黄土丘陵沟壑区降雨径流模型的初步探讨

从黄土区的客观实际出发,针对高含沙水流的性质,对该地区的降雨径流模型进行了初步探讨,所建模型由延河支流杏子河流域实测资料验验,表明该模型结构合理,在日平均流量过程模拟上有着满意的结果。     

安塞黄土丘陵沟壑区退耕地的土壤种子库特征

 采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究安塞黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库的物种组成、密度特征、物种多样性以及相似性特征。结果表明:阴、阳坡12个样地的土样中,共萌发了28种2442株幼苗,隶属于11科23属;05 cm土层的土壤种子库密度变动于（900.1±351.3）6 466.8±1 708.4粒.m-2之间,510cm土层的值变动于（116.7±61.4）2466.7±914.4粒.m-2之间;随着退耕年限的增加,土壤种子库的总密度都呈明显的递减趋势;阳坡的土壤种子库密度为阴坡的2.23.4倍;猪毛蒿和臭蒿是退耕地阳坡样地土壤种子库的优势物种,阴坡样地的优势物种是猪毛蒿;随着退耕年限的增加,土壤种子库的均匀度与退耕年限呈显著正相关,丰富度和多样性基本上呈上升趋势,生态优势度则呈下降趋势,说明随着退耕年限的增加,优势种趋向不明显;样地种子库组成成分的相似性分析表明,退耕演替的过程基本上也是土壤种子库空间异质性加大的过程。     

黄土丘陵沟壑区治理开发方略探讨——以米脂县泉家沟实验区建设经验为例

米脂县泉家沟实验区是陕西省黄土高原治理研究所１９７９年建立的综合治理实验区。经过十多年来的综合治理，区内生态，经济面貌发生了巨大变化，土地利用结构与产业结构趋于合理，１９９２年与１９７９年相比，人均纯收入由１１８元增加到７０７元，治理程度由３２％提高到７１％，土壤侵蚀模数由１９７９年以前的年均１６２７９ｔ／ｋｍ＾２，减少到“七五“期间的２３３０ｔ／ｋｍ＾２，生态环境明显改善，群众生活稳步提高，取得     

晋西黄土丘陵沟壑区作物生产力影响因子研究——以王家沟流域为例

针对黄土丘陵沟壑区水土流失严重以及作物产量低而不稳的特点,首先介绍了近10年来王家沟流域作物生产变化的情况,然后在地理信息系统(GIS)技术支持下,利用基于土壤侵蚀的YIELD作物生产力模型并结合各作物的实际观测资料,从气象因素(降雨量、气温)以及耕作措施两方面分析了该小流域作物生产力变化的原因,结果表明在气象因素(大气降水)和土壤侵蚀的共同影响下,土壤水分和养分的变化是影响该区作物生产力变化的主要因素.     

黄土丘陵沟壑区退耕还林的水土保持效益研究-以陕西省吴旗县为例

在野外调查和试验小区观测的基础上,对吴旗县退耕还林所取得的水土保持效益进行了定量分析和研究,结果表明,通过退耕还林、封山禁牧,吴旗县植被覆盖率得到了明显提高,极大地改善了土壤的理化性质,植被群落趋于稳定,水土流失现象得到有效遏制。由此可见退耕还林、封山禁牧是治理黄土丘陵沟壑区水土流失的有效途径。     

黄土丘陵沟壑区土壤资源利用及其保护的研究──以耀县树林村林场土壤资源评价为例

该文通过黄土丘陵沟壑区耀县树林村林场的土壤调查和分析，以土种为单元进行了土壤分类。用等化指数和与积的平均百分数评价了土壤质量。结合土壤质量以及与水土保持相关的土地利用现状，提出了协调生态环境及改善和发展经济的土地利用对策。     

黄土丘陵沟壑区气候与气候生产力变化分析--以延安市为例

通过整理延安宝塔区1980-2007年气象资料,在分析延安气候变化趋势的基础上,应用Thornthwaite Memorial模型,计算了气候生产力变化情况。结果表明,该区降雨量以2．73mm／a的速度递减,气温以0．05℃／a的速度递增,风速和相对湿度的变化趋势是逐年递减,日照时数的变化趋势是逐年递增。气候生产力总体呈增加趋势,但递增幅度不显著;降雨量是该区气候生产力提高的主要限制因子,“暖湿型”气候对作物气候生产力最有利。     

