一、贵州花江峡谷地区花椒林地杂草研究(论文文献综述)
朱孟[1](2021)在《喀斯特山区异质地表特色农作物低空遥感识别特征响应与提取》文中指出喀斯特山区地块破碎、切割幽深,同时受多云、雨、雾等特殊天气的影响,导致光学卫星遥感的应用面临数据获取困难、数据可靠性减弱、作物类型解译精度降低、作物种植真实面积失真等问题。同时,西南喀斯特山区作物种植空间分布较分散,地表异质性显着,作物生境情况复杂。如何灵活、快速、准确和高效地进行复杂场景下的特色农作物精准识别和长势监测是亟待解决的问题。研究面向喀斯特现代山地精准农业发展需求,针对喀斯特山区遥感精准识别特征机理响应不明确,识别方法受异质地表导致的普适性差等科学问题,选择喀斯特山地复杂环境中种植的特色农作物火龙果、花椒为研究对象,以贵州省罗甸县(阳光果园、新中盛红心火龙基地、关岭县火龙果基地)和关岭县花江石漠化综合治理示范区(火龙果种植基地、花椒种植基地)为研究区,依托轻小型多旋翼无人机采集超低空可见光波段遥感数据,开展(1)喀斯特山地特色农作物识别特征与异质地表响应机理研究;(2)喀斯特山地特色农作物精准识别模型构建与阈值提取研究;(3)喀斯特山地特色农作物单株提取算法模型构建及精度评价研究。本文主要研究结果如下:(1)厘清喀斯特山地异质地表中特色农作物识别特征响应机理。摸清了作物生境通常呈植株-裸地、植株-裸地-杂草、植株-裸地-杂草-裸岩斜坡3种场景,受生境差异的影响,识别方法通常根据不同生境而响应不同。根据不同生境组合的识别效果看,识别特征与异质地表的作物表现有显着相关性,表现为植株生长环境较为单一(植株-裸地型)时,识别特征较为稳定,随着作物生长于复杂的环境中(植株-杂草型、植株-裸地-杂草-裸岩型)时,现有指数对同属绿色植被的再分类不再适用。(2)针对伴有杂草干扰的复杂生境,基于目标地物与其背景地物的光谱反射差异规律,构建了喀斯特山地火龙果树的相近颜色植被指数(CCVI)识别模型,解决了杂草因颜色与植株相近造成的识别干扰,总体精度为94.60%,Kappa系数为0.9417。(3)通过RGB转换到HSV、HSL颜色空间,增加了描述地物的识别特征,结合纹理特征和融合颜色空间特征波段定量分析了各识别特征的贡献率,基于贡献率大小构建了复杂场景(植株-裸地-杂草-裸岩-坡度)下的作物识别模型CSI,将其应用与北盘江流域花江峡谷河岸的花椒基地,识别总体精度和分类精度Kappa系数均大于90%,误分率和漏分率均低于10%。(4)提出一种以单植株平均面积分割株丛(植株簇)的算法,解决了火龙果因长势茂盛连株、倒伏连株导致的单株分割界线模糊的问题,并结合ArcGIS地理信息处理软件中的可视化建模工具,对单株提取模型步骤进行集成,实现植株的自动提取。从理论上为单株提取提供了参考意义,并在实际应用中围绕遥感发展的低成本、精细化、定量化做了部分基础工作,针对复杂场景的脆弱喀斯特山区精准农业发展具有一定的参考价值。(5)本文构建的相近颜色植被指数CCVI和颜色空间植被指数CSI相比现有应用较广的可见光波段植被指数VDVI和过绿指数ExG等具有精细化分类的特点,VDVI指数和ExG指数在植被与非植被的分类中具有较好的效果(生境为本文描述中的背景呈植株-裸地型),而在同属绿色植被的再分类中,本文构建的CCVI指数则更具优势。因此两种指数之间可互补应用。相比目前应用较多的深度学习方法,本文构建的植被指数具有易操作、硬件依赖度低和解释性强的优势,以便于读者理解遥感指数构建的原理,方便后续研究在此基础上发展适用范围更广,精度更高的模型。
母娅霆[2](2021)在《喀斯特生态恢复模式下坡地壤中流与碳氮迁移影响机制研究》文中指出喀斯特“地表-地下”二元水文结构使坡地水土-养分迁移研究成为当前喀斯特领域的难点和热点问题。壤中流是坡地径流的重要部分,对坡地养分流失有重大影响。喀斯特坡地壤中流及其养分迁移研究对于揭示喀斯特坡地水土-养分迁移机制、促进水土资源有效利用具有重要意义,根据地理学、生态学、喀斯特水文学有关的土壤侵蚀与水土流失、土壤水文过程与溶质迁移转化等理论,针对喀斯特坡地壤中流水文过程与养分迁移关系、壤中流及其养分迁移影响机制和石漠化水土资源保护等科学问题,在代表南方喀斯特环境类型总体结构的贵州高原山区选择施秉喀斯特、毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江三个典型石漠化综合治理示范区为研究区,于2018~2021年设置11个监测样地,对各样地土壤理化性质、壤中流开展连续监测,通过野外实地观测结合氢氧同位素示踪技术,采用单因素方差分析、Pearson相关分析等方法,研究了不同生态恢复模式下土壤理化性质特征及自然降雨条件下坡地壤中流水文特征与碳氮迁移特征,分析了壤中流水文特征与碳氮迁移的关系,重点阐明降雨、植被类型、土壤理化性质对壤中流及其碳氮迁移的影响,揭示喀斯特坡地壤中流及其碳氮迁移影响机制,促进喀斯特坡地水文学的发展和水土资源高效利用。(1)不同生态恢复模式下土壤理化性质差异显着,草本植被改善土壤物理性状的效果优于乔木、灌木,有利于土壤有机碳积累。土壤全氮、全磷含量与人类活动及植物根系分泌物及凋落物密切相关。总的来说,草本植被在喀斯特区有较好的土壤改良作用。施秉喀斯特研究区和毕节撒拉溪研究区均表现为草本植被改善土壤物理性状的效果优于乔木、灌木;关岭-贞丰花江研究区表现为草本与灌木均对土壤物理性状有较好的改善效果。对比不同生态恢复模式下土壤化学性质得出,施秉喀斯特、毕节撒拉溪和关岭-贞丰花江三个研究区均表现为草本植被土壤有机碳含量最高,乔木、灌木植被土壤有机碳含量较低,表明草本植被有利于土壤有机碳的积累;毕节撒拉溪研究区草本植被的土壤全氮、全磷含量高于乔木、灌木,施秉喀斯特研究区土壤全氮、全磷含量表现为灌木最高,草本次之,乔木最低,主要考虑人为活动的影响;关岭-贞丰花江研究区土壤全氮、全磷含量与植物根系分泌物及凋落物密切相关。(2)降雨-土壤水分运动过程与土壤前期含水量密切相关,壤中流δD值和δ18O值呈相似的变化特征,降雨初期壤中流中氢氧稳定同位素富集程度较大,随着降雨量增加,氢氧同位素富集路径发生变化,壤中流中氢氧稳定同位素出现贫化现象。土壤含水量变化与降雨较为一致。土壤降雨-水分运动过程与土壤前期含水量密切相关,在前期土壤含水量较高的降雨事件中,当降雨达到峰值时,各样地土壤体积含水量没有出现明显的峰值。在前期土壤含水量较低的降雨事件中,土壤含水量响应降雨变化出现明显峰值,较降雨峰值存在滞后现象。不同降雨事件下壤中流中δD值和δ18O值表现相似,随着降雨增加,壤中流δ18O值总体趋向贫化。在前期土壤含水量较低的降雨事件中,壤中流δD值和δ18O值与雨水较为接近,随着降雨增多,壤中流中氢氧稳定同位素出现贫化现象,壤中流δD值和δ18O值与雨水有明显差异,表明雨季前期壤中流主要来源是雨水,雨季后期壤中流补给来源还有地下水等其它来源。(3)不同生态恢复模式下壤中流中可溶性有机碳氮浓度有明显差异,运用δD和δ18O值划分壤中流“新旧水”比例具有很高的相似度,喀斯特坡地壤中流“旧水”中可溶性有机碳氮浓度大于“新水”。不同降雨事件中,毕节撒拉溪研究区各样地不同深度壤中流ρ(DOC)与ρ(DON)均表现为刺梨地>核桃地>草地>荒地;施秉喀斯特研究区表现为荒地>刺梨地>桃林,关岭-贞丰花江研究区表现为花椒地>山豆根地>金银花地>荒地;毕节撒拉溪研究区与施秉喀斯特研究区内各样地壤中流中ρ(DOC)与ρ(DON)在前两次降雨事件下均表现为0~20 cm土层大于20~40 cm,关岭-贞丰花江研究区内表现为0~10 cm土层大于10~20 cm,最后一次降雨事件均表现为浅层壤中流ρ(DOC)与ρ(DON)小于深层壤中流。结果表明,喀斯特坡地壤中流碳氮流失与植被类型密切相关,壤中流中可溶性有机碳氮浓度表现为“旧水”大于“新水”。(4)土壤前期含水量、降雨特征、土壤理化性质及植被通过影响坡地壤中流水文特征进而对壤中流中可溶性有机碳氮迁移产生直接影响,喀斯特坡地壤中流中可溶性有机碳氮浓度主要受植被类型和土壤碳氮含量的影响。土壤理化性质、降雨特征(降雨量、雨强、降雨时长)及植被类型均对喀斯特坡地壤中流产流有重要影响。相关分析表明,壤中流中可溶性有机碳氮浓度与土壤有机碳、全氮、可溶性有机碳氮呈显着正相关,与降雨特征(降雨量、雨强)相关性不显着,即喀斯特坡地壤中流碳氮流失浓度主要与植被类型和碳氮含量有关。因此,在喀斯特地区生态恢复过程中,应充分考虑植被覆盖对坡地水文过程和养分流失的影响,喀斯特地区的植被恢复应选择能够增加入渗深度、降低壤中流碳氮含量的植被类型作为该区主要的生态恢复模式。未来研究应加强喀斯特坡地壤中流及其养分迁移定量化研究,深入认识喀斯特坡地壤中流水文过程及其养分迁移影响机制,为喀斯特坡地水土-养分流失防治工作和坡面水土-养分流失预测提供理论依据。
景建生[3](2021)在《喀斯特裂隙水文过程与混农林水土漏失阻控技术》文中研究表明喀斯特石漠化水土运移、土壤侵蚀与水土地下漏失阻控是目前研究的热点问题,近地表浅层裂隙的广泛发育为水土运移提供了重要通道,形成了独特的水土流失形式,造成水土资源时空组合具有复杂性。因此,加强喀斯特裂隙水土运移规律与混农林裂隙水土漏失阻控研究,对科学推进水土漏失与石漠化治理、促进混农林产业发展具有重要意义。根据地理学、生态学、水文学等有关喀斯特水土漏失、水土保持、径流调控、农林间作、混农林措施配置等理论,针对中国南方喀斯特裂隙发育较广、水文过程时空异质性强、水土漏失影响因素复杂、水土漏失防治技术亟需研发等科学问题与技术需求,在代表南方喀斯特石漠化生态环境类型总体结构的贵州高原山区选择毕节撒拉溪喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化、关岭-贞丰花江喀斯特高原峡谷中-强度石漠化和施秉喀斯特山地峡谷无-潜在石漠化三类喀斯特生态环境为研究区,2018-2020年通过野外综合调研、裂隙近地表植被类型调查、土壤理化性质与持水能力测定、土壤水分与降雨量监测,运用原位监测、室内实验、方差分析、相关性分析、对比分析等统计方法,围绕喀斯特裂隙水文过程、土壤性质、水土漏失、混农林阻控等基础前沿研究、共性关键技术研发、应用示范与产业化推广进行全链条设计、一体化部署、分模块推进进行系统研究,分析裂隙土壤水分动态变化特征、影响因素以及不同降雨事件对裂隙土壤水分补给特征,重点阐明裂隙土壤水分时空变化规律,揭示裂隙水文多种影响因素之间相互作用机制,集成构建适宜喀斯特混农林裂隙水土漏失阻控技术并进行应用示范与验证,为国家和地方喀斯特石漠化综合治理与乡村振兴提供科技参考。(1)土壤水分垂向分布呈现出下层土壤高于上层的规律,裂隙深层土壤具有较好的蓄水能力,雨季各裂隙土壤水分变异程度及活跃程度高于旱季:毕节撒拉溪研究区BJ-1、BJ-2、BJ-3裂隙土壤含水率平均值最高分别为80 cm层(37.83%)、20 cm层(21.72%)、160 cm层;关岭-贞丰花江研究区HJ-1、HJ-2、HJ-3裂隙土壤含水率平均值最高分别为160 cm层(30.86%)、40 cm层(31.21%)、160 cm层(30.93%);施秉喀斯特研究区HC-1、HC-2、HC-3裂隙土壤含水率平均值最高分别出现在80 cm层(30.98%)、160 cm层(31.95%)、160 cm层(21.98%)。