晋西黄土丘陵沟壑区流域特征研究

以山西省方山县黄土丘陵沟壑区为研究区域,应用ArcGIS的空间分析功能和水文分析工具,以DEM为基础数据对流域地形地貌特征进行了提取。研究表明:研究地区的地势起伏度在0～265.5m间,地面粗糙度为1～2.72。通过探讨汇流阈值与沟壑密度的关系,得到汇流阈值为80～150的栅格范围内的沟壑密度为6.93～4.24km/km2。对研究区流域进行提取,得到流域形状系数的最小值为0.01,最大值为0.93,狭长流域面积为647.95km2,占研究区总面积的90.87%,其中土石山区狭长流域面积为531.88km2;卵状流域仅65.05m2,占9.56%。     

黄土丘陵区旱地春小麦气候适宜度及其变化特征——以定西市李家堡乡麻子川村为例

为应对气候变暖对农业生产的影响,定量评价气候要素对春小麦生长的影响,运用模糊数学理论和滑动平均模拟法,利用前人建立的气候适宜度模型,进行春小麦气温、降水、日照隶属度模型和气候适宜度模型的研究。结果表明：春小麦全生育期气温、降水适宜度呈下降趋势,而日照无明显变化趋势。生育期内日照适宜度最高,气温次之,降水适宜度最低。苗期降水适宜度最低,抽穗期次之,气温适宜度苗期最低,变异系数最大,表明苗期的降水和气温是影响春小麦生长的关键,其次是抽穗期。降水是制约旱地春小麦生长最关键的气候因素,且气候适宜度随气候变化呈下降趋势,并在各发育阶段和年际变化过程中都呈不稳定波动状态,对春小麦生长具有极显著的负效应。全球气候变化增加了黄土丘陵区春小麦生产的气候风险。     

黄土丘陵区土地利用的竞争模式

对土地利用竞争模式进行了论述,根据上黄试区22年统计数据,分析了人口增长及其土地利用变化.结果表明:政策因素是环境响应的主体,并在控制土地利用的方向上起积极作用;技术因素可以缓解土地利用的竞争压力,深刻影响土地变化,改变土地利用的竞争格局;传统特色农业及以技术进步为基础的特色农业是现在及未来黄土丘陵区土地利用的发展方向.     

黄土丘陵区典型人工林的根系分布特征

根系是植物吸收水分和养分的主要器官,发育及分布情况对植物生长具有极其重要的影响.本研究以甘肃省定西市安定区龙滩流域的人工白杨林、油松林以及山杏林为研究对象,分析了3种人工林总根及不同径级的根长、根面积、根生物量密度的垂直分布特征及其与土壤理化性质之间的关系,旨在从根系分布角度比较黄土丘陵区典型人工林之间的生长差异,为该...     

黄土丘陵区川道地种植业结构分析与效益评价

选取10个具有代表性的川道地村为研究对象,对种植业用地结构、系统生产力、产值结构、系统稳定性和种植业效益进行了动态分析,结果表明:研究区退耕还林还草效果显著,坡地明显减少,林草地明显增加,种植业用地结构由坡地与川道地为主转变为以川道地为主;种植业结构调整初见成效,由粮食与经济作物为主转变为粮食与蔬菜特别是保护地蔬菜为主的种植结构,蔬菜已成为种植业收入的最主要来源,产值结构趋于平衡,系统稳定性有所提高;种植业产投比较低,种植业已步入高投入、高产出的发展轨道,基本实现了农业增产与农民增收,种植业效益有待提高。     

晋西黄土丘陵区与土石山区交错地带植物区系特征分析

本文以晋西黄土丘陵区与土石山区的典型交错地带中阳县为研究对象,分别对黄土丘陵区和土石山区的植物区系科、属、种的组成、属的分布类型等进行了系统研究;同时,对这两个区域的植物区系组成的差异性进行了对比分析。中阳县土石山地区,共计有种子植物64科,204属,354种。植物区系属的分布类型中,北温带分布类型最多,有87属,占总属数43%。黄土丘陵边缘区仅有种子植物134种,分属93属,42科;分别占中阳县土石山区的37.85%,45.59%,65.63%。从维持植物物种多样性的角度来讲,晋西土石山次生林区应该是重点保护的区域。同时,发现黄土丘陵区泛热带成分分布的多种灌木均自然分布在极端干旱的阳坡地段,这种区系的分布类型与生态适应性之间的关系值得进一步研究。黄土丘陵区与土石山区交错地带天然次生植物区系特征的分析,对于深入研究该区域天然植被分布的空间异质性及其成因具有重要的理论意义。     

基于3S的黄土丘陵区流域土地利用/覆盖特征研究

借助3S技术对十里长川流域土地利用/覆盖数量特征进行定量研究,并选用5种土地利用程度的指标分析研究区土地利用程度,从一个侧面反映流域土地利用/覆盖状况。结果表明:十里长川流域土地利用程度较高(74.43%),其中农业用地是流域面积的74.39%,占总土地利用面积的99.95%;土地利用/覆盖呈现出高度镶嵌斑块状,内部结构仍然存在问题。     

黄土丘陵区柠条灌木林合理平茬期的研究

本文根据