基于降雨量和降雨时间的月降雨侵蚀力简易算法——以陕北黄土丘陵沟壑区为例

 降雨侵蚀力简易算法是较大尺度应用USLE/RUSLE进行土壤侵蚀评价研究的必要内容。基于降雨量和降雨时间建立月降雨侵蚀力计算模型,并以陕北黄土丘陵沟壑区为例,进行模型的拟合。结果表明:随着自变量中降雨量和降雨时间表示方式的改变,模型的拟合优度表现出明显的差异;对于不同因变量而言,以ΣEI30(或lg(ΣEI30))和以ΣEI10(或lg(ΣEI10))为因变量的模型拟合优度在整体上比较接近甚至相同,而以ΣE60I10(或lg(ΣE60I10))为因变量的模型拟合优度在整体上略低;就尺度效应而言,在时间尺度上,整个汛期的模型拟合优度低于1个月份或多个月份模型的拟合优度,在空间尺度上,区域模型中的拟合优度低于至少1个流域的模型拟合优度;在实际应用中,可以选择以ΣEI30为因变量的月降雨侵蚀力公式对该区域进行土壤侵蚀评价。     

黄土丘陵沟壑区土地利用景观格局变化分析——以延河流域为例

为了给黄土丘陵沟壑区土地资源的合理利用和生态环境的改善提供依据,以延河流域为研究对象,应用GIS技术和景观格局指数分析方法,对研究区1978—2010年的土地利用景观结构特征、斑块特征和空间格局的变化规律进行了系统分析。结果表明:（1）延河流域各景观类型的变化幅度表现为:耕地 > 林地 > 草地 > 建设用地 > 水域,研究区1978—1990年变化速率最快的景观类型是草地,1990—2000年是林地,2000—2010年是建设用地,由以耕地为主导的景观结构转变为林地—草地复合的景观结构;（2）研究区破碎度较高的景观类型是耕地和草地,斑块形状也较复杂,主要是受地形地貌因素的影响。林地、建设用地和水域受人类活动的干扰强烈,斑块分布趋于集中化,破碎度较小,形状较为简单;（3）32年来,延河流域土地利用景观格局经历了“耕地主导—相对平衡—林草主导”的变化过程,向着集中化和简单化的方向发展,抗干扰能力降低,不利于景观的稳定性,但有利于生态环境的改善。     

Evaluation of CLIGEN for storm generation on the semiarid Loess Plateau in China

The Stochastic generation of storm patterns is often necessary for driving process-based hydrological and ecological models. CLIGEN is the only weather generator being able to generate internal storm patterns. Its goodness needs to be evaluated for its proper application. This paper aims to find the advantages and limitations of CLIGEN on semiarid areas and provide references for custom-built weather generators for the Loess Plateau. The daily rainfall time series (1957–2002) and breakpoint rainfall data (more than 20 years) on six stations on the Loess Plateau were used to estimate input parameters for CLIGEN and to compare with CLIGEN-generated 50 years of storm data. Precipitation occurrence (wet day and dry day sequence) is well-simulated without significant difference across months and sites. Errors of monthly average number of wet days range from − 0.67 to 1.08 days, standard deviations range from − 1.19 to 0.76 days, and the distributions of continuous number of wet and dry days on the semiarid Loess Plateau are adequately simulated. Daily rainfall amount is not simulated as well as precipitation occurrence. The relative errors of average daily rainfall range from − 12.93% to 8.64% and those of standard deviations range from − 21.35% to 27.46%. During the rain seasons (May–September), among 30 month–location combinations, all the Mann–Whitney tests for the means passed, 47% for squared ranks tests rejected the null hypothesis of equality of standard deviations, and 73% for K–S test suggested that the generated and measured distributions of daily rainfall were different at 0.01 level of significance Three variables to describe internal storm patterns in CLIGEN are storm duration, relative peak intensity, and time to peak. Storm duration was not well-reproduced because none of squared ranks tests and K–S test passed at the significance level of 0.01. The frequency of short duration storms (< 300 min) was over-predicted while frequency of long duration storms (400–1200 min) was significantly under-predicted. The distribution of maximum 5 min rainfall intensity (ip₅) was well-simulated for four sites out of the six because all tests passed. However, generated maximum ip₅ for all six sites are around 190 mm/h, which are much larger than the measured (70 to 150 mm/h). Ip₃₀ is simulated better than ip₅, suggesting that CLIGEN can reliably generate rainfall erosivity. Time to peak was well-simulated because all the tests passed with P values significantly greater than the significance level of P = 0.01. Improvement for CLIGEN has to be made in terms of the daily rainfall simulation in rainfall-concentrated seasons and storm pattern generation in order to generate reliable rainfall time series on the Loess plateau.     

