摘要：【目的】藓类植物在涵养水源、营养循环、环境指示、天然更新等方面都发挥着不容忽视的作用。羽枝青藓是秦岭北麓自然保护区(车峪)内石生苔藓的优势藓种之一。为验证人工培育羽枝青藓的可行性,探索羽枝青藓切茎繁殖培育因子对其生长的影响,以期能够快速扩繁羽枝青藓,为石质坡面绿化及生态恢复提供充足植物材料。【方法】通过野外调查确定自然状态下羽枝青藓的适宜环境(温度、湿度、光照强度);使用镊子和塑封袋获取长势良好的石生苔藓—羽枝青藓,阴干并除去杂质;室内培育因子设计选择基质类型、接种量和切茎长度3种影响因子进行完全试验。将羽枝青藓切茎按试验设计均匀接种在培育盒中,培育盒整齐置放于培育架上,在人工气候室内开展羽枝青藓的切茎培育。【结果】羽枝青藓切茎培育试验结果表明:(1)羽枝青藓生长的最适宜湿度为80%,温度为13~25℃,光照强度为4000~6000 lx;(2)羽枝青藓切茎碎段长度在1~3 mm时萌发潜力最大;(3)羽枝青藓切茎播种量为60 g/m^(2)为宜;(4)最适宜羽枝青藓切茎生长的培养基质为火山岩+麻布/纱布的组合。【结论】羽枝青藓可在人工控制的生长环境下实现人工培育和快速扩繁,羽枝青藓切茎繁殖影响因子的明确为苔藓种源快速扩繁和石质坡面绿化恢复新方向提供了重要借鉴。

摘要：生物结皮是干旱半干旱地区重要的地表活体覆盖物,其通过光合固碳影响土壤有机碳、活性碳组分的含量及其稳定性。目前有关生物结皮中有机碳变化特征的研究非常有限。本研究在毛乌素沙地沿降水梯度从西北向东南选择了两类典型的生物结皮(苔藓结皮、藻结皮),直线跨度188 km,通过测定土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)、颗粒态有机碳(POC)和易氧化有机碳(ROC),探讨生物结皮对土壤有机碳稳定性的作用及其对降水梯度的响应,并基于藓类植物凋落物分解试验解析降水变化对其碳分解过程的影响。结果表明:1)两类生物结皮覆盖均显著提高了SOC和MBC、DOC、POC、ROC等活性碳组分含量及SOC稳定性,其中,藓结皮对SOC的提升作用为藻结皮的1.6~2.6倍。2)两类生物结皮SOC含量最低点均出现在西北样地(分别为6.43、14.50 g·kg^(-1)),随降水升高,SOC总体上呈现递增的趋势。3)随降水的升高,藓类凋落物所需的分解时间逐渐减少,研究期内(7月至次年2月)的分解系数在0.010~0.014,显著低于维管植物,自西北向东南3个样地藓类凋落物的碳释放量分别为8.09、10.89、12.88 g·kg^(-1)。4)典范对应分析显示,水蒸气分压力、实际蒸散量、年均温、地表向下短波辐射、潜在蒸散量、饱和水汽压差等是影响SOC及其活性碳组分含量的关键气候因子,粉粒含量是影响其含量的主要土壤因子。

摘要：喷洒液滴分布特征是模拟喷头水量和能量分布的基础。为解决现有弹道轨迹模型过度简化运动液滴的破碎过程及形状变化导致模型精度不足的问题,该研究改进了弹道轨迹模型的液滴破碎过程、运动液滴形状参数和运动液滴阻力系数,提出了基于能量加权的等效液滴指标,建立了考虑射流破碎和液滴形状的喷洒水运动轨迹改进模型;采用HY50型蜗轮蜗杆式喷枪验证了模型精度,对比了不同模型的差异。结果表明:喷嘴直径20mm和工作压力0.35MPa时,改进模型的平均绝对误差MAE分别比Fukui模型和Li模型的降低了43.3%和75.1%(落地速度)、51.8%和27.1%(落地位置)和61.4%和76.1%(落地角度);以4个验证工况中落地速度为例,改进模型、Fukui模型和Li模型的均方根误差RMSE平均值分别为0.53、0.93和2.21 m/s;归一化均方根误差NRMSE平均值分别为0.10、0.17和0.40。研究可为应用弹道轨迹模拟喷洒液滴分布特征提供新思路。

