小麦秸秆长度、覆盖量对坡面产流产沙的影响

为定量研究小麦秸秆覆盖对坡面产沙产流过程及减水减沙效益的影响,采用室内人工模拟降雨试验,研究在降雨强度为90 mm/h时,不同秸秆长度和秸秆覆盖量下的坡面产流产沙特征和产流产沙过程规律,结果表明:(1)在相同秸秆长度下,随秸秆覆盖量增加,产流量产沙量极显著减少(p0.01)。相同覆盖量水平下随秸秆长度增加,产流量显著增加(p0.05),在4.5 t/hm~2覆盖量下产沙量极显著增加(p0.01)。(2)秸秆覆盖坡面的初始产流时间较裸露坡面延迟6.23倍,产流量平均下降19.5%,产沙量下降31.6%。覆盖措施通过保护土壤的结构有效抑制了细沟侵蚀过程向切沟侵蚀发展。产流产沙过程受秸秆长度和覆盖量的交互作用影响,交互效应对产流过程的影响更突出。(3)随覆盖量增加,减水减沙效益极显著增加(p0.01);随长度增加,减水减沙效益分别减少为17.26%,27.97%。不同覆盖条件下的坡面产流量、产沙量和减水、减沙效益均与秸秆长度、秸秆覆盖量呈二元线性关系。(4)在当前试验条件下,当秸秆长度为3～5 cm,覆盖量为4.5 t/hm~2时达到最优减水减沙效益。     

基于耦合协调度的大理河流域径流和输沙关系分析

深入研究流域水沙关系变化是解决黄河流域高质量发展关键问题的重要科学途径之一。自20世纪50年代以来,黄河中游地区实施了大规模的水土保持工程,径流和输沙显著减少,水沙关系发生变化。该研究利用Mann-Kendall趋势检验法分析了1960—2015年来大理河流域的径流输沙变化趋势,并构建基于耦合协调度理论和Pettitt检验方法的径流输沙关系变异诊断方法,识别大理河流域径流和输沙关系的突变点,并通过Copula方法进行验证。结果表明:1)大理河流域径流输沙在月尺度和年尺度呈现显著的下降趋势;2)大理河流域径流和输沙关系在1996年发生显著突变;3)径流输沙关系发生突变后,径流和输沙均明显减少,输沙的减少幅度比径流的减少幅度高29.19个百分点,径流对输沙贡献程度下降幅度为5.10%,单位径流的输沙能力降低;4)淤地坝建设和植被恢复是造成大理河流域水沙变化的主要因素,修建淤地坝和恢复植被对减少泥沙具有积极作用。研究成果可以为进一步深化理解大理河流域水沙关系变化以及水土流失治理提供依据。     

流域次降雨侵蚀产沙的BP神经网络模拟

在分析黄土高原韭园沟流域多年观测资料的基础上,应用BP神经网络建模方法,建立了流域次降雨侵蚀产沙的神经网络模型。通过输入模型变量流域次降雨量、平均降雨强度、径流深和洪峰流量模数,对流域次降雨侵蚀产沙量进行了训练和预测。预测结果表明,所建BP神经网络模型预测精度较高,可近似揭示复杂非线性流域次降雨侵蚀产沙系统的产沙规律,为建立较高预报精度的黄土高原流域次降雨侵蚀产沙预报模型提供了依据。     

淤地坝干容重的监理控制试验

黄土高原淤地坝建设作为全国水利建设的三大亮点工程之一,其安全备受关注。淤地坝压实干容重是贯穿于淤地坝整个施工建设过程的主要质量指标,对淤地坝施工工艺控制是监理控制的主要方法。通过对目前主要筑坝碾压机械的不同组合和不同摊铺厚度压实试验进行监测,给出了符合规范要求的施工压实工艺组合,对淤地坝施工监理控制具有借鉴意义。     

流域侵蚀强度空间分异及动态变化模拟研究

流域侵蚀强度空间分异是小流域泥沙来源研究的重要内容之一。该文以小流域模型模拟试验为基础，利用人工模拟降雨、近景摄影测量和GIS技术，对流域模型不同空间部位的侵蚀强度及其随流域所处发育阶段的动态变化进行了研究。研究结果表明：依据次降雨相对侵蚀模数REM将历经25场模拟降雨的小流域模型发育过程划分为初期时段、活跃时段和稳定时段。沟谷侵蚀强度在整个流域模型发育过程中一直大于坡面；在流域发育初期时段至活跃时段前期，主沟侵蚀强度大于支沟，流域下部侵蚀强度大于中部和上部；在流域发育活跃时段后期，主沟侵蚀强度低于支沟，流域中部和下部侵蚀强度快速增长并达到峰值；在稳定期时段，主沟和支沟侵蚀强度变化趋于同步，流域上部的侵蚀强度高于中部和下部。流域侵蚀强度的时空分布特征对于小流域水土流失综合治理具有科学指导意义。     