黄土丘陵区农村道路的布局特征分析——以燕沟流域为例

农村道路承担了农村农业生产和社会经济活动双重任务,合理配置道路密度对促进农村经济、减少水土流失意义重大.以黄土丘陵区的燕沟流域为对象,利用ARCGIS软件及统计分析方法,对流域的村庄、土地利用类型和路网的关系进行空间分析,得出:1)燕沟流域道路密度平均值为3.73 km/km2,其中耕地为5.25 km/km2,果园为...     

黄土高原丘陵区不同植被恢复方式下土壤水分特征——以桥子沟流域为例

为研究黄土高原丘陵沟壑区不同植被恢复方式下的土壤水分特征,以天水典型对比小流域——桥子西沟(自然恢复的荒草地)和桥子东沟(人工恢复的刺槐林地)为例,基于2流域5-8月0～ 100 cm深度土壤质量含水量和氢氧同位素浓度,定量分析不同植被恢复方式下降水和坡向对土壤水分影响.结果表明:以刺槐林地为主的流域土壤含水量低于以荒草地为主的流域(16.72％)约3.70％,对降水量的响应较弱,各土层含水量变异系数较高.土壤水分存在临界变化深度,刺槐林地为主的流域在10 cm以下含水量趋于稳定,最大蒸发深度为55 cm,荒草地为主的流域在30 cm以下含水量开始增加,最大蒸发深度为30 cm.两流域含水量均遵循阴坡＞半阴坡＞半阳坡,δo18的分布不符合这一规律.以刺槐林地为主的流域含水量随坡向变化较小,而以荒草地为主的流域受坡向影响较大,坡向对土壤水分的影响受植被因子的制约.以自然恢复荒草地为主的恢复方式可以较好的增加土壤水库蓄水量,有利于流域生态的可持续发展.     

黄土高原丘陵沟壑区不同水体间转化特征——以韭园沟流域为例

为研究黄土高原丘陵沟壑区降水、地表水和地下水间的转化特征,以绥德县韭园沟流域作为研究对象,通过测定雨水、沟道水和井水的氢氧同位素组成,分析各水体的δD-δ18O特征、氢氧同位素的时间变化和沿程变化,明确各不同水体间的补给关系,估算流域上游沟道水补给井水的过程中因蒸发损失的水量.结果表明:韭园沟流域沟道水和井水的δD和δ18O之间具有良好的线性关系;井水氢氧同位素相对于沟道水较富集且稳定,降水、气温、风速等气象因子对沟道水氢氧同位素影响强烈,对井水影响较弱;流域沟道水与井水均来源于大气降水,能够有效补给地下水的大气降水氢氧同位素加权平均值为:δ18O=-11‰,δD=-79.80‰;沟道水向井水的转化以单向排泄补给为主,两者转化过程中由于蒸发作用引起的水量损失占补给源水量的7％.     

黄土高塬沟壑区典型小流域土地利用变化及其对水土流失的影响

 基于水土保持学基本理论并结合RS、GIS技术,以黄土高塬沟壑区典型小流域一杨家沟小流域为主要研究对象,并与未治理的小流域——董庄沟小流域进行对比,以1954—2008年的降水、径流、泥沙以及土地利用变化为基础数据,以水利部颁布的《土壤侵蚀分类分级标准》为标准,研究杨家沟小流域50多年来的土地利用变化及其对水土流失的影响。结果表明：1)杨家沟小流域自50年代初开始采取水土保持治理措施以来,土地利用发生了较大的变化,林地面积大幅增加;2)杨家沟小流域水土流失状况得到了明显改善,年产流降雨量、年径流量、年输沙量、土壤密度都明显减小,侵蚀强度分级中强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积不断减少;3)杨家沟小流域水土流失状况虽然得到了有效控制,但还可以加大治理力度,调整土地利用类型和土地利用结构,部分坡度较大的耕地应严格退耕还林,进一步植树造林,提高未利用地利用率,更加有效地控制水土流失。     

黄土高原沟壑区土壤侵蚀评价指标体系——以中国王东沟流域为例

The Wangdonggou Watershed on the Loess Plateau in China was selected as the study area to develop a model for soil erosion assessments. Using the data collected at 20 sampling sites all tentatively selected indicators were assessed against their corresponding erosion intensity through a correlation analysis. Eight highly correlated indicators were then chosen for the soil erosion assessment. In addition, threshold limits to delineate the class size for these indicators and weights to rank them were determined. Next, a grading model incorporating the selected indicators class rating and their associated weights was developed and verified by an on site evaluation of the soil erosion intensity in the study area. Results of the verification showed that the overall accuracy of the indicator system for assessing soil erosion in the Loess Plateau gully regions could reach 85%.     