摘要：以陕北地区典型乡村——榆林市米脂县高西沟村为例,探究其在水土保持措施下土地利用景观格局变化及驱动因素,对黄土丘陵区水土保持、景观格局优化、美丽乡村建设和生态可持续发展具有指导意义。基于高西沟1986年、2004年、2022年遥感影像,借助ArcGIS、ERDAS和FRAGSTATS等软件,运用动态度、转移矩阵、景观格局指数对土地利用变化进行分析,并对其驱动因素展开探讨。结果表明:(1)林地和草地是高西沟的主导地类,约占区域总面积的80%,耕地、未利用地呈减少趋势,水域和建设用地无较大变化;土地利用综合动态度逐渐降低,土地利用变化趋于平稳。(2)研究区林地转入面积最为显著,主要由耕地转入,林地整体增加112 hm2;而耕地主要由草地转入,未利用地则向草地转出。(3)林地为高西沟土地利用景观格局中的最大优势斑块,且破碎程度最高,研究区各景观类型斑块形成较为稳定的连接,景观连通性较好;整体景观格局演变分散,各景观类型的面积差距越来越大,优势景观明显,整体破碎程度高。(4)高西沟土地利用变化受水土保持、产业结构和相关政策影响。水土保持是高西沟耕地减少、未利用地开发和林草大面积增加的主要驱动因素,产业结构调整和国家政策与财力资助是高西沟土地利用景观格局优化的辅助影响因素。

摘要：分析坡面上方汇流和土壤管道崩塌对黑土坡面水蚀过程的影响,可为黑土侵蚀退化防治提供重要科学依据。本研究基于坡面汇流模拟试验,设计3个上方汇流强度和3种近地表土壤水文条件(无土壤管道、有土壤管道无管道流、有土壤管道流),研究坡面上方汇流和土壤管道崩塌对黑土坡面水蚀过程的影响,量化土壤管道侵蚀对黑土坡面侵蚀的贡献。结果表明:1)坡面侵蚀量随上方汇流强度的增加而增加,当上方汇流强度从30 L·min^(-1)增加到40和50 L·min^(-1)时,坡面侵蚀量分别增加100.0%~111.5%和214.8%~289.2%。2)土壤管道发生和管道流形成加剧了坡面水蚀过程,30、40和50 L·min^(-1)上方汇流强度下有土壤管道无管道流和有土壤管道流处理的坡面侵蚀量分别是无土壤管道处理的1.4~1.6倍和1.7~2.1倍。此外,3种上方汇流强度下有土壤管道无管道流和有土壤管道流处理的土壤管道侵蚀对坡面土壤侵蚀的贡献分别为26.7%~37.6%和40.5%~51.9%。3)土壤管道崩塌加剧了细沟侵蚀过程,30、40和50 L·min^(-1)上方汇流强度下有土壤管道无管道流和有土壤管道流处理的细沟侵蚀量较无土壤管道处理增加38.1%~66.0%和93.7%~128.4%。因此,上方汇流强度增加使坡面水流流速增大,导致坡面径流侵蚀能力和搬运能力增强,从而增加了坡面侵蚀量;土壤管道崩塌也加剧了细沟侵蚀过程,尤其是土壤管道崩塌瞬间地表径流全部转化为土壤管道流,极大增加了坡面水流流速,加剧了坡面侵蚀过程,进而增加了坡面侵蚀量。

摘要：为研究不同氮、磷、钾施肥模式对秦艽产量及主要药用成分含量的影响,同时探明宝鸡地区秦艽种植的最优施肥方案,通过田间试验,采用3因素2次饱和D-最优设计施肥方案,建立以氮、磷、钾肥施用量为自变量,秦艽产量、龙胆苦苷、马钱苷酸含量为因变量的数学模型,通过模型寻优获得最适施肥区间。根据对氮、磷、钾的单因素效应分析,适宜的氮肥、磷肥施用量可以增加秦艽产量以及龙胆苦苷和马钱苷酸含量,而施用量过高则会产生抑制作用;钾肥对马钱苷酸的影响和氮肥、磷肥相同,但钾肥的施用不利于秦艽龙胆苦苷的积累。氮、磷、钾3种元素对秦艽产量、龙胆苦苷、马钱苷酸含量影响均表现为:磷>氮>钾。对各函数进行频率分析法寻优,得到秦艽产量超过2100.0 kg·hm^(-2)、龙胆苦苷含量超过7.5%、马钱苷酸含量超过2.0%时的施肥区间为氮(N)147.2~185.1 kg·hm^(-2)、磷(P_(2)O_(5))92.6~98.9 kg·hm^(-2)、钾(K 2 O)95.8~134.2 kg·hm^(-2),N、P_(2)O_(5)、K_(2)O的最佳比例为:1∶1.49~2.00∶1.10~1.93。

