晋西黄土区不同入渗水量下刺槐林地优先流特征 被引量：5

1

作者 宋艺琳 毕华兴 +4 位作者 赵丹阳 巩大鹏 王宁 刘泽晖 黄靖涵 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期448-456,共9页

为探究晋西黄土区刺槐林地是否存在土壤优先流及不同入渗水量条件下对优先流发育程度的影响,以山西吉县蔡家川小流域刺槐人工林为研究对象,结合野外染色示踪试验与室内图像处理的技术方法,获取垂直剖面染色形态特征图像并进行特征值的提... 为探究晋西黄土区刺槐林地是否存在土壤优先流及不同入渗水量条件下对优先流发育程度的影响,以山西吉县蔡家川小流域刺槐人工林为研究对象,结合野外染色示踪试验与室内图像处理的技术方法,获取垂直剖面染色形态特征图像并进行特征值的提取,选取基质流深度、染色面积比、优先流比、长度指数、平均最大染色深度和染色面积比变异系数6个特征指标,基于均方差决策法定量分析不同入渗水量条件下的优先流发育情况。结果表明:(1)刺槐人工林土壤水分入渗过程中存在优先流现象,随入渗水量的增加,优先路径逐步向侧向发展,优先流斜侧入渗现象明显;(2)染色面积比随土层深度的增加呈非线性减小趋势,水分呈现非均匀下渗现象;入渗水量为75mm时的优先流比达到47.11%,优先流发育程度最高;(3)3种入渗水量条件下的平均最大染色深度分别为25.33、32.20、38.87cm,与入渗水量的大小呈正相关关系,表明入渗水量的增加可以促进水分向深层运动,有利于优先路径的开启;(4)入渗水量与优先流评价指数之间呈正相关关系,优先流评价指数75 mm(0.81)>50 mm(0.39)>25 mm(0.36),入渗水量增加促使优先流发育程度更高。 展开更多

关键词 优先流 刺槐人工林 染色示踪 晋西黄土区 入渗水量

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晋西黄土区不同密度刺槐林地土壤水分补偿特征 被引量：12

2

作者 王宁 毕华兴 +4 位作者 孔凌霄 侯贵荣 崔艳红 周巧稚 常译方 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期255-262,共8页

为研究晋西黄土区不同密度刺槐人工林对土壤水分的影响,分别选取2400株/hm^2与1300株/hm^2刺槐人工林代表研究区高、低密度刺槐林分,以裸地为对照,分别利用Enviro-SMART土壤水分定位监测系统和翻斗式自记雨量计对0—150cm深度范围内各... 为研究晋西黄土区不同密度刺槐人工林对土壤水分的影响,分别选取2400株/hm^2与1300株/hm^2刺槐人工林代表研究区高、低密度刺槐林分,以裸地为对照,分别利用Enviro-SMART土壤水分定位监测系统和翻斗式自记雨量计对0—150cm深度范围内各土层体积含水量与林外降雨进行定位观测。结果表明:(1)从不同降水年份来看,在干旱年和平水年,低密度刺槐生长季平均土壤储水量高于高密度刺槐,在研究年份中,低密度刺槐多年平均土壤储水量比高密度刺槐多年平均土壤储水量高6.80mm。(2)在土壤剖面垂直方向,干旱年、平水年高密度刺槐对0—30cm土层土壤水分的消耗高于低密度刺槐,丰水年0—30cm土层土壤水分消耗各刺槐林间差异不显著(P>0.05)。(3)综合分析降雨入渗深度、入渗量及雨季土壤水分补偿度等指标,研究区天然降雨可对低密度刺槐林分生长所消耗的土壤水分进行有效补充,不会出现人们所担心的黄土高原在植被恢复过程中会造成水分的不足而导致新的生态退化。但考虑到高密度刺槐林对土壤水分的消耗,建议在研究区进行刺槐林植被建设过程中多考虑采用低密度刺槐林的配置方式。 展开更多

关键词 晋西黄土区 刺槐 土壤水分补偿度 降雨

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城市高羊茅草坪绿地水沙调控效应 被引量：3

3

作者 魏小燕 毕华兴 +4 位作者 李敏 霍云梅 杨晓琪 肖聪颖 张书函 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期45-50,共6页

通过人工模拟降雨试验,研究了60%覆盖度城市高羊茅草坪绿地(种草当年)在不同坡度(5°,10°)、不同雨强(30,60,90mm/h)条件下的产流、产沙过程以及径流携带泥沙的作用机制,并用裸地作为对照,同时定量化分析城市高羊茅草坪绿地的... 通过人工模拟降雨试验,研究了60%覆盖度城市高羊茅草坪绿地(种草当年)在不同坡度(5°,10°)、不同雨强(30,60,90mm/h)条件下的产流、产沙过程以及径流携带泥沙的作用机制,并用裸地作为对照,同时定量化分析城市高羊茅草坪绿地的水沙调控作用。结果表明:(1)高羊茅草坪绿地能够有效延缓初始产流时间,但随着雨强及坡度的增加其延缓效果降低,当雨强90mm/h、坡度10°时草坪绿地几乎没有延缓初始产流时间的效果;(2)各试验条件下高羊茅草坪绿地与裸地产流率差异性显著,但雨强90 mm/h、坡度10°时二者差异性不显著;(3)各试验条件下高羊茅草坪绿地总径流量是裸地的0.8倍左右,总产沙量是裸地的1/244.68~1/28.34倍;(4)60%盖度城市高羊茅草坪绿地能够有效削减径流量和土壤侵蚀量,但削减程度有差异,雨强为30,60,90mm/h时草坪绿地的平均减流效益分别为33.23%,23.04%,13.78%,在各场次降雨条件下减沙效益均可达95%以上;(5)试验条件相同时,高羊茅草坪绿地和裸地的径流挟沙能力有差异,同一径流量下草坪绿地的土壤侵蚀量远远低于裸地;(6)分别建立城市高羊茅草坪绿地、裸地的径流量与泥沙侵蚀量之间的水沙关系。 展开更多

