晋西黄土区基于地形因子的土壤水分分异规律研究

以山西省吉县蔡家川小流域典型梁峁坡面为研究对象,在研究区共布设313个土壤水分监测点,用TDR测定土壤(0~30cm,30~60cm)水分,经克立格(kriging)插值得到了研究区土壤水分分布图,并与基于数字高程模型(DEM)提取的研究区域坡向、坡度、高程3个地形因子分布图叠加,生成土壤水分与地形因子相对应的数据库,用以分析坡面尺度地形因子对土壤水分的影响情况及基于地形因子的土壤水分分异规律。通过主成分分析得出:地形因子对土壤水分影响的次序依次为坡向>高程>坡度。通过对坡向和坡度聚类分析得出:影响土壤水分分异的坡向可分为两类,即292.5°~360°(0°)~112.5°(阴坡),112.5°~292.5°(阳坡);影响土壤水分分异的坡度分为:5°~20°,20°~35°两类。依据坡度和坡向的分类结果,分别拟合土壤水分和地形因子的函数关系,求出不同坡度、坡向土壤水分的关系系数:若假定坡度为5°~20°、坡向为阴坡时,土壤水分关系系数为1,则坡度为5°~20°、坡向为时阳坡时土壤水分关系系数为0.99,坡度20°~35°、坡向为阴坡时土壤水分关系系数是0.82,坡度20°~35°、坡向为阳坡时土壤水分关系系数为0.8。     

基于DEM的流域地貌气候瞬时单位线地貌参数的提取

 地貌参数的提取是水文模型构建的基础,参数的准确与否直接关系到模型的精度。该文研究了基于DEM提取地貌气候瞬时单位线(R-VGIUH)地貌参数的方法:对流域DEM进行填洼处理;提取不同临界支撑面积下的河网;分析临界支撑面积的取值对所提取的河网总长度和平均坡降的影响;确定反映流域河流地貌发育的流域临界支撑面积;计算流域相应的各项地貌参数。将该方法应用于山西省吉县的冯家圪垛小流域(17.98 km²),提取的河网与实际情况比较符合,计算出的地貌参数河数率(4.6083)、河长率(2.5928)、面积率(3.3999)均符合通过大量自然水系资料分析确定的取值范围。研究方法排除了选取集水面积阈值时的主观性,提高了提取流域地貌参数的精度。     

有序聚类法在土壤水分垂直分层中的应用

针对现阶段土壤水分动态研究中土壤水分垂直剖面分层方法所存在的数学理论依据不足的问题,应用有序聚类法中次序不变性的特点,以晋西黄土残塬沟壑区吉县刺槐林地为研究对象,通过对4个样地0～200 cm土壤水分的定位观测,将土壤水分垂直剖面进行了分层. 研究结果表明,晋西黄土残塬沟壑区刺槐林地土壤水分垂直剖面可分为:土壤水分弱利用层（0～20 cm）、土壤水分利用层（20～100 cm）、土壤水分调节层（100 cm以下）. 通过与现有的同类研究对比,有序聚类法分类结果与其他分类结果较为吻合,表明有序聚类法在严密的数学理论基础上,结合了土壤水分层次的有序性,是土壤水分分层研究的创新.      

论建立水土保持生态补偿机制的必要性

水、土壤是生态系统最重要且不可替代的基础要素,水土流失的结果恰恰是水、土资源的破坏与损失,而水土保持能够有效地防治水土流失,保护、开发和合理利用水土资源,对维护生态系统的平衡及其之上人类社会的健康发展具有极为重要和不可替代的战略地位和作用。但是,由于我国水土保持的生态效益在保护者、破坏者、受益者和受害者之间的不公平分配,不仅使得水土保持工作面临很大的困难,而且还威胁着生态系统及人类的生存与发展。因此,借鉴国外的成功经验,建立中国水土保持生态补偿机制,可以提高全民的生态环境意识和对水土资源的基础性、战略性和不可替代性的认识,解决水土保持投入不足等问题,以促进中国水土保持事业的顺利开展和保障人类社会的可持续发展。     

