Institute of Soil and Water Conservation,Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources
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黄土高原不同植被带油松人工林生态化学计量特征及其影响因素
No full text为阐明油松人工林生态系统化学计量特征空间差异，分析其随气候因素变化的响应机制，
以陕北黄土高原森林带、森林草原带和草原带油松人工林为研究对象，分析叶片、凋落物和土壤 Ｃ 、
Ｎ 、 Ｐ 化学计量特征及其与气候因子的关系。结果表明： １ ）油松叶片、凋落物 Ｃ 含量以草原带最高，
但其土壤Ｃ含量最低，叶片与土壤 Ｎ 含量均表现为森林带 ＞ 森林草原带 ＞ 草原带，叶片 Ｐ含量以
森林带最高，但其土壤 Ｐ 含量最低。 ２ ）叶片 Ｃ∶Ｎ 和 Ｃ∶Ｐ 以森林带最低，油松人工林生产力水平
随降水梯度的升高而增加；森林草原带叶片 Ｎ∶Ｐ 为 １５．５７ ，植被生长受到 Ｎ 、 Ｐ 元素共同限制，而
森林带和草原带叶片 Ｎ∶Ｐ 均 ＜１４ ，油松生长受到 Ｎ 限制；土壤 Ｃ∶Ｐ 表现为森林带 ＞ 森林草原带
＞ 草原带，森林带 Ｐ 素释放潜力差。 ３ ）油松人工林叶片 Ｃ 含量随年均降水量增加而降低， Ｎ 、 Ｐ 含
量情况则相反；年平均降水、气温与土壤 Ｃ 、 Ｎ 含量间存在极显著正相关关系 （ Ｐ ＜０．０１ ），而与土壤
Ｐ 含量间表现为显著负相关（ Ｐ ＜０．０５ ），气候条件变化对油松人工林生长有着明显的影响。</p
黄土高原典型区雨水资源化潜力模拟与评价
No full text 为充分利用雨水资源应对黄土高原水土流失和干旱缺水的问题，引入分布式水文模拟技术，构建具有物理成
因机制的分布式雨水资源化潜力评估模型，解决雨水资源利用的核心问题———评价当地的雨水资源化潜力。通过
研究黄土高原典型区域黄河河口镇至龙门段(河龙区间)的雨水资源情况，定量评估该区域雨水资源化潜力，结果
表明:在气候变化和人类活动的双重背景下，20 世纪 80 年代后，黄河流域河龙区间的地表径流量、土壤有效水增量
和雨水资源化潜力呈现上升趋势;河龙区间大部分地区雨水资源呈增长趋势，雨水资源可基本满足现有条件下区
域植被恢复的用水需求。气候变化对雨水资源化潜力起正影响作用，贡献率为 63. 4%，土地利用/覆盖变化则为负
影响，贡献率为 －36. 6%。人类活动对区域雨水资源利用的影响不容忽视，应大力发展干旱半干旱区降雨-径流调
控技术，提高雨水资源化利用率，以保障区域生态-经济协同可持续发展。</p
黄土高原典型生物结皮对坡面产流产沙过程的影响
No full text［目的］明确不同类型生物结皮坡面产流产沙过程及其影响因素，为评价生物结皮的水土保持功
能提供理论依据。［方法］选取黄土高原常见藻结皮和苔藓结皮为研究对象，系统研究降雨条件下结皮类
型及破坏前后对坡面产流产沙的影响。［结果］ ① 生物结皮可显著增强土壤黏结力，藻结皮和苔藓结皮土
壤黏结力是裸地（ ４．５３ｋＰａ
）的 １．５２ 倍和 １．２５ 倍，结皮破坏后其土壤黏结力仍高于裸地，分别是裸地的
１．２２ ， １．１０ 倍； ② 生物结皮可以增加坡面产流，抑制坡面产沙。藻结皮和苔藓结皮产流量分别增加了
２１．６４％ 和 ５５．７５％ ，产沙量分别减少了 ９４．０６％ 和 ８９．２４％ 。结皮破坏后，产流量分别增加了 ５８．７６％ 和
５９．６６％ ，产沙量分别减少了１６．１８％和２９．４５％ ，仍可促进产流，抑制产沙； ③ 随累积径流量的增加，累积
产沙量增长速度由大到小依次为：裸地 ＞ 藻结皮去除 ＞ 苔藓结皮去除 ＞ 苔藓结皮覆盖 ＞ 藻结皮覆盖。
黏结力是表征生物结皮抑制土壤侵蚀的有效指标。随黏结力的增大，产沙量呈线性降低（ Ｒ
２ ＝０．６６ ）。
［结论］增加生物结皮覆盖并有效防止生物结皮被破坏，可最大程度发挥其水土保持功能。</p
黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程的排水设计
