黄土区林草植被对坡地产流产沙的影响

为进一步探讨林草植被对流域降雨产流产沙的影响,为黄土区植被建设提供理论依据,对蔡家川流域坡面径流小区和试验小流域降雨产流产沙进行了测定和分析。结果表明,坡面自然更新的次生林和虎榛子灌木林较人工林有更好的涵养水源、保持水土功能;通过灰色关联分析,林分郁闭度和草本、枯落物生物量对坡面产流产沙影响显著。在对嵌套流域聚类分析的基础上,相似地形地貌的子流域,少林流域比多林流域的雨季径流深、径流系数高2.7~2.9倍,且前者暴雨径流输沙量是后者3倍~6倍。     

整地与植被调整对紫色土区坡面产流产沙的影响

基于川北紫色土区3个径流小区整地前后近20a实测数据,通过建立降雨因子和产流产沙的关系对其降雨特征及产流产沙规律进行对比研究。结果表明:整地后年均降水量较整地前减少约10%,但径流系数和含沙率分别减少了88%和83%。其中,自然破坏小区经过混交造林调整后产流、产沙分别减少95%和88%(P0.05),封坡育草小区经过人工补植调整后分别减少90%和80%,荒坡垦种小区经过青砖护埂调整后分别减少78%和81%,说明混交造林水土保持效果最明显。整地前产流、产沙均表现为荒坡垦种自然破坏封坡育草,整地后表现为青砖护埂人工补植混交造林;荒坡垦种小区与其他小区间整地前后产流产沙差异均显著(P0.05);由产流产沙量与降雨特征指标的相关分析和回归分析可知,整地后的相关系数均较小,且产流的相关性明显高于产沙。说明降雨因子对整地后的产流、产沙影响较小,水土保持措施起到关键作用。植物措施和耕作措施结合有效减少该区的产流产沙量,可在该区水土保持建设中推广应用。     

黄土区森林植被对不同尺度坡地产流产沙的影响分析

为进一步探讨森林植被对流域坡地不同尺度降雨产流产沙的影响，为黄土区植被建设提供理论依据，对蔡家川流域坡面径流小区和试验小流域降雨产流产沙进行了测定和分析。结果表明，坡面自然更新的次生林和虎榛子灌木林较人工林有更好的涵养水源、保持水土功能；通过灰色关联分析，林分郁闭度和草本、枯落物生物量对坡面产流产沙影响显著。在对嵌套流域聚类分析的基础上，相似地形地貌的子流域，少林流域比多林流域的雨季径流深和径流系数高2．7～2．9倍，且前者暴雨径流输沙量是后者3～6倍。     

大别山区不同降雨和植被条件下梯地产流产沙特征

大别山区是国家水土保持重点建设工程的主要区域之一,为探究不同时间尺度下不同降雨等级和植被类型对产流产沙影响,基于霍山县水土保持试验站2011—2018年的试验小区自然降雨及产流产沙量观测数据进行了定量分析。结果表明:(1)在次降雨事件的时间序列分析中,2011—2018年次降雨存在雨量更大、雨势更急的趋势,茶叶相对于黄豆等其他植被,具有显著的保沙能力,且其减沙效益高于减流效益,8年的黄豆种植使得土壤侵蚀愈发严重。(2)在99%的置信水平下,黄豆的产沙风险是茶叶的21.29倍。(3)随着降雨等级提升,产沙风险也逐步提升,其中暴雨和大暴雨产沙风险较其他降雨等级显著提升。(4)茶叶出现产沙与瞬时雨强相关,雨强对产沙的重要性高于雨量,黄豆多由产流而导致产沙,雨量对产沙的重要性高于雨强,各因子对茶叶的评价平均精度高于黄豆。(5)黄豆处于三叶期—开花期和结荚期—成熟期时具有较好的保水保沙效益,而三叶期—开花期产流产沙峰值主要由于高水平的雨量雨强导致。研究结果较好地显示了茶叶和黄豆在不同降雨及生长状态下的产流产沙特征及影响因素,可为大别山地区以减少水土流失为目的的植被种植与管护提供科学依据。     