此外,裂隙土壤水分变异系数反映出:除BJ-2、BJ-3裂隙外,其余裂隙土壤水分活跃程度、变异程度均为雨季高于旱季,雨季裂隙水文过程强烈。(2)同一研究区各裂隙间土壤性质存在差异,但总体上裂隙土壤容重、黏粒含量均随土层深度增加而增加,总孔隙度、土壤持水能力、砂粒及粉粒含量波动下降:毕节撒拉溪研究区裂隙土壤容重、总孔隙度、最大持水量BJ-1、BJ-3与BJ-2裂隙差异显着(P<0.05),田间持水量BJ-1、BJ-2与BJ-3差异明显(P<0.05);土壤毛管持水量三条裂隙间均无显着差异(P>0.05);关岭-贞丰花江研究区各裂隙间土壤容重、总孔隙度、田间持水量均无显着差异(P>0.05),毛管持水量、最大持水量HJ-1与HJ-3之间差异显着(P<0.05);施秉喀斯特研究区各裂隙在土壤性质与持水能力方面均无显着差异(P>0.05)。(3)裂隙土壤颗粒组成主要以粉粒为主,且粉粒含量与土壤可蚀性K值呈正相关性,土壤总孔隙度、田间持水能力与裂隙土壤水分时空变化特征具有正相关性(P<0.05):毕节撒拉溪研究区裂隙土壤砂粒平均含量为32.99%、粉粒为34.18%、黏粒为32.82%;关岭-贞丰花江研究区裂隙土壤砂粒平均含量为21.39%、粉粒为47.86%、黏粒为30.42%;施秉喀斯特研究区裂隙土壤砂粒平均含量为36.62%、粉粒为40.35%、黏粒为23.02%。三个研究区除HJ-1、HC-3裂隙土壤可蚀性K值与粉粒之间正相关性不显着(P>0.05),其余裂隙土壤可蚀性K值均与粉粒含量呈显着正相关性(P<0.05)。裂隙土壤含水率垂向变异系数与总孔隙度垂向变异系数呈极显着正相关性(P<0.01);雨季土壤含水率变异系数与总孔隙度变异系数、田间持水量变异系数呈显着正相关性(P<0.05)。(4)裂隙土壤水分与降雨分布特征具有较强的响应关系,雨强、雨量、植被类型影响裂隙水文变化以及裂隙土壤水分补给特征:小雨量、低雨强降雨事件中,裂隙土壤水分变化曲线平稳,增长幅度小,土壤水分有效补给量、有效补给速率、有效补给效率均较小;大雨量、高雨强降雨事件中,裂隙土壤水分增长明显,滞后时间缩短,有效补给量、补给速率、补给效率得到大幅提高。同一降雨事件对不同类型裂隙补给特征具有差异性,表明裂隙土壤水文过程受裂隙近地表植被影响;同一降雨事件对裂隙浅层(0~40 cm)、深层(40 cm~160 cm)补给特征也具有差异,存在裂隙深层土壤水分补给量高于上层、滞后时间较上层短的现象。(5)提出混农林植物保水技术、混农林植被空间截流技术、混农林植物间作技术并进行应用示范及验证,有利于改善土壤结构、延长滞后时间、减缓水分在土壤中运移速度:混农林裂隙水土漏失阻控需要通过调整裂隙近地表植被结构,改善裂隙土壤性质,降低降雨对土壤溅蚀与冲刷力。基于此,在示范点通过混农林植物保水技术、混农林植被空间截流技术、混农林植物间作技术增加裂隙近地表植被覆盖度,同时利用植物根系改善土壤结构,增强植被对裂隙土壤及水分的吸收利用,利用冠幅截留降雨,从而发挥植物固土保水作用。未来研究需要深入发掘混农林阻控技术在其他水土漏失环节中可行性与科学性,实现混农林水土漏失阻控效益最优化与最大化。
何方燕[4](2020)在《喀斯特石漠化治理中基于土壤水赋存的混农林配置机理与技术》文中进行了进一步梳理水既是引发石漠化的驱动力之一,也是喀斯特生境重建与植被恢复的关键限制因子。喀斯特地区土壤保水能力差,地表水资源匮乏,传统的混农林模式由于配置不合理,导致了一系列生态问题。根据地理学、水文学、生态学等交叉学科为理论支撑,在代表中国南方喀斯特环境总体结构的贵州高原山区,针对混农林配置机理不清、结构配置不合理、配置技术匮乏的问题,选择毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江、施秉喀斯特为研究区,通过间作试验,围绕石漠化治理中基于土壤水赋存的混农林配置基础前沿研究、共性关键技术研发、应用示范与产业化推广进行全链条设计、一体化部署、分模块推进研究工作。重点从混农林业在持续干旱条件下的土壤水赋存效应、土壤水赋存的混农林配置机理、土壤水的赋存机制、节水型混农林的配置技术研发与应用示范验证等方面进行系统研究,以期为国家石漠化治理工程提供科技参考。(1)混农林的配置机理主要体现在混农林对喀斯特异质土壤水分环境的适应性。持续干旱条件下,土壤水分从表层开始被消耗,与单作相比,各混农林模式的土壤水分损失率较低,表明混农林业通过延缓土壤水分的损失速度,来适应喀斯特持续干旱的土壤水分环境。在关岭-贞丰花江,表层及第二层土壤水分在持续干旱4天左右的损失率较大,而毕节撒拉溪与施秉喀斯特区表层及第二层土壤水分在持续干旱7天左右损失率较大,持续干旱10天后,各混农林模式土壤水分含量仍高于相应单作模式,表明经果林下间作可增强混农林系统的抗旱能力,产生良好的土壤水赋存效应。(2)混农林业可增强土壤水的赋存能力。从水源涵养功能指数来看,撒拉溪表现为:核桃+黑麦草(0.9)>核桃+高羊茅(0.48)>核桃+大豆(0.4)>核桃+土豆(0.28)>核桃单作(0.08),花江:花椒+辣椒(0.83)>花椒+花生(0.79)>火龙果+红薯(0.5)>花椒单作(0.36)>火龙果单作(0.17),施秉:梨+黑麦草(0.78)>梨+太子参(0.73)>梨+大豆(0.61)>梨单作(0.01),可见混农林模式具有比单作模式更强的土壤水赋存能力,其中,间作黑麦草表现的土壤水赋存能力最为突出。研究表明,混农林对土壤水赋存的影响机制表现为,混农林通过改善土壤物理结构,增加土壤水的赋存能力,降低土壤无效蒸发来促进土壤水的赋存。(3)混农林具有改善经济林地土壤入渗性能的作用,但改善程度因经济林下不同的间作植被而存在差异。通过主成分分析,得到了计算土壤入渗性能的综合参数,撒拉溪为:0.251β1+0.249β2+0.257β3+0.257β4,花江为:0.251β1+0.25β2+0.253β3+0.252β4,施秉为:0.25β1+0.25β2+0.252β3+0.251β4。模式综合得分在撒拉溪为:核桃+高羊茅(1.6035)>核桃+黑麦草(1.2283)>核桃+大豆(0.8123)>核桃+土豆(0.8084)>核桃单作(0.6522),花江为:花椒+辣椒(1.4199)>花椒+花生(1.3345)>火龙果+红薯(1.2881)>花椒单作(0.8439)>火龙果单作(0.5996),施秉为:梨+太子参(0.4046)>梨+黑麦草(0.3563)>梨+大豆(0.2088)>梨单作(0.1746)。(4)混农林对土壤蒸发具有抑制作用,但因不同的混农林模式而存在差异。混农林复合经营在土壤表面形成一道植物隔离层,阻碍了土壤与大气间的水热交换,具有明显降低地温、辐射的作用,并可提高空气的相对湿度。晴天,各模式的日蒸发量在14:00左右存在一个明显的峰值,而阴天,各模式的变化曲线较为平滑,未出现明显的峰值。混农林业对土壤蒸发具有抑制作用,但不同的混农林模式存在差异,在花江火龙果下间作红薯具有最强的土壤蒸发抑制能力,撒拉溪和施秉林草模式的蒸发抑制能力最强。(5)提出并优化了基于土壤水赋存的混农林配置技术,且技术验证效果良好。通过在喀斯特高原峡谷区、喀斯特高原山地区及白云岩喀斯特区进行应用验证,共建成山地混农林配置示范面积约23 hm2,在生态、产出及老百姓认可度方面产生了明显成效。示范点生态得到明显改善,混农林地土壤容重减小,孔隙度得以改善,土壤水的赋存能力得到整体提升;提高了单位面积土地的产出率,在一定程度上增加了老百姓的获得感;最后,老百姓积极地参加混农林复合经营。
闵小莹[5](2020)在《喀斯特石漠化草灌干旱逆境适应与品质研究》文中提出中国南方喀斯特地区分布面积广,是世界上喀斯特发育最典型、分布最集中连片的区域,同时也是全球典型的生态环境脆弱区。由于该地不合理的人类活动和特殊的地上地下二元水文结构以及碳酸岩丰富的节理裂隙导致该地区水土流失严重,石漠化程度加深,土壤水分渗漏加剧,地表干旱缺水,临时性干旱和季节性干旱交替频发,使该区植物普遍遭受干旱胁迫,影响植物的生长发育和品质。根据地理学、植物学、生物化学、农学、营养学等基本原理,结合水分胁迫理论、生态系统理论、农业植物种植理论和植物营养理论,在代表中国南方喀斯特生态环境总体结构的贵州高原山区,选择毕节撒拉溪研究区、关岭-贞丰花江研究区和施秉喀斯特研究区,通过文献分析法、室内模拟实验法、野外田间试验法、方差分析法、相关性分析法、主成分分析法、多元逐步回归分析方法、冗余分析法、隶属函数法等研究方法,在2017-2020年本底调查的基础上,在以喀斯特高原山地为主的毕节撒拉溪研究区选取白车轴草(Trifolium repens)和桑树(Morus alba)为代表的植物、喀斯特高原峡谷为主的关岭-贞丰花江研究区选取紫花苜蓿(Medicago sativa)和构树(Broussonetia papyrifera)及施秉喀斯特研究区的黑麦草(Lolium perenne)和芒(Miscanthus sinensis)进行盆栽模拟干旱胁迫实验研究,干旱胁迫实验采用室内盆栽模拟干旱胁迫,设置正常供水control check(CK)、轻度干旱light drought stress(LS)、中度干旱moderate drought stress(MS)、重度干旱severe drought stress(SS)四个梯度,测定草灌植物的形态生长和生理生化指标,并利用这些指标进行抗旱性综合评价,筛选出抗旱性强的植物,同时进行野外田间试验,探讨植物营养价值与干旱胁迫的影响关系,在野外实验的基础上验证室内结果,2017-2020年分13次在三个研究区6个样地野外连续定位观测和数据采集,对456个样品的55个指标进行实验分析。紧紧围绕石漠化草灌干旱逆境适应与品质提升的基础前沿研究、共性关键技术研发、应用示范与产业化推广进行全链条设计、一体化部署、分模块推进研究工作。重点从石漠化草灌干旱逆境适应及与品质相互作用、石漠化草灌种植与品质提升技术研发与应用示范验证等方面进行系统研究,为喀斯特地区生态环境保护和植被恢复、植物选种育种提供理论依据和决策参考。