关键词 高羊茅草坪绿地 产流产沙 减流减沙 水沙关系

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晋西黄土残塬沟壑区刺槐人工林土壤水分植被承载力研究 被引量：18

4

作者 王宁 毕华兴 +3 位作者 郭孟霞 孔凌霄 侯贵荣 常译方 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期213-219,共7页

为明确在干旱缺水地区,植被对深层土壤水分的过度消耗以及水资源的承载能力,在晋西黄土残塬沟壑区选取林分密度1 300株/hm^2的刺槐人工林为研究对象,以裸地为对照,利用Enviro-SMART土壤水分监测系统(FDR)和热扩散探针(TDP)技术对当地刺... 为明确在干旱缺水地区,植被对深层土壤水分的过度消耗以及水资源的承载能力,在晋西黄土残塬沟壑区选取林分密度1 300株/hm^2的刺槐人工林为研究对象,以裸地为对照,利用Enviro-SMART土壤水分监测系统(FDR)和热扩散探针(TDP)技术对当地刺槐人工林地0—150 cm范围内各土层体积含水量与树干液流量进行长期连续定位观测,采用土壤有效水与单株刺槐耗水量的比值来衡量研究区刺槐人工林土壤水分植被承载力。结果表明:(1)月降水量和月土壤储水量是决定刺槐人工林土壤水分植被承载力的主要环境因子,且二者与土壤水分植被承载力之间均呈现显著的正比例关系(P<0.05)。(2)根据构建的刺槐人工林土壤水分植被承载力模型,计算出当地林龄为19年的刺槐人工林0—150 cm土层深度的土壤水分植被承载力为1 224株/hm^2,稍小于研究区实际林分密度(1 300株/hm^2),为保证当地刺槐人工林分耗水深度控制在0—150 cm土层范围内,同时也为促进当地林分生产力处于最优水平,建议在今后的营林造林过程中将刺槐人工林密度控制在当地土壤水分植被承载力范围之内,在减少林地深层水分消耗、调整林地土壤水资源平衡的同时,促进当地林业产业的合理发展。 展开更多

关键词 晋西黄土残塬沟壑区 刺槐 土壤水分植被承载力 合理密度

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黄土丘陵区华北落叶松人工林生态系统生物量与养分循环特征 被引量：8

5

作者 王彬 魏天兴 刘钊 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2017年第6期45-51,共7页

通过样地调查观测和室内样品分析,对位于山西吉县的23年生华北落叶松人工林生态系统中13种元素的循环特征进行研究。测算得到研究区域人工林生态系统的生物量在各器官的空间分布,结合林木各器官养分含量,得出养分元素在空间变异上的积... 通过样地调查观测和室内样品分析,对位于山西吉县的23年生华北落叶松人工林生态系统中13种元素的循环特征进行研究。测算得到研究区域人工林生态系统的生物量在各器官的空间分布,结合林木各器官养分含量,得出养分元素在空间变异上的积累与分布;测算四大分室(林木、土壤、枯落物和大气)中其余分室的养分含量和养分积累与分布,得到养分循环过程中华北落叶松人工林养分年归还量134.719kg/(hm^2·a),年存留量53.409kg/(hm^2·a)和年吸收量188.129kg/(hm2·a);最后综合上述的各分室养分循环状况,得出反映该森林生态系统的养分生物循环特征的参数和指标。研究区华北落叶松人工林生态系统内N,P,K的循环系数均值(0.68),表明研究区生态系统循环速率较快;利用系数偏小,储存效率慢,土壤养分利用效率较高;养分元素通过林冠后均明显增加(林冠截留量142.1mm),并且对降水量(587.8mm)要求一般。较高的富集系数使其适应瘠薄自然环境,养分消耗量低。总体来看,华北落叶松是很有潜力的森林更新和荒山造林树种。 展开更多

关键词 森林生态系统 养分循环特征 生物量 养分含量 积累与分配

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黄土残塬沟壑区3种林地枯落物和土壤水源涵养功能 被引量：53

6

作者 侯贵荣 毕华兴 +4 位作者 魏曦 周巧稚 孔凌霄 王杰帅 贾剑波 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期357-363,371,共8页

