基于DEM的马莲河流域数字地形分析

研究基于DEM的数字地形分析可以为各个领域提供地形分析的基础理论及实现手段。DEM水平分辨率作为重要的尺度参数,是确定地形参数和应用尺度的重要指标。选取陇东黄土高原地区的马莲河流域作为研究对象,应用美国ESRI公司开发的ArcGIS地理信息系统软件,基于数字高程模型进行流域地形特征的提取与分析。研究提取流域的基本地形特征如坡度和坡向,提取流域水系,划分了小流域。通过分析比较,得出DEM水平分辨率对提取的地形特征及水文特征的影响,为马莲河流域的数字地形分析提供了理论依据。     

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。     

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.      

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。     

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。     

论实行水土保持生态补偿的经济学基础

水土保持生态效益具有生态资本、公共物品以及外部性等经济学特性,本研究就上述3个特性,从经济学的观点分析了水土保持生态补偿的实质,探讨了建立水土保持生态补偿机制的必要性。     

晋西黄土区土壤水分时空异质性分析

选择山西吉县蔡家川流域典型坡面,应用同一尺度(20 m×20 m)取样方法机械布设土壤水分监测点(313个),用TDR水分测定仪测定土壤水分(测定时间:2005年,分两个季节:4月和8月;土壤剖面分两个层次:0~30cm和30~60 cm),基于kriging插值的方法生成了研究区土壤水分空间分布图,并结合观测季土壤水分的时空分布状况,研究土壤水分在空间和时间上分布的随机性和结构性特征。研究结果表明:4月份0~30 cm土层土壤平均含水量低于30~60 cm土层,土壤水分变异系数高于30~60 cm土层,而8月份0~30 cm土层土壤平均含水量明显高于30~60 cm土层,土壤水分变异系数高于30~60 cm土层;4月、8月表层土壤水分含量基本相当,而底层土壤水分含量8月明显低于4月;8月土壤水分的空间异质性程度小于4月;4月份0~30 cm3、0~60 cm土壤水分含量多集中于10~15%之间,而8月份0~30 cm土多集中于10~15%之间,而30~60 cm土壤水分均低于10%,生长初期土壤水分能支持植物生长的需要,而生长旺季植被的耗水明显增强,从土壤中吸收的水分明显增加。