(1)6种草灌植物的形态生长特征和光合生理特征对干旱胁迫的响应机理:6种植物的株高、比叶面积specific leaf area(SLA)、叶面积leaf area(LA)、叶绿素、叶片氮含量、叶片相对含水量leaf relative water content(LRWC)、净光合速率net photosynthetic rate(Pn)、蒸腾速率transpiration rate(Tr)、气孔导度stomatal conductance(Gs)、胞间CO2浓度cellular CO2 concentration(Ci)、最大净光合速率maximum net photosynthetic rate(Pn max)、暗呼吸速率dark respiration rate(Rd)、光补偿点light compensation point(LCP)、表观量子效率apparent quantum efficiency(AQY)和光饱和点light saturation point(LSP)随干旱程度加剧而减少,呈负相关关系,而叶片干物质含量leaf dry matter content(LDMC)、叶厚leaf thickness(LT)、水分利用效率water use efficiency(WUE)、相对电导率和丙二醛malonaldehyde(MDA)随干旱程度加剧而增加,呈正相关关系;在重度胁迫下,LRWC最高的是构树,其次是桑树和芒,相对电导率值黑麦草>构树>桑树>白车轴草>芒>紫花苜蓿,说明芒和紫花苜蓿的叶片细胞膜系统具有较强的耐受性,抗旱能力较强,而黑麦草和构树的叶片在遭受到干旱胁迫后细胞膜透性系统的伤害最大,膜透性增强,抗旱能力弱;叶片MDA含量芒>紫花苜蓿>桑树>构树>白车轴草>黑麦草。(2)通过隶属函数法对6种草灌抗旱性的综合评价结果:以6个形态生长和生理指标的隶属函数加权平均值对三个研究区6种草灌植物抗旱性进行综合评价:抗旱能力从大到小排序:构树>白车轴草>桑树>黑麦草>芒>紫花苜蓿,其中,构树的隶属函数加权平均值为0.828,为具有强抗旱特性的植物;其次是白车轴草,其隶属函数值为0.620,属于抗旱的植物;桑树、黑麦草和芒三者的隶属函数加权平均值分别为0.550、0.492、0.370,综合评价值均在0.3-0.6之间,属于中抗;紫花苜蓿的隶属函数加权平均值仅为0.167,耐旱性较弱,为弱抗。说明构树、白车轴草和桑树具有比较强的综合抗旱能力,所以在干旱较严重的地方种植构树、白车轴草和桑树可以更好适应干旱缺水的环境,可以促进植被恢复,减少因干旱而减产的损失,因此,具有较高抗旱性能的构树、白车轴草和桑树可以在干旱缺水的地区进行大规模推广和种植。(3)草灌抗旱性的田间验证结果:通过比较旱棚与对照组之间植物的存活率和株高,得出旱棚下植物的存活率:构树>桑树>白车轴草>黑麦草>芒>紫花苜蓿,旱棚株高与对照下降的幅度来看,紫花苜蓿>芒>黑麦草>桑树>构树>白车轴草,总体上田间干旱试验结果与各指标综合评价结果基本一致,抗旱性顺序:构树>白车轴草>桑树>黑麦草>芒>紫花苜蓿,田间试验的结果为室内模拟实验进行验证。(4)干旱与对照下的6种植物营养价值变化规律:通过主成分分析,6个物种总体营养成分指标对照组>干旱组,营养价值排名前六位:对照组构树>对照组白车轴草>对照组桑树>干旱组构树>干旱组白车轴草>干旱组桑树,总体来说,对照组植物的营养价值较干旱组高,表明植物在遭受干旱胁迫会导致营养品质的降低,根据多个指标的综合分析,得出营养价值:构树>白车轴草>桑树>紫花苜蓿>黑麦草>芒,在喀斯特高原山地撒拉溪研究区可以广泛种植白车轴草和桑树,白车轴草和桑树具有较高的粗蛋白,其营养价值高,在花江研究区种植营养价值较高的构树和紫花苜蓿可以提高收入,促进畜牧业发展,在施秉研究区,黑麦草和芒相对来说营养价值较低,可以通过一系列措施改善牧草的品质提高营养价值。(5)石漠化地区草灌干旱逆境适应与品质相互作用:喀斯特地区植物通过形态结构和生理生化结构的改变来适应干旱胁迫。通过多元逐步回归分析方法,探讨环境因子对植物光合生理参数的影响发现大气CO2浓度atmospheric CO2 concentration(Ca)、是影响Tr和Pn的主要环境因子,Tr与Pn和Gs呈显着正相关,Gs与Pn呈显着正相关;叶气饱和水汽压差vapor pressure difference in leaf gas saturation(Vpd)和Ca是影响Gs的主要环境因子。通过对植物的营养品质与土壤理化性质进行RDA表明土壤容重soil bulk density(SBD)和土壤总孔隙度total soil porosity(TSP)对植物品质影响作用显着,SBD对牧草的干物质dry matter(DM)、酸性洗涤纤维acid detergent fiber(ADF)和中性洗涤纤维neutral detergent fiber(NDF)有显着的促进作用,TSP对牧草的钙calcium(Ca)、相对饲喂价值relative feeding value(RFV)、相对牧草质量relative forage quality(RFQ)和非纤维性碳水化合物non-fibrous carbohydrates(NFC)有显着的促进作用,有效磷available phosphorus(AP)、有机质soil organic matter(SOM)和全钾total potassium(TK)对牧草品质影响作用显着,速效钾available potassium(AK)对DM、ADF和NDF有显着的影响,全磷total phosphorus(TP)对NFC有显着的影响,TK对木质素Lignin、镁magnesium(Mg)和钾potassium(K)有显着的影响,AP和SOM对粗脂肪ether extract(EE)有显着的影响,根据土壤理化性质在干旱环境下和对照组进行对比,比较土壤理化性质对于植物营养价值的单维和交互影响,土壤化学性质对植物营养品质的影响大于土壤物理性质。(6)石漠化地区草灌种植与品质提升关键技术与示范:针对喀斯特石漠化地区的特殊性,在石漠化现有技术的基础上,提出了适应于该地的草灌植物种植技术、品质提升技术,在喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化地区毕节撒拉溪示范区种植白车轴草和桑树,在喀斯特高原峡谷中度-强度石漠化地区关岭贞丰花江示范区种植紫花苜蓿和构树,在施秉喀斯特示范区种植黑麦草和芒,根据毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江和施秉喀斯特三个示范区的社会经济现状,在三个示范区应用草灌种植技术与品质提升技术来提高草灌植物的科学化种植技术和营养价值,提高人民收入,改善当地生活水平,还可以改善生态环境,减少水土流失,带来良好的生态效益、经济效益与社会效益。
张紧紧[6](2020)在《喀斯特石漠化山地混农林业农艺节水机制及技术研究》文中指出中国南方喀斯特生态环境脆弱,植被生境破碎。混农林广泛分布并在提高土地利用率、缓解人地矛盾及提高农村经济发展等方面发挥着重要作用,有利于促进石漠化治理进程。喀斯特区具有特殊的二元三维结构,降水总量较为丰富,但时空分布不均,工程性缺水问题严重,水资源可利用率低,采用适宜的节水措施对混农林业的健康高效发展十分必要。根据地理学、农学、林学、生态学、植物学和水土保持学等基本原理,2017-2020年,在代表中国南方喀斯特生态环境总体结构的贵州高原山区,选择毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江和施秉喀斯特研究区,分5次在研究区6个样地野外连续定位观测和数据采集,对1278个样品16个指标进行实验分析。论文紧紧围绕石漠化治理农艺节水与混农林业高效增值基础前沿研究、共性关键技术研发、应用示范与产业化推广进行全链条设计、一体化部署、分模块推进研究工作。重点从混农林业农艺措施节水机制、混农林业农艺节水技术研发与应用示范等方面进行系统研究,以期为国家石漠化治理水资源开发利用工程提供科技参考。(1)石漠化山地混农林业农艺节水措施后各组处理的土壤理化性质具有明显变化,秸秆+保水剂立体覆盖效果最佳。整体而言,秸秆+保水剂、单施秸秆、单施保水剂和地膜覆盖能有效提高土壤含水量,其中地膜覆盖能显着提高0-10cm表层土壤含水量;除地膜覆盖外,其他三种措施能有效增加田间持水量、毛管持水量、总孔隙度和毛管孔隙度,显着降低土壤容重(P<0.05)。秸秆+保水剂和单施秸秆能显着增加土壤有机碳、全氮和全磷含量。(2)农艺节水措施对植物蒸腾影响较大,蒸腾水分利用效率不同措施之间具有较大差异,且因环境和种植作物种类不同。在撒拉溪各农艺措施将植物水分利用效率提高的百分比为:地膜覆盖(21.05%-55.46%)、秸秆+保水剂(29.16%-54.72%)、单施秸秆(8.65%-40.71%)、单施保水剂(2.09%-43.51%)。在花江:地膜覆盖(1.32%-12.36%)、秸秆+保水剂(3.72%-24.06%)、单施秸秆(0.62%-10.63%)、单施保水剂(0.48%-4.69%)。在施秉:秸秆+保水剂(6.98%-14.54%)、单施秸秆(6.45%-10.65%)、单施保水剂(0.85%-12.77%)。整体,秸秆+保水剂处理效果最佳,其次是地膜覆盖、单施秸秆和单施保水剂。(3)地膜、秸秆、PAM型保水剂农艺节水措施应用于石漠化山地混农林业,可以不同程度地降低混农林土壤棵间蒸发量,不同农艺措施在研究区的土壤蒸发量降低比例均为:秸秆+保水剂>单施秸秆>单施保水剂。地膜土壤蒸发量降低比例在撒拉溪介于秸秆+保水剂和单施秸秆之间,花江高于秸秆+保水剂处理。土壤蒸发降低幅度为:施秉>关岭-贞丰>毕节,因种植模式不同有所差异,整体上可以使棵间土壤蒸发量降低8.9%34.62%。(4)根据混农林业农艺措施节水机制,提出水肥耦合改良技术、立体覆盖节水增值技术、复合垄作节水增值技术关键技术,针对节水蒸腾效益监测方法的不足,提出节水效益监测技术,并对关键技术进行应用示范,在研究区共建成水资源高效利用和节水增值混农林地面积约13.5 hm2,改善了石漠化山地混农林业土壤理化性质,提高了植物蒸腾水分利用效率,降低了土壤蒸发量,提高了蒸腾监测数据的精准度,示范效果良好。