为了研究黄土残塬沟壑区典型林地枯落物和土壤水文特性,并对黄土残塬沟壑区造林树种的选择及功能导向型林分改造提供依据,于2017年在山西省吉县蔡家川流域选择刺槐林、油松林、刺槐×油松混交林为研究对象,分别采用浸泡法、环刀法... 为了研究黄土残塬沟壑区典型林地枯落物和土壤水文特性,并对黄土残塬沟壑区造林树种的选择及功能导向型林分改造提供依据,于2017年在山西省吉县蔡家川流域选择刺槐林、油松林、刺槐×油松混交林为研究对象,分别采用浸泡法、环刀法对林地枯落物层和土壤层持水性能进行定量化研究,探究其水源涵养功能。结果表明:(1)3种林地枯落物总储量在105.49~148.38t/hm^2之间变动,且半分解层储量大于未分解层储量;油松×刺槐混交林地枯落物总厚度最大(3.8cm),刺槐林次之(3.6cm),油松林最小(3.4cm);(2)枯落物最大持水量(率)均为油松×刺槐混交林最大,刺槐纯林次之,油松纯林最小,分别为117.99t/hm^2(387.12%),106.19t/hm^2(324.31%),82.86t/hm^2(305.76%);(3)枯落物有效拦蓄量与持水量(率)表现一致,均为阔叶林优于针叶林,有效拦蓄量为83.66~195.72t/hm^2,有效拦蓄率为121.75%~292.21%;枯落物持水量、吸水速率与浸水时间分别符合对数函数和指数函数;(4)3种林地土壤容重均值在0.99~1.01g/cm^3浮动,总孔隙度为49.39%~50.09%,土壤有效持水量为32.99~81.73t/hm^2,林地土壤入渗速率与入渗时间呈幂函数关系。综合3种林地枯落物层和土壤层的涵养水源能力表现为油松×刺槐混交林较高,油松纯林较差。建议在现有林分改造中,宜将刺槐纯林和油松纯林逐渐向混交林模式改进。 展开更多

关键词 枯落物 最大持水量 有效拦蓄量 水源涵养功能 黄土残塬沟壑区

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晋西黄土区不同密度刺槐林枯落物层水文生态功能研究 被引量：35

7

作者 周巧稚 毕华兴 +3 位作者 孔凌霄 侯贵荣 魏曦 魏小燕 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期115-121,共7页

为对比分析林分密度对枯落物层水文生态功能的影响,以晋西黄土区6种不同密度(475,900,1 200,1 575,1 825,2 350株/hm^2)刺槐(Robinia pseucdoacacia)人工林为对象,采用样地调查与室内试验相结合的方法,对其枯落物层总厚度、总蓄积量、... 为对比分析林分密度对枯落物层水文生态功能的影响,以晋西黄土区6种不同密度(475,900,1 200,1 575,1 825,2 350株/hm^2)刺槐(Robinia pseucdoacacia)人工林为对象,采用样地调查与室内试验相结合的方法,对其枯落物层总厚度、总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄量、枯落物持水量与浸水时间的关系、枯落物吸水速率与浸水时间的关系等水文特征进行研究,以期从中提出该区刺槐林经营的合理密度,为充分发挥水土保持功能、实现功能导向型植被调控与优化配置提供理论依据。结果表明:(1)研究区6种密度刺槐人工林枯落物总厚度变化范围为28.67~54.33mm,总蓄积量为2.98~10.65t/hm^2,且在一定范围内,随林分密度增大,枯落物蓄积量出现先增加后减少的变化趋势,6种密度枯落物蓄积量由大到小依次为1 575株/hm^2>1 825株/hm^2>1 200株/hm^2>900株/hm^2>2 350株/hm^2>475株/hm^2;(2)枯落物最大持水率的变动范围为295.35%~427.84%,无明显的规律性;最大持水量为11.16~37.01t/hm^2,在一些林分间差异显著,表现为随密度的增加呈先增大后减小的趋势,密度为1 575株/hm^2的林分枯落物持水性能表现最好,达37.01t/hm^2;半分解层枯落物持水量均高于未分解层;不同密度刺槐林枯落物的吸水速率与密度关系不显著;(3)各林分枯落物有效拦蓄量为7.22~23.64t/hm^2,其中以1 575株/hm^2的有效拦蓄能力最强,为23.64t/hm^2;(4)枯落物持水量与浸水时间之间存在明显的对数函数关系:Q=aln t+b,R2>0.95;枯落物吸水速率与浸水时间之间存在明显的幂函数关系:V=ktn,R2>0.99。综上所述,在本研究范围内,林分密度在1 575株/hm^2时枯落物层表现出较好的水文生态功能,当密度低于1 200株/hm^2,枯落物层水文效应急剧下降;从枯落物水文功能角度,建议今后研究区刺槐林的经营密度以1 200~1 800株/hm^2为适宜调控范围。 展开更多

关键词 晋西黄土区 刺槐林 林分密度 枯落物 水文生态功能

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晋西黄土区不同立地刺槐林土壤水分动态特征 被引量：30

8

作者 孔凌霄 毕华兴 +5 位作者 周巧稚 魏曦 侯贵荣 常译方 王杰帅 张渲东 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期163-169,共7页