泥石流流域降雨的产流与产沙研究

泥石流流域产流产沙与其他流域产流产沙不同 ,有其独特的特点。以云南东川蒋家沟为例 ,研究人工降雨下的小坡面产流产沙 ,自然降雨下的大坡面产流产沙 ,降雨的流域无泥石流时产流产沙和降雨的流域有泥石流时产流产沙 ,给出了相应的计算公式 ,并分别对比了各种情况下产流和产沙实测值与计算值 ,取得了较好的结果。     

小浪底库区坡地不同利用方式入渗规律与产流产沙特征研究

坡耕地水土流失已成为小浪底库区生态环境和农业可持续性发展所面临的一个重大问题。通过饱和入渗和模拟降雨试验,对不同退耕利用方式(撂荒坡地、造林幼林地、林草间作、农林间作)和传统坡耕地利用方式(坡耕地翻耕休闲、坡耕地翻耕后种植玉米)入渗规律与产流、产沙特征做了研究。结果表明:(1)退耕后坡面饱和入渗率均高于传统方式,其四种方式平均饱和入渗率是传统利用方式的1.48倍;撂荒坡地的饱和入渗率最高;同一坡面,坡底饱和入渗率高于坡中、上部。(2)初始产流时间,撂荒坡地、造林幼林地、林草间作、农林间作分别比翻耕种玉米延迟26.16min、14.89min、13.48min、6.01min,两种传统方式差别不大。持续产流时间退耕方式也长于传统方式。(3)传统方式径流总量是上述四种退耕方式的2~5倍,平均产流速率明显高于退耕方式;产沙总量是退耕方式的3~50倍左右,平均产沙速度是其的1.72~9.4倍;产沙、产流总量和与产流降雨历时密切相关。     

暴雨产流产沙模型及其在黄土高原典型支流的应用

根据黄河中游暴雨产流产沙机制,建立了2种水源产流模型;在将地面径流概化为宽浅式明渠流的基础上,综合考虑降雨、土壤含水量、地面径流的影响,建立了暴雨产沙模型. 并应用该模型模拟了黄土高原典型支流的天然水沙过程.     

林草影响下的致沙雨强研究及“水文法”模型改进

在梳理"水文法"基本原理和黄土高原产沙物理机制的基础上,定义了致沙雨强和有效产沙雨量。以黄河流域黄土丘陵沟壑区典型支流为研究范围,判别了各支流"天然时期"不同林草覆盖率下的致沙雨强指标,建立了林草覆盖率-致沙雨强关系曲线。分析发现,当林草覆盖率小于40%时,致沙雨强与林草覆盖率有良好的相关性;当林草覆盖率大于40%时,致沙雨强对植被变化不敏感,趋于稳定。将超过致沙雨强的有效产沙雨量作为降雨因子引入"水文法"模型,使改进后的模型的物理意义更加清晰,拟合精度进一步提高。     

黄丘一区一次降雨条件下的产流产沙计算

根据黄丘一区有关水保科研站(所)实测资料和研究成果,结合该区暴雨特性及产流、产沙特点,探讨了黄丘一区一次降雨条件下的产流产沙计算方法,建立了小流域产流产沙多元回归模型.     

不同降水强度等级和坡度下水土保持措施减流减沙效益研究

基于宁夏海原县树台水土保持试验站的20个径流小区2014—2019年连续6年的观测数据,对5°、10°、15°、20°和25°五种坡度在不同降水强度等级(中雨、大雨和暴雨)下的产流产沙进行统计分析,量化不同降水强度等级和坡度下水土保持措施的减流减沙效益。结果表明：中雨、大雨和暴雨是该地区发生频次较高的侵蚀性降雨类型,且集中发生于7—8月;所有土地利用类型的产流产沙量均表现为暴雨>大雨>中雨,裸地呈现最高的产流产沙量,且均随坡度的增加而增加;4种水土保持措施中人工乔木林地和人工灌木林地的减流减沙效益最高,减流效益在0.8附近波动,减沙效益接近1,在坡度15°时人工乔木林地的减流减沙效益最高,在坡度20°和25°时人工灌木林地减流效益最高,减沙效益与人工乔木林地相当;与中雨和大雨相比,暴雨条件下4种措施的减流效益均降低,减沙效益变化不明显。     

