Institute of Soil and Water Conservation,Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources
Not a member yet
7916 research outputs found
Sort by
Soil and water conservation effects driven by the implementation of ecological restoration projects: Evidence from the red soil hilly region of China in the last three decades
No full text无定河流域暴雨侵蚀 -产沙 -输沙 特征及其空间尺度效应
No full text黄土高原的侵蚀产沙 主要 是由暴雨事件造成的 。暴雨事件， 。暴雨事件， 尤其是极端暴 尤其是极端暴 雨事件， 会导致 剧烈 的侵蚀产沙 与河流输沙 ，甚至造成自然灾害，危人们的生命和财产安全。 甚至造成自然灾害，危人们的生命和财产安全。 研究 暴雨事件下 暴雨事件下 暴雨事件下 侵蚀 -产沙 -输沙 的特征及其 特征及其 特征及其 空间尺度效应 空间尺度效应 空间尺度效应 可为 合理布设 合理布设 水土保持措施， 水土保持措施， 水土保持措施， 发挥 其防灾 减作用和 抵御暴雨洪水灾害提供重要的理论基础。 抵御暴雨洪水灾害提供重要的理论基础。 鉴于此，本研究 鉴于此，本研究 鉴于此，本研究 鉴于此，本研究 鉴于此，本研究 鉴于此，本研究 以黄 河中游典型支流无定为例，拟了 河中游典型支流无定为例，拟了 无定河流域 无定河流域 无定河流域 无定河流域 侵蚀产沙的降雨阈值 ，筛选 了不同空 间尺度 的暴雨事件， 探索 了不同空间尺度 坡面 侵蚀 、小流域产沙 和支输、小流域产沙 和支输变化规律 及其 对暴雨事件的响应 特征 ，揭示 了暴雨事件下侵蚀 -产沙 -输沙的空间尺度效应及其对 输沙的空间尺度效应及其对 暴雨的响应机制。 取得 主要 结果 如下：
（1）在所有 降雨 指标中，适合作为坡面侵蚀降雨阈值和小流域产沙的 指标中，适合作为坡面侵蚀降雨阈值和小流域产沙的 指 标分别是最大 30 分钟 降雨强度和最大 60 分钟 降雨强度 ，其阈值分别为 ，其阈值分别为 14.2 mm •h-1和 11.211.2 mm •h-1。
（2）在坡面尺度 在坡面尺度 在坡面尺度 在坡面尺度 在坡面尺度 ，次暴雨事件下 次暴雨事件下 次暴雨事件下 次暴雨事件下 次暴雨事件下 次暴雨事件下 不同地貌单元 不同地貌单元 不同地貌单元 不同地貌单元 不同地貌单元 不同地貌单元 的平均 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 径流深和侵蚀模数分别为 5.9 ~10.5 mm 10.5 mm 和 658.7 ~2500.7 t 2500.7 t•km -2。径流深在不同地貌单元之间存显著性差异， 。径流深在不同地貌单元之间存显著性差异， 而全坡面的侵蚀模数显著高于其内部地貌单元。 降雨对尺度影响较弱全坡面的侵蚀模数显著高于其内部地貌单元。 降雨对尺度影响较弱全坡面的侵蚀模数显著高于其内部地貌单元。 降雨对尺度影响较弱全坡面的侵蚀模数显著高于其内部地貌单元。 降雨对尺度影响较弱梁峁坡来水下沟引起的增系数 和增沙系数 分别 为 33 % 和 63 % ，梁峁 ，梁峁 ，梁峁 坡来水对 沟谷坡 产流沙具 有重要的 加剧 效应， 且对 产沙 的加剧 效应要高于 产流 。
（3）在小流域尺度 ，次暴雨事件下 不同空间尺度小流域 的平均径流深和产沙模数 分别为 3.81~ 8.68 mm 8.68 mm 和 1424.18~ 3315.61 t 3315.61 t·km -2，径流深和产沙模数均随着空间尺度 ，径流深和产沙模数均随着空间尺度 的上升而增大 。降雨对小流域产沙的作用较强， PI 30 （降雨量与最大 30 分钟降雨强度 的乘积） 在所有降雨指标中 在所有降雨指标中 在所有降雨指标中 在所有降雨指标中 在所有降雨指标中 在所有降雨指标中 在所有降雨指标中 与小流域尺度产沙模数相关性最强。 与小流域尺度产沙模数相关性最强。</p
长芒草植物-土壤 -微生物碳氮过程对氮磷添加的协同响应机制
No full text快速增加的 氮（N）沉降 已对人类社会、经济以及赖生存的态环境 已对人类社会、经济以及赖生存的态环境 产生巨大影响。其中，具有保护物多样性证畜牧业安全 产生巨大影响。其中，具有保护物多样性证畜牧业安全 产生巨大影响。其中，具有保护物多样性证畜牧业安全 产生巨大影响。其中，具有保护物多样性证畜牧业安全 功能 的草地生态系 统也受到 N沉降的威胁 沉降的威胁 。然而 ，将草地各要素 植物 、土壤和微生物作为一个系 统， 开展 评估和 应对 N沉降 引起 生态 效应 的研究尚在起步阶段 。本研究以黄土 丘陵区典型牧草 长芒（Stipa bungeana Trin.）为 研究对象， 通过 人工添加 NH4NO3和 KH2PO4，开展 土槽 控制实验 ，从分析 系统 内植物 特性 与土壤 特性，到探究 生 物体的内稳性 ，再到明确 ，再到明确 ，再到明确 ，再到明确 调节 功能代谢 的微生物群落 的微生物群落 的微生物群落 的微生物群落 的微生物群落 特征 ，并深 入分析 植物 -土 壤间 N素分配的动态 特征 、及土壤 微生物群落 限制性元素的动态 变化 ，全面开 展对长芒草 植物 -土壤 -微生物系统 的研究 。明确 N沉降背景下，长芒草植物 -土 壤-微生物系统的响应现状，以及营养级 微生物系统的响应现状，以及营养级 间物 质循 环状况与驱动机制 ；全面分析 磷（ P）添加 与 N沉降对草地生态系统 的协同 作用 效果 ，为维持牧草生态系统稳 定与质量提供理论依据。本研究主要结如下：