选择晋西黄土区蔡家川流域4块不同坡向(阴坡、阳坡)、不同密度(1 450,2 150,2 525株/hm^2)刺槐样地作为研究对象,在每块样地的中心位置布设一个观测点,采用TRIME-TDR土壤水分测定仪定位观测2016年1—12月的土壤体积含水量,每月上、中、... 选择晋西黄土区蔡家川流域4块不同坡向(阴坡、阳坡)、不同密度(1 450,2 150,2 525株/hm^2)刺槐样地作为研究对象,在每块样地的中心位置布设一个观测点,采用TRIME-TDR土壤水分测定仪定位观测2016年1—12月的土壤体积含水量,每月上、中、下旬分别对各样地0—200cm土层的土壤水分进行分层观测(每个测层20cm),研究4块刺槐样地的土壤水分季节变化规律、垂直剖面变化规律以及坡向和密度对土壤水分的影响。结果表明:(1)研究区土壤水分季节变化分为平稳期、消耗期、波动期和恢复期4个时期,年最大土壤水分与年最大降水量所在月份相同,降水季节分配对土壤水分有影响。(2)研究区土壤水分垂直变化土层分为剧烈变化层、弱变化层和相对稳定层3个土层,土壤水分随土层深度表现为先增加后减少最后趋于稳定的趋势。(3)坡向和密度对研究区刺槐林的土壤水分具有显著性影响,阴坡的土壤水分显著高于阳坡(P<0.01),低密度的土壤水分显著高于高密度(P<0.01)。 展开更多

关键词 晋西黄土区 土壤水分 动态变化 刺槐人工林

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不同林分类型土壤理化特征及其对土壤入渗过程的影响 被引量：24

9

作者 云慧雅 毕华兴 +4 位作者 王珊珊 赵丹阳 崔艳红 王宁 兰道云 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期183-189,共7页

利用双环入渗法对黄土残塬沟壑区主要林分类型(刺槐林、油松林、刺槐×油松混交林、山杨栎类天然次生林)进行土壤入渗试验,分析4种林分类型土壤理化特征及其对土壤入渗过程的影响。结果表明:(1)研究区不同林分类型土壤理化特征存在... 利用双环入渗法对黄土残塬沟壑区主要林分类型(刺槐林、油松林、刺槐×油松混交林、山杨栎类天然次生林)进行土壤入渗试验,分析4种林分类型土壤理化特征及其对土壤入渗过程的影响。结果表明:(1)研究区不同林分类型土壤理化特征存在一定差异,山杨栎类天然次生林的土壤理化性质总体最好,刺槐×油松混交林优于刺槐林和油松林;(2)0~90 min测试时间内,不同林分类型的土壤入渗速率随时间的变化规律均表现为迅速递减(0~5 min)、逐渐递减(5~60 min)和趋于稳定(60~90 min)的过程;4种林分的土壤初始入渗速率、稳定入渗速率和平均入渗速率由大到小依次为山杨栎类天然次生林、刺槐×油松混交林、刺槐林、油松林;(3)4种常见土壤入渗模型(Kostiakov模型、Horton模型、Philip模型和通用经验模型)中,通用经验模型对研究区不同林分类型土壤入渗过程拟合效果最好,拟合精度均在0.990以上;(4)相关性分析结果表明,不同林分类型的土壤入渗指标与土壤容重呈现极显著负相关(P<0.01),与非毛管孔隙度、>0.25 mm水稳性团聚体含量、砂粒含量以及有机质含量呈现极显著正相关(P<0.01);通过通径分析并计算主要影响因子的决定系数表明,对土壤初始入渗速率影响程度最大的因子是土壤容重(0.309),对土壤稳定入渗速率影响程度最大的因子是>0.25 mm水稳性团聚体含量(0.251),对土壤平均入渗速率影响程度最大的因子是有机质(0.408)。研究结果为研究区营造水土保持林树种的选择与水土保持功能评价提供一定参考。 展开更多

关键词 黄土残塬沟壑区 土壤理化性质 土壤入渗 拟合模型 通径分析

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晋西黄土区不同密度油松人工林保育土壤功能评价 被引量：20

10

作者 兰道云 毕华兴 +4 位作者 赵丹阳 王宁 云慧雅 王珊珊 崔艳红 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期189-196,共8页

研究晋西黄土区不同密度油松林保育土壤功能变化规律及差异性,评价其保育土壤功能,以加强林分管理和生态恢复建设。以山西吉县蔡家川流域4种不同密度(925,1325,1750,2250株/hm^(2))油松人工林为研究对象,对其土壤容重、孔隙度等物理性... 研究晋西黄土区不同密度油松林保育土壤功能变化规律及差异性,评价其保育土壤功能,以加强林分管理和生态恢复建设。以山西吉县蔡家川流域4种不同密度(925,1325,1750,2250株/hm^(2))油松人工林为研究对象,对其土壤容重、孔隙度等物理性质、有机质等化学性质以及坡面径流泥沙量进行测定和分析,确定了12项评价指标,采用熵权法(EWM)对各密度油松林地的保育土壤功能进行综合评价。结果表明:(1)4种林分密度的油松人工林,土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、全氮、全磷、氨氮、硝氮和速效磷均存在显著差异(P<0.05);(2)林分密度变化会不同程度地改变油松林土壤物理性质、土壤养分和径流泥沙量等12项指标,其中土壤容重、径流量、泥沙量均随林分密度增大呈现先下降后上升的趋势;土壤有机质、全氮、全磷、硝氮、速效磷,随林分密度增大呈先增加后减少的趋势;(3)不同密度油松林地的土壤物理结构、土壤肥力和产流产沙均随密度变化呈现一定的变化规律,随着林分密度增大,土壤结构改良状况和土壤肥力呈现先上升后下降的趋势;径流泥沙量表现为先减小后增大地趋势;(4)对不同密度油松人工林保育土壤功能评价表明,4种密度油松林中,随着油松林林分密度的增加,保育土壤功能呈现先增强后减弱的趋势。密度为1750株/hm^(2)的油松林地保育土壤功能相对较好。从保育土壤角度出发,建议将1750株/hm^(2)作为晋西黄土区油松人工林经营密度,该密度油松林能较好保持水土,改善林地土壤质量。 展开更多