鲍恩俣[7](2020)在《喀斯特石漠化环境混农林土壤保墒与农艺截留及监测评价研究》文中研究说明喀斯特地区石漠化治理过程中常见的混农林生态恢复模式,其混农林土壤保墒及农艺截留技术是短期内缓解石漠化地区干旱缺水的有效途径。为了阐明不同喀斯特地区混农林保墒土壤物理性质与水分变化规律,探究产流产沙量对降雨的响应及各措施的减流减沙作用。在代表中国南方喀斯特生态环境总体结构的贵州高原,选择极具典型性与代表性的毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江和施秉喀斯特为研究区。在2017-2020年期间,采用文献分析法和调研走访法确定毕节撒拉溪研究区的核桃(Juglans regia L.)+玉米(Zea mays Linn.)和核桃(Juglans regia L.)+大豆(Glycine max(Linn.)Merr.),关岭-贞丰花江研究区的花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim.)+山豆根(Euchresta japonica Hook.f.ex Regel)和花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim.)+花生(Arachis hypogaea Linn.),施秉喀斯特研究区的梨(Pyrus pyrifolia‘Whangkeumbae’)+大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)和梨(Pyrus pyrifolia‘Whangkeumbae’)+太子参(Pseudostellaria heterophyllaa(Miq.)Pax ex Pax et Hoffm)6种混农林为研究对象,采用穴状整地+保水剂、穴状整地+保水剂+枯枝落叶、穴状整地+保水剂+秸秆三种措施分别作用于研究对象,研究区共设置14个径流小区和6个实验样地,对14个径流小区共埋设84个土壤水分监测仪(5TE),对6个实验样地采用便携式5TE共监测360次,监测12场典型产流产沙性降雨,共收集252个泥沙样,对20个样地共采集360个环刀土样进行实验室物理属性分析,结合气象站数据,采用单因素方差分析、径流小区监测、变异系数、线性拟合和层次分析法,揭示不同喀斯特地区混农林土壤保墒物理性质和水分变化规律,阐明农艺截留机制,提出混农林土壤保墒与农艺截留技术,集成混农林土壤保墒与农艺截留技术体系并进行示范应用验证,同时构建混农林土壤保墒与农艺截留监测评价指标体系,建立监测评价模型并进行成效综合评价,为喀斯特石漠化地区混农林土壤保墒与农艺截留及监测评价提供科技参考。得出如下结论:(1)三个研究区的混农林土壤在保墒前后物理性质差异明显(除对照组外),与保墒前相比,保墒后每个研究区的混农林的土壤容重均有不同程度的增加,增加幅度表现为:毕节撒拉溪研究区(0.05 g.cm-3)>关岭-贞丰花江研究区(0.04 g.cm-3)>施秉喀斯特研究区(0.03 g.cm-3),田间持水量和毛管持水量均上升,总孔隙度和毛管孔隙度均下降;与对照组相比,每种保墒处理均降低了各层土壤容重,土壤容重表现为:穴状整地+保水剂+秸秆<穴状整地+保水剂+枯枝落叶<穴状整地+保水剂,但差异不显着(P>0.05),增加了田间持水量、毛管持水量、总孔隙度和毛管孔隙度,均差异显着(P<0.05),其中穴状整地+保水剂+秸秆处理增幅最大。总体而言,穴状整地+保水剂+秸秆对混农林土壤结构具有较好的改善作用,其次为穴状整地+保水剂+枯枝落叶,最后为穴状整地+保水剂。研究结果可为石漠化地区土壤改良提供理论参考依据。(2)不同研究区的混农林经不同保墒措施后,0-15 cm、15-30 cm土层的土壤含水率有不同程度的提高,且均高于对照组,土壤含水率随土壤深度而增加;土壤含水率的变异系数和标准差均小于对照组,且随土壤深度的增加而减小。0-30 cm土层土壤含水率表现为:穴状整地+保水剂+秸秆>穴状整地+保水剂+枯枝落叶>穴状整地+保水剂,变异系数和标准差的表现与之相反。总体而言,不同保墒措施可增加混农林土壤含水率和剖面土壤水分的稳定性,其中穴状整地+保水剂+秸秆处理土壤分层含水率最高,效果最好。通过对三个研究区的对比,发现施秉喀斯特研究区梨+大豆施以秸秆保墒后0-30cm土层土壤水分最高(32.98%),土壤水分变异系数最小(2.3%),稳定性最好。(3)不同研究区混农林农艺截留措施均具有一定的减流减沙作用,且产流产沙量与降雨量呈正相关关系,在同一场降雨下的产流产沙量表现为对照组>穴状整地+保水剂>穴状整地+保水剂+枯枝落叶>穴状整地+保水剂+秸秆,而减流减沙作用与之相反,得出穴状整地+保水剂+秸秆的减流减沙作用最好。通过对比二个研究区不同混农林农艺截留作用,得出同种措施下关岭-贞丰花江研究区的产流产沙量比施秉喀斯特研究区的多,但关岭-贞丰花江研究区的减流减沙作用优于施秉喀斯特研究区。(4)运用层次分析法构建适用于喀斯特石漠化地区混农林土壤保墒及农艺截留效益监测评价体系。该指标体系包括目标层、准则层和指标层3层体系结构,共3类评价指标的11项子指标,并对三个示范区进行效益综合评价,结果显示混农林土壤保墒及农艺截留技术对地区生态效益、经济效益和社会效益均有积极的促进作用。2019年生态效益、经济效益和社会效益均比2018年有明显的提高,提高范围分别为1.09~4.92%,2.85~17.78%,0.76~3.78%。三个示范区的经济效益增速较快,其中施秉的经济效益增幅最大(17.78%)。与2018年相比,2019效益综合评价有不同程度的上升,综合评价值为:施秉喀斯特示范区(0.471 2)>关岭-贞丰花江示范区(0.405 2)>毕节撒拉溪示范区(0.336 9)。本研究可为石漠化地区混农林发展保墒与农艺截留技术,实现生态、经济和社会的全面发展提供可行性技术参考依据。(5)提出适合于喀斯特石漠化地区混农林土壤保墒与农艺截留的关键技术,并对取得的成果进行应用验证。根据三个示范区混农林土壤保墒与农艺截留的现有技术和成熟技术,提出适用于喀斯特石漠化地区混农林的三元土壤保墒技术和数据采集与实验装置共性关键创新技术。通过技术示范,共建成山地混农林土壤保墒与农艺截留示范面积约61.98 hm2,在生态、农户认知和认可度方面起到了积极的促进作用。示范点混农林保墒后与对照组相比,土壤容重均下降,降幅为0.2~0.8 g.cm-3,田间持水量、毛管持水量、土壤总孔隙度和毛管孔隙度均上升,上升幅度分别为:4.08~13.48%、3.03~8.47%、0.98~9.37%、1.39~7.89%,改善了土壤物理结构,撒拉溪示范点建设成效最好。且不同农艺截留措施对产流产沙也有明显的阻挡作用,水土流失得到有效阻控。
陈磊[8](2020)在《喀斯特石漠化地区林草优化配置与健康养猪技术研究》文中研究指明喀斯特地区植被盖度降低,水土流失速率加快,基岩大面积裸漏,生态系逆向演替趋势严峻且难以挽回,石漠化与生态系统的破坏愈演愈烈。林草优化配置与猪的健康养殖是草地畜牧业的关键部分,是解决石漠化地区农户生存压力的有效方式。林草优化配置与健康养猪业的有机结合能够有效缓解喀斯特石漠化地区的社会经济矛盾、人地矛盾、资源与环境的矛盾,提高植被覆盖率,减少水土流失,增加物种多样性,提高居民可支配收入,降低失业率。采用林草优化配置与健康养猪相结合的现代绿色生态产业模式,及精确的技术监测手段是高效治理喀斯特地区石漠化的重要举措。依据有关自然地理学、生物学、土壤学、农学、植物学、生物化学、生理学、生态学、营养学等原理,以生态修复理论、生态养殖理论、耦合效应理论、区域经济理论、可持续发展理论为理论基础。于2017-2020年以毕节撒拉溪喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化综合防治混农林业示范区或研究区和关岭-贞丰花江喀斯特高原峡谷中-强度石漠化综合治理与生态产业示范区或研究区为研究区,采用文献分析法、室内与室外实验分析法、综合分析法、调查分析法、定量与定性分析法、相关分析法、单因素方差分析法等研究方法,通过筛选适宜的经济林和牧草进行不同比例的单播与混播,研究林草优化配置与健康养猪的机理,机制,技术及示范验证。得出以下结论:(1)通过单因素方差分析探索林草优化配置过程中牧草鲜草及干草产量变化特征,筛选石漠化地区牧草产量最高的林草优化配置方式。撒拉溪喀斯特高原在核桃林基础上选取满足适地条件与健康养猪的牧草最优配置方式:多年生黑麦草、白三叶、鸭茅进行单播与混播的配置试验。鲜草产量最高的是白三叶+黑麦草(3:2)组合,为9458.2kg/hm2,最低的是白三叶+黑麦草(2:3)组合,仅为6716.5 kg/hm2,干草产量最高的是鸭茅,为2452.1 kg/hm2,最低的是白三叶,为1177.7kg/hm2。花江基于石漠化自然背景及原有经济林(李子树),选取适宜牧草紫花苜蓿、菊苣、金荞麦,进行单播与混播的配置试验,鲜草产量最高的是金荞麦,为60446kg/hm2,最低的是紫花苜蓿,为10858kg/hm2。干草产量最高的是金荞麦,为9083.73 kg/hm2,最低的是紫花苜蓿+菊苣(3:2),为1530.8 kg/hm2。(2)不同林草优化配置方式下牧草养分存在显着性差异。核桃树下3种牧草不同播种方式之间的营养成分差异显着,白三叶的水分(Moisture)、粗蛋白(CP)、木质素(Lignin)、非纤维碳水化合物(NFC)、钾(K)、磷(P)、钙(Ca)含量显着高于于其他牧草(P<0.05),而粗灰分(Ash)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量显着低于其他组合(P<0.05),说明其营养价值较好。三种混播方式下组合之间差异性不显着(P<0.05)。李子树下3种牧草不同播种方式之间的营养成分存在一定的差异,单播紫花苜蓿的Moisture含量显着低于其他牧草(P<0.05),而干物质(DM),Ash,CP,Ca,ADF的含量显着高于菊苣、金荞麦、以及紫花苜蓿+菊苣三种混播方式下的含量(P<0.05)。三种混播中,紫花苜蓿含量越高则CP含量越高,三种混播方式下紫花苜蓿+菊苣(2:3)的整体效果与其它2种混播相比较差。(3)在石漠化地区通过利用天然草地、人工建植草地来“以草养猪”,促进石漠化脆弱生境的改善,同时兼顾农村社会经济的发展,实现了农户脱贫致富与生态建设的耦合及社会经济的可持续发展。石漠化地区“以草养猪”在1-2年内可显着提高农户可支配收入,该区具有得天独厚的优良天然草质资源及进行人工草地建植的立地气候生境,“以草养猪”具有巨大的潜力优势和可观的市场前景效益。林草有机结合优化配置形成不同的模式,为林农生产生活提供物质基础,带动农、林、牧、副及相关产业的连锁反应,归根结底实现生态、经济、社会效益的有机结合。(4)林草优化配置中不同牧草组合对猪的日增重及增重成本具有不同响应,示范效果明显。潜在-轻度石漠化治理示范区财万生猪养殖示范点,猪的增重成本由大到小为对照组7(3.72元/kg)>试验组3(2.89元/kg)>试验组6(2.85元/kg)>试验组2(2.81元/kg)>试验组4(2.77元/kg)>试验组1(2.72元/kg)>试验组5(2.71元/kg)。从经济效益和增重成本看,对照组7的增重成本最高,试验组5的增重成本最低,较对照组7饲料成本可节约96.63元,平均每头猪可节约16.11元,增重成本可节约1.01元/kg。中度-强度石漠化治理示范区任万松生猪养殖示范点,猪的增重成本由大到小为对照组7(3.83元/kg)>试验组1(2.90元/kg)>试验组6(2.84元/kg)>试验组3(2.83元/kg)>试验组2(2.81元/kg)>试验组4(2.77元/kg)>试验组5(2.74元/kg)。从经济效益和增重成本看,对照组7的增重成本最高,试验组5的增重成本最低,较对照组7饲料成本可节约96.25元,平均每头猪可节约16.04元,增重成本可节约1.06元/kg。(5)基于不同石漠化背景实施针对性的林草优化配置方式,对石漠化植被恢复、林草群落生态稳定性、水源涵养、保水保肥等均具有正向作用。以草养猪能改善林草生态系统,促进植被生长,并能改善猪肉风味与品质,通过林草优化配置的混播牧草来饲喂猪,其饲料消耗率降低了33%,猪的出栏成活率保持在96%左右,农户可支配收入显着提高。在喀斯特生态畜牧业推进中应提高林草资源利用率,结合天然林与人工草地建值,构建“牧草资源为辅+饲料为主”的现代健康养猪饲用生产格局。林草优化配置与健康养猪可以推进喀斯特石漠化地区生态与区域经济质的飞跃,对贫困县区精准扶贫工作的推进具有重要价值。未来要整合现有林草资源发展规模化、机械化的健康养猪,构建健康养猪品牌效应。