（1）N、P添加 影响 长芒草 旺盛 期植物 矿质元素、光合作用产物及 矿质元素、光合作用产物及 矿质元素、光合作用产物及 土壤 化 学性质 。
单独 的 N添加对 长芒草矿质元素含量影响较小，仅对 长芒草矿质元素含量影响较小，仅对 长芒草矿质元素含量影响较小，仅对 长芒草 地上部分全氮、 地下部分有机碳和全氮产生显著影响 。然而， 高 N、P混合 （N2P2处理） 处理） 添加 ， 整体上 促进 了长芒草 矿质元素含量 显著 增加， 特别是地下部分 ，升高了 ，升高了 10.26%-53.49%。单独 的低 N（N1，2.5g m-2 a-1）添加 ）添加 ，使长芒草地 上部分光 合作用产物 （可溶性糖、淀粉和非结构碳）含量 （可溶性糖、淀粉和非结构碳）含量 （可溶性糖、淀粉和非结构碳）含量 降低了 52.02%-56.36%。然而， 然而， N、P添加 量的不同，导致长芒草 地上、下 非结构性碳水化合物 含量 的差异 显著 。
单独 的 N添加仅对 土壤 基本 化学指标中的 土壤硝态氮产生显著影响 。而 N、 P添加 对各 土壤 基本 化学指标 均产生 显著影响， 显著影响， 但各指标的 变化趋势 存在差异 。 此外， 单独 的 N添加对 添加对 土壤总球囊霉素无显著影响， 却提高了易取球囊霉素 含量 ，同时 对土壤 有机碳组分（ 有机碳组分（ Cf2、Cf3和 Cf4）和 有机碳稳定性 产生影响 。适 当的 N、P混合 （N1P1处理） 添加 ，使 总球囊霉素 含量 提高了 55.17%，易提取 球囊霉素 含量 提高了 81.30%；然而， 过高 N、P添加（ N2P2处理） 处理） 使易提取球 囊霉素含量降低了 11.67%，使土壤 有机碳 稳定性 指数 降低 了 27.89%。</p
黄土高原苹果园不同集水阻渗技术调控下 土壤水分、矿质氮含量变化
No full text以黄土高原苹果园果树为研究对象，分析不同集水阻渗技术调控下土壤水分、矿质氮含量的变化，探索
适宜旱区果园可持续发展的防渗聚水技术。结果表明:起垄覆膜处理(Ⅰ)、防渗层处理(Ⅱ)和起垄覆膜加防渗层处
理(Ⅲ)均能增加 0～300 cm 土层土壤含水量，减少土壤硝态氮含量。处理Ⅲ总体效果最好，能够增加 9．60%土壤含
水量，减少 57．15%土壤硝态氮含量;处理Ⅰ使 0～200 cm 土层土壤含水量均匀增加 7．73%，硝态氮含量均匀减少
60．08%;处理Ⅱ能够增加 0～40 cm 表层土壤 7．37%的土壤含水量，减少 40～200 cm 中层土壤 74．38%的硝态氮含量。
研究表明，不同集水阻渗技术通过改变水分的时空分布、减少硝铵态氮的淋溶从而提高水肥利用效率，其中起垄覆
膜加防渗层处理结合了起垄覆膜与人工防渗层两种技术的优点，能够有效调控土壤水分运动，减少硝态氮深层淋
溶，是黄土高原改善土壤水肥状况、增加果园产量、使果业可持续发展的可行技术措施。</p
黄土高塬沟壑区综合治理试验示范成果评述与 高质量发展研究展望 ———以陕西省长武县王东沟小流域 ３０ａ 多治理实践为例
No full text［目的］研究黄土高塬沟壑区典型小流域综合治理的成效以及生态文明建设时期面临的问题，旨
在为该区域高质量发展提供理论支持和实践经验。［方法］以陕西省长武县
王东沟小流域综合治理试验示范研究实践为例，基于 １９８６ 年以来的监测和
研究资料，总结分析了该流域３０ａ多来不同时段在生态环境、土地生产力和
农民经济收入等方面的变化。［结果］王东沟小流域综合治理过程存在明显
的阶段性。 ① 综合治理阶段（
１９８６ — １９９５ ）。以提高土地生产力为突破口，重
点提高粮食产量和人均经济收入。同时从塬面到沟道综合整治水土流失，合
理开发利用土地。 ② 生态保护阶段（
１９９６ — ２００５ ）。更新与升级粮果管理措
施，保护和改善生态环境，进一步稳定和提高了土地生产力。 ③ 高质量发展
试验示范研究阶段（ ２００６ — ２０１９ ）。以王东沟小流域为试点，从发展绿色高效
技术的角度进行研究和示范，探索适合小流域内涵式高质量绿色发展的技术体系，为黄土高塬沟壑区的高
质量发展奠定基础。［结论］为实现黄土高塬沟壑区的高质量发展，必须在生态文明理念指引下，重点研究
流域生态管理和技术创新体制和机制建设，在总体控制水土流失基础上，保障人居环境的生态性，社会经济
系统发展的可持续性以及流域生态系统结构和功能的和谐与完整性。</p
黄土塬区春玉米氮肥 － 水分 － 产量关系研究
No full text土壤水分是制约我国西北干旱半干旱地区农业发展的重要因素，探寻科学合理的氮肥—水分—产量
