和多元回归方法分析不同类别蔬菜Cd累积特征和影响因素,预测不同土壤条件下蔬菜Cd含量并推导相应土壤Cd风险阈值.结果表明: 叶菜对Cd胁迫较根菜敏感;土壤pH、土壤总Cd和土壤有机质(SOM)是影响蔬菜Cd富集的3个主要因子;转移方程对叶菜和根菜的解释程度分别为54.2%和69.1%.土壤Cd风险阈值随土壤pH和SOM的增加而增加,根菜在严重酸化土壤区Cd累积风险较高.当前国家土壤环境质量标准对于严重酸化、有机质含量较低的土壤过于宽泛.     

基于GIS和RUSLE的滇南山区土壤侵蚀时空演变——以云南省元阳县为例

滇南山区土壤侵蚀时空演变研究对于水土保持规划及世界文化遗产区的生态保护具有重要意义。本研究基于RUSLE模型和GIS/RS空间信息技术,分析元阳县2005—2015年间土壤侵蚀状况的时空变化趋势,以及其侵蚀成因和影响机理。结果表明: 研究期间,元阳县土壤侵蚀空间分异显著,流失区主要集中于县域东南部、西南部,藤条江沿岸区域侵蚀广泛,极强度和剧烈侵蚀呈点状分布。元阳县2005—2015年平均土壤侵蚀模数为11.06 t·hm^-2·a^-1,微度和轻度侵蚀所占面积比例近80%,而轻度和中度侵蚀则构成了近50%的全年土壤侵蚀总量,是县域水土流失治理的重点侵蚀级别。研究期间,随着森林覆盖率的提高,县域水土流失有减缓趋势。元阳县地形复杂多变,土壤侵蚀分布与海拔、坡度有很大的相关性,这种分布格局的形成受自然和人为因素的共同影响,海拔500 m以下、1500 m以上且坡度25°～45°的山地区是水土防护治理的重点区域。     

三参数增长模型拟合:以季风常绿阔叶林中两个优势乔木种群为例

Logistic、Mitscherlich、Gompertz方程是一类三参数饱和增长曲线模型,广泛地应用于许多学科领域．本文基于logistic方程饱和值K估计的三点法、四点法,推导出Mitscherlich、Gompertz方程K值的三点法、四点法估计公式,并以南亚热带季风常绿阔叶林中两种优势乔木厚壳桂、黄果厚壳桂种群为例,先用三点法或四点法估计出K值,再通过线性回归与非线性回归相结合的方法,可获得三个增长模型中三个参数的最优无偏估计．实例研究表明,两个优势种群增长数据均符合三个增长模型,但更符合增长曲线呈S形的logistic、Gompertz方程,且以logistic方程最适合于观察;黄果厚壳桂种群增长快于厚壳桂种群．     

岷江上游森林土壤大孔隙特征及其对水分出流速率的影响

大孔隙是森林土壤中常见的现象 ,对土壤壤中流的产生有重要的影响。但由于大孔隙研究方法的不成熟 ,各种方法得到的大孔隙半径范围并不一致。一般认为田间持水量和饱和含水量之间的土壤孔隙为大孔隙 ,利用水分穿透曲线和 Poiseuille方程研究了岷江上游不同植被下土壤的大孔隙状况 ,这种方法一方面与传统的研究方法相衔接 ,另一方面所得到的大孔隙与土壤水分运动有关 ,反映了土壤大孔隙的研究目的 ,因而是一种相对合理的研究方法。岷江上游几种主要植被下土壤大孔隙半径主要集中于 0 .3～ 2 .4 mm之间 ,平均在 0 .4 8～ 1.17mm之间 ,均值为 0 .84 mm,均方差为 0 .2 2 6 ;且随着剖面的发育表现出上部土层多 ,下部土层少的特点。同时 ,半径在 2 .4～ 1.4 m m之间的特大孔隙较少 ,<1.0 m m的小孔隙较多。大孔隙的平均半径对于水分出流速率有重要的影响 ,特别是半径 >1.4 mm的孔隙数量影响最大 ,虽然其数量仅占大孔隙数量的 5 %以下 ,但决定了稳定出流速率 70 %的变异。大孔隙所占过水断面的最高比例为 2 1.2 2 % ,最低为 2 .6 % ;在大孔隙所占过水断面的比例小于 2 0 %的条件下 ,稳定出流速率随大孔隙的增多而增大     

