气候及土地利用变化对大通河源区水文要素空间分布的影响

水资源短缺已成为人类社会主要的资源环境问题，气候和土地利用变化使得水文要素的演变呈现出复杂性与不确定性，探讨变化情景下水文要素空间分布特征对区域经济社会可持续发展具有重要的理论和现实意义。基于1960—2019年大通河源区气象水文数据，通过模型模拟及情景分割方法定量分析了气候和土地利用变化情景下水文要素空间分布特征。结果表明：（1）SWAT模型经过校准与验证后，模型决定系数、纳什系数和百分比偏差（PBIAS）均达到模型要求，其在率定期内分别为0.81%、0.79%和-0.8%，在验证期内分别为0.81%、0.75%和15.8%，表明模型在大通河源区具有较好的适用性。（2）大通河源区各水文要素空间异质性明显，不能用单一的水文要素代表整体的空间分布情况；降水、潜在蒸散发与土壤含水量随海拔的升高而降低，地表径流与产水量随海拔的升高而增加。（3）3种情景下各水文要素的空间分布大体一致，产水量的空间分布受土地利用变化情景的影响比较大。气候变化情景使得实际蒸散发和土壤含水量呈现下降趋势，地表径流和产水量呈现增加趋势，土地利用变化情景下各水文要素的变化与之相反。     

六盘山叠叠沟小流域4种植被土壤层水文调节功能的综合评价

深入认识和定量评价植被土壤层的水文调节功能,是干旱半干旱区生态工程建设和流域水土资源管理的重要科学依据。文中在宁夏六盘山北侧半干旱区的叠叠沟小流域,分析了4种典型植被(华北落叶松林、白桦林、沙棘灌丛和草地)100cm土层的土壤容重、持水能力和渗透性等土壤水文物理性质,运用坐标综合评定法定量评价了其土壤水文调节功能。结果表明:土壤容重(g/cm3)以沙棘灌丛(1.17)最高,白桦林、华北落叶松林和天然草地较接近(1.05~1.07);土壤总孔隙度表现为华北落叶松林(54.41%)>白桦林(53.30%)>天然草地(51.91%)>沙棘灌丛(50.11%);华北落叶松林和白桦林的蓄水性能和渗透性能要优于沙棘灌丛和草地。综合评价结果显示:白桦林地的土壤水文调节功能最强(0.0008),华北落叶松林地(0.0148)和沙棘灌丛(0.0678)次之,草地的土壤水文调节功能最差(0.2418)。     

四种方法推求土壤导水参数的差别与准确性研究

利用土壤水分特征曲线拟合公式和实测的饱和导水率间接推求土壤非饱和导水参数K(θ)和D(θ)是目前大多数水文模型普遍采用的方法。以长武黑垆土为例,对其中比较流行的Broadbrige-White模型、VanGenuchten模型、Burdine模型和Mualem模型推求土壤导水参数的差别和准确性进行了比较分析。结果发现:在较高含水量范围内,4种方法推求的土壤导水参数与实测值相差很小,具有较高精度;用4种方法计算土壤水分扩散率D精度要明显高于对非饱和土壤导水率K计算精度;对黑垆土而言,用Broadbrige-White模型推求的土壤非饱和导水参数K和D精度最高。     

盐池县聚落地名自然要素的空间特征研究

宁夏盐池县自然地理环境独特,生态环境脆弱,这对聚落地名产生了深远的影响。通过对盐池县聚落地名的自然要素进行统计,可将之归纳为地貌、水文、动植物、土壤、气候等类型。自然要素的分布受自然地理实体的制约,也受到人为因素的影响。在两方面因素的共同作用之下,盐池县聚落地名各自然要素呈现不同的空间特征,文中就其分布及成因进行探讨。     

气候变化对干旱缺水区中尺度流域水文过程的影响

基于1997-2003年的气象水文资料,选择了黄土高原泾河流域上游,对半分布式生态水文模型SWIM进行了率定和验证,并以流域历史气象条件为基准,固定其它气候因素不变,针对单一气候因素变化(降水或温度)进行了情景模拟,分析、评价了降水和温度对流域径流量、蒸散量和土壤蓄水量各水文过程的影响。结果表明:流域降水量增加(减少),年径流、蒸散及蒸散分量、土壤蓄水量均增加(减少),且降水转化为各水量平衡分量的比例大小依次为径流量(蓝水)>蒸散量(绿水)>土壤蓄水量;流域温度升高,蒸散及其分量随之增加,但径流和土壤蓄水量则随之相应减少。研究结果对于变化环境下的干旱区流域水资源管理具有一定的意义。     