基于DEM导出的水文地形参数对比研究——在ArcGIS和Rivertools环境下

对比分析了在Rivertools和ArcGIS 2种软件环境下基于DEM提取水文地形参数的差别。结果表明:Rivertools在计算DEM填洼时较ArcGIS软件好,并可自动生成多项其他的水文地形参数,使用也更为方便,但Rivertools的河网分级方法单一,河道的裁剪只能在同一河流级别下进行;而ArcGIS的河网分级方法不唯一,且河道的裁剪不受河流级别的限制,但是要求用户对研究区域的河网有相当的了解,否则在河网的自动提取中容易与实际产生较大的偏差。鉴于2种软件各自的特点,在实际应用中应将两者结合起来,充分发挥每个软件的优点。同时,本文对基于不同精度(5m×5m、10m×10m、25m×25m、50m×50m和100m×100m)DEM导出的水文地形参数(河网长度、河网密度、高程、流域面积)进行了对比分析。结果表明:在一定的DEM精度范围内,用Rivertools软件基于DEM导出的河网总长、流域面积等水文地形特征参数与实际情况吻合得更好,但DEM精度对以此导出的水文地形特征参数更为敏感,而ArcGIS环境下DEM精度对地形特征参数的影响较小。     

水土保持生态补偿的生态学与系统学基础

水土保持生态补偿是源于生态补偿的一种激励机制,是解决目前人类经济社会发展与水土流失矛盾,拓宽水土保持投资渠道,推动水土保持工作全面开展的有效方法。通过对水土资源利用的不可逆性及生态系统自组织演化机理的分析,从生态学角度论证了实施水土保持生态补偿的必要性。同时,引入"熵"的概念,分析了复合生态系统中的能量流动,结合小流域综合治理,从系统学角度对实行水土保持生态补偿进行了探讨。     

晋西黄土区土壤水分有效性研究

在不同林地土壤水分特征曲线测定的基础上,进行土壤水分有效性的分级。通过分析不同林分的持水、供水能力,并结合生长季中土壤水分的测定,确定了不同林地土壤水分有效性水平。研究结果表明:不同立地条件下的各层土壤水分特征曲线几乎重合、形状基本相似,无显著差异;天然次生林地土壤持水能力最高,其余依次为油松×刺槐、侧柏×刺槐、侧柏、油松、灌草地、刺槐;土壤的供水能力侧柏×刺槐>次生林>刺槐>油松>侧柏>油松×刺槐>灌草地,同一立地条件下底层土>表层土;在7~10月期间,样地各土层均处于有效水范围内,0~80cm土层平均有效水储量为24.27~70.47 mm。     

建立中国水土保持生态补偿机制的基本准则

水土保持生态补偿准则制定得合理与否是水土保持生态补偿机制能否顺利实施的关键。建立水土保持生态补偿机制的准则应根据技术上适当、经济上可行、社会能够接受的原则,使受伤害或退化的以水、土资源为主的生态系统重新获得健康并益于人类的生存与发展。考虑到水土保持生态补偿在理论研究方面还处于探索阶段,所以,借鉴生态补偿的基本准则,根据中国水土保持的具体实践,认为建立中国水土保持生态补偿机制必须遵循"公平性"的伦理域准则、"分类分区、因地制宜"的空间域准则、"不欠新账、多还旧账"的时间域准则、"政府补偿与市场补偿有机结合"的管理域准则以及"先试点、后推广"的实践域准则。     

南方红壤丘陵区输变电工程水土保持措施

以浙江省温西500kV输变电工程为例,分析了南方红壤丘陵区输变电工程的水土流失特点,结合主体工程水土保持分析评价和防治目标,进行了水土流失防治措施布局.     

树木蒸腾耗水研究进展

 在大量收集国内外研究资料的基础上,对树木蒸腾耗水量测定方法:快速称重法、整树容器法、蒸渗仪法、空调室法、化学示踪法、热平衡法、气体交换测定法、光合系统测定仪法;计算方法:水文学法、气象法、波文比法、空气动力学法、窝动相关法、红外遥感法;蒸散耗水研究尺度:枝叶尺度、单木尺度、林分尺度、区域尺度;及尺度转换问题研究现状以及存在的问题作了的详尽的综述,并在此基础上,对树木蒸腾耗水的未来研究方向做了展望。