黄土高原沟壑区长武县2009年土地利用结构特征分析

 选取定量指标并结合G1S技术,基于土地利用结构内涵,对退耕还林背衆下黄土商原沟壑区长武县2009年土地利用结构特征进行定量分析。研究表明：目前全县土地利用多样化指数较高,集中化指数则较低,组合类型和洛伦兹曲线体现了全县土地利用较丰富的组合特征,集约化水平较低,各乡（镇）土地利用程度不高。空间分析定量化阐明了各乡（镇）地类区位意义、县域地类斑块空间分布状态。结构分析体现了北部塬面沟坡,南部残塬沟壑2大分区的县域特色。全县土地利用总体特征为：以林地+耕地为景观基质,林地+耕地+园地+未利用地为组合类型,以农用地为主,土地利用程度较低。黄土髙原沟壑区塬、坡、沟的地貌格局是土地利用空间格局的自然基础。人口密度与土地利用程度显著相关,居民工矿用地区位优势一定程度上体现了土地利用结构。黄土高原沟壑区土地利用没有直接反映经济水平,有待于进一步调整和优化土地利用现状。     

黄土丘陵区不同退耕模式林下草本变化特征

通过对黄土丘陵区纸坊沟流域退耕37a不同退耕模式的油松+紫穗槐混交林(PA)、油松林(PT)、刺槐林(RP)、柠条林(CKK)及对照样地撂荒地(CK)草本植被进行调查与采样,研究物种多样性、草本盖度、枯落物量、地上及根系生物量、根冠比、根长密度等植被的变化特征。结果表明:1)物种多样性撂荒地最高,柠条林最低,顺序为CK>PA>PT>RP>CKK;2)草本盖度、地上生物量均为撂荒地最高,油松林最低,大小顺序分别为CK>CKK>RP>PA>PT和CK>RP>CKK>PA>PT,方差分析结果显示,植被盖度差异不显著,地上生物量差异极显著(P<0.01);3)样地枯落物量、草本根系生物量均为油松+紫穗槐混交林最高,刺槐林最低,大小顺序分别为PA>CKK>PT>CK>RP和PA>CKK>CK>PT>RP,方差分析结果表明,枯落物量未达显著差异,根系生物量差异显著(P<0.05);4)草本根冠比、根长密度均为油松+紫穗槐混交林最高,撂荒地最低,大小顺序分别为PA>PT>CKK>RP>CK和PA>CKK>RP>PT>CK,且均达显著性差异水平(P<0.05);5)土壤分层地下生物量与植被地上各指标达极显著相关(P<0.01),且呈y=xa幂指数关系。     

近40 a黑土典型区坡沟侵蚀动态变化

研究黑土区坡面侵蚀与沟谷侵蚀的动态变化对于正确认识黑土侵蚀的发生发展过程、制定合理的侵蚀防治对策具有重要理论与实际意义。该文以克拜东部黑土区为例,从1965年美国侦查卫星Corona影像和2005年法国Spot-5高分辨率遥感影像上提取侵蚀沟、植被、土地利用等信息,结合地形、降雨及土壤资料,以通用土壤流失方程为基本框架建立坡面侵蚀定量估算模型,在此基础上,对近40 a坡面侵蚀和沟谷侵蚀的动态变化进行深入分析。结果表明：研究区坡面侵蚀以轻度侵蚀为主,中度和强度侵蚀面积比例很小;40 a来坡面侵蚀总面积变化不大,但侵蚀强度的变化存在一定的地区差异;研究区1965年有侵蚀沟1 682条,2005年增加到2 561条,侵蚀沟平均每年侵吞耕地5.23 hm2;40 a来研究区坡沟侵蚀产沙比约为3.5︰1,总体上以坡面土壤流失为主。研究结果可为黑土区水土流失综合治理提供科学依据。