喀斯特地区不同林草植被的减流减沙作用

为了进行水土保持生物措施的合理配置,因地制宜治理贵州喀斯特地区水土流失,通过径流小区观测法,对贵州喀斯特地区不同林草植被的减流减沙作用进行了研究.结果显示,观测试验期间(2008-2010年),大部分林草植被类型都经历了明显的变化过程:完全不具减流减沙作用-部分具有减流减沙作用-减流减沙作用.至2010年各林草植被的减流作用的大小顺序为:经济林(减流率为52.5％～64.3％)＞杨树与墨西哥柏混交林＞黑麦草＞墨西哥柏＞白三叶＞杨树;减沙作用的大小顺序为:经济林(平均减沙率达99.3％)＞黑麦草＞杨树与墨西哥柏混交林＞墨西哥柏＞杨树＞白三叶.林草植被配置方式对产流产沙量也有很大影响,因此采取林草措施应同时考虑林草类型和配置方式,才能达到最佳的水土保持效果.     

渭河流域水利水保措施减沙水代价分异特征与水沙调节模拟

 不同水利、水保措施减沙水代价研究,对于评价水利、水保措施减水、减沙效应和解决流域水沙问题,有着重要意义。通过对渭河流域梯田、造林、种草和坝地等坡面和沟道水土保持措施、洪水期和年均灌溉及水库等水利措施减流减沙比的比较,分析了渭河流域1970—1996年,不同措施减沙水代价的差异和区域分异特征,并根据不同假设,模拟了通过措施数量和区域调整,对渭河径流量的影响。研究表明,灌溉措施的减沙水代价最大,其次是种草、造林和梯田等坡面措施,水库和坝地的减沙水代价较小。措施减沙水代价,区域分异特征非常明显,除坝地外,各类措施的减沙水代价,均与洪期输沙模数呈显著负相关。模拟研究表明,在假定各区间水利措施不变,通过不同水保措施面积变化和不同区间水保措施调整,可以在减少泥沙量不变时,明显增加渭河径流量。     

不同自然降雨等级下不同郁闭度马尾松林的水土流失特征

为揭示南方红壤侵蚀区不同郁闭度马尾松林水土流失的规律,以长汀红壤侵蚀区不同郁闭度(0.2,0.4,0.6,0.8)马尾松林为研究对象,采用标准径流小区观测的方法,利用在2015年观测的37场自然降雨事件构成一个降雨梯度,分析不同郁闭度马尾松林水土流失随降雨等级的变化规律,以及产流产沙量与降雨因子之间的相关性。结果表明:(1)不同郁闭度马尾松林产流产沙量均随降雨等级的增加呈逐渐增大的趋势,且暴雨下增加更为明显;(2)在中雨、大雨和暴雨3种降雨等级下,郁闭度0.2和0.8马尾松林产流产沙量均高于郁闭度0.4和0.6,且郁闭度0.4和0.6马尾松林产流产沙量随降雨等级增加变化较小;(3)在自然降雨梯度下,不同郁闭度马尾松林产流产沙与降雨量和降雨侵蚀力显著相关(P<0.05);(4)逐步回归分析发现,不同郁闭度马尾松林产流回归方程的主要变量是降雨量和最大30 min雨强,而产沙回归方程的主要变量是降雨量和降雨侵蚀力。综上,马尾松林郁闭度过高或过低不利于水土保持,长汀红壤侵蚀区郁闭度0.6马尾松林防治水土流失效果最佳。     

晋西黄土区不同密度油松人工林保育土壤功能评价

研究晋西黄土区不同密度油松林保育土壤功能变化规律及差异性,评价其保育土壤功能,以加强林分管理和生态恢复建设.以山西吉县蔡家川流域4种不同密度(925,1 325,1 750,2 250株/hm2)油松人工林为研究对象,对其土壤容重、孔隙度等物理性质、有机质等化学性质以及坡面径流泥沙量进行测定和分析,确定了 12项评价指...     