关键词 保育土壤 熵权法 不同密度 油松人工林 晋西黄土区

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晋西黄土区典型林地土壤水分变化特征 被引量：38

11

作者 赵丹阳 毕华兴 +5 位作者 侯贵荣 崔艳红 王宁 王珊珊 马晓至 冯星 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期181-187,共7页

选择晋西黄土区蔡家川流域5种典型林地(山杨×辽东栎天然次生林、人工油松×刺槐混交林、人工油松林、人工刺槐林、人工侧柏林)作为研究对象,在每块样地中心布设1个土壤水分观测点,采用TRIME-TDR土壤水分测定仪定位观测2016—2... 选择晋西黄土区蔡家川流域5种典型林地(山杨×辽东栎天然次生林、人工油松×刺槐混交林、人工油松林、人工刺槐林、人工侧柏林)作为研究对象,在每块样地中心布设1个土壤水分观测点,采用TRIME-TDR土壤水分测定仪定位观测2016—2018年1—12月的土壤体积含水量,测定深度为200 cm,每20 cm为1个测层,每月分上、中、下旬进行土壤水分含量观测,分析不同林地类型土壤水分年内变化规律和土壤水分垂直变化规律。结果表明:(1)研究区不同林地土壤水分年内变化可以划分为稳定期(1—3月)、波动期(4—6月)、增长期(7—9月)和消耗期(10—12月)4个时期,5种林分类型的年平均土壤储水量按照从大到小的排序为天然次生林地(338.68 mm)>人工油松林地(319.74 mm)>人工侧柏林地(314.15 mm)>人工油松×刺槐混交林地(303.37 mm)>人工刺槐林地(292.03 mm),刺槐林地耗水量最大。(2)在雨季末,研究区5种林分类型林地土壤水分均得到了正向补充,且土壤水分的恢复能力大小排序为次生林地>针叶林地>混交林地>刺槐纯林。(3)研究区土壤水分垂直变化可划分为土壤水分含量速变层和土壤水分含量相对稳定层2个层次;随着土层深度增加,不同林地类型剖面平均含水量总体上先增大后减小。不同林地类型表层土壤水分含量为侧柏林地>次生林地>油松林地>油松×刺槐混交林地>刺槐林地;土壤水分的补充深度为天然林地>针叶林地>油松×刺槐混交林地>刺槐纯林。 展开更多

关键词 土壤水分 晋西黄土区 典型林地 动态变化

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不同时间尺度下刺槐蒸腾耗水与环境因子关系 被引量：14

12

作者 张荣 毕华兴 +3 位作者 王宁 赵丹阳 黄靖涵 赵少波 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期204-211,共8页

探究不同时间尺度下植物蒸腾变化与环境因子的关系,对理解植物生长的驱动机制及估算林分耗水具有重要的理论意义。以晋西黄土区蔡家川人工刺槐纯林为研究对象,于2021年5—12月采用热扩散探针(TDP)测定8株样树树干液流,并同步监测太阳辐... 探究不同时间尺度下植物蒸腾变化与环境因子的关系,对理解植物生长的驱动机制及估算林分耗水具有重要的理论意义。以晋西黄土区蔡家川人工刺槐纯林为研究对象,于2021年5—12月采用热扩散探针(TDP)测定8株样树树干液流,并同步监测太阳辐射、空气温度、降雨量、土壤温度、土壤含水量等环境因子,分析不同时间尺度(小时、日、月)下刺槐蒸腾特征及其对环境因子的响应。结果表明:(1)环境因子对刺槐蒸腾耗水的影响在不同时间尺度下存在差异,整体上随着时间尺度的变大,土壤含水量成为影响刺槐蒸腾的主要因子,并且短时间尺度是主要取决于表层土壤水分,长时间尺度不仅为表层同时也取决于较深层土壤含水量。小时尺度下,刺槐蒸腾随太阳辐射、空气温度、水汽压亏缺、土壤温度变化而变化,但蒸腾峰值与环境因子的峰值均存在时间差异性,并无完全同步,差异时长可达-180~30 min,在各环境因子中太阳辐射与空气温度对刺槐蒸腾的影响较大;日尺度下,刺槐蒸腾速率主要取决于浅层土壤含水量,并随浅层含水量的增加而增大;月尺度下刺槐蒸腾耗水则取决于浅层与深层土壤含水量的共同作用;(2)构建了不同时间尺度下环境因子与刺槐蒸腾耗水的模型,各时间尺度下模型拟合度均较高。(3)在短历时尺度下可使用测定植物蒸腾的仪器直接测定与计算蒸腾耗水,而较大时间尺度下可以通过监测较少的环境因子应用建立模型进行蒸腾耗水的计算,可大大提高效率且可减少蒸腾耗水监测的成本。 展开更多