张俞[9](2020)在《喀斯特石漠化乔灌草修复机制与高效特色林产业模式研究》文中研究指明中国南方喀斯特石漠化地区面临着人地矛盾突出、植被退化严重、次生林分结构缺失、物种多样性低、稳定性差、生态经济功能低效等问题。乔灌草植被修复与林产业是石漠化综合治理的重要组成部分,在遏制石漠化发生、控制水土流失、维护脆弱生态系统稳定、保护物种多样性和提升经济水平等服务功能方面有着举足轻重的作用,对推动石漠化地区的生态重建与社会经济发展具有重要意义。根据地理学综合性与区域性的特点,结合人地关系协调发展、物种多样性、因地制宜、乔灌草对位配置可持续发展、多角度多领域养分平衡、植物群落演替、功能性状的权衡及对位配置等理论,2016-2020年,在代表南方喀斯特石漠化生态环境类型总体结构的贵州高原山区,选择毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江、施秉喀斯特为研究区,通过60个试验样地连续定位观测、71个优势种环境要素与植物性状数据进行采集与测试,围绕石漠化治理中乔灌草修复与高效特色林产业基础前沿研究、共性关键技术研发、应用示范与产业化推广进行全链条设计、一体化部署、分模块推进研究工作。重点从植被物种多样性与功能性状、高效特色林适应策略与生态服务功能、林产业模式与技术集成、应用示范和验证推广等方面进行系统研究,以期为国家石漠化治理工程提供科技参考。(1)探讨了物种和群落两个级别植物生理结构随石漠化等级的变化规律,阐明了植物多样性与功能性状特征,阐明了不同石漠化环境下植物群落结构、多样性和功能性状的差异及其对植物叶片-凋落物-土壤的养分的运移分配的影响。随着石漠化等级的降低物种多样性越高,群落立体性结构越明显。功能性状中乔木、灌木干物质含量高,抵御外界环境变化的能力强,草本植物更适合作为群落结构配置过程中的林下物种,其比叶面积277.18 cm2·g-1要高于乔木153.78cm2·g-1、灌木108.85 cm2·g-1两个演替阶段,具有较高的光补偿能力和生长速率,较低的强光耐受能力。与全球植物叶片养分含量相比较,石漠化地区植物叶片有较强的C储存能力(482.31 mg·g-1),表现为N缺乏而P充足。石漠化土壤变异性较高,中度以上石漠化环境土壤有机质分解和矿化速率较高,其养分含量低于植物叶片和凋落物。对比分析发现,无-潜在石漠化环境植物表观量子效率0.17 mol·mol-1要高于其他两个示范(0.054 mol·mol-1),这是植物生长的优势,林下植物在弱光环境中光合潜能高,光利用能力和制造有机能力强。潜在-轻度石漠环境乔木林植物生长优势是对光的利用范围广,具有高光饱和点和低光补偿点,对强弱光的适应能力强。有利于揭示石漠化环境植物群落生态过程及养分循环修复机理。(2)探讨了物种和群落变化规律的驱动因素,揭示基于物种多样性的高效特色林适应策略与生态系统服务功能,得出土壤环境因子对土壤酶、植物功能性状、养分运移的驱动机制,利用结构功能性状提出权衡策略和服务功能调控策略。土壤酶对石漠化程度响应方式不同,无-潜在石漠化环境影响酶活性的主导环境因子为SOC、TN、C:P、N:P;潜在-轻度石漠化主导环境因子为pH、TP;中度-强度石漠化主导环境因子为C:N、N:P、TN,各因子对土壤酶活性的影响存在功能冗余,部分酶活性因素受多个环境因子叠加影响。土壤环境因子影响植物功能性状驱动机制不同,无-潜在石漠化环境主控环境因子是SWC和TN;潜在-轻度石漠化主控环境因子为SWC、TN、N:P;中度-强度石漠化主控环境因子为SWC和SOC。土壤环境因子对植物养分的吸收驱动机制不同,无-潜在石漠化环境影响植物化学计量的主要驱动因子是C:P、N:P、TP;潜在-轻度石漠化影响植物化学计量的主要驱动因子为pH、TP、C:P、SOC;中度-强度石漠化影响植物化学计量的主要驱动因子是C:P、TP、C:N、SWC。因此,在石漠化治理中需要对主控因子进行施肥管理和养分运移保护。结构性状与生理性状间存在相关性,验证了叶经济谱的存在。71种不同功能型物种通过叶片性状间的权衡采取不同的环境适应策略。乔木树种多为缓慢投资-收益型物种,灌木多为快速投资-收益型物种。一般快速投资开拓性策略主要用于投资生长速率和获取能力快的物种;缓慢投资保守性策略主要用于投资养分储存效率的植物。将71个物种水源涵养和土壤保育性能进行排序发现乔木功能性状较高,灌木次之,草本最低,最后根据服务功能性状建造了12个功能群及调控策略。这对揭示生态过程及运作机制、预测群落演替趋势、提高整体服务性能具有重要意义。(3)根据高效特色林适应策略与生态系统服务功能,构建了不同石漠化环境乔灌草植被修复与高效特色林产业模式,研发了共性关键技术,集成无-潜在、潜在-轻度、中度-强度石漠化环境生态修复与林产业技术体系。根据权衡策略和服务功能调控策略,在毕节撒拉溪构建了喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化生态修复保护与高效特色林产业复合经营模式,关岭-贞丰花江研究区喀斯特高原峡谷中-强度石漠化生态修复与高效特色林产业循环经营模式,施秉喀斯特研究区喀斯特山地峡谷无-潜在石漠化生态保护与高效特色林产业持续经营模式,分别简称为“毕节模式”、“关岭-贞丰模式”和“施秉模式”。在模式中对现有成熟技术进行总结,研发了石漠化地区特色经济林种子贮存及处理、施肥管理、修枝整形、果实加工贮存、林间套种、衍生产业开发及可持续发展、乔灌草物种多样性维持、植物功能性状监测、植物功能群建造技术和功能性状调控等共性关键技术及技术体系。针对无-潜在、潜在-轻度、中度-强度石漠化环境,提出了乔灌草立体配置、群落功能组合、规划诱导自然修复、特色经济林产业开发、林下养殖、权衡策略建造等技术集成。(4)构建的植被修复与林产业模式具有可操作性,应用示范效果良好,可起到示范引领作用,毕节模式、关岭-贞丰模式和施秉模式最适宜推广面积主要分布在南方石漠化地区,分别占南方8省区总面积的9.89%、5.26%和8.95%。2016年以来,在毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江和施秉喀斯特三个研究区实施乔灌草植被修复与高效特色林产业模式应用示范,共计20个示范点,面积达到223 hm2,树立了治理典范,得到了百姓的广泛认可和积极响应,生态、社会、经济效益得到了提高,2016-2020年植被覆盖率提高了4.77%,保土5 913.00 t/y,保水46 644 m3/y,经济林收入达到1 990.5万元/y,有效促进了石漠化植被修复及林产业化发展。通过GIS指标分级与权重计算、ArcGIS栅格数据空间分析,建立了海拔、降水、平均气温、坡度、人均GDP、人口密度、石漠化等级、土地覆盖、土壤类型、岩性等评价指标,对模式进行推广适宜性评价。结果显示在中国南方喀斯特8省区195.37×104 km2的面积上,毕节模式最适宜、较适宜、基本适宜、勉强适宜和不适宜推广面积分别为19.12×104 km2、36.17×104 km2、41.28×104 km2、51.72×104 km2、47.08×104 km2;关岭-贞丰模式分别为10.17×104 km2、31.14×104km2、46.13×104 km2、59.65×104 km2、48.28×104 km2;施秉模式分别为17.30×104km2、36.47×104 km2、48.27×104 km2、56.45×104 km2、36.88×104 km2。
吴清林[10](2020)在《石漠化环境“五水”赋存转化与混农林业高效利用模式》文中认为中国南方喀斯特地区降雨丰富,特殊的喀斯特地质地貌导致干旱发生率较高。同时,水土流失具有特殊性,兼具地表流失和地下漏失的双重性,在成土速率很低的背景下,水土流失显得异常严重,地表无植被或无土覆盖而呈现出石漠化景观。石漠化治理关键问题在于治理水土流失,而水力作用是水土流失最重要的影响因子。喀斯特地区混农林业是节水增值产业,符合发展生态衍生产业治理石漠化的需求,其中“五水”赋存转化机理及其高效利用研究,可以揭示混农林因地因时合理配置的规律,为水资源高效利用模式提供理论依据。我们根据混农林配置节水、节水耕作及水资源高效利用等多学科交叉理论,2016-2020年在代表南方喀斯特不同地貌结构与石漠化环境的毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江和施秉喀斯特研究区,通过15个径流小区35场侵蚀性降雨监测,对26个农艺节水样地和18个工程节水样地共采集了1810个土样并进行实验室物理属性分析,以及1080次土壤蒸发监测、21种植物的浸水试验、21种作物共592次的蒸腾速率监测,结合气象站数据,利用统计分析和数学模型构建,对混农林地的降雨、地表水、土壤水、地下水和生物水的赋存转化机理和机制进行研究,构建模式、技术研发和应用示范及验证推广,为国家石漠化治理水资源高效利用和生态产业发展提供科技支撑。(1)探讨了不同等级石漠化“五水”赋存转化规律,阐明了混农林对水资源高效利用特征,揭示了不同石漠化环境混农林对水资源赋存效益的差异及气温、生物量、土壤水力特征参数等对“五水”赋存转化的影响。不同石漠化程度下可利用降水量与降雨量、陆面蒸发量与土壤蒸发量在研究区的分布呈耦合关系,可利用降水量在中-强度石漠化环境分布最低,土壤蒸发和陆面蒸发则是中强度石漠化最高。混农林在不同程度上都具有减少地表产流、降低蒸腾速率和抑制土壤蒸发的生态效益,混农林对地表产流的阻控、抑制土壤水分蒸发和增加地下水赋存、降低蒸腾速率等方面均表现为潜在-轻度石漠化环境的生态效益最好。水资源赋存效益最终是潜在-轻度石漠化>无-潜在石漠化>中强度石漠化。在“五水”转化中,地表水、地下水、生物水和土壤水相对于降水的贡献率分别为0.14-12.71%、9.43-30.20%、9.79-49.97%和40.72-82.58%。对比研究发现,潜在-轻度石漠化环境混农林系统水资源赋存效益最高,提高了水分利用效率。干旱胁迫有助于提高水分利用效率,中-强度石漠化环境受干旱胁迫的影响使得水分利用效率最高。干旱胁迫、气温、土壤水力特征、生物量等自然因子综合影响着“五水”资源的赋存转化,呈现出一定的规律性和差异性。对规律性和差异性的掌握有利于进一步揭示混农林节水保水机制,为发展节水增值生态衍生产业提供理论支撑。(2)探讨了农艺节水和工程节水策略下混农林业水资源赋存转化与水资源高效利用规律,揭示了不同措施下土壤水赋存转化特征、植物水抑蒸特征,得出了不同节水措施的抑蒸减蒸机制。秸秆覆盖增加了土壤表层肥力,以肥调水的机制增加了表层土壤含水量,中间层土壤含水量较低,说明作物根系主要分布在10-20cm土层。