关系，对于促进区域农业持续发展有重要的理论与实践意义。在陕西省长武县的中国科学院长武黄土高
原农业生态试验站进行氮肥递减试验，在传统施氮２５０ｋｇ ／ ｈｍ
２ （
Ｎ６ ）的基础上，依次递减２０％
，设置 ＣＫ
、
Ｎ１ 、 Ｎ２ 、 Ｎ３ 、 Ｎ４ 、 Ｎ５ 、 Ｎ６ ７个处理。结果表明：（ １ ）春玉米生育期土壤耗水量随氮肥施用量的增加而增加，
土壤水分亏缺主要发生在 ８０ｃｍ 以下土层，且水分亏缺程度随施氮量增加而加重。（ ２ ）春玉米产量和水分
利用率均随氮肥用量的增加呈现二次抛物线趋势变化。春玉米传统施氮量（ Ｎ６ ，
２５０ｋｇ ／ ｈｍ
２ ）已严重过量，
减氮 ２０％ （ Ｎ５ ，施氮量 ２００ｋｇ ／ ｈｍ
２ ）可以取得较高的产量和水分利用率。 ２ 年 Ｎ５ 籽粒产量较 Ｎ６ 分别增加
９． ６％和５． ８％ ，水分利用率提高１４． ５％和９． １％ 。因此，建议把减氮２０％ （ Ｎ５
，即２００ｋｇ
／ ｈｍ
２ 施氮量）作为
试验区推荐施氮量。</p
极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗 规律
No full text黄土高原退耕还林还草工程实施后，下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系
统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律，对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要
的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北“7·26”特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测，分析
了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程，利用 Horton 入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程，
揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明：（1）极端暴雨条件下，黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度
层次土壤水分与降雨过程的响应不同，具有层次性和明显的滞后效应，其中，0～140 cm 是影响该地区土壤水文过程的关键
层次；（2）土壤水分再分配结束时，湿润锋最深深度达 140 cm，土壤蓄水量达 225.99 mm，较降雨前 95.37 mm 增加了 1.37
倍；（3）极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系，其稳渗速率随容重增加而减小，呈指数函数递减；（4）极
端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主，对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重
要的科学意义。</p
基于称重法对影响蒸发蒸腾量的主要气象因子研究分析
No full text通过模拟实验采用称重法测定了不同时间尺度下的蒸发皿水面蒸发量与充分灌水条件下植物蒸腾耗
水量ꎬ同时监测对应时段影响蒸发蒸腾量变化的的气象因子ꎮ 通过Ｐｅａｒｓｏｎ 相关分析法与偏相关检验对蒸发蒸腾量
与气象因子间的相关性进行了分析ꎬ同时在此基础上ꎬ对相关性较高(在α ＝０.０１ 水平上极显著相关且通过偏相关筛
选)的几个主要气象因子与水面蒸发量、植物潜在蒸发蒸腾量变化过程间的相关关系进行了多元非线性拟合ꎬ构建
了简单的潜在蒸发蒸腾量计算方程ꎬ并进行了检验ꎮ 结果显示:(１)影响水面蒸发与植物蒸腾的主要气象因子一致:
温度、太阳净辐射与相对湿度ꎻ(２)太阳净辐射与温度、湿度的变化有较高的相关性(ｒ ＝ ０.７１８ꎬｒ ＝ －０.６３９)ꎻ(３) 利用
温度和湿度两项指标可以较好地模拟蒸发量与蒸腾量的变化过程(Ｒ２ ＝ ０.７４３)ꎬ对于缺乏太阳净辐射资料的小灌区
(点)ꎬ可以利用温、湿度和作物参数构建近似的作物蒸发耗水模型ꎬ基于实时的气象资料计算对应时段作物的蒸腾
蒸发耗水量ꎬ以便快速获得作物的耗水量与需水量ꎬ实时掌握农田水分亏缺状况ꎬ进行及时补灌ꎮ</p
Effects of Different Ages of Robinia pseudoacacia Plantations on Soil Physiochemical Properties and Microbial Communities