景观生态学原理在土壤侵蚀学中的应用与实例分析

景观生态学是一门交叉学科,它日渐成熟的理论已被广泛运用于各个学科。就等级理论与尺度效应、渗透理论和源汇系统理论、格局过程关系理论以及景观安全格局理论在土壤侵蚀学中的应用进行了探讨,证实了景观生态学原理在土壤侵蚀学中应用的可行性。然后以黄土高原黄家二岔流域为例,从土壤侵蚀角度出发,分析了阴坡和阳坡的景观格局,提出并计算斑块大小、斑块形状和斑块排列顺序三个指标,然后判断它们对土壤侵蚀的影响,认为阴坡的景观格局受人为干扰大,耕地比重大,且地块形状规则,分布在坡下部位置,利于土壤侵蚀的发生;而阳坡人工草地比重大,灌木林和林地的等高连通度大,且分布在耕地之下,有利于水土保持。最后,认为应用景观生态学原理分析和评判流域土壤侵蚀是可行的,并且具有较大的发展潜力。     

基于PSR模型的土地利用系统健康评价及障碍因子诊断——以延长县为例

土地利用系统健康评价是从系统的结构、功能和效益等方面进行的评价,是评价土地资源可持续利用的重要手段。基于PSR模型理论,构建了延长县土地利用系统健康评价的指标体系,采用改进熵值法对各指标进行了权重赋值,对其土地利用系统进行了健康评价并诊断影响其系统健康的障碍因子。研究结果表明:(1) 2000年以前延长县各土地利用类型面积变化较小,2000年以后草地和林地面积大幅增加,到2010年分别达到了1 165.58,431.10 km~2,其林草面积占延长县总面积的一半以上。(2)延长县土地利用系统健康状态1980—2010年呈逐渐好转的趋势,其综合指数从1980年的0.268上升到2010年的0.654,土地利用健康等级从"不健康"转变为"亚健康"状态。(3) 2000年以前系统健康的主要障碍因素有森林覆盖度、人均GDP、水土流失治理率、有效灌溉率,2000年以后主要障碍因素逐渐转变为土地垦殖率、水土协调度、人口自然增长率等。(4)系统评价的3个子系统,其中属系统状态的障碍度最高;系统压力的障碍度随时间变化一直呈上升趋势;系统响应障碍度随时间变化一直呈减小趋势。     

陕西省丹汉江流域土壤侵蚀经济损失分析

【目的】分析陕西省丹汉江流域土壤侵蚀的经济损失,为水土流失状况评价提供参考。【方法】利用环境经济学的原理,采用市场价值法、机会成本法和影子工程法等,结合最新调查数据,对陕西省丹汉江流域土壤侵蚀造成的经济损失进行估算。【结果】陕西省丹汉江流域每年土壤侵蚀经济损失为112.884亿元。土壤养分流失损失、土壤水分流失损失、土地废弃损失和泥沙滞留、淤积损失分别占96.028%,0.589%,1.528%和1.855%。单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失为42.97万元/km2。各市单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失大小依次为安康市>商洛市>汉中市>宝鸡市>西安市。强度损失的县(区)主要集中在2个区域,即汉江源头的宁强县、略阳县和汉江中游的安康市大部及丹江上游的镇安县、山阳县。【结论】单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失与土壤侵蚀模数之间具有显著相关性,可以作为评价水土流失状况的一个直观、重要的指标。     

不同土地利用方式对干热河谷地区土壤酶活性的影响

 【目的】研究干热河谷地带不同土地利用方式对土壤酶活性的影响。【方法】以四川宁南县金沙江下游的河谷地带为研究区域,选择相同海拔下的7种主要的土地利用方式为研究对象,于2008年通过室内测试分析,并运用统计和相关分析等方法,研究干、湿季下的土壤酶活性变异特征。【结果】干热河谷地带土地利用方式对土壤酶活性影响显著,脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、纤维素酶总体变化规律相似,水桐树林土壤酶活性显著高于其它土地利用方式,其次是草地和合欢林,花椒地、玉米地、甘蔗地和桑地酶活性最低;过氧化氢酶活性整体变幅不大,玉米地、桑地、甘蔗地活性低于其它土地利用方式;多酚氧化酶活性和其它酶活性变化规律不同,其中桑地和合欢林最高。除多酚氧化酶外,总体上相同土地利用方式下湿季酶活性要显著高于干季。相关性分析表明土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶不仅相互之间关系密切,而且与主要土壤肥力因子相关性显著,可以作为评价土壤肥力的指标。土壤酶指数（SEI）可以客观、全面地反映土壤酶活性特征,7种土地利用方式SEI从大到小依次为水桐树林、合欢林、天然草地、玉米地、花椒地、甘蔗地和桑地,其中湿季的SEI要明显高于干季。【结论】不同土地利用方式由于特殊的耕作环境、物种构成等因素导致了土壤酶活性的差异性,为了实现干热河谷地带生态系统的健康发展,从土壤酶学角度应在该区域尽量选择人为干扰较少,物种丰富的土地利用方式。     

基于灰色系统的地下水动态研究

为了深入探求地下水动态变化规律,以陕西洛惠渠灌区实测数据为例,首先采用改进的灰色斜率关联法,对灌区自然-人工-生物条件下地下水动态敏感性因子进行研究,分析了各因子与地下水埋深的关系,并运用灰色动态模型对敏感因子进行灾变预测.结果表明:蒸发量是影响该灌区地下水动态的主要因子,而各因子之间相互作用影响,形成了复杂条件下的耦合关系;灰色动态模型对蒸发量的灾变预测精度较高,完善模型系统.将灰色系统理论应用到灌区地下水动态评价中是切实可行的,是对传统地下水动态研究方法的补充与完善,可为灌区管理和调控提供一定的依据.