混农林地秸秆覆盖+保水剂、秸秆覆盖、保水剂、地膜覆盖措施与对照组相比,降低了土壤水分蒸发,增加了土壤水分含量,提高了水分利用效率和水资源赋存效益。单一措施与复合措施相比,复合措施更能提高水资源赋存效益和水分利用效率。在干旱胁迫条件下,节水措施布设下的中-强度石漠化地区水分利用效率仍然最高。农艺措施和工程措施的布设,在不同程度上抑制了土壤蒸发、增加了土壤含水量,降低了土壤水向大气水的转化速率,降低了混农林的蒸腾速率,提高了水分利用效率和水资源赋存效益。混农林系统通过节水保水措施后,减少了水资源的耗散,揭示了基于“五水”赋存转化的混农林抑蒸减蒸及水资源高效利用机制,证实了喀斯特地区混农林系统采用节水保水措施进行水资源高效利用的可行性。(3)根据“五水”赋存转化机理,结合混农林节水保水机制,构建了不同石漠化环境混农林水资源高效利用的毕节模式、花江模式和施秉模式,研发了共性关键技术,集成无-潜在、潜在-轻度、中度-强度石漠化环境水资源高效利用技术体系。根据混农林节水与水资源高效利用策略,在毕节撒拉溪构建了喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化环境水资源高效赋存与混农林节水增值模式,关岭-贞丰花江构建了喀斯特高原峡谷中-强度石漠化环境地表地下水有效转化与混农林节水保值模式,施秉构建了喀斯特山地峡谷无-潜在石漠化环境土壤-生物水高效赋存与混农林节水增值模式,分别简称“毕节模式”、“花江模式”和“施秉模式”。在模式中对现有技术进行总结,研发了混农林配置、地膜覆盖、屋顶集雨、地表-地下水联合调度、坡面集雨、生态水池、节水灌溉、矮化密植、林下养殖、生草覆盖等共性关键技术及技术体系,针对无-潜在、潜在-轻度、中度-强度石漠化环境,提出了水肥耦合、生草清耕覆盖保墒、瓶式根灌、硬化路面集雨、屋面集雨、地表地下水联合调度等技术集成。(4)混农林节水与水资源高效利用模式具较好的科学性和可操作性,应用示范成效较好,可起到示范引领作用,其中毕节模式、关岭-贞丰模式和施秉模式最适宜推广面积分别占南方8省区总面积的37.12%、20.52%和38.38%。2016年以来在对毕节撒拉溪、花江和施秉混农林与水资源利用现状的走访调查和实际调研基础上,结合前期项目的示范和研究成果,选取了三个研究区共6139hm2进行混农林节水与水资源高效利用示范,带动当地居民发展生态产业,具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。发展节水增值混农林业有利于修复已退化的石漠化环境、遏制水土流失、促进植被恢复并带动经济发展。结合GIS空间分析并对指标进行赋值,建立了降雨、气温、海拔、地貌类型、岩性、坡度、土层厚度、水土流失强度、土壤类型、人口密度、人均GDP等评价指标体系,对模式进行推广适宜性评价。结果显示毕节模式、花江模式和施秉模式在中国南方喀斯特8省(市、区)最适宜、较适宜、基本适宜、勉强适宜和不适宜的推广面积分别为74.33×104km2、225.03×104km2、37.68×104km2、52.05×104km2、4.60×104km2,39.74×104km2、14.52×104km2、21.90×104km2、20.83×104km2、96.70×104km2,74.33×104km2、25.03×104km2、37.68×104km2、52.05×104km2、4.60×104km2。
二、贵州花江峡谷地区花椒林地杂草研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、贵州花江峡谷地区花椒林地杂草研究(论文提纲范文)
(1)喀斯特山区异质地表特色农作物低空遥感识别特征响应与提取(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状分析 |
1.2.1 无人机遥感应用潜力及研究现状 |
1.2.2 无人机遥感农作物精细化研究 |
1.2.3 可见光波段影像农作物识别特征 |
1.2.4 喀斯特山区特色农作物监测研究现状 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 拟解决的关键问题 |
1.3.4 技术路线 |
2 研究区概况及数据获取 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 自然环境 |
2.1.3 社会经济 |
2.1.4 火龙果种植特征 |
2.1.5 花椒种植特征 |
2.2 数据来源与处理 |
2.2.1 数据来源 |
2.2.2 数据处理 |
2.3 研究思路与实验设计 |
2.3.1 研究思路 |
2.3.2 火龙果植株实验设计 |
2.3.4 花椒植株实验设计 |
2.4 本章小结 |
3 植被特征分析与研究方法 |
3.1 植被指数 |
3.1.1 可见光波段植被指数 |
3.1.2 过绿指数 |
3.1.3 归一化绿红差异指数 |
3.1.4 过绿减过红指数 |
3.2 颜色空间 |
3.2.1 RGB颜色空间 |
3.2.2 HSV/HSL颜色空间 |
3.2.3 颜色空间转换 |
3.3 纹理特征 |
3.4 阈值提取 |
3.4.1 双峰直方图 |
3.4.2 最大类方差法 |
3.5 分类后处理 |
3.5.1 Majority/Minority分析 |
3.5.2 clump classes |
3.5.3 过滤处理(Sieve) |
3.5.4 图像形态学算子处理 |
3.6 精度验证 |
3.7 本章小结 |
4 异质地表作物识别特征响应及影响因素分析 |
4.1 光谱识别特征 |
4.1.1 植株-裸土型识别特征对比分析 |
4.1.2 植株-裸土-杂草型识别特征对比分析 |
4.1.3 植株-裸土-杂草-岩石型识别特征对比分析 |
4.2 颜色空间识别特征 |
4.3 纹理识别特征 |
4.4 影响因素分析 |
4.5 本章小结 |
5 特色农作物识别提取模型构建与对比分析 |
5.1 相近颜色植被指数构建 |
5.1.1 模型构建原理 |
5.1.2 模型计算与阈值分割 |
5.2 颜色空间植被指数构建 |
5.2.1 模型构建原理 |
5.2.2 模型计算与阈值分割 |
5.3 单株提取模型构建 |
5.3.1 模型构建算法 |
5.4 作物单株提取对比与精度验证 |
5.4.1 火龙果植株单株提取与精度评价 |
5.4.2 花椒植株单株提取与精度评价 |
5.5 本章小结 |
6 结论与讨论 |
6.1 结论 |
6.2 讨论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
硕士期间参加的课题和取得的成果 |
(2)喀斯特生态恢复模式下坡地壤中流与碳氮迁移影响机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
一 研究现状 |
(一)坡地壤中流与养分迁移 |
(二)喀斯特坡地壤中流与养分迁移 |
(三)坡地壤中流与养分迁移研究进展与展望 |
1 文献获取与论证 |
2 研究阶段划分 |
3 主要进展与标志性研究成果 |
4 国内外拟解决的关键科学问题与展望 |
二 研究设计 |
(一)研究目标与内容 |
1 研究目标 |
2 研究内容 |
3 研究特色与创新之处 |
(二)技术路线与方法 |
1 技术路线 |
2 研究方法 |
(三)研究区选择与代表性 |
1 研究区选择的依据和原则 |
2 研究区基本特征与代表性论证 |
(四)资料数据获取与可信度分析 |
1 实验分析数据 |
2 野外调查数据 |
3 收集资料数据 |
三 喀斯特生态恢复模式下土壤理化性质特征 |
(一)土壤物理性质特征 |
1 土壤物理性质的水平变化 |
2 土壤物理性质的垂直剖面变化 |
(二)土壤化学性质特征 |
1 土壤化学性质的水平变化 |
2 土壤化学性质的垂直剖面变化 |
(三)不同生态恢复模式土壤理化性质对比分析 |
1 不同生态恢复模式土壤物理性质对比 |
2 不同生态恢复模式土壤化学性质对比 |
四 喀斯特生态恢复模式下壤中流水文特征 |
(一)土壤含水量变化特征 |
1 山地峡谷无-潜在石漠化区土壤含水量变化特征 |
2 高原山地潜在-轻度石漠化区土壤含水量变化特征 |
3 高原峡谷中-强度石漠化区土壤含水量变化特征 |
(二)降雨-土壤水分运动过程 |
1 山地峡谷无-潜在石漠化区降雨-土壤水分运动过程 |
2 高原峡谷中-强度石漠化区降雨-土壤水分运动过程 |
(三)壤中流氢氧同位素值对降雨的响应 |
1 壤中流与雨水氢氧同位素统计特征 |
2 壤中流中δD值和δ18O值变化特征 |
3 壤中流氢氧稳定同位素组成特征 |
五 喀斯特生态恢复模式下壤中流碳氮迁移特征 |
(一)土壤可溶性有机碳氮分布特征 |
1 土壤可溶性有机碳分布特征 |
2 土壤可溶性有机氮分布特征 |
(二)壤中流可溶性有机碳氮时空变化特征 |
1 壤中流中可溶性有机碳氮浓度空间差异变化 |
2 壤中流中可溶性有机碳氮浓度时间动态变化 |
(三)壤中流可溶性碳氮迁移与“新旧水”比例的关系 |
1 应用δD值和δ18O值划分壤中流“新旧水”比例 |
2 壤中流中可溶性有机碳氮浓度与“新旧水”比例的关系 |
(四)喀斯特坡地壤中流与碳氮迁移影响因素分析 |
1 降雨特征分析 |
2 降雨对坡地壤中流及其碳氮迁移的影响 |
3 植被类型对坡地壤中流及其碳氮迁移的影响 |
4 壤中流可溶性碳氮浓度与土壤理化性质及降雨的相关性分析 |
六 结论与讨论 |
1 主要结论 |
2 主要创新点 |
3 讨论与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间科研成果 |
致谢 |
(3)喀斯特裂隙水文过程与混农林水土漏失阻控技术(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
一 研究现状 |
(一)裂隙水文过程与水土流失 |
(二)喀斯特裂隙水文过程与水土流失 |
(三)喀斯特裂隙水文过程与水土漏失的研究进展与展望 |
1 文献论证与获取 |
2 国内外主要进展与标志性成果 |
3 国内外拟解决的关键科技问题与展望 |
二 研究设计 |
(一)研究目标与内容 |
1 研究目标 |
2 研究内容 |
3 研究特色与拟创新点 |
(二)技术路线与方法 |
1 技术路线 |
2 研究方法 |
(三)研究区选择与代表性 |
1 研究区选择的依据和原则 |
2 研究区基本特征与代表性论证 |
(四)资料数据获取与可信度分析 |
1 实验分析数据 |
2 野外调查数据 |
3 收集资料数据 |
三 喀斯特裂隙水文过程 |
(一)裂隙基本概况 |
(二)喀斯特裂隙土壤水分垂向分布特征 |
1 毕节撒拉溪研究区裂隙土壤水分垂向分布特征 |
2 关岭-贞丰花江研究区裂隙土壤水分垂向分布特征 |
3 施秉喀斯特研究区裂隙土壤水分垂向分布特征 |
4 裂隙土壤水分垂向分布特征对比分析 |