关键词 刺槐 时间尺度 蒸腾速率 气象因子 土壤水分 时间差异性

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不同林龄刺槐林植被与土壤养分变化特征 被引量：22

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作者 赵丹阳 毕华兴 +4 位作者 侯贵荣 崔艳红 王宁 王珊珊 马晓至 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2021年第3期56-63,共8页

为探究晋西黄土区人工刺槐林恢复过程中林下植被与土壤养分的变化特征,以晋西黄土区18、22、26、31和36 a刺槐人工林地为对象,采用空间代替时间的方法,阐明刺槐林生长、林下植被和土壤养分随林龄的变化特征。结果表明:1)随着刺槐林龄增... 为探究晋西黄土区人工刺槐林恢复过程中林下植被与土壤养分的变化特征,以晋西黄土区18、22、26、31和36 a刺槐人工林地为对象,采用空间代替时间的方法,阐明刺槐林生长、林下植被和土壤养分随林龄的变化特征。结果表明:1)随着刺槐林龄增大,树木平均胸径和树高逐渐增大,平均冠幅先增大后减小;2)不同林龄刺槐林地土壤养分含量均具有表聚性,林地土壤养分含量随土层深度增加而减小,0~10 cm土层含量显著高于30 cm以下土层(P<0.05),其中有机质含量和全氮含量的空间垂直分布规律和随着林龄的变化规律具有相似性;随着刺槐林龄增大,林地土壤有机质、全氮和全磷含量均呈先增大后减小的趋势,土壤速效氮含量增加趋势不明显,土壤速效磷含量减小;3)随着刺槐林龄增大,林下植被的物种数增多,高度和盖度先减小后增大,林下植被的生长状况受刺槐的生长特征和土壤养分的影响。结果可为研究区低效刺槐林的改造和经营管理提供科学依据。 展开更多

关键词 林地植被 土壤养分 不同林龄 刺槐 晋西黄土区

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乌拉山废弃矿区坡长对客土坡面产流产沙与沟蚀特征的影响 被引量：4

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作者 张馨予 查同刚 +4 位作者 张泽宇 裴益乐 张晓霞 吴晓静 于洋 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期8-15,共8页

为研究不同坡长客土坡面产流产沙及沟蚀特征差异变化,通过设计2个坡度(15°,20°)下不同坡长(2,4,6,8,10 m)的野外径流小区进行冲刷试验。结果表明:(1)初始产流时间变化范围与产流停止时间均随坡长增加而增大,产流率初期快速增... 为研究不同坡长客土坡面产流产沙及沟蚀特征差异变化,通过设计2个坡度(15°,20°)下不同坡长(2,4,6,8,10 m)的野外径流小区进行冲刷试验。结果表明:(1)初始产流时间变化范围与产流停止时间均随坡长增加而增大,产流率初期快速增加,达到初次峰值后呈现不规律波动,累积产流量随坡长增加而增多;产流率、累积产流量与坡长、产流时间及其交互作用呈极显著相关(p<0.01),累积产流量在2种坡度下均与坡长、产流时间呈幂函数相关。(2)产沙率初期快速增加,达到初次峰值后随冲刷时间逐渐下降,其均值随坡长增加而增大,总累积产沙量随坡长增加而增多;累积产沙量与坡长、产流时间的交互作用呈极显著相关(p<0.01),累积产沙量在2种坡度下均与坡长、产流产流时间呈幂函数相关。(3)侵蚀沟平均横截面积自顶端呈现沿坡面减小,以及减小—增加—再减小2种趋势。累积产沙量与估算沟蚀量具有极显著相关性(p<0.01),其差值随坡长的增加而增加,其比率随坡长增加呈先上升后下降趋势,最大值出现在6 m坡长。研究结果为矿山修复客土坡面水土流失防治及侵蚀模型建立提供技术支持。 展开更多

关键词 水土流失 细沟 径流 产流产沙

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晋西黄土区苹果花生间作系统小气候效应 被引量：4

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作者 蔡智才 毕华兴 +3 位作者 许华森 王丹 常译方 刘京健 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2018年第2期234-241,共8页

苹果花生间作是晋西黄土区主要的农林复合配置模式,但常常因为间作系统结构设计不合理而导致间作系统内作物生长和产量受到影响。为了定量解析果农间作系统对小气候,进而对其间作作物生长发育和产量的影响,本文深入研究果农间作系统的... 苹果花生间作是晋西黄土区主要的农林复合配置模式,但常常因为间作系统结构设计不合理而导致间作系统内作物生长和产量受到影响。为了定量解析果农间作系统对小气候,进而对其间作作物生长发育和产量的影响,本文深入研究果农间作系统的小气候状况,为优化当地果农间作系统结构提供理论支持。以晋西黄土区吉县7年生苹果(Maluspumila)+花生(Arachis hypogaea)间作系统及花生单作系统(对照)为研究对象,首先在果树与作物间布设根障,以消除果树地下部分对作物的影响。在此基础上,对距树行不同距离处作物行的小气候因子(光合有效辐射(PAR)、大气温度、空气相对湿度和风速)及作物生长进行监测,经数学模拟分析得出:(1)苹果+花生间作系统的光合有效辐射相对指数为49.39%~88.07%,大气温度相对指数为92.74%~97.32%,空气相对湿度相对指数为112.36%~123.72%,风速相对指数为70.58%~74.22%,且距树行越近小气候效应越显著;(2)果农间作系统对小气候的影响进而造成对间作系统中花生生长发育及产量的负面影响,间作系统内花生的净光合速率和产量均低于对照的单作花生,且表现为距树行越近下降越多;(3)各小气候因子对花生生长的影响程度不同,光合有效辐射、大气温度和空气相对湿度对花生净光合速率和产量的贡献率分别为62.48%、20.71%、16.45%和53.48%、16.45%、30.07%。 展开更多