No full text［目的］针对黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程新造地排水困难而引发的土地不均匀沉降、盐碱
化、坝体管涌等灾害问题，探索沟道土地整治工程的排水设计方式，为今后相关领域的排水设计提供参考。
［方法］以陕西省延安市羊圈沟子流域为研究对象，基于小流域暴雨设计标准，结合室内试验结果和相关设
计规范，设计一种碎石与盲沟相结合的排水方式，并通过后期原型观测验证工程设计。［结果］ ① 新造地排
水设计３条截面均为１ｍ×０．５ｍ ，长度分别为６０ ， ３０ ， ３０ｍ ，坡降为６％～１０％的地下盲沟。盲沟用粒径５０
～８０ｍｍ的碎石填充，并用无纺土工布包裹，盲沟排水通过挡土坝收集于下游水窖并进行利用； ② 野外初
步监测表明，在次降雨５４．２ｍｍ 的情况下，对比无工程措施的沟道新造地，碎石盲沟排水工程可分别使新
造地土壤含水率和电导率的增幅相对降低４６．８１％ 和 ３．６１％ 。［结论］碎石盲沟排水设计可有效缓解沟道
新造地土壤的蓄水和盐碱化程度，从而提升沟道新造地的风险响应能力。</p
黄土丘陵沟壑区沙地柏造林关键技术研究
No full text为了研究和筛选沙地柏在黄土丘陵沟壑区的造林关键技术，在安塞县采用正交试验设计等方法
设计造林。研究结果表明：（ １ ）采用生根粉溶液浸根 ＋ 保水剂与根部土壤混合处理时，沙地柏造林成活
率、保存率最高，分别达到１００． ００％ 、 ９８． ４５％ ；（ ２ ）抗旱造林技术的优组合为： ５０×１０
－６ 生根粉溶液浸根、
２０ｇ 保水剂与根部土壤混合和秸秆覆盖造林穴坑；（
３ ）在沙棘林下，沙地柏造林成活率、保存率可以达到
较高水平，分别为 ９９． ０４％ 和 ９５． ７４％ ，但生长量显著低于荒草地。</p
黄土丘陵区退耕草地群落盖度与地上生物量关系
No full text揭示黄土丘陵区退耕草地群落盖度与地上生物量的关系，对系统评价草地群落恢复潜力和水土保持效益具
有重要意义。以黄土丘陵区５个退耕年限（ ５ａ ，
１０ａ ， １５ａ ， ２０ａ ， ３０ａ ）草地群落为对象，通过照相法、群落调查和刈割法
测定了草地群落盖度、物种组成和地上生物量。结果表明：群落高度、盖度与地上生物量呈显著正相关关系，与物种丰
富度和 Ｓｈａｎｎｏｎ － Ｗｉｅｎｅｒ 多样性指数呈显著负相关关系。群落盖度与地上生物量随退耕年限增加总体呈增加趋势，不
同退耕年限草地群落间物种丰富度和多样性指数无显著差异。退耕 ２０ａ 群落的植物密度、高度和单位盖度地上生物
量值均最低，盖度和地上生物量与退耕 １５ａ 相比显著下降。各退耕年限草地群落优势种分别为： ５ａ 是狗尾草（ Ｓｅｔａｒ －
ｉａ ｖｉｒｉｄｉｓ ）和达乌里胡枝子（ Ｌｅｓｐｅｄｅｚａ ｄａｖｕｒｉｃａ ）， １０ａ 和 １５ａ 是达乌里胡枝子和铁杆蒿（ Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ｇｍｅｌｉｎｉｉ ）， ２０ａ
是铁杆蒿和菊叶委陵菜（ Ｐｏｔｅｎｔｉｌｌａ
ｔａｎａｃｅｔｉｆｏｌｉａ ）， ３０ａ 为长芒草（ Ｓｔｉｐａ ｂｕｎｇｅａｎａ ）。当草地群落盖度低于 ８４． ６％ 时，
盖度与地上生物量呈极显著线性正相关关系，当盖度大于 ８４． ６％ 后，群落盖度不随地上生物量增加而变化。群落盖
度 ８４． ６％ 和地上生物量 ２８５． １７ｇ ／ ｍ
２ 可作为黄土丘陵区退耕草地植被恢复评价和调控措施的参考值。</p
降水增加对黄土高原深层土壤水分的影响
No full text为了解降水增加情况下，黄土高原土壤储水量是否增加以及深层土壤水分的变化趋势，2018 年对陕西省绥德境内的油
松林和柠条林土壤水分进行了测定，并将其与 2001 年和 2006 年的同一样地土壤水分数据进行对比分析，结果表明：研究区近
20 年降水量呈增加趋势，2009 ~ 2018 年该区域年平均降水量比 1999 ~ 2008 年的平均降水量增加了 156 mm。油松和柠条林地
深层土壤水分呈波浪形变化，且深层土壤总储水量呈现 2018 年 > 2001 年 > 2006 年，这种变化与 1999 ~ 2018 年降水变化趋
势相一致。深层土壤储水量年际变化与植被类型有关，即油松林地深层土壤水分年际变化显著，柠条林则不显著。短时间尺度