四川省生态系统土壤保持功能空间特征及其影响因素

土壤保持是生态系统通过其结构与过程减少由于降水所导致的土壤侵蚀的作用,是生态系统重要调节服务之一。四川省位于长江上游,是我国重要的生态安全屏障区域,对其生态系统土壤保持功能的保护和土壤侵蚀的控制是维持长江中下游生态安全的重要保障。研究采用通用土壤流失方程(USLE)和统计学方法,对四川省生态系统土壤保持功能的空间特征以及影响因素展开分析,结果表明:(1) 2015年,四川省生态系统土壤保持总量为199.01亿t,平均土壤保持强度约409.43 t hm-2a-1,森林和灌丛生态系统是土壤保持功能的主体,农田生态系统仍发挥了相当数量的土壤保持作用,但农业活动中需注意采取水土保持措施;(2)空间上,土壤保持功能较强的区域主要位于地形起伏明显的盆周山地区(包括龙门山、邛崃山、大凉山和米仓山等),以巴中市、雅安市、达州市、广元市、攀枝花市、乐山市等地的平均土壤保持强度较高,以凉山州、阿坝州、甘孜州、雅安市、巴中市、达州市等地的土壤保持极重要区分布较广;(3)自然因素中,气候和地形是影响研究区生态系统土壤保持空间格局的主要因素,土壤因素在区域尺度上也表现出一定的影响,植被因素则可能在局域尺度上发挥作用。研究从土壤保持功能角度揭示了保障生态安全的重要区域,研究结果可为四川省的生态保护和侵蚀控制提供科学指导。     

土壤细菌网络互作调控线虫肠道细菌群落

动物肠道细菌群落在联系宿主与生态系统功能中发挥着至关重要的作用。【目的】本研究旨在评估绿肥翻压和水稻生长不同时期对土壤细菌和线虫肠道细菌群落组成和结构的影响,并探究土壤细菌和线虫肠道细菌群落间的潜在关联关系。【方法】基于盆栽试验,结合16S rRNA基因高通量测序技术,分析黑麦草翻压和对照处理下水稻生长的前期(返青期)和后期(收获期)土壤细菌和线虫肠道细菌群落,结合网络分析研究土壤细菌网络互作对线虫肠道细菌群落的潜在影响。【结果】黑麦草翻压对土壤细菌和线虫肠道细菌群落组成和结构没有显著影响(P>0.05);水稻生长后期样品比前期样品具有更高的α多样性。基于随机森林机器学习法获得的土壤细菌和线虫肠道细菌生物标志物之间存在广泛的显著相关关系,为土壤细菌群落变化调控线虫肠道细菌群落组成提供了有力的证据。共现网络分析表明土壤细菌之间的正相互作用显著促进了土壤细菌和线虫肠道细菌之间的正相互作用(P<0.01),进而影响了线虫肠道细菌之间的网络互作。结构方程模型进一步表明土壤养分含量的降低主要通过降低土壤细菌之间正相互作用,从而间接影响线虫肠道细菌之间的互作。【结论】土壤细菌互作可能在...     

大叶藻对氮磷营养盐的吸收动力学特征

营养盐是影响海草生长的关键因子, 目前有关海草不同组织对不同形式氮和磷的吸收特征尚不明确。该研究通过利用海草地上和地下组织分隔培养装置, 设置不同的氨态氮、硝态氮和磷酸盐浓度, 探究了大叶藻(Zostera marina)植株及其地上和地下组织对氮磷营养盐的吸收动力学特征。结果显示: (1)大叶藻对氮磷的吸收符合饱和吸收动力学特征, 吸收速率和水体氮磷浓度可用米式方程描述; (2)大叶藻植株对NH₄⁺-N的最大吸收速率(V_max, 52 μmol·g^-1·h^-1)显著高于其对NO₃^--N的V_max (39 μmol·g^-1·h^-1); (3)大叶藻地上组织和地下组织均可吸收氮磷, 但地上组织对氨态氮、硝态氮、磷酸盐的V_max分别为43.1、30.5和15.6 μmol·g^-1·h^-1, 为地下组织的2.6、1.2和6倍。结果表明, 大叶藻对氨态氮的吸收能力高于硝态氮, 且对氮磷的吸收可能主要依赖地上组织(叶片)。结果为查明大叶藻对氮磷的吸收利用机制及评估大叶藻的海洋生态效应提供了理论依据。     

一种测定葡萄木质部压力梯度的新方法

通过同时测定葡萄木质部导管液流平均流量和流速,应用变形的哈根-泊萧叶方程,研究了测定葡萄木质部压力梯度的新方法。结果表明,在直径分别为7mm的葡萄茎段和4mm的葡萄叶柄上,用此新方法测得的木质部压力梯度与实际加在其上的压力梯度吻合的很好,说明此新方法可用于连续、实时测定葡萄木质部压力梯度。用此新方法在离体葡萄枝上测定发现,随光照强度增强,其木质部压力梯度成线性正相关增加。