摘要：为研究氮、磷、钾施肥模式对甘草产量以及甘草苷、甘草酸含量的影响,同时寻找出宝鸡地区甘草种植的最优施肥方案。通过田间试验,采用3因素2次饱和D-最优设计施肥方案,建立起以氮磷钾肥施用量为自变量,甘草产量、甘草苷、甘草酸含量为因变量的数学模型,通过模型寻优获得最适施肥区间。根据对氮、磷、钾的单因素效应分析,施用适宜浓度的氮、磷、钾肥对甘草产量的增加和甘草苷、甘草酸的积累具有促进作用,但施肥浓度过高时促进作用就会逐渐降低甚至抑制。氮、磷、钾三种元素对甘草产量,甘草苷、甘草酸含量影响大小分别为:磷>钾>氮;氮>磷>钾;磷>氮>钾。对各函数进行频率分析法寻优,得到甘草产量超过5300kg·hm^(-2)、甘草苷含量超过1.25%、甘草酸含量超过3.5%时的施肥区间为氮(N)112.36~148.91kg·hm^(-2)、磷(P_(2)O_(5))26.03~55.50kg·hm^(-2);钾(K_(2)O)126.64~160.24kg·hm^(-2),N、P_(2)O_(5)、K_(2)O的最佳比例为:1:0.18~0.49:0.85~1.43。

摘要：封育是退化草地的重要恢复措施,理解长期封育过程中草地群落生产力和植物多样性变化特征及两者间关系,有助于草地植被的恢复管理与利用。该研究依托宁夏云雾山国家级自然保护区典型草原长期封育演替梯度,选择持续放牧、封育9年、26年和34年的草地群落作为研究对象,分析其地上生产力、物种多样性和功能多样性的变化特征及内在联系。结果表明,封育显著提高典型草原植物群落的地上生产力、凋落物生物量、功能丰富度和功能离散度,未改变草地群落的物种丰富度、Shannon-Wiener指数和功能均匀度,但Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数在长期封育(34年)后显著下降。此外,封育对不同植物群落加权平均功能性状的影响存在差异。随机森林模型和方差分解结果显示,群落加权平均功能性状对封育草地群落地上生产力变异的解释度高达70.70%,其中植株高度是最主要的解释因子;功能多样性的解释度为36.86%,主要由功能丰富度贡献;而物种多样性的解释度仅为14.72%。由此可见,植物功能性状和功能多样性对草地群落地上生产力的贡献远高于物种多样性,建议将其纳入植物群落恢复演替动态研究,以便全面了解植物多样性与生态系统功能的关系,为更好地实现生态恢复目标奠定基础。

摘要：为系统性探究黄土高原退耕草地演替过程中土壤及微生物碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量关系时空变化格局,本研究收集了2000年至2021年期间发表的黄土高原退耕草地演替文献,筛选出3个不同草地恢复研究区的17个长期演替序列,整合分析了土壤及微生物C、N、P含量及其化学计量的时空变化特征及影响因素,结果表明:(1)黄土高原退耕草地土壤及微生物C和N含量随演替进程显著升高,但P含量则无显著变化趋势。同时,土壤及微生物C、N和P的化学计量比(C∶N∶P)均随演替进程发生变化,但相较于土壤C∶N∶P变化,微生物C∶N∶P在整个演替过程中相对稳定。此外,土壤与微生物化学计量不平衡性及微生物熵等指标随演替进程呈增加趋势,表明在演替后期土壤养分质量和微生物养分利用效率均在逐渐降低,不利于微生物的可持续性发展;(2)不同研究区微生物N增长速率有所不同,这是由不同研究区之间海拔高度不同引起的局地温度和降水差异所导致的,具体表现为海拔较低的研究区微生物N增长速率更高。总之,该研究系统地探究了黄土高原退耕草地演替过程中土壤及微生物C、N、P养分含量及化学计量特征的变化趋势,并确定了关键调控因素为区域尺度气候及地形因子。

摘要：干旱半干旱地区生物结皮与草本植物互生,发挥了重要的水土保持价值,但二者的耦合作用对坡面土壤产流-入渗过程与机理的影响尚不清楚。本研究利用人工模拟降雨试验,设计裸土、生物结皮、长芒草、长芒草+生物结皮4种坡面处理,研究生物结皮与草本植物的产流-入渗过程与径流水动力学特征。结果表明:2个有生物结皮处理的坡面产流量变化平稳。4种处理的总产流量大小分别为:生物结皮>长芒草+生物结皮>裸土>长芒草,说明生物结皮具有抑制土壤水分入渗的作用,而长芒草可促进土壤水分入渗。在土壤深度为16和24 cm处,生物结皮处理的累计入渗量均小于长芒草+生物结皮处理,且差异显著,说明随着土壤深度增加,长芒草会减小生物结皮抑制水分入渗的作用。除了裸土坡面的弗劳德数(Fr)大于1以外,其余3种处理的Fr值小于1,属于缓流。生物结皮、长芒草和长芒草+生物结皮处理坡面的径流动能比裸土坡面分别减少83.3%、59.5%和88.1%。综上,水动力学参数的变化说明生物结皮调控径流的作用大于长芒草。