黄土丘陵沟壑区纸坊沟流域生态恢复过程中养分演变特征及模拟研究

发布时间：2020-03-25 14:49

【摘要】： 在水土流失严重地区,以生态恢复为主的土地利用调整和植被建设不但可以改善流域生态与环境,而且对整个流域内养分循环过程的影响深远。本文以黄土丘陵区中科院安塞水土保持综合试验站纸坊沟小流域生态恢复为例,以长期监测和试验为支撑,在地块和流域尺度上,系统研究了乔木、灌木、草地不同植被类型和不同农地类型养分的循环平衡特征,定量分析和模拟了流域生态恢复过程中养分演变过程。旨在揭示流域生态恢复与养分演变耦合关系,探明流域尺度养分演变规律及其影响因素,从养分循环平衡的角度评价流域治理效果,进而提出科学有效的流域养分优化调控方案,为流域生态恢复和养分资源管理提供科学依据。主要结论如下: 1.在黄土丘陵区纸坊沟小流域,乔木的氮素养分年盈余量是333.1 kg/km2.a,灌木为509.1 kg/km2.a,草地为601.3 kg/km2.a;乔木的P2O5年盈余量是332.9 kg/km2.a,灌木为422.5 kg/km2.a,草地为532.0 kg/km2.a。EPIC模型模拟的乔木植被类型氮素养分年盈余量是305.3 kg/km2.a,P2O5年盈余量是224.1 kg/km2.a;灌木植被类型氮素养分年亏损量是119.0 kg/km2.a,P2O5年盈余量54.5 kg/km2.a;草地植被类型氮素养分年盈余量是506.2 kg/km2.a,P2O5年盈余量323.4 kg/km2.a。林草植被由于大大削弱了水土流失养分通道,所以养分的循环平衡出现盈余。 2.川地、坡耕地、梯田不同农地的养分循环平衡特征不同。川地、坡耕地、梯田与农民施肥水平相类似的MNP、N1P1、MNP处理5年轮作周期中养分盈余量分别是:川地氮素盈余0.615t/km2.a,P2O5盈余5.006 t/km2.a;坡地氮素亏损8.448t/km2.a,P2O5亏损9.348t/km2.a;梯田氮素盈余7.528t/km2.a,P2O5盈余9.971t/km2.a。EPIC模型模拟计算川地5年年平均氮素盈余4.208t/km2.a,磷素盈余5.995t/km2.a;坡地5年年平均氮素亏损7.827t/km2.a,磷素盈余3.006t/km2.a;梯田5年年平均氮素盈余5.936 t/km2.a,磷素盈余9.071t/km2.a。川地和梯田相比坡地,由于减少了水土流失的养分通道,养分盈余量大大增加。 3.纸坊沟流域在近20年的生态恢复综合治理过程中,乔木、灌木、草本植被类型面积在不断的增加,养分盈余量也在不断增加。乔木、灌木、草地3者共同盈余的氮素养分已经由1983年的每年1.73t增加到2003年的每年3.92t,P2O5盈余由1983年的每年1.54t增加到2003年的每年3.51t。退耕还林还草措施的实施,使坡耕地面积在逐年减少,梯田面积在逐年增加,坡耕地亏损的养分也在逐年的减少,梯田盈余的养分在逐年的增加。梯田面积的增加使氮素盈余由1983年的每年0.79t增加到2003年的每年6.19t,P2O5盈余由1983年的每年1.06t增加到2003年的每年8.20t;坡地面积的减少使氮素亏损由1983年的每年29.95t减少到2003年的每年1.27t,P2O5亏损由1983年的每年33.14t减少到2003年的每年1.40t。表明该流域实施生态恢复措施使流域的养分良性循环系统将不断的形成和发展起来。 4. EPIC模型模拟的黄土丘陵沟壑区不同土地利用方式养分循环平衡特征中各个分量和实测值差距较大,尤其是水土流失量和养分流失量模拟结果差距更大,表明目前该模型还不能直接用于黄土高原水土流失区养分循环模拟。为了使EPIC模型在黄土丘陵沟壑区养分循环平衡特征方面有效运用,需要在EPIC模型机理、模型参数方面进一步校正,同时保持实验观测数据的长期性和连续性。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X171.4

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 雷翻宇;张志亮;黄义钧;;浅议郴州市废弃矿山生态恢复途径[J];湖南环境生物职业技术学院学报;2011年02期

2 薛爱爱;张磊;;矿区废弃地生态恢复探讨[J];山西林业科技;2011年02期

3 张奉才;;曲靖垃圾卫生填埋场污染控制与生态恢复[J];环境科学导刊;2011年05期

4 尚红;杨波;张尚路;滕祺;;济南皇上岭破损山体修复治理方案设计[J];山东建筑大学学报;2011年02期

5 马义虎;;深圳市水库消涨带生态植被恢复[J];亚热带水土保持;2011年02期

6 吴燕;陈鸿;肖昕迪;;植被修复技术在矿区的应用研究进展[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);2011年03期

