基于植被恢复的黄土高原典型流域次洪水沙特征分析

研究大规模植被恢复条件下岔巴沟流域次洪水沙变化,对揭示黄土高原土壤侵蚀演变规律和黄河水沙调控具有重要作用。基于101场洪水事件,结合NDVI和降雨数据,通过分析不同生态建设时期岔巴沟流域次洪水沙变化特征,选取2场典型洪水事件进行对比,揭示次洪输沙与径流侵蚀能量的关系。结果表明:时期Ⅱ的次洪平均径流量是时期I的1.86倍,但平均输沙量仅为0.52倍。在4个洪峰流量分级中,时期I的次洪平均输沙模数明显高于时期Ⅱ。与NO.2洪水事件相比,NO.100洪水事件的径流过程和输沙过程具有良好的同步性,洪水历时更长,洪峰流量、输沙峰值明显较低。时期I和Ⅱ的次洪输沙模数均随径流侵蚀功率的增加而增加,但时期Ⅱ的输沙模数整体低于时期I。研究结果表明大规模植被恢复对黄土高原典型流域次洪输沙的调控作用较径流更为显著。     

山区公路建设项目的生态环境影响与保护对策

探讨了山区公路建设项目的生态环境保护对策,以尽可能减小因公路建设对沿线山区生态环境带来的不利影响.以安康-汉中公路建设项目为例,分析了高速公路建设项目中主体工程、桥涵工程、隧道工程、服务区工程和临时占地等公路各功能区段对沿线生态环境的影响,进而针对公路工程的设计期、施工期及营运期等不同建设阶段进行环保对策分析.并进一步提出合理可行的生态保护对策,强调形成较为完整的公路建设项目生态环保措施体系的重要性.     

退耕还林还草政策影响下米脂县银州镇土地利用变化研究

以米脂县银州镇1986年和2006年两期TM影像及1996年土地利用现状图为基础,结合GIS空间分析软件和遥感软件,分析了1986-1996年、1996-2006年以及1986-2006年的土地利用时空变化.研究表明,1986-1996年期间,土地利用变化表现为水域、林地和草地减少,耕地和其它用地增加,其中尤以耕地面积变化最为显著,减少的林地和草地主要转化为耕地;1996-2006年期间,主要的土地利用变化表现为水域、耕地和其它用地减少,林地和草地增加.由于受到退耕还林还草政策的影响,耕地减少主要表现为转化成林地和草地.总体上看,1986-2006年期间,银州镇土地利用变化显著,主要表现为水域、林地和耕地面积减少,草地和其它用地面积增加,水域、林地和耕地主要转化为草地.1986-2006年土地利用变化主要发生在粱峁地上,有部分无定河两岸的水浇地转化为其它用地.退耕还林还草工程在改善当地生态环境方面虽取得了一定效果,但生态环境的保护和恢复仍是一个长期的任务.     

宁强县土壤侵蚀的地貌分布特征

为了揭示宁强县土壤侵蚀的空间分布特征,利用GIS技术,通过对宁强县土壤侵蚀强度分布图和DEM图的叠加,得到土壤侵蚀强度在坡度、坡向、高程、起伏度等地貌因子的分布特征。结果显示,宁强县水土流失程度为63.79%,土壤侵蚀强度以中度为主。不同坡度、高程、起伏度下的水土流失面积比例、土壤侵蚀综合指数和土壤侵蚀强度分别随着坡度增加、高程升高、起伏度上升呈先增大后减小的单峰分布趋势。平地的水土流失面积比例接近0,不同坡向的水土流失面积比例、土壤侵蚀综合指数和土壤侵蚀强度分布差异不显著。不同土壤侵蚀强度的最大值和分布范围均随着坡度的增加而增大,但却随着高程的升高而减小。各土壤侵蚀强度的起伏度分布均很相似。此结论可为区域水土保持规划和水土流失治理提供决策依据和理论支持。     