(三)喀斯特裂隙土壤水分时间分布特征 |
1 毕节撒拉溪研究区裂隙土壤水分时间变化特征 |
2 关岭-贞丰花江研究区裂隙土壤水分时间变化特征 |
3 施秉喀斯特研究区裂隙土壤水分时间变化特征 |
4 裂隙土壤水分时间分布特征对比分析 |
四 喀斯特裂隙水土漏失机理 |
(一)裂隙土壤性质与持水能力 |
1 裂隙土壤性质 |
2 裂隙土壤质地 |
3 裂隙土壤持水能力 |
(二)裂隙土壤性质、持水能力与水土漏失作用机制 |
1 裂隙间土壤性质与持水能力差异性分析 |
2 裂隙土壤性质影响土壤抗侵蚀能力 |
3 裂隙土壤性质影响水文过程 |
(三)裂隙水文过程与降雨分布特征作用机制 |
1 降雨分布特征 |
2 裂隙土壤水分对降雨的响应关系 |
(四)裂隙水文过程与降雨耦合作用机制 |
1 裂隙水文过程对不同量级降雨事件的响应 |
2 降雨对裂隙土壤水分补给特征的影响 |
五 喀斯特裂隙混农林水土漏失阻控技术研发与应用示范验证 |
(一)喀斯特地区水土漏失现有生物阻控技术 |
1 水土保持林技术 |
2 植物篱技术 |
3 封山育林技术 |
4 植物群落垂直空间配置技术 |
(二)喀斯特裂隙混农林水土漏失阻控技术研发 |
1 混农林植物保水技术 |
2 混农林植被空间截流技术 |
3 混农林植物间作技术 |
(三)裂隙混农林水土漏失阻控技术应用示范及验证 |
1 示范点选择与代表性论证 |
2 示范点建设目标与建设内容 |
3 示范点现状评价与措施布设 |
4 示范点规划设计与应用示范过程 |
5 示范点技术应用示范成效与验证分析 |
六 结论与讨论 |
1 主要结论 |
2 主要创新点 |
3 讨论与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间科研成果 |
致谢 |
(4)喀斯特石漠化治理中基于土壤水赋存的混农林配置机理与技术(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
一研究现状 |
(一)土壤水赋存与混农林业 |
(二)石漠化地区土壤水赋存与混农林配置 |
(三)研究进展与展望 |
二研究设计 |
(一)研究目标与内容 |
(二)技术路线与方法 |
(三)研究区选择与代表性 |
(四)资料数据获取与可信度分析 |
三石漠化环境土壤水赋存效应与混农林配置机理 |
(一)不同环境土壤水赋存效应 |
1高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
(二)基于土壤水赋存的混农林配置机理 |
1.混农林配置机理 |
2.混农林配置机理对比分析 |
四混农林业对土壤水赋存的影响机制 |
(一)混农林业对土壤水赋存能力的影响 |
1高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
(二)混农林业对土壤水入渗能力的影响 |
1高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
(三)混农林业对土壤蒸发能力的影响 |
1高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
(四)混农林业对土壤水赋存的影响机制 |
五基于土壤水赋存的混农林配置技术研发与应用示范验证 |
(一)基于土壤水赋存的混农林配置技术研发 |
1基于土壤水赋存的混农林物种配置技术 |
2基于保水固土的混农林复合耕作技术 |
3基于水分高效利用的混农林修枝整形技术 |
(二)山地混农林配置技术应用示范及验证 |
1示范点选择与代表性论证 |
2示范点建设目标与建设内容 |
3混农林经营现状评价与模式布设 |
4混农林配置与技术应用过程 |
5技术应用示范成效与验证分析 |
六结论与讨论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间科研及奖励情况 |
(5)喀斯特石漠化草灌干旱逆境适应与品质研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
一 研究现状 |
(一)草灌干旱逆境适应与品质研究 |
(二)石漠化草灌干旱逆境适应与品质研究 |
(三)研究进展及展望 |
二 研究设计 |
(一)研究目标与内容 |
(二)技术路线与方法 |
(三)研究区选择与代表性 |
(四)实验方案与资料数据可信度分析 |
三 石漠化草灌干旱逆境适应机理 |
(一)草灌植物对干旱胁迫的响应机理 |
1 毕节撒拉溪研究区 |
2 关岭-贞丰花江研究区 |
3 施秉喀斯特研究区 |
4 草灌植物抗旱性综合评价 |
(二)野外验证试验 |
1 田间干旱胁迫试验下对草灌植物的生长影响 |
2 田间干旱胁迫试验对比下草灌植物营养品质变化机理 |
四 石漠化草灌干旱逆境适应与品质相互作用 |
(一)石漠化地区草灌对干旱胁迫的适应机制 |
1 干旱胁迫对石漠化地区植物的影响 |
2 植物形态和生长特征对干旱胁迫的适应机制 |
3 提高植物抗旱性的途径与措施 |
(二)环境因子对植物光合生理参数的影响 |
(三)土壤理化性质对植物营养品质的单维和交互影响 |
1 土壤物理性质对植物营养品质的影响 |
2 土壤化学性质对植物营养品质的影响 |
3 土壤理化性质对植物营养品质的交互影响 |
五 石漠化草灌种植与品质提升技术研发与应用示范验证 |
(一)石漠化地区现有成熟技术 |
1 人工草地建植技术 |
2 灌木栽培技术 |
3 施肥技术 |
4 灌溉技术 |
(二)石漠化地区共性关键技术研发 |
1 草灌种植技术 |
2 草灌品质提升技术 |
3 野外田间旱棚装置技术 |
4 植物生长模拟试验装置技术 |
(三)石漠化草灌种植与品质提升技术应用示范及验证 |
1 示范点选择与代表性论证 |
2 示范点建设目标与建设内容 |
3 草灌种植与品质提升现状评价与措施布设 |
4 草灌种植与品质提升规划设计与应用示范过程 |
5 草灌种植与品质提升技术应用示范成效与验证分析 |
六 结论与讨论 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间主要研究成果 |
致谢 |
(6)喀斯特石漠化山地混农林业农艺节水机制及技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
一 研究现状 |
(一)农艺节水 |
(二)石漠化山地农艺节水 |
(三)研究进展及展望 |
二 研究设计 |
(一)研究目标与内容 |
(二)技术路线与方法 |
(三)研究区选择与代表性 |
(四)实验方案与资料数据可信度分析 |
三 石漠化山地混农林业农艺措施节水机制 |
(一)农艺措施对土壤理化性质的影响 |
1 农艺措施对土壤物理性质的影响 |
2 农艺措施对土壤化学性质的影响 |
(二)农艺措施对植物蒸腾及土壤蒸发的影响 |
1 农艺措施对植物蒸腾的影响 |
2 农艺措施对土壤蒸发的影响 |
(三)混农林业农艺措施节水机制 |
四 石漠化山地混农林业农艺节水技术 |
(一)农艺节水现有技术 |
1 地表覆盖技术 |
2 耕作保墒技术 |
(二)农艺节水技术创新 |
1 水肥耦合改良技术 |
2 立体覆盖节水增值技术 |
3 复合垄作节水增值技术 |
4 节水效益监测技术 |
五 石漠化山地混农林业农艺节水技术应用示范与验证 |
(一)示范点选择与代表性论证 |
(二)示范点建设目标与建设内容 |
(三)混农林业现状评价与措施布设 |
1 毕节撒拉溪示范点 |
2 关岭-贞丰花江示范点 |
3 施秉喀斯特示范点 |
(四)农艺节水规划设计与应用示范过程 |
1 规划设计流程 |
2 应用示范过程 |
(五)农艺节水技术应用示范成效与验证分析 |
1 毕节撒拉溪示范点 |
2 关岭-贞丰花江示范点 |
3 施秉喀斯特示范点 |
六 结论与讨论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间科研成果 |
(7)喀斯特石漠化环境混农林土壤保墒与农艺截留及监测评价研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRCT |
前言 |
一 研究现状 |
(一) 土壤保墒与农艺截留 |
(二) 喀斯特混农林土壤保墒与农艺截留 |
(三) 研究进展与展望 |
二 研究设计 |
(一) 研究目标与内容 |
(二) 技术路线与方法 |
(三) 研究区选择与代表性 |
(四) 材料数据获取与可信度分析 |
三 混农林土壤保墒土壤物理性质及含水率变化规律 |
(一) 混农林保墒对土壤物理性质的影响 |
1 高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2 高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3 山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
4 不同环境混农林保墒对土壤物理性质的对比分析 |
(二) 混农林保墒对土壤含水率的影响 |
1 高原山地潜在-轻度石漠化生态环境 |
2 高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
3 山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
4 不同环境混农林保墒对土壤含水率的对比分析 |
四 混农林农艺截留机制 |
(一) 不同混农林农艺截留坡面产流产沙对降雨的响应 |
1 高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
2 山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
3 不同环境混农林农艺截留坡面产流产沙特征对比分析 |
(二) 不同混农林农艺截留的减流减沙作用 |
1 高原峡谷中-强度石漠化生态环境 |
2 山地峡谷无-潜在石漠化生态环境 |
3 不同环境混农林农艺截留的减流减沙作用对比分析 |
五 混农林保墒与农艺截留技术研发及应用示范验证 |
(一) 石漠化地区现有技术及成熟技术 |
1 有机物覆盖技术 |
2 地膜覆盖技术 |
3 石块覆盖技术 |
4 保水剂 |
5 坡耕地等高植物篱 |
(二) 石漠化地区共性关键技术研发 |
1 高原山地混农林保墒与农艺截留技术 |
2 高原峡谷混农林保墒与农艺截留技术 |
3 山地峡谷混农林保墒与农艺截留技术 |
(三) 混农林保墒及农艺截留技术应用示范验证 |
1 示范点的选择与代表性论证 |
2 示范点建设目标与建设内容 |
3 混农林保墒现状评价与措施布局 |
4 措施设计与措施示范过程 |
5 混农林保墒及农艺截留技术应用示范成效与验证分析 |
六 混农林保墒与农艺截留成效监测评价 |
(一) 监测评价指标体系 |