民勤荒漠绿洲过渡带粘土夹层水力性质及其生态水文意义探讨

土壤水力性质是土壤水文功能的重要组成部分及影响因子，其对土壤水分分布状态、土壤水分循环的强度与速率具有重要影响。粘土夹层虽在干旱区呈不连续分布的状态，但其植被覆盖率却远高于相同水热条件下的非夹粘土壤。文中以民勤荒漠绿洲过渡带粘土夹层为研究对象，对其土壤物理性质、土壤持水性和导水性质进行测量，同时利用壕沟法对该地15年林龄的深根系乡土物种多枝柽柳根系进行了调查，分析了夹粘土壤剖面的水力性质变化特征及其影响因素，探讨了粘土夹层对干旱区植被恢复和重建的生态水文意义。结果表明：1)土壤颗粒组成和有机质含量是影响土壤持水性和导水性的重要因子。2)15年林龄多枝柽柳根系生物量(d<2mm)在粘土夹层上下界面处呈现明显增加的趋势。3)粘土夹层具有较高的持水性，其可通过毛管作用补给其他土层，同时，粘土夹层阻滞了土壤水分的运移，二者的共同作用改善了粘土夹层上下界面处的土壤水分条件。粘土夹层可以改变土壤水分入渗和存储的环境，在含有粘土夹层的土壤上进行植被建设，有助于干旱区固沙植被的恢复和建设。文中研究为了解荒漠绿洲过渡带土壤水文过程、生态恢复和重建提供了一定的数据支持。     

新疆哈密石城子河流域水文水资源分析

不同地区的自然地理环境塑造了不同特征的河流,同时,河流的活动也在不断改变着与自身有关的自然环境。我国暖温带干旱区除塔里木河流域的水文特征、水资源及其合理利用有较多的研究外,其余中小河流的研究甚少。哈密石城子河的水文特征基本反映了我国暖温带干旱区众多中小河流域的水文特征。利用石城子河流域水文气象站1956-2001年资料,对该流域径流形成、洪水、泥沙、水质等进行分析,以揭示我国暖温带干旱区中小河流域的基本特征,为科学利用该地带中小河流域水资源提供理论依据。     

黄土高原藓结皮覆盖土壤导水性能和水流特征

生物结皮具有特殊的水文物理性质,为探究其对土壤水分渗透性和水流特征的影响,以黄土高原风沙土和黄绵土上3种典型地表覆盖类型(裸地、藓结皮、藓结皮-草本植物混合)为对象,采用环刀法和染色示踪法对其导水性质与水流特征进行探究。结果表明:藓结皮对2种土壤类型0~5 cm土层土壤理化性质影响较大,与裸地相比土壤容重降低了9.85%~10.00%,土壤黏粒含量增加了1.01~1.29倍,表层有机质含量提高了2.73~3.02倍;藓结皮使0~5 cm土层土壤饱和导水率降低了61.32%~88.89%,而在5~10 cm土层饱和导水率则有明显上升。另外,由于草本植物的影响,藓结皮-草本植物0~5 cm土层与藓结皮土壤相比土壤饱和导水率提高了1.32~6.43倍;黄绵土藓结皮与藓结皮-草本植物的染色面积比均高于裸地,且水分下渗深度增加了10 cm,而风沙土藓结皮与风沙土裸地的染色面积比差异不明显。综上所述,藓结皮和藓结皮-草本植物的存在改变了表层土壤水分渗透性以及水流运动特征和水分下渗深度,影响着黄土高原土壤水分保持和生态恢复。     

基于土壤相对凋萎湿度构建的干旱监测指标在云南的应用分析

在分析云南土壤水文参数的基础上,构建基于土壤相对凋萎湿度的干旱监测指标I_RWM,并分析其在云南地区的适用性。结果表明：云南0~20 cm土层土壤水文参数空间分布较为一致,土壤水分利用率总体呈现东高西低,南高北低的特点;从I_RWM指标来看,云南轻旱、中旱、重旱和特旱上限对应的土壤相对湿度分别为45.6%、36.5%、27.5%和18.4%;当大部地区土壤相对湿度低于60%时,云南发生中等干旱灾害的可能极大;云南的西部边缘地区对土壤水分更为敏感,有旱情发展波动大的特点;在干旱监测中,I_RWM指标能够降低极端降水对旱情监测的干扰,且对干旱灾害的描述与实际更接近。综合来看,I_RWM指标在云南的适用性优于MCI指数。     