黄土高原丘陵沟壑区临界地貌侵蚀产沙特征

深入研究流域临界地貌形态对侵蚀产沙的作用机制至关重要,也是建立流域侵蚀产沙预测模型的关键所在。该研究以黄土高原丘陵沟壑区岔巴沟为研究对象,开展了流域次降雨侵蚀产沙的BP人工神经网络(back propagation artificial neutral network,BPANN)模型与多重线性回归(multiple linear regression,MLR)模型比较研究,定量分析了流域侵蚀产沙的敏感因子及影响程度,并使用分形信息维数临界值和相对应的变量建立临界地貌侵蚀产沙预测模型,阐明临界地貌侵蚀产沙特征。结果表明,在侵蚀产沙模数预测方面,BPANN模型较MLR模型具有更好预测性能,能够有效表征综合条件下侵蚀产沙的动态变化过程。径流深和径流侵蚀功率对侵蚀产沙以及水文响应的影响程度受地貌形态因素制约。当分形信息维数大于地貌临界值时,采用径流侵蚀功率的预测精度高于径流深;相反,分形信息维数小于地貌临界值时,采用径流深的预测精度高于径流侵蚀功率。以分形信息维数为界,分别引入径流深或径流侵蚀功率所建立的临界地貌侵蚀产沙预测模型,具有较高的预测精度,具有一定的可行性、可靠性和普适性。     

陕北地区土地利用变化对生态服务功能价值的影响

以陕北地区榆林、延安2市作为研究区域,利用土地利用变化数据,对陕北地区用地类型的变化进行分析,并使用合适的生物量因子,修正生态服务功能价值当量表,使当量表更符合陕北地区的实际情况,结合已有研究得到的二级用地类型当量因子比例关系,细化生态系统服务功能当量因子表,以便更准确的估算陕北地区生态系统服务功能价值.结果表明:1985-2013年间,主要用地类型变化为耕地、林地和草地,耕地面积减少2 811 km2,减少率达到9.98％,林地和草地面积分别增加1 392和2417 km2,增幅分别达到12.85％和7.10％;其中,2000-2013年面积急剧变化,林地和草地面积的增加量分别是1985-2000年的7倍和2倍,退耕还林(草)效果明显;生态系统服务功能价值大量增加,林地和草地的生态系统服务功能价值增量分别为25.2亿和13.9亿元,2000-2013年的增量是1985-2000年增量的3倍.生态服务功能价值的变化与全面推行退耕还林(草)的时间相对应,表明退耕还林(草)政策,对陕北地区生态系统服务功能价值有积极的影响.     

无定河流域基流变化特征及其对降水的响应

基流是干旱区河流水资源的重要组成部分，在维持河川径流和维护流域生态安全等方面具有重要作用。探究无定河流域基流变化特征及其对降水的响应，对优化黄土高原水资源配置意义重大。基于无定河流域1960—2019年逐日降水量、径流量数据，利用数字滤波法、小波变换、双累积曲线及弹性系数法等，分析了降水量与基流深年际和年内变化特征，探讨了降水量与基流深的时频域关系及基流对降水的时滞效应，并明确了降水—基流关系的变化方向。结果表明：无定河流域年基流深和年基流指数分别呈极显著下降趋势(p<0.001)和不显著增大趋势(p<0.1),多年平均值分别为23.83 mm和0.67。基流深和基流指数值在春秋两季较大，夏冬两季较小；夏秋季降水对基流的控制能力在高能量和低能量区均明显强于春冬季；基流对降水的年均时滞时长为3.2天，月均(5—10月)时滞时长均在7天内。在过去60年间，流域基流储量增加7倍以上；降水量与基流深的关系发生2次变化，变化点分别为1971年和2000年；2000年后基流对降水的敏感性减弱，二者关系变化的方向更加稳定。研究结果以期为黄河中游地区水资源可持续开发利用提供理论支撑。     

大理河流域淤地坝拦沙贡献率分析

为提高淤地坝拦沙贡献率的计算精度,揭示淤地坝拦沙量对流域输沙量减少的作用。以大理河流域为研究对象,提出一种基于GIS和土壤侵蚀模数的淤地坝逐年拦沙量计算方法,分析大理河流域淤地坝拦沙量对流域出口输沙量减少的贡献率。结果表明:(1)1954—2011年,大理河流域淤地坝逐年拦沙量呈波动式增加,多年平均拦沙量为0.12亿t,累积拦沙量为7.17亿t,其中1980—1989年年均拦沙量最高,为0.19亿t。(2)1960—2015年,大理河流域输沙量呈显著减少趋势,且在1971年和2002年均发生显著突变(P<0.05)。(3)人类活动是大理河流域输沙量减少的主要原因,1971—2001年淤地坝拦沙量占人类活动减少输沙量的贡献率为47.42%;随着流域植被恢复,2002—2011年淤地坝拦沙量占人类活动减少输沙量的贡献率降至31.04%。该方法对评价大理河流域淤地坝拦沙贡献率有一定的指导意义。2000年以后,由于植被恢复,大理河流域淤地坝拦沙贡献率下降。