摘要：输电线路作为路径长、跨度大的典型线型工程,在生态环境脆弱的丘陵地貌、山地地貌等山丘区进行建设,会破坏该区环境,加剧水土流失。为顺应当前国家生态文明建设新形势,以沿线涉及黄土丘陵地貌、山地地貌和平原地貌的陕北-湖北±800 kV特高压输电线路工程为例,通过野外调查和测钎法监测水土流失,对其水土流失特征、强度及其治理体系进行探讨。结果表明:(1)特高压输电线路工程水土流失具有点状线型分布特征;其工程空间跨度大,侵蚀环境差异显著,侵蚀类型多且复杂。(2)输电线路工程在黄土丘陵地貌的土壤侵蚀模数〔12000~25000 t/(km^(2)·a)〕明显高于山地地貌〔3600~9500 t/(km^(2)·a)〕和平原地貌〔950~2000 t/(km^(2)·a)〕,是该工程重点土壤侵蚀防治区。(3)站区和塔基区是输电线工程造成最大土壤侵蚀量的水土流失单元,其土壤侵蚀量分别为27267 t和37478 t,应为水土流失重点防治单元。(4)在水土流失治理的工程措施基础上,融入近自然治理思想,优先选择乡土草、灌、树种,以此集成针对山丘典型生态环境脆弱区的输电线路水土流失综合治理体系。研究结果可为输电线路工程水土流失防治提供理论依据和决策支持。

摘要：中国正在积极实现2030年可持续发展目标,需要用世界耕地面积7%的土地养活22%的人口,同时开展大量的生态工程以改善生态环境。然而粮食生产和植被恢复之间的土地冲突会影响植被恢复的可持续发展。通过空间分析和情景模拟描述了黄土高原区坡耕地的空间分布特征及其影响因素,预测了不同植被恢复情境下的区域粮食供应。结果表明:目前黄土高原区20°以上陡坡耕地约占坡耕地总面积的13%。陡坡耕地主要集中在黄土丘陵沟壑区,其空间分布受到经济发展水平的显著影响。与第一轮退耕还林不同,新一轮退耕还林所有退耕情景下的粮食自给率都没有下降的趋势,且都能逐渐达到0.90的粮食安全阈值。黄土高原地区可以考虑进一步退耕到20°以下,以实现更高的水土保持效益和固碳功能。但由植被恢复造成的区域粮食供应不足所引发的复耕问题仍然需要引起重视,通过更精细的规划才能保证区域粮食供应和可持续的植被恢复。

摘要：为探究黄土丘陵区退耕草地土壤呼吸及其组分日变化对氮磷添加的响应,采用裂区试验设计,主区施氮[0,50和100kg N/(hm^(2)·a)]和副区施磷[0,40和80kg P_(2)O_(5)/(hm^(2)·a)],于2019年5~8月每月测定各处理下土壤呼吸速率、异养呼吸速率及土壤温度和含水量日变化.结果表明,土壤呼吸速率及其组分日变化均呈单峰曲线,峰值出现在12:00~14:00.与不施肥相比,土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率在单施氮下分别增加7.31%~13.13%,1.12%~12.43%和7.64%~46.26%,单施磷下分别增加16.84%~18.42%,11.48%~14.22%和17.15%~29.59%,氮磷配施下分别增加24.17%~27.30%,21.94%~32.43%和34.05%~41.26%.不同氮磷添加下土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸碳排放量昼占比分别为52.68%~61.37%,50.92%~58.70%和51.39%~76.35%.50kg N/(hm^(2)·a)和80kg P_(2)O_(5)/(hm^(2)·a)配施处理的土壤累积CO_(2)排放量(2012g/m^(2))最高,不施肥处理的土壤累积CO_(2)排放量(1531g/m^(2))最低.各处理的土壤呼吸,异养呼吸和自养呼吸均与土壤温度呈显著指数正相关关系,其温度敏感性(Q_(10))变化范围分别为1.19~1.86,1.08~1.81和1.11~3.67,氮磷添加降低异养呼吸的Q_(10)值,但提高自养呼吸的Q_(10)值.总体表明,氮磷添加增加土壤呼吸及其组分速率,降低异养呼吸的温度敏感性,氮磷添加对土壤呼吸及其组分速率的促进效果与氮磷添加量及其配比有关.

摘要：采用野外调查及资料分析相结合等方法,研究了格尔木-拉萨±400kV直流输电工程以及青海-河南±800kV特高压直流工程输电线路水土流失问题,分析了青藏高原多年冻土区输电线路工程建设区水土流失防治措施布设原则及设计原理。青藏高原输变电线路工程侵蚀环境由侵蚀动力、侵蚀对象和扰动单元3部分组成且各部分对输电线路水土流失的发生发展存在交互作用。分析了输电线路工程不同扰动地貌单元水土流失形式及关键参数,表明塔基工程区及施工临时道路区新增水土流失量超过工程总量的90%,且施工扰动后侵蚀模数较扰动前增长169%~300%。基于青藏高原冻土区输电线路工程水土保持设计存在问题,提出冻土区输电线路工程水土保持设计原则以及冻土环境下塔基生态护坡设计原理和施工道路的近自然生态修复原理。

