【摘 要】
:
草地退化与水土流失形成的恶性循环,正逐步蚕食新疆草地资源,严重威胁区域生态安全,制约农牧业可持续发展,且影响程度随着全球气候变化而进一步加深。集雨技术具有提高干旱区水资源利用率、水土保持以及加速生态恢复进程等多重效益,应用前景广阔。然而,新疆集雨研究基础薄弱,且生态环境相对脆弱,集雨措施的应用存在极强的不确定性,亟待加强基础性研究。本文以伊犁河谷丘陵沟壑区草地为研究对象,在坡面尺度上,野外长期定位
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目“伊犁河谷天然草地土壤水库-小水窖联合集雨技术与应用”,项目编号:41761059; 南京农业大学-新疆农业大学联合基金项目“草地径流水资源高效利用研究”,项目编号:KYYJ201903
论文部分内容阅读
草地退化与水土流失形成的恶性循环,正逐步蚕食新疆草地资源,严重威胁区域生态安全,制约农牧业可持续发展,且影响程度随着全球气候变化而进一步加深。集雨技术具有提高干旱区水资源利用率、水土保持以及加速生态恢复进程等多重效益,应用前景广阔。然而,新疆集雨研究基础薄弱,且生态环境相对脆弱,集雨措施的应用存在极强的不确定性,亟待加强基础性研究。本文以伊犁河谷丘陵沟壑区草地为研究对象,在坡面尺度上,野外长期定位观测4种集雨管理措施(自然草地、水平沟、增渗孔、枯草覆盖)在两种土壤(灰钙土、棕红土)草地下垫面的产流输沙特征以及土壤、植被的发展及变化规律;采用3S技术、多元指标分析并与实地调查相结合的方法,全面、准确地评估该地区侵蚀沟的集雨潜力以及提出相应的集雨技术,并对沟道原位集雨技术“多级谷坊+生物措施”的滞洪拦沙和生态恢复效果进行长期观测。最终,综合分析坡面-沟道集雨技术对丘陵沟壑区草地生态环境的综合影响,评判其地区适宜性。主要结果如下:(1)短历时、高强度的偶然性暴雨(C雨型)是伊犁河谷沟壑区草地水土流失的主导侵蚀性降雨,该雨型下枯草覆盖在棕红土草地的减流效果最好,水平沟可更好地削减灰钙土草地产流。增渗孔和自然草地在A雨型(低雨量、小雨强的连续性降雨)下的平均产流量大于B雨型(高降雨量、长历时的大雨),枯草覆盖和水平沟表现出相反结果,在A、B雨型条件下,各措施的平均产流深呈自然草地>增渗孔>水平沟>枯草覆盖,且灰钙土草地>棕红土草地。各处理的平均产沙量在不同雨型条件下均表现为自然草地>增渗孔>水平沟>枯草覆盖,且灰钙土草地<棕红土草地。因此,对坡面进行辅助管理可有效阻控草地水土流失,其中枯草覆盖和水平沟的减流抑沙效果优良,年均减流效益分别为75.64%、65.17%,年均减沙效益分别为75.64%、69.56%。(2)两种草地下垫面的表层土壤水分变异性差异明显,各因素对灰钙土草地表层土壤水分变异的影响程度为气温(70.33%)>降雨量(18.36%)>管理措施(7.10%)>降雨天数(4.21%)。对棕红土草地而言,管理措施(17.87%)的影响程度仅次于气温(68.05%),其次为降雨量(13.14%)和降雨次数(0.94%)。3种集雨措施均可提升草地表层土壤含水量,枯草覆盖、水平沟分别为灰钙土草地、棕红土草地的最佳保水措施。(3)集雨措施的生态效应会因草地下垫面不同而表现出差异性。灰钙土草地上,集雨技术可明显改善草地土壤质量状况,促进坡面植被生长及快速恢复。