洮儿河沿岸地区水利工程建设的生态水文影响初探

水利工程建设在获得社会经济利用的同时也对生态水文问题造成明显的负面影响,在干旱半干旱地区此类问题尤为显著。本文分别探讨了洮儿河沿岸地区三类水利工程即水库、防洪堤和灌渠对于流域生态水文的影响,主要体现在:(1)减少水库下游河流径流量,加重下游水资源短缺问题;严重影响下游沼泽湿地水文,导致湿地退化(2)灌渠建设使地下水位抬升,加重土壤次生盐渍化问题;(3)防洪堤修建改变湿地水质,增大其矿化度和碱度。     

内蒙古栗钙土的主要特性及其合理利用

栗钙土是内蒙古自治区最重要的一种土壤类型。作者通过多年的工作掌握了土壤形成的自然条件及栗钙土的主要性状特征,并针对其特征提出了合理利用的措施与对策以及土壤培肥的途径。     

内蒙古草原土壤斥水性的季节变化

土壤斥水性是指水分不能或很难湿润土壤颗粒表面的物理现象,具有斥水性的土壤称为斥水土壤。本文以内蒙古锡林浩特市白音锡勒牧场中国科学院内蒙古草原生态系统定位站的羊草样地为例,运用滴水穿透时间法分析了1979年禁牧1、999年禁牧、冬季放牧和连续放牧等条件下内蒙草原土壤斥水性的季节变化。结果表明:草原土壤总体上表现为轻度斥水性或无斥水性,且斥水性具有显著的季节变化特点,一般在雨季或多雨年土壤具有较强的斥水性;不同的利用方式对草原土壤斥水性的季节变化规律具有一定的影响,存在时间上的滞后性,持续放牧处理在雨季较多的样点最先表现斥水性,其次为冬季放牧处理,然后为1999年禁牧处理,最后为1979年禁牧处理。     

内蒙古东北部大豆灌溉动态预报模型

为实现内蒙古东北部大豆农田灌溉动态预报,应用多项式拟合方法将大豆适宜土壤湿度下限值插值到全生育期的每一天,形成适宜土壤水分下限动态连续指标曲线,并从土壤-作物-大气连续体角度出发,依据农田土壤水分平衡理论,利用内蒙古突泉农业气象试验站2001—2007年土壤水分数据和气象资料,建立了适合内蒙古东北部旱作农区的大豆灌溉动态预报模型,实现了灌溉日期和灌溉量的时域滚动预报;利用2008—2011年实测数据验证该模型模拟结果,土壤相对湿度预测值与实测值的均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)分别为2.44%和3.42%,预报灌溉日期的误差在-3~3 d之间,表明模型准确性和实用性较强,可为东北大豆产区节水灌溉提供一定的科学依据。     

土壤水分监测指标修订在内蒙古地区的应用

为了准确评估土壤水分盈亏状况,在墒情评估中引入土壤有效水下限概念,提出单站单标准的墒情评估体系。结果表明:内蒙古自动土壤水分观测站凋萎湿度和田间持水量整体偏高,区域主要集中在东部区、河套地区和阴山山脉,相对偏低区域主要在锡林郭勒盟和西部区,偏低区土地类型以草原和荒漠区为主。整体来看,相对凋萎湿度东部高于中西部,东部偏南最高;相对凋萎湿度(6.57%～55.15%)波动较大,在田间持水量至相对凋萎湿度之间根据等间距划分得到二类、三类墒情上限范围为68.86%～85.05%和37.71%～70.07%,地区间墒情标准等级差异较大,二、三类墒情从地理位置来看,东部区中部区西部区锡林郭勒盟草原区,从土地利用分区来看,农林区域要明显大于草原区,其中内蒙古中西部的乌兰察布—土默川农业区、阴山丘陵农业区、河套灌区要明显高于周边草原区。     

内蒙古农牧业气候生产潜力的探讨

本文通过内蒙古农牧业气候生产潜力的计算,阐明了我区粮食与牧草的气候产量和分布的状况,并按照内蒙气候生产潜力的大小,即光、热、水在各个地区相互配合的比例,进行内蒙古自治区农牧林业的气候区划,将会收到更好的效果。并通过了解产量形成的气候过程,还可以进行粮食和牧草的产量预报。并找出影响内蒙古自治区产量的主要气候因子是干旱缺水,如能从“种草种树”改善生态环境入手,逐步培植和发挥气候生产潜力,将为我区农牧业的长期稳定的发展,打下良好基础。     