摘要：流速是表征水流水力学特性的重要物理量。为了准确获取薄层水流流速,基于热红外成像技术、计算机视觉识别技术,设计了一种薄层水流流速测量系统。该系统通过对热示踪剂的自动控制以及对其热成像图的瞬时采集、影像校正、噪点去除、质心确定等手段,获取薄层水流的流速等参数,从而实现对坡面薄层水流流速的动态观测。该系统精确度和准确度高,可从不同时间和空间尺度上更加准确地观测热示踪剂动态运移过程。系统的测量标准差为0.020 m/s,观测精度可达到98.33%,观测的时间分辨率为1/9 s,空间分辨率为2 mm。为了验证该系统的准确度,以流量法为基准,与传统示踪法(染料示踪法、盐示踪法)比较,结果表明,该系统的准确度高于染料示踪法和盐示踪法。其中热红外成像观测系统的相对误差均在±10%以内;染料示踪法的相对误差均大于10%;盐示踪法52%的相对误差在±10%以内。利用热红外成像系统获取的影像,可对不同时刻示踪段水流的发生、发展的过程进行追溯,也可以测量示踪剂沿水流方向的运移速度及垂直于水流方向的扩散速度,计算热示踪剂的弥散系数等。该技术可应用于降雨侵蚀、径流冲刷等方面的研究,对于进一步深化土壤侵蚀过程与机理研究具有重要的意义。

摘要：设计了一种适用于快速测量土壤含水率的近红外传感器。发光二极管(LED)作为传感器的光源,中心波长为1 940 nm的光为测量光,1 800 nm为参考光,土壤含水率对这2个波长的光有不同的吸收特性。光源发出的光照射到土壤表面,经反射后进入光电转换器,将光信号转换为电信号,送至两级放大电路、模数转换器(A/D)、显示和存储设备,输出的反射光强与土壤含水率存在一定的关系。仪器性能试验表明:光源传感器到土壤表面的距离对采集信号的强度有一定影响,根据传感器的结构,可以选择一定的距离使反射信号的强度和稳定性最好。两波长光的反射光强随着土壤粒径的增大而减小;土壤含水率与相对吸收深度之间具有很好的线性相关性,回归分析的决定系数为0.863。

摘要：集中水流条件下细沟土壤侵蚀过程对研究细沟侵蚀机理与土壤侵蚀预报有着重要的意义,并且为土壤侵蚀模型其他重要参数比如剥蚀率、可蚀性参数提供基础数据。为了研究东北黑土坡耕地不同水动力条件下坡长对土壤细沟侵蚀的影响,该文采用室内模拟试验方法,测量含沙量随坡长的分布。试验设计包括4个坡度(5?、10?、15?、20?)与3个流量(1、2、4 L/min),在不同水力条件下,测量不同坡长(0.5、1、2、3、4、5、6、7、8m)含沙量。结果表明含沙量在各种水力条件下均随坡长增加,且其增加的速率随坡长减小。对坡长与含沙量系列数据用幂指数函数拟合,其决定系数R2在0.85到0.99之间。因此,黑土坡耕地细沟侵蚀产生的含沙量随坡长呈幂指数增加,且含沙量在一定坡长之后将达到最大值。随坡度和流量的增大,水流在更短的坡长上侵蚀并携带更大的最大含沙量。该文对进一步理解与研究细沟侵蚀过程有着重要的意义,且为深入研究细沟侵蚀提供了数据支撑,为土壤侵蚀模型剥蚀率、可蚀性参数等提供依据。

摘要：为探究氮磷添加对黄土丘陵区典型草地群落冠层结构和多样性特征的影响,本研究以白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落为研究对象,采用裂区试验设计,主区设4个氮(N)处理(0,25,50,100 kg·hm^(-2)·a^(-1)),副区设4个磷(P_(2)O_(5))处理(0,20,40,80 kg·hm^(-2)·a^(-1)),测定了群落高度、叶面积指数、光合有效辐射百分比、光不对称性、地上生物量和Shannon-Wiener指数。结果表明:氮添加显著增加了群落高度和叶面积指数;氮磷添加显著增加了光合有效辐射百分比、光不对称性和地上生物量,降低了Shannon-Wiener指数。单施氮和磷分别增加了矮多年生禾本科草和多年生豆科草生物量贡献比;50和100 kg·hm^(-2)·a^(-1)的氮添加水平与磷配施增加了高多年生杂类草生物量贡献比。结构方程模型表明,氮磷添加下光不对称性的增加对物种多样性的影响不显著。综上所述,黄土丘陵区在采取施肥措施促进退化草地恢复过程中,要权衡地上生物量提高和物种多样性下降的关系。

摘要：坡面径流流速是土壤侵蚀研究中的一项重要参数,目前仍未有通用的径流流速测量仪,因此研究径流流速的有效测量方法具有重要的意义。该研究以相关测速理论为基础,在已有的研究基础上改进了光电传感器的硬件设计和试验平台,开发了一套坡面径流流速测量系统。试验研究了传感器与液面及两传感器之间距离对测量系统的影响,并进行了室内模拟坡面径流流速试验研究。结果表明,两传感器的间距为5 mm、液面距离为9 mm为最优试验参数,测量系统的泥沙含量适用范围为0～400 kg/m3、坡面的范围为0～25°,测量系统能够准确测定径流流速,最大相对误差为3.61%,为坡面径流流速的快速、准确测量提供了一种有效的方法。

摘要：为了探讨土壤种子库对植被恢复的影响,该文在野外调查和室内试验的基础上,采用典范变量分析,研究了黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库密度、土壤水分和养分、地形因子以及退耕年限对植物群落变化的影响,量化了土壤种子库对植被恢复的贡献。结果表明:影响植物群落变化的因子有土壤水分、速效磷、土壤种子库和坡向;仅用土壤种子库只可解释植物群落变化的32.1%;由于退耕地土壤种子库的优势种主要为猪毛蒿,其植被恢复潜力与速度比较小。黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复需要适度的人为干预,有必要适当引进一些演替后期物种,如白羊草、铁杆蒿、长芒草等物种,以缩短演替时间,加速退耕地植被恢复进程,促进黄土丘陵沟壑区水土流失的防治。