晋西黄土区主要造林树种耗水量测算与分析

依据水量平衡原理,采用盆栽试验分别测算了晋西黄土区主要造林树种侧柏、刺槐、杏树和梨树在其生长季(4～10月)成熟单株树木的耗水量,并根据林地土壤水分动态及土壤水分特征曲线标定的各树种无效水界值,分析了各树种土壤水分供耗特点及其有效性.结果表明:①2002贫水年生长季降水量430.7 mm,试验树种同期耗水量约为430～470 mm,树木供耗失衡;2003丰水年降水量870.2 mm,耗水量约为450～510 mm,但降雨分配不均,5月和10月树木供耗也略有失衡.②不同树种年内土壤含水量变化趋势相近,而同月耗水量差异较大,同一树种不同月耗水量差异也较大,丰水年各试验地土壤水分状况要好于贫水年.③侧柏、刺槐、杏树和梨树无效水界值为8.0%,8.4%,9.4%和10.9%,侧柏较其它树种利用水分能力最强.贫水年林外单株树木土壤含水量在一段时间内低于对应树种的无效水界值,影响树木正常生长.单株树木依靠冬季和次年春季降水补充,生长季初期都能恢复到速效水水平.     

华北土石山区天然植被种间联结和生态位研究

 在华北土石山区潮关西沟流域天然森林植被调查的基础上,对森林植被群落种间联结和生态位进行研究。结果表明:种间正联结关系非常显著的有柞栎和蒙椴、柞栎和迎红杜鹃、蒙椴和山杨、蒙椴和白蜡、山杨和白蜡、春榆和北京丁香、春榆和大花溲疏、臭椿和山杏、臭檀和栾树、臭檀和大花溲疏、锐齿鼠李和孩儿拳头、小叶鼠李和酸枣。另外,依据种间联结关系,划分了4个生态种组。分析了主要乔灌木的生态位宽度,乔木树种蒙椴、柞栎、春榆和灌木树种荆条、小叶朴和酸枣的生态位宽度均较大。比较了不同种对的生态位重叠指数,乔木不同种对中,山杏和北京丁香、柞栎和白蜡、蒙椴和春榆具有较大的生态位重叠,灌木不同种对组合中,荆条和酸枣、绣线菊和迎红杜鹃、荆条和小叶朴、蚂蚱腿子和迎红杜鹃的生态位重叠较大。     

黄土高原主要造林树种需水定额计算与分析

根据气象资料,运用彭曼公式（Penman＇s formula）和桑斯维特公式（Thornthwait fomular）计算并分析了晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和苹果林地的潜在蒸散量,结合林种不同林龄的耗水特性系数,计算得出刺槐、油松和苹果生长季（5～10月）的需水定额,并对其年内及不同龄级需水量的变化趋势作了分析。结果显示,刺槐5个龄级的年耗水量,2年生刺槐年耗水量为390.65 mm、3年生398.85 mm、5年生411.4 mm、7年生529.7 mm、13年生633.95 mm;油松3个龄级段的年耗水量,17～19年生为653.5 mm、19～20年生658.7 mm、25～28年生655.6 mm;苹果2个龄级的年耗水量,4年生为319.9 mm、8年生为526.35 mm。同时,确定出各龄级树种的月需水量和耗水量的年内变化趋势,为黄土高原抗旱造林提供参考依据。     

SWAT模型灵敏度分析模块在黄土高原典型流域的应用

SWAT模型是基于水文过程的、具有很强物理机制的流域分布式水文模型.SWAT2003以SWAT2000为基础,增加了灵敏度分析、自动校准和不确定分析3个全新模块.该文主要介绍SWAT2003模型灵敏度分析模块的原理,并在罗玉沟流域应用与验证.通过灵敏度分析,辨析出影响该流域产流产沙模拟结果精度的主要参数因子:径流曲线数(CN2)和土壤可利用水量(SOL-AWC)对罗玉沟流域模拟产流产沙值的影响最为显著,且对产沙值的影响大于对径流值的影响;而基流α系数(ALPHA-BF)、土壤蒸发补偿系数(ESCO)、坡度因子(SLOPE)和坡长因子(SLSUBBSN)对模拟产沙值的影响也十分显著,但对径流值的影响并不明显.依据上述结论调整参数值,采用连续15年的实测月流量数据对模型进行了校准和验证,结果表明,模型对月流量模拟的相对误差在模型校准期和验证期均小于15%,相关系数R2和Nash-Suttcliffe系数Ens均高于0.8,SWAT2003模型对罗玉沟流域产流的模拟结果良好.因此,灵敏度分析模块的应用极大地提高了模型在黄土丘陵沟壑区的可用性,具有一定的推广意义.     