内（< 6 年）的降水对深层土壤储水量有影响，影响深度大约为 0 ~ 5.0 m，长时间尺度（> 5 年）的降水对深层土壤储水量的影响
深度会随时间加深，并且长时间尺度的降水可能会导致土壤水分“高湿层”下移现象出现。
为了解降水增加情况下，黄土高原土壤储水量是否增加以及深层土壤水分的变化趋势，2018 年对陕西省绥德境内的油
松林和柠条林土壤水分进行了测定，并将其与 2001 年和 2006 年的同一样地土壤水分数据进行对比分析，结果表明：研究区近
20 年降水量呈增加趋势，2009 ~ 2018 年该区域年平均降水量比 1999 ~ 2008 年的平均降水量增加了 156 mm。油松和柠条林地
深层土壤水分呈波浪形变化，且深层土壤总储水量呈现 2018 年 > 2001 年 > 2006 年，这种变化与 1999 ~ 2018 年降水变化趋
势相一致。深层土壤储水量年际变化与植被类型有关，即油松林地深层土壤水分年际变化显著，柠条林则不显著。短时间尺度
内（< 6 年）的降水对深层土壤储水量有影响，影响深度大约为 0 ~ 5.0 m，长时间尺度（> 5 年）的降水对深层土壤储水量的影响
深度会随时间加深，并且长时间尺度的降水可能会导致土壤水分“高湿层”下移现象出现。
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林地开垦对黄土区坡面土壤养分空间分布的影响
No full text研究黄土高原侵蚀环境下林地开垦后坡面土壤养分空间分布状况，确立林地开垦后侵蚀驱动的坡地
土壤养分空间变异特征。以黄土高原丘陵区子午岭林地和开垦２８年的侵蚀坡面为研究对象，分析土壤主
要性质和养分含量的变化情况，运用经典统计学和地统计法分析坡面土壤基本性质和养分空间分布规律。
林地开垦后坡面土壤 ｐＨ 增加了０． ２４个单位，有机质、全氮、全磷和铵态氮、硝态氮、速效磷和速效钾分别
降低了 １３． ７７ ， １． １４ ， ０． １０ｇ ／
ｋｇ
和 ６． ０５ ， １． ６３ ， ４． ９９ ， ５８． ４４ｍｇ ／
ｋｇ
。林地的土壤有机质、全氮和全磷的变异系
数大于开垦地，而 ｐＨ 和各速效养分的变异系数小于开垦地。开垦后中坡位和下坡位养分含量减少幅度较
大，上坡位减少幅度较小。林地和开垦地的土壤各指标都呈中等或强烈的空间自相关。林地开垦增强了
有机质、全氮、全磷、铵态氮、速效磷和速效钾的空间异质性，但减小了
ｐＨ
的空间异质性，地形等结构性因
子主导了土壤养分空间异质性的形成。林地开垦后，
ｐＨ
、有机质、全氮和全磷变程增大，铵态氮、硝态氮和
速效钾变程减小，速效磷在 ２ 个坡面上的变化趋势不一致。研究结果表明林地开垦极大地减少了坡面土
壤养分含量，但减少幅度与坡位和坡面形态有关。同时，开垦增大了坡面土壤有机质、全氮和全磷的空间
依赖性，减小了速效养分的空间依赖性。</p
Phosphorus recovery by core-shell γ-Al2O3/Fe3O4 biochar composite from aqueous phosphate solutions
No full textBiochar can act as an adsorbent for phosphate removal from water sources, which can be highly beneficial in limiting eutrophication and recycling elemental phosphorus (P). However, it is difficult to use a single biochar material to overcome problems such as low adsorption efficiency, difficulty in reuse, and secondary pollution. This study addresses these challenges using a novel core-shell structure γ-Al2O3/Fe3O4 biochar adsorbent (AFBC) with significant P uptake