1 指标体系构建原则 |
2 指标选取依据与方法 |
3 混农林保墒与农艺截留成效监测评价指标体系确定 |
4 指标说明及计算 |
(二) 评价体系指标的一致性检验及权重的确定 |
1 判断矩阵构建 |
2 指标权重的最终确定 |
3 指标数据的标准化处理 |
4 综合评价模型与结果分析 |
七 结论与讨论 |
参考文献 |
攻读学位期间科研成果 |
致谢 |
(8)喀斯特石漠化地区林草优化配置与健康养猪技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
一 研究现状 |
(一)林草优化配置与健康养猪 |
(二)石漠化林草优化配置与健康养猪 |
(三)研究进展及展望 |
1 文献的获取与论证 |
2 研究阶段划分 |
3 国内外主要进展与标志性成果 |
4 国内外拟解决的关键科技问题与展望 |
二 研究设计 |
(一)研究目标与内容 |
1 研究目标 |
2 研究内容 |
3 研究特点与科技难点和创新点 |
(二)技术路线与方法 |
1 技术路线 |
2 研究方法 |
3 试验方案 |
(三)研究区选择与代表性 |
1 研究区选择的依据和原则 |
2 研究区基本性特征与代表性论证 |
(四)材料数据获取与可信度分析 |
三 不同等级石漠化背景下林草优化配置机理 |
(一)林草优化配置中牧草混播理论基础 |
(二)林草优化配置中适生性牧草筛选机理及产量分析 |
1 潜在-轻度石漠化环境牧草筛选机理及产量分析 |
2 中度-强度石漠化环境牧草筛选机理及产量分析 |
(三)高原山地潜在-轻度石漠化环境牧草养分差异性分析 |
1 不同配置方式下白三叶、黑麦草、鸭茅养分差异性分析 |
2 白三叶、黑麦草、鸭茅差异性分析 |
(四)高原峡谷中度-强度石漠化环境牧草养分差异性分析 |
1 不同配置方式下紫花苜蓿、菊苣、金荞麦养分差异性分析 |
2 紫花苜蓿、菊苣、金荞麦差异性分析 |
四 石漠化环境林草优化配置与健康养猪耦合机制 |
(一)“以草养猪”的效益耦合机制 |
1 “以草养猪”的生态效益耦合机制 |
2 “以草养猪”的经济效益耦合机制 |
3 “以草养猪”的社会效益耦合机制 |
(二)不同牧草对猪增重及经济效益的影响 |
1 潜在-轻度石漠化环境 |
2 中度-强度石漠化环境 |
五 石漠化林草优化配置与健康养猪技术研发与应用示范验证 |
(一)石漠化环境现有成熟技术 |
1 生态养猪技术 |
2 林草间作技术 |
3 干草、青贮饲喂技术 |
(二)石漠化环境共性关键技术研发 |
1 牧草留茬试验剪切装置 |
2 生态养猪抽屉式食槽 |
3 土壤植物生长模拟试验取草装置 |
4 加热功能的生态养猪食槽装置 |
5 牧草存活率试验取样装置 |
6 一种仔猪喂料槽 |
7 潜在-轻度石漠化林草优化配置与健康养猪技术集成 |
8 中度-强度石漠化林草优化配置与健康养猪技术集成 |
9 石漠化林草优化配置与健康养猪技术集成对比分析 |
(三)石漠化林草优化配置与健康养猪技术应用示范及验证 |
1 示范点的选择与代表性论证 |
2 示范点建设目标与建设内容 |
3 林草优化配置与健康养猪现状评价与措施布设 |
4 林草优化配置与健康养猪规划设计与应用示范过程 |
5 林草优化配置与健康养猪技术应用示范成效与验证分析 |
六 结论与讨论 |
参考文献 |
攻读学位期间科研及获奖情况 |
致谢 |
(9)喀斯特石漠化乔灌草修复机制与高效特色林产业模式研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
第一章 研究现状 |
第一节 植被修复与高效特色林产业 |
第二节 石漠化治理中植被修复与高效特色林产业 |
第三节 研究进展与展望 |
第二章 研究设计 |
第一节 研究目标与内容 |
第二节 技术路线与研究方法 |
第三节 研究区选择与代表性 |
第四节 实验方案与数据可信度分析 |
第三章 植物物种多样性与功能性状 |
第一节 不同演替阶段植物群落多样性特征 |
一 植物物种及生活型组成 |
二 不同演替阶段群落结构特征 |
三 植物重要值及多样性分析 |
四 研究区植物群落多样性特征分析 |
第二节 乔灌草植物功能性状 |
一 植物结构功能性状 |
二 植物生理功能性状 |
三 研究区乔灌草植物功能性状对比分析 |
第三节 生态系统养分化学计量特征 |
一 毕节撒拉溪研究区养分化学计量特征 |
二 关岭–贞丰花江研究区养分化学计量特征 |
三 施秉喀斯特研究区养分化学计量特征 |
四 研究区养分化学计量特征对比分析 |
第四章 高效特色林适应策略与生态系统服务功能 |
第一节 基于环境异质性物种共存 |
一 土壤酶对环境耦合适应策略 |
二 植物性状对环境的适应策略 |
三 环境对养分循环的驱动机制 |
四 研究区基于环境异质性物种共存对比分析 |
第二节 乔灌草结构-功能关系协同 |
一 植物结构性状间的权衡 |
二 植物生理性状与结构性状间的权衡 |
三 植物功能性状权衡策略 |
四 研究区结构-功能关系协同对比分析 |
第三节 生态系统服务功能提升机制 |
一 服务功能特性 |
二 物种功能群的建立及调控策略 |
三 研究区的服务功能对比分析 |
第五章 乔灌草修复与高效特色林产业模式与技术集成 |
第一节 模式构建 |
一 模式构建的理论依据 |
二 模式构建的边界条件 |
三 模式构建的技术体系 |
四 模式的结构与功能特性 |
五 不同等级石漠化地区模式结构与功能对比分析 |
第二节 技术研发与集成 |
一 现有成熟技术应用 |
二 共性关键技术及技术体系研发 |
三 不同等级石漠化环境技术优化与集成 |
第六章 乔灌草修复与高效特色林产业模式应用示范与验证推广 |
第一节 模式应用示范与验证 |
一 示范点选择与代表性论证 |
二 示范点建设目标与建设内容 |
三 林产业现状评价与措施布设 |
四 林产业规划设计与应用示范过程 |
五 林产业模式应用示范成效与验证分析 |
第二节 模式优化调整与推广 |
一 模式问题与优化调整 |
二 模式推广适宜性分析 |
三 模式可推广应用范围 |
第七章 结论与讨论 |
第一节 结论与讨论 |
第二节 主要创新点 |
第三节 问题与展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读博士学位期间科研成果 |
(10)石漠化环境“五水”赋存转化与混农林业高效利用模式(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
第一章 研究现状 |
第一节 “五水”赋存转化与混农林业 |
第二节 喀斯特石漠化环境“五水”赋存转化与混农林业 |
第三节 “五水”赋存转化与混农林业研究现状与展望 |
第四节 国内外拟解决的关键科技问题与展望 |
第二章 研究设计 |
第一节 研究目标与内容 |
第二节 技术路线与研究方法 |
第三节 研究区选择与代表性 |
第四节 实验方案与资料数据可信度分析 |
第三章 “五水”赋存转化与混农林业高效利用 |
第一节 大气水赋存转化特征 |
一 研究区降水时空分布特征 |
二 可利用降水分布特征 |
三 相关性分析 |
第二节 地表水赋存转化与混农林高效利用 |
一 侵蚀性降雨量与产流关系 |
二 雨强与产流的关系 |
三 混农林系统地表产流阻控效益 |
第三节 土壤水赋存转化与混农林高效利用 |
一 混农林土壤水赋存特征 |
二 混农林地土壤水蒸发 |
第四节 生物水赋存转化与混农林高效利用 |
一 混农林蒸腾特征 |
二 混农林地冠层截留量 |
第五节 “五水”赋存转化与混农林高效利用 |
一 混农林地“五水”赋存转化特征 |
二 混农林“五水”赋存转化数学模型构建与验证 |
三 基于“五水”赋存转化机理的混农林地水资源高效利用 |
第四章 混农林地水资源高效利用策略 |
第一节 混农林地农艺措施高效利用水资源 |
一 混农林地农艺措施下的土壤水分赋存特征 |
二 混农林地农艺措施的土壤水资源转化特征 |
三 基于“五水”赋存转化的混农林农艺节水策略 |
第二节 工程节水措施与混农林高效利用水资源策略 |
一 工程节水措施及混农林土壤水分赋存特征 |
二 工程节水策略对混农林地水资源转化的影响 |
三 基于“五水”赋存转化的工程节水策略 |
第五章 基于“五水”赋存转化的混农林业高效利用模式构建及技术 |
第一节 模式构建 |
一 模式构建的理论依据 |
二 模式构建的边界条件 |
三 模式构成的技术体系 |
四 模式的结构与功能特性 |
五 结构与功能的对比分析 |
第二节 技术研发与集成 |
一 现有成熟技术应用 |
二 共性关键技术研发 |
三 不同等级石漠化地区技术优化与集成 |
第六章 “五水”赋存转化与混农林业高效利用模式应用及推广 |
第一节 模式应用示范与验证 |
一 示范点选择与代表性论证 |
二 示范点建设目标与建设内容 |
三 混农林水资源高效利用现状评价与措施布局 |
四 混农林水资源高效利用规划设计与应用示范过程 |
五 混农林水资源高效利用模式应用示范成效与验证分析 |
第二节 模式优化调整方案与推广 |
一 模式存在的问题与优化调整 |
二 模式推广适宜性分析 |
三 模式推广应用范围分析 |
第七章 结论与讨论 |
第一节 主要结论 |
第二节 创新点 |
第三节 讨论与展望 |
参考文献 |
附录一 土壤物理属性数据(g) |
附录二 作物蒸腾速率监测(g/g/h) |
附录三 地表产流数据 |
附录四 土壤蒸发速率监测(mm/d) |
附录五 气象数据统计 |
附录六 植被截留数据(mm) |
攻读学位期间科研成果 |
一、参与的科研项目 |
二、发表的论文 |
三、获得奖励 |
致谢 |
四、贵州花江峡谷地区花椒林地杂草研究(论文参考文献)
- [1]喀斯特山区异质地表特色农作物低空遥感识别特征响应与提取[D]. 朱孟. 贵州师范大学, 2021
- [2]喀斯特生态恢复模式下坡地壤中流与碳氮迁移影响机制研究[D]. 母娅霆. 贵州师范大学, 2021
- [3]喀斯特裂隙水文过程与混农林水土漏失阻控技术[D]. 景建生. 贵州师范大学, 2021
- [4]喀斯特石漠化治理中基于土壤水赋存的混农林配置机理与技术[D]. 何方燕. 贵州师范大学, 2020
- [5]喀斯特石漠化草灌干旱逆境适应与品质研究[D]. 闵小莹. 贵州师范大学, 2020
- [6]喀斯特石漠化山地混农林业农艺节水机制及技术研究[D]. 张紧紧. 贵州师范大学, 2020
- [7]喀斯特石漠化环境混农林土壤保墒与农艺截留及监测评价研究[D]. 鲍恩俣. 贵州师范大学, 2020
- [8]喀斯特石漠化地区林草优化配置与健康养猪技术研究[D]. 陈磊. 贵州师范大学, 2020
- [9]喀斯特石漠化乔灌草修复机制与高效特色林产业模式研究[D]. 张俞. 贵州师范大学, 2020
- [10]石漠化环境“五水”赋存转化与混农林业高效利用模式[D]. 吴清林. 贵州师范大学, 2020