晋西黄土区主要造林树种合理林分密度计算与分析

黄土丘陵沟壑区水土保持林合理林分密度的确定须遵循“量水植树”的基本原则。依据水量平衡原理,在无地表径流,无土壤的深层渗漏,降水资源得以充分利用的情况下,林分在某一生长季内对降水资源的消耗量应小于或等于降水总量,根据上述原理分别计算了晋西黄土区蔡家川流域刺槐和油松林的合理林分密度取值。通过观测2002年和2003年生长季时段内林龄为13a不同密度刺槐纯林和林龄为17a不同密度油松纯林林地的土壤含水量动态变化,得到受水分胁迫威胁最小的刺槐、油松林分密度与依据公式计算得出的刺槐和油松林的合理林分密度相一致,说明该文提出的计算方法计算黄土区刺槐和油松的合理林分密度具有较好的适用性,且该方法简单易行,参数获取方便,值得在黄土区进一步推广应用。     

黄土高原主要造林树种需水定额计算与分析

根据气象资料,运用彭曼公式（Penman’s formula）和桑斯维特公式（Thornthwaitfomular）计算并分析晋西黄土区主要造林树种刺槐、油松和苹果林地的潜在蒸散量,结合林种不同林龄的耗水特性系数,计算得出刺槐、油松和苹果生长季（5-10月）的需水定额,并对其年内及不同龄级需水量的变化趋势作了分析。结果显示,刺槐5个龄级的年耗水量:2a生刺槐年耗水量为390.65mm、3a生398.85mm、5a生411.4mm、7a生529.7mm、13a生633.95mm;油松3个龄级段的年耗水量,17～19a生为653.5mm、19～20a生658.7mm、25～28a生655.6mm;苹果2个龄级的年耗水量,4a生为319.9mm、8a生为526.35mm。同时,确定出各龄级树种的月需水量和耗水量的年内变化趋势,为黄土高原抗旱造林提供参考依据。     

晋西黄土区主要造林树种合理林分密度计算与分析

黄土丘陵沟壑区水土保持林合理林分密度的确定须遵循“量水植树”的基本原则。依据水量平衡原理,在无地表径流,无土壤的深层渗漏,降水资源得以充分利用的情况下,林分在某一生长季内对降水资源的消耗量应小于或等于降水总量,根据上述原理分别计算了晋西黄土区蔡家川流域刺槐和油松林的合理林分密度取值。通过观测2002年和2003年生长季时段内林龄为13年不同密度刺槐纯林和林龄为17年不同密度油松纯林林地的土壤含水量动态变化,得到受水分胁迫威胁最小的刺槐、油松林分密度与依据公式计算得出的刺槐和油松林的合理林分密度相一致,说明本文提出的计算方法计算黄土区刺槐和油松的合理林分密度具有较好的适用性,且该方法简单易行,参数获取方便,值得在黄土区进一步推广应用。     

黄土区森林植被对流域径流和输沙的影响

 为进一步探讨森林植被对流域尺度径流和输沙的影响,给黄土区植被建设提供理论依据,通过对黄土区山西省吉县蔡家川嵌套流域的聚类分析,选取地形地貌特征相似的森林流域和无林流域,对其雨季径流和输沙进行分析。结果表明:森林植被可以大幅度地延缓产流时间、减少小流域的暴雨洪峰流量;随着森林植被覆盖率的增加,流域雨季径流量、径流深和径流系数减少,无林流域比森林流域的雨季径流深和径流系数高520倍,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;少林流域暴雨径流输沙量是多林流域的36倍,且前者暴雨径流输沙过程线的变化比后者剧烈得多。由于森林植被对流域径流影响的复杂性和尺度依赖性,森林在区域（或大流域）尺度的水文功能评价仍有待进一步深入研究。     

黄土高原流域土地利用/覆被动态演变及驱动力分析

该文采用土地资源数量变化模型和土地利用/覆被状态指数,研究了甘肃天水罗玉沟流域近20多年来土地利用/覆被的演变及驱动机制。研究结果表明：1986－2004年间,流域内坡耕地急剧减少、梯田迅速增加,林地和果园面积稳步提升。从土地利用类型转移变化看,梯田的转入速度略小于转出速度,为双向高速转换下的平衡状态;而灌木林转入速度小于转出速度,有规模减少的趋势。该地区土地利用类型在前期（1986－1995年）变化程度比后期（1995－2004年）更为剧烈。除特殊的地形地貌和气候因素外,政策、人口增长和经济发展等因素共同驱动土地利用类型的演变,特别实施天然林保护工程和退耕还林工程后,该地区土地利用状况有所好转。     

黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用/土地覆被变化对径流产沙的影响

该文以黄土丘陵沟壑区第三副区内的桥子东、西沟为例,分析不同土地利用/土地覆被变化对流域径流输沙的影响.研究结果表明,土地利用/土地覆被对年径流输沙有显著影响,治理流域比未治理流域在丰水年、平水年和枯水年的年输沙率分别减少约44%、75%和86%;流域在土地利用后期(1995—2004年)比前期(1986—1994年)在平水年和丰水年的输沙量减少较大.从年内径流输沙变化来看,治理流域比未治理流域的减沙效应在5月和9月更为显著;而对于治理流域的两期土地利用时期,各月降水越多,后期时的流域月均输沙量比前期减少越多.暴雨洪水过程线和输沙过程线分析表明,土地覆被对流域暴雨洪水过程和输沙过程具有较强的调控作用.降雨和洪水流量频率分析表明,治理流域在前后两期土地利用时期,若具有相同频率分布的雨强,则任一重现期下流域后期土地利用时期的洪水平均含沙量小于前期.