7 张金晶;赵江峰;;浅谈山西神州煤业有限责任公司旧矸场的治理[J];科技情报开发与经济;2011年24期

8 杨平;;恢复生态学在隔河岩库区消落带生态修复中的应用[J];三峡大学学报(自然科学版);2011年04期

9 裴宗阳;陈泽银;邵学栋;胡振华;;煤矸石山生态恢复理论研究和工程实践的进展初探[J];中国水土保持;2011年08期

10 高克智;;霍林河一号露天矿排土场生态恢复的探究与实践[J];露天采矿技术;2011年04期

相关会议论文 前10条

1 陆健健;;湿地生态恢复的理论与实践[A];中国生态学会2006学术年会论文荟萃[C];2006年

2 赵晓英;陈怀顺;王学定;;西北地区的生态退化与生态恢复[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年

3 吴欢;周兴;;矿山废弃地生态恢复研究进展[A];生态安全与可持续发展——广西生态学学会2003年学术年会论文集[C];2003年

4 杨玉盛;谢锦升;陈光水;郭剑芬;;红壤侵蚀退化地生态恢复后C吸存量的变化[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策（下册）[C];2002年

5 谢继石;;退耕还林还草,发展草地畜牧业确保生态恢复与经济增长[A];全国半农半牧区草地农业可持续发展研讨会文集[C];2000年

6 程根伟;;明确生态功能定位,促进生态工程实施[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年

7 邵琪;顾卫;许映军;;土壤种子库在工程创面生态恢复中的应用[A];工程绿化理论与技术进展——全国工程绿化技术交流研讨会论文集[C];2008年

8 李月林;查良松;;淮南煤矿塌陷区生态恢复问题的思考[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

9 汪伟刚;钟超奇;谢百灵;左雪峰;;韶赣高速公路路堑边坡生态恢复设计简析[A];全国公路生态绿化理论与技术研讨会论文集[C];2009年

10 李红柳;侯晓珉;孙贻超;于秀岭;;海岸带生态恢复技术研究现状及存在问题综述[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集（上卷）[C];2006年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 刘坤;我市力争用8年时间完成生态恢复和治理1565万亩[N];通辽日报;2008年

2 通讯员 李莎莎　秦滑;我省首次成功实施沙柳包生态恢复实验项目[N];青海日报;2009年

3 记者 樊玲;我区退化生态恢复重点实验室获批组建[N];华兴时报;2009年

4 何全基;瓮福争当国家生态恢复试点[N];中国化工报;2009年

5 胡晓晨　董菲菲;黑铁山生态恢复绿化工程进展顺利[N];淄博日报;2010年

6 记者 邢云鹏　通讯员 郭华;生态恢复让山西晋城古矿更加靓丽[N];中国矿业报;2010年

7 记者 宋阿男;包头南海生态恢复市民夸赞[N];内蒙古日报(汉);2010年

8 梁广平　冯长华;南方沙区生态恢复研究在彭泽县启动[N];九江日报;2010年

9 通讯员 李莎莎;长江源头降水偏多利于生态恢复[N];青海日报;2010年

10 严冰　陈霈 李亭宣;中国西北生态恢复加快[N];人民日报海外版;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 许明祥;黄土丘陵区生态恢复过程中土壤质量演变及调控[D];西北农林科技大学;2003年

2 赵护兵;黄土丘陵沟壑区纸坊沟流域生态恢复过程中养分演变特征及模拟研究[D];西北农林科技大学;2008年

3 郭曼;黄土丘陵区土壤质量对植被自然恢复过程的响应与评价[D];西北农林科技大学;2009年

4 董林水;晋西基岩山地与黄土丘陵区生态过渡带植被特征及生态恢复机理研究[D];中国林业科学研究院;2005年

5 刘章勇;江汉平原涝渍地生态恢复与开发利用技术研究[D];中国农业大学;2004年

6 李武斌;九寨沟马脑壳金矿露天矿山生态恢复研究[D];西南大学;2011年

7 安韶山;黄土丘陵区土壤肥力质量对植被恢复的响应及其演变[D];西北农林科技大学;2004年

8 徐广彬;公路建设对生态影响及植被恢复评价技术研究[D];吉林大学;2011年

9 张涪平;藏中拉屋铜矿区生态恢复研究[D];华中农业大学;2012年

10 王凯博;黄土丘陵区燕沟流域植被生态特征及其生产力形成过程模拟[D];中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 张莉;长江流域上中游典型区水土保持生态恢复分区及恢复效果研究[D];西南农业大学;2005年

2 赵广伟;内蒙古草原生态恢复的可行性研究[D];内蒙古师范大学;2009年

3 吴琳琳;义马市矿山废弃地生态恢复探究[D];河南农业大学;2009年

4 黎巍;基于景观格局变化的小龙潭煤矿生态恢复研究[D];昆明理工大学;2009年

5 虞莳君;废弃地再生的研究[D];南京农业大学;2007年

6 罗淑政;煤火废弃地的生态恢复研究[D];新疆大学;2009年

7 盛卉;矿山废弃地景观再生设计研究[D];南京林业大学;2009年

8 王丽梅;生态旅游区路域生态的退化与恢复[D];东北林业大学;2008年

9 薛生国;湘潭锰矿矿业废弃地生态恢复技术试验研究[D];中南林学院;2002年

10 郝云庆;巫溪县红池坝不同恢复阶段群落动态特征与恢复成效评价[D];西南师范大学;2004年

，

本文编号：2600044