关键词 晋西黄土区 苹果花生间作系统 小气候

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不同水分调控对晋西黄土区苹果×大豆间作系统细根分布与耗水特性的影响 被引量：10

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作者 周宣 王若水 +3 位作者 李超楠 刘韵 毕华兴 杨宗儒 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期118-126,共9页

为探求适于晋西黄土区果农间作系统的水分调控措施,选取该地区典型的苹果×大豆间作系统为研究对象,结合覆盖与调亏灌溉2种节水措施,分析了不同水分调控措施对苹果和大豆根系空间分布、耗水量与水分利用等指标的影响。试验设置灌溉... 为探求适于晋西黄土区果农间作系统的水分调控措施,选取该地区典型的苹果×大豆间作系统为研究对象,结合覆盖与调亏灌溉2种节水措施,分析了不同水分调控措施对苹果和大豆根系空间分布、耗水量与水分利用等指标的影响。试验设置灌溉上限3个水平:田间持水量的55%(W1,低水),70%(W2,中水)和85%(W3,高水),2种覆盖材料:秸秆覆盖(M1)和地膜覆盖(M2)。结果表明:水分调控措施增加了苹果和大豆总根长密度,且扩大了苹果在水平和垂直方向上的根长分布。苹果根长密度与距树行距离呈负相关,而大豆则呈正相关,且均与垂直深度存在负相关关系。大豆鼓粒期土壤水分随距树行距离的增加先减后增,最小值为距树行1.5～2.0m,与清耕(CK0)和单一覆盖(CK1和CK2)相比,水分调控措施能显著提高0—60cm土层内的土壤水分。聚类分析表明水分调控下苹果和大豆主要水分竞争区域为距树行0.5～1.5m、垂直方向0—40cm土层范围内。M2W2处理苹果细根集中分布在20—40cm土层,大豆细根主要在0—20cm土层,根系错位分布缓解了种间水分竞争,其耗水量可较W3组减少40～50mm,且其产量和水分利用可分别较其他水分调控措施提高29.37%～41.92%,12.29%～53.35%,同时可使间作系统净收益最大,可达2 976.5元/hm^2。由此建议在未坐果的幼龄苹果树行间间作大豆时采用地膜覆盖措施,同时在分枝期灌水150m^3/hm^2,结荚期灌水400m^3/hm^2,鼓粒期灌水300m^3/hm^2,可显著提高间作系统水分利用水平和经济效益。 展开更多

关键词 覆盖和灌溉 果农间作 根长密度 耗水量

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采石矿渣基质改良下的胡枝子生长效果 被引量：4

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作者 闫烨琛 张艳 +1 位作者 赵廷宁 吴海龙 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2020年第3期124-131,共8页

为了研究胡枝子在改良废弃矿渣基质中的生长效果,确定最优基质配比,按照不同比例使用采石场弃渣、牛粪堆肥、芦苇杆、园林废弃物等覆土基质设计正交试验,确定9种不同的基质配方,通过盆栽试验研究各组基质的理化性质以及灌木胡枝子(Lespe... 为了研究胡枝子在改良废弃矿渣基质中的生长效果,确定最优基质配比,按照不同比例使用采石场弃渣、牛粪堆肥、芦苇杆、园林废弃物等覆土基质设计正交试验,确定9种不同的基质配方,通过盆栽试验研究各组基质的理化性质以及灌木胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)的出苗率、生长指标效应。结果表明:1)改良基质均显著提高胡枝子的出苗率、株高以及土壤有机质、全氮、全磷、全钾等含量,显著降低土壤pH值;2)处理方法对各指标影响不同,S8组较其他组均显著提高土壤有机质、全氮、全磷、全钾等含量;3)改良基质促进土壤持水量和孔隙度增大、密度降低。综上,筛选出适宜灌木胡枝子生长的较优基质质量配方为采石场弃渣3 kg,牛粪400 g,芦苇杆与园林废弃物用秸秆腐熟剂腐熟完全后按150∶40质量比例与渣土和牛粪均匀混合施用;通过数据分析对比可知,改良基质可以中和土壤碱性并提高土壤肥力,改善土壤通气能力和透水能力,促进胡枝子生长。通过确定最优基质配比,为矿山生态恢复与重建提供理论支持,从而提升矿区生态效益和经济效益。 展开更多

关键词 矿渣 胡枝子 土壤理化性质 生长指标

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水分调控对苹果-大豆间作生理特性及水分利用的影响 被引量：3

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作者 周宣 王若水 +3 位作者 李超楠 郑成浩 刘文治 毕华兴 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期410-418,共9页