不同土地利用方式水土及养分流失响应机制研究——以鹦鹉沟小流域为例

以商南县鹦鹉沟小流域为研究对象,为分析天然降雨条件下坡面产流产沙及养分流失的变化规律,根据当地不同的种植作物,在野外建立标准径流小区进行试验。结果表明:坡度对径流影响不大,但不同坡度下产沙差异显著。草地小区的径流及产沙均低于其他耕地小区,表明了草地调节地面径流以及对于土壤的保持作用。随着径流的增加,各小区产沙量均变大,对于花生、辣椒和草地小区,坡度变大时含沙量也急剧增加,玉米缓坡小区径流含沙量较大,但其产沙总量仍小于陡坡小区。雨型和坡度对小区氮磷养分影响不同,其中短时阵型暴雨下全磷、速效磷和氨态氮易流失,坡度对全氮流失的影响较大;除草地外,陡坡小区硝态氮流失浓度普遍较低,而草地小区更利于氨态氮的保持。     

降雨和植被覆盖对铁路路基边坡土壤侵蚀的影响

[目的] 探究不同植被覆盖对边坡径流泥沙的削减作用,为改善道路路基边坡的植被配置,减少公路边坡的水土流失量提供科学参考。[方法] 选取江苏省南通市境内在建的南京市—启东市铁路路基为研究对象。利用坡面观测小区,选取观测期内不同降雨强度（15,28,40,63,82 mm/h）的自然降雨条件,对3种植被覆盖（灌草坡面、植草坡面和裸坡坡面）的坡面产流与产沙进行分析,揭示植被覆盖对径流和泥沙的拦蓄作用。[结果] 降雨强度对初始产流时间影响显著（p<0.05）,3种植被覆盖的初始产流时间随降雨强度的增加逐渐减少,植草坡面和草灌结合坡面相比裸坡坡面对初始产流时间的延缓作用显著。随着降雨强度的增加,3种下垫面坡面径流量均呈增大的趋势,植草和草灌结合坡面相比裸坡坡面有较好的削减坡面径流作用。试验条件下,草灌结合坡面削减率在54.20%～63.68%,植草坡面削减率在38.59%～55.37%。随着降雨强度的增加,裸露坡面所产生的泥沙量呈指数型递增,在降雨强度大于63 mm后尤为明显,由662.66 g （15 mm/h）陡增至2 002.95（82 mm/h）。植草和草灌结合坡面随降雨强度的增大产沙量增加不明显,泥沙产生量在0.9～4.9 g。[结论] 路基边坡产流产沙随着降雨强度的增大而增加,降雨对坡面产流产沙影响显著;植草坡面和草灌结合坡面相比裸坡坡面有非常明显的减少土壤侵蚀的效果。     

贵州省喀斯特地区坡面产流产沙特征

土壤侵蚀和石漠化严重影响了贵州喀斯特地区的可持续发展。为了有效防治该地区的土壤侵蚀,利用径流小区观测法,通过布设经济林地(梨树)、水保林地(香樟、柏树)、坡耕地(农作物)和裸地(对照)5种径流小区,对该地区不同地类坡面产流产沙特征进行研究。结果表明:坡度为13°的坡耕地和经济林地减流减沙效果显著,产流量分别减少了47.5%和25.8%,产沙量分别减少了78.5%和58.9%,香樟、柏树减流效果不明显,但产沙量分别减少了44.7%和79.3%;坡度为18°时,经济林地(梨树)、水保林地(香障)、水保林地(柏树)、坡耕地(农作物)4种地类的产流量减少45.8%,4.9%,3.8%,16.6%,产沙量分别减少了91.3%,81.1%,77.4%,61.6%。25°的坡耕地产沙量是对照的8.9倍,土壤侵蚀量大幅度增加。产流产沙量与降雨量(P)、最大30min雨强(I30)和坡度(s)均呈幂函数关系,产沙量与产流量呈线性关系。     