不同管理草地的土壤综合指数表现为水平沟(0.686)>枯草覆盖(0.621)>增渗孔(0.437)>自然草地(0.133),植被综合指数呈枯草覆盖(0.990)>增渗孔(0.645)>水平沟(0.339)>自然草地(0.100),植被-土壤系统的耦合协调度呈枯草覆盖(0.626)>增渗孔(0.515)>水平沟(0.491)>自然草地(0.240),以枯草覆盖处理对草地坡面的生态恢复效果最优。棕红土草地下垫面相对脆弱,易受外界干扰,集雨措施可能会对草地生境造成负面影响。不同管理草地的植被综合指数呈增渗孔(0.948)≈自然草地(0.940)>水平沟(0.817)>枯草覆盖(0.100),土壤综合指数表现为水平沟(0.749)>增渗孔(0.432)>自然草地(0.266)≈枯草覆盖(0.262),植被-土壤系统的耦合协调度呈水平沟(0.625)>增渗孔(0.566)>自然草地(0.500)>枯草覆盖(0.284),水平沟生态恢复效果最优,枯草覆盖反而阻碍草地恢复进程。(4)基于讨论侵蚀沟发育特征与汇水区环境的关系,指出弱度发育沟的集水区面积虽小但径流潜力却最高,沟网分布也最为密集,强度发育沟的发育规模最大且具备较高径流潜力,中度发育沟汇水面积中等,径流潜力却最小;并提出适用于各类侵蚀沟的集雨技术,即:“谷坊+植物措施”适用于弱度发育沟,“砌石谷坊+坡底植被恢复”适用于中度发育沟,“引洪渠+蓄水系统”适用于强度发育沟。(5)多级谷坊可层层拦蓄径流和泥沙,单场强降雨下泥沙出沟量可减少15%以上,有效降低沟道侵蚀强度。基于对谷坊来水侧进行土壤改良和人工植被恢复,克服了沟道土壤干燥、贫瘠以及结构差等限制问题,在沟道内成功创造出约80 m~2的林草斑块,极大促进沟道植被的恢复与重建,并改善沟道生态环境。综上所述,基于对水土保持和生态恢复的综合效应分析,在坡面布设水平沟等原位拦水措施和覆盖措施,在侵蚀沟中设置原位集雨系统(如谷坊、微型堤坝)并辅助以人工植被建设可有效阻控丘陵沟壑区水力侵蚀,促进草地生态恢复,为新疆放牧草地的管理及水土资源保持提供技术参考。
其他文献
随着养殖业集约化和规模化的发展以及全球性气温的普遍升高,动物热应激也越来越严重。热应激会直接或间接影响动物生理、生产和健康等,给养殖业带来一定的经济损失。目前动物热应激的研究对象主要为奶牛、鸡和猪,而有关绵羊热应激的研究报道甚少。因此,开展绵羊热应激的研究就显得更为迫切。绵羊处于高温高湿的环境中,究竟是哪些基因和代谢通路在发挥调控作用?鉴于此,寻找与绵羊热应激相关的基因及调控通路。主要研究结果如下
习近平总书记在十九大报告中提出要“促进贸易和投资便利化”,这不仅要求营造开放公平的外部环境,更要主动应对外部环境的深刻变化,改善制度性开放体制,提高自身开放水平。当前,国内经济正处于全面深化改革的攻坚时期,经济从高速增长阶段向高质量发展阶段转变迫使对外贸易也从传统增量发展转向提质发展。过去的20年,在人口红利、流量红利等因素的影响下,我国出口贸易得到了快速发展,但是随着人力成本、竞争激烈程度的不断
在生态系统水平上,总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)被定义为植物通过光合作用吸收的大气CO2的能力,并将碳固存于体内所形成的有机化合物。燃烧的化石燃料向大气排放大量CO2,是地球碳收支失衡的主要原因,陆地生态系统由原先接近平衡的弱碳汇转变为日益渐增的核心碳汇。而如何准确评估生态系统碳指标的时空演变格局,成为亟待解决的关键问题。中国草地地处典型的干旱-半干旱