内蒙古中西部地区小麦禾谷孢囊线虫的发生分布

2005—2008年调查了内蒙古中西部地区7个盟市的20个春小麦种植区,共采集分离并鉴定了255份根际土壤和根系。调查结果表明,禾谷孢囊线虫（Heterodera avenae Woll.）在呼和浩特市、乌兰察布市、包头市、巴彦淖尔市、鄂尔多斯市、锡林郭勒盟等地区都有分布。其中,在乌兰察布市的察哈尔中旗、呼和浩特市的内蒙古农科院和内蒙古农业大学农场禾谷孢囊线虫虫口密度最大,每250 g土壤的孢囊平均含量分别达到了38.4、29.4个和16.4个。     

土壤风蚀量随残茬高度的变化规律研究

在内蒙古自治区武川县建立农田土壤风蚀试验区,采用内蒙古农业大学研制的移动式风蚀风洞和旋风分离式集沙仪,直接在农田上观测不同残茬高度条件下的农田风蚀土壤损失情况。试验结果表明:土壤风蚀量和扬起沙尘的高度随风速的增加而增加,随着作物秸秆残茬高度的增加而降低,且输沙量与高度变化符合指数函数关系,土壤颗粒主要集中在近地表层内运动。保护性耕作可明显地提高启沙风速,减少农田土壤损失,当秸秆高度为30 cm时,风蚀量仅为传统耕地的1/4左右。     

An estimation method of soil wind erosion in Inner Mongolia of China based on geographic information system and remote sensing

Studies of wind erosion based on Geographic Information System(GIS) and Remote Sensing(RS) have not attracted sufficient attention because they are limited by natural and scientific factors.Few studies have been conducted to estimate the intensity of large-scale wind erosion in Inner Mongolia,China.In the present study,a new model based on five factors including the number of snow cover days,soil erodibility,aridity,vegetation index and wind field intensity was developed to quantitatively estimate the amount of wind erosion.The results showed that wind erosion widely existed in Inner Mongolia.It covers an area of approximately 90×104 km2,accounting for 80% of the study region.During 1985–2011,wind erosion has aggravated over the entire region of Inner Mongolia,which was indicated by enlarged zones of erosion at severe,intensive and mild levels.In Inner Mongolia,a distinct spatial differentiation of wind erosion intensity was noted.The distribution of change intensity exhibited a downward trend that decreased from severe increase in the southwest to mild decrease in the northeast of the region.Zones occupied by barren land or sparse vegetation showed the most severe erosion,followed by land occupied by open shrubbery.Grasslands would have the most dramatic potential for changes in the future because these areas showed the largest fluctuation range of change intensity.In addition,a significantly negative relation was noted between change intensity and land slope.The relation between soil type and change intensity differed with the content of Ca CO3 and the surface composition of sandy,loamy and clayey soils with particle sizes of 0–1 cm.The results have certain significance for understanding the mechanism and change process of wind erosion that has occurred during the study period.Therefore,the present study can provide a scientific basis for the prevention and treatment of wind erosion in Inner Mongolia.     

内蒙古地区提高天然降水利用率实用技术及其评价

本文针对内蒙古地区水资源短缺 ,旱灾发生频繁的现状及天然降水利用效率不高的特点 ,结合国内外现有的科研与技术成果 ,根据地处干旱、半干旱地区内蒙古的气候特点 ,提出提高天然降水利用率的各种实用技术方法。并利用地理信息技术 ,根据各种实用技术方法的指标要求 ,结合内蒙古的地形、坡度状况、土壤类型和气象条件 ,在雨养农业区进行实用技术方法的优化分区 ,区划出适宜区域。     

内蒙古半干旱地区土壤侵蚀过程的研究——以内蒙古准格尔旗为例

本文探讨了在特定半干旱条件下土壤侵蚀过程的特点,即以不同时空尺度相交织的“风、水两相土壤侵蚀”过程的机制;编绘了研究区典型地段风、水两相土壤侵蚀现状图;分析和讨论了两相侵蚀过程在内蒙古半干旱地区国土整治,特别是水土保持工程中的理论和实践意义。