capabilities in terms of its high adsorption capacity (205.7 mg g−1), magnetic properties (saturation magnetization 24.70 emu g−1), and high reuse stability (91.0% removal efficiency after five adsorption-desorption cycles). The highest partition coefficient 1.04 mg g−1 μM−1, was obtained at a concentration of 322.89 μM. Furthermore, AFBC exhibited strong regeneration ability in multiple cycle trials, making it extremely viable for sustainable resource management. P removal mechanisms, i.e., electrostatic attraction and inner-sphere complexation, were explained using Fourier transform infrared (FT-IR) spectra and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements. A surface complexation model was established by considering the formation of monodentate mononuclear and bidentate binuclear surface complexes of P to illustrate the adsorption process. Owing to its high adsorption efficiency, easy separation from water, and environmental friendliness, AFBC is a potential adsorbent for P recovery from polluted waters.</p
3种浮床植物对关中地区2种污染源涝池水体净化效率研究
No full text
摘要:基于对植物修复空间特异性的理解,针对联通关中水系的涝池近年来出现的水体富营养化和黑臭现象,选取常见浮床植物美人蕉、水菖蒲和西伯利亚鸢尾,通过室外水培试验,探究其对涝池污染原水的净化效果,试验共持续35天。结果表明:(1)试验结束时,3种植物在株高、根长生物量均有显著增加,增长率表现为美人蕉>水菖蒲>西伯利亚鸢尾。(2)美人蕉、水菖蒲和西伯利亚鸢尾对水体中TN 的平均去除率分别为56.18%,52.17%,60.76%,均显著高于对照组(P<0.05);美人蕉和水菖蒲对水体中TP 平均去除率分别为55.42%和58.32%,均显著高于对照组(P<0.05),而西伯利亚鸢尾组与对照组无显著差异(P>0.05),此外美人蕉和水菖蒲还能起到调节水体pH 和DO 的作用。(3)3种植物对水体中NH4+ —N 的平均去除率分别为76.98%,65.71%,78.94%,其中美人蕉组和水菖蒲组NH4+ —N 的主要去除途径为植物吸收和硝化反应,西伯利亚鸢尾组NH4+ —N 的主要去除途径主要是氨的挥发和硝化反应等,而对照组NH4+ —N去除率高达60.55%的主要原因是氨的挥发;植物组及对照组中NO3- —N 浓度随时间均呈现增加趋势,主要与各试验组中水体硝化反应及植物吸收效率的差异性有关。(4)3种植物中,水菖蒲适用于点源和面源两种污染源涝池水体的净化,美人蕉只适合用于面源污染涝池水体的净化,而西伯利亚鸢尾净化能力较差,生长适应性差,不适宜作为水生浮床植物推广。研究结果为涝池污染水体修复的浮床植物选择提供参考。
关键词：涝池； 植物修复； 水体净化； 污染源
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