在鲜食葡萄(Vitis vinifera L.)贮运行业中,二氧化硫(sulfur dioxide,SO2)作为保鲜剂具有举足轻重的作用,即使随着葡萄保鲜技术的不断发展,SO2在葡萄产业中的地位依旧不可替代。近年来,由于SO2使用不当造成鲜食葡萄贮运过程中果皮漂白和果实中异味等问题引起国内外学者的广泛关注。本研究以红地球、木纳格、巨峰、无核白四种新疆主栽鲜食葡萄为研究对象,通过研究果柄结构与SO2
新疆是我国最大的鲜食葡萄产区,每年因品质劣变造成的产后损失高达20%以上。二氧化硫(SO2)作为主要的商业化葡萄保鲜剂,显著维持了葡萄的采后品质。长期以来,SO2直接作用于病原菌,抑制病原菌生长被认为是维持葡萄采后品质的主要原因。这无法科学准确评价SO2在延缓葡萄采后品质劣变中的重要作用。SO2对果实采后品质的调控机制仍缺乏系统性的研究和更深层次的挖掘。本研究以新疆特色葡萄品种‘木纳格’为试材,分
针对程序性死亡受体(Programmed death receptor 1,PD-1)/程序性死亡配体(Programmed death ligand 1,PD-L1)的免疫检查点阻断疗法可在多种类型的癌症中引发显著的临床反应。尽管PD-1/PD-L1阻断疗法已经取得了相当大的成功,然而,单一的PD-1/PD-L1阻断疗法,往往仅在小部分患者体内起作用,且容易引发自身免疫性疾病等毒副作用。造成这种
董其昌(1555-1636)是晚明杰出的书画大家,集前人大成而开后人之势,影响波及清初四王、四僧、金陵画派、新安画派等几乎整个清代至近代的文人画坛,可谓“狮子一滴乳,散为诸名家”。他融通古今,洞察时弊,以禅喻画,提出了包括书画历史、理论、技法、品鉴在内自成体系的一套书画理论,堪称“度人金针”,流传甚远。与董其昌立定精神,匡扶书学、画学正脉之举相应的,是晚明关于书统、画统的争鸣,以及道学思想的统一危
人工光水培饲草技术为解决畜牧养殖中青饲料供应不足提供了新的生产途径,但生产效率低、能耗成本大是该技术应用中的“瓶颈”。通过不同光配方和施氮量调控植物生长代谢及提高作物种子萌发至幼苗期的生物量,可以达到节能降耗和高效生产的目的。本文以“甘啤8号”大麦(Hordeum L.)为供试材料,研究LED光源不同光质配比、光强、光周期、氮浓度下水培大麦苗生长形态、生物量、营养品质及代谢转录特征,为水培大麦苗光
雪菊(Coreopsis tinctoria Nutt.)的花中含有丰富的类黄酮物质,具有极高的药用价值。类黄酮物质的含量和种类是影响雪菊药用价值的重要因素,因此有必要通过改进其栽培措施以进一步促进雪菊类黄酮物质的积累。在生产中,雪菊氮肥施用量过多的现象较为普遍,这不但导致氮肥利用率下降和环境污染问题,同时会抑制雪菊药用活性物质类黄酮含量的积累,影响雪菊产业的绿色高质量发展。目前,通过氮肥减施改善
叶维廉的诗性美学思想,既融汇了中西美学思想及文化间共同的文学规律和美学特质,又继承和发展了中国传统美学的内在精神和思维方式。它是一种包含诗歌创作、文学批评、诗歌翻译、现代绘画等多种创作观念和鉴赏方法的系统性美学理论,有较为鲜明的诗性思维和诗性智慧的特征。它以道家美学的审美境界和阐释方式为理路,注重对中国美学的研究范式和研究方法的重新诠释,由此形成的诗性思维模式能够在一定程度上超越中西美学传统局限,