No full textRobinia pseudoacacia is widely planted on the Loess Plateau as a strong drought-tolerant and salt-tolerant species for vegetation restoration. However, this mode of pure plantation has triggered great concern over the soil ecosystem. The aim of this study was to explore the effects of the plantation on soil physiochemical properties, soil microorganisms, and the relationship between them in Robinia pseudoacacia plantations of di erent ages. Four di erent ages of Robinia pseudoacacia stands, including 10-year-old, 15-year-old, 25-year-old, and 40-year-old (abbreviated as Y10, Y15, Y25, and Y40, respectively) were selected, and 20 soil physicochemical and biological indicators were determined. The variation in soil microbial biomass was influenced by sampling depth, and consistent with the variations in TN (soil total nitrogen) and SOC (soil organic carbon) during 25 years’ artificial forestation. Soil moisture increased significantly at Y15 and then decreased at Y40 but other soil properties remained relatively stable. The contents of phosphor lipid fatty acid (PLFA) of different microbial groups followed the order of B (Bacteria) > G (Gram-negative) > G+(Gram-positive) > A (Actinomycetes) > F (Fungi). The ratios of F/B (Fungi to Bacteria) and Sat/Mono (Saturated PLFAs to Monosaturated PLFAs) of di erent ages of plantations showed a similar trend, i.e., declined first, then rose, and declined again. The ratios of Cy/Pre (Cyclopropyl PLFAs to Precursor PLFAs) and G+/G (Gram-positive to Gram-negative) of the soil of all ages of plantations showed a trend of slow growth and a trend of rapid growth, respectively. Redundancy analysis showed that the contents of individual PLFAs and total PLFA were positively correlated with SOC and TN, but variations of soil PLFA ratios mostly depended on other soil properties. After artificial forestation, the ratios of F/B and Sat/Mono were lower than before forestation, while the ratio of Cy/Pre varied with different soil layers. The ratio of G+/G increased with the increase in afforestation time, peaking at the 25th year. The contents of individual PLFAs and total PLFA may be sensitive indicators of SOC and TN within 25 years’ plantation. Lower ratio of F/B and higher G+/G suggest that the sustainability of the ecosystem is weaker and the fertility of the soil is lower after plantation of Robinia pseudoacacia.</p