为探求适于晋西黄土区果农间作系统的水分调控措施,通过2 a试验并结合覆盖与调亏灌溉措施,分析了水分调控措施对苹果和大豆叶片生理特性、水分利用和产量等指标的影响.试验设置灌水上限三水平为田间持水量的55%(W1),70%(W2)和85%(W3),... 为探求适于晋西黄土区果农间作系统的水分调控措施,通过2 a试验并结合覆盖与调亏灌溉措施,分析了水分调控措施对苹果和大豆叶片生理特性、水分利用和产量等指标的影响.试验设置灌水上限三水平为田间持水量的55%(W1),70%(W2)和85%(W3),两种覆盖:秸秆覆盖(M1)和地膜覆盖(M2),另设清耕(CK0)、秸秆覆盖不灌水(CK1)和地膜覆盖不灌水(CK2)作为对照.结果表明:水分调控措施提高了生育期内苹果和大豆叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(Pn)和叶片水分利用效率(LWUE),其中,处理M2W2的Pn和LWUE均高于其余调控措施.果树的遮荫抑制了大豆Pn和LWUE,即距离树行越近值越小.灌水、覆盖以及交互作用对大豆产量和水分利用效率(WUE)影响均在0.01水平下具有统计学意义,与其余处理相比,处理M2W2可增产9.48%~103.90%,WUE提高了11.07%~118.08%.通过多指标综合评价分析得出,节水增产效益最高的处理为M2W2,由此建议幼龄苹果-大豆间作采用地膜覆盖措施,同时在分枝期和鼓粒期采取田间持水量的70%为灌水上限的灌溉制度. 展开更多

关键词 苹果 大豆 间作 晋西黄土区 光合 水分利用效率

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黄土残塬沟壑区刺槐林枯落物水源涵养功能综合评价 被引量：24

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作者 侯贵荣 毕华兴 +3 位作者 魏曦 孔凌霄 周巧稚 张渲东 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期251-257,共7页

为了对黄土残塬沟壑区刺槐林枯落物水源涵养功能综合评价,并提供以功能导向型的林分改造理论依据。于2017年7—8月在山西省吉县蔡家川流域选取475,900,1 575,1 850,2 525株/hm^2不同密度的刺槐林为研究对象,采用坐标综合评定法对不同密... 为了对黄土残塬沟壑区刺槐林枯落物水源涵养功能综合评价,并提供以功能导向型的林分改造理论依据。于2017年7—8月在山西省吉县蔡家川流域选取475,900,1 575,1 850,2 525株/hm^2不同密度的刺槐林为研究对象,采用坐标综合评定法对不同密度刺槐林分枯落物层水源涵养功能进行综合评价。结果表明,5种林分密度梯度中,当林分密度为1 575株/hm^2时,刺槐林枯落物层能充分发挥其水源涵养功能,而林分密度过高(2 525株/hm^2)或者过低(475株/hm^2)枯落物发挥水源涵养功能的能力均急剧减弱。为了使刺槐林枯落物水源涵养功能正常发挥,其林分密度应控制为1 500株/hm^2。建议现有林分改造中,宜将刺槐林向该密度进行调控。 展开更多

关键词 密度梯度 水源涵养功能 综合评价 坐标综合评定法

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晋西黄土区典型林分枯落物层水文生态特性研究 被引量：15

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作者 马晓至 毕华兴 +4 位作者 王珊珊 崔艳红 赵丹阳 云慧雅 侯贵荣 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期77-83,88,共8页

选择山杨栎类次生林(以下简称次生林)、刺槐林、侧柏林、油松林为研究对象,通过样地调查,结合室内浸泡方法,对比分析枯落物(未分解层、半分解层)的水文特征指标,研究典型林分枯落物层水文生态特性。结果表明:(1)枯落物厚度为3.93~4.95 ... 选择山杨栎类次生林(以下简称次生林)、刺槐林、侧柏林、油松林为研究对象,通过样地调查,结合室内浸泡方法,对比分析枯落物(未分解层、半分解层)的水文特征指标,研究典型林分枯落物层水文生态特性。结果表明:(1)枯落物厚度为3.93~4.95 cm,刺槐林最大,油松林最小;蓄积量为次生林最大(19.28 t/hm^2),侧柏林(18.03 t/hm^2)和刺槐林(17.57 t/hm^2)次之,油松林最小(14.73 t/hm^2),未分解层蓄积量小于半分解层。(2)枯落物最大持水量(率)为30.92~61.31 t/hm^2(197%~320%),次生林最大,依次为刺槐林、侧柏林,最小为油松林。(3)枯落物有效拦蓄存在显著差异(P>0.05),表现为次生林(31.29 t/hm^2)>刺槐(22.20 t/hm^2)>侧柏(18.19 t/hm^2)>油松(13.94 t/hm^2),有效拦蓄率为107%~173%。(4)在浸水2 h内,枯落物持水量和吸水速率变化以次生林与刺槐林最为迅速,半分解层较未分解层变化迅速;持水过程中,两者与时间分别呈对数函数(R 2>0.89)和幂函数关系(R 2>0.99)。在4种林地中,次生林林下枯落物水文生态潜力最优,油松纯林最差,表现为次生林>刺槐>侧柏>油松。刺槐是除次生林外的3种人工林中最优林种。建议研究区内合理优化恢复树种配置,以提高水文生态功能。 展开更多

关键词 典型林分 枯落物 最大持水量 有效拦蓄量 水文生态

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