黔中喀斯特山区坡耕地产流产沙对无籽刺梨种植的响应

产流产沙是坡耕地土壤侵蚀的主要形式,为探讨无籽刺梨对黔中喀斯特山区坡耕地土壤侵蚀治理效应,采用径流小区野外定位观测法和相关性分析法,分析了坡度15°和25°坡耕地共6个自然坡面径流小区2016年6—9月15次野外实测侵蚀性降雨产流产沙数据。结果表明:(1)在同坡度同降雨量同I₃₀下,无籽刺梨地较自然恢复地有显著保水保沙能力,无籽刺梨+自然荒草地模式优于无籽刺梨单种模式。(2)无籽刺梨种植模式减流减沙效果坡度25°优于15°,减沙效果优于减流效果。其中无籽刺梨+自然荒草地减流减沙效果最优,在小雨、中雨、大雨、暴雨4种雨型下,坡度15°度时较自然恢复地分别平均减流59.08%,65.23%,56.96%,54.87%,分别平均减沙87.32%,71.64%,51.10%,74.69%;坡度25°度时分别平均减流53.11%,76.09%,76.72%,46.12%,分别平均减沙85.40%,86.87%,71.55%,73.99%。(3)研究区产流产沙量与降雨参数(P、I₃₀)高度相关且在0.01水平上显著,在不同雨型下无籽刺梨减流减沙均有明显效果,小雨、中雨时减流减沙效果最佳。研究证实了研究区无籽刺梨种植能抵御不同雨型的降雨侵蚀,可作为贵州省喀斯特山区生态修复的极优经济选种。     

伊犁河谷不同草地类型坡面水土保持效应的模拟降雨试验

[目的]研究一定降雨条件下,伊犁河谷地区3个不同草地类型径流小区的减流减沙效果,以期为该区的水土保持工作提供借鉴。[方法]采用野外人工模拟降雨的方法。[结果](1)几种草地类型初始产流时间的长短依次为:角果藜伊犁蒿狗牙根裸地;(2)径流速率由大到小依次为:裸地伊犁蒿狗牙根角果藜;(3)泥沙含量由大到小依次为:裸地伊犁蒿狗牙根角果藜;(4)狗牙根减流因子的数值处于0.21~0.58之间,伊犁蒿的减流因子处于0.14~0.87之间,角果藜的减流因子则在0.02~0.11之间,狗牙根减沙因子的数值在0.16~0.76之间,角果藜的减沙因子处于0~0.42之间,伊犁蒿的减沙因子则在0.42~0.88之间。[结论]水土保持效益最好的是角果藜,其次为狗牙根与伊犁蒿,裸地效果最差。     

邢台市核桃林水土保持效益分析

[目的]分析不同树龄核桃林在不同栽植模式下的水土保持效益,为该区核桃经济林栽培技术技术的完善以及水土流失的有效防治提供理论依据。[方法]以河北省邢台市裸地和不同核桃林地内的径流场为研究对象,采用野外试验布设和室内分析测定相结合的方法,以裸地为对照研究了不同核桃林在天然降雨后的产流产沙特征。[结果](1)在常规核桃林、核桃—苜蓿林和核桃—生态放养(鸡)林3种核桃林栽植模式中,核桃—苜蓿林保水保土效果表现最优,径流系数在0.14%~0.30%之间,径流含沙量在4.04~8.95kg/m3之间。(2)在同一核桃林栽植模式中,随着核桃树树龄的增长其保水保土作用也逐渐增强。5年生核桃林的径流系数和径流含沙量平均为3年生核桃林的95.90%和83.63%,8年生核桃林的径流系数和径流含沙量平均为3年生核桃林的94.54%和77.66%。[结论]核桃林适宜的栽植模式可以在增加经济效益的同时,有效地控制水土流失,在实际应用中,应针对不同的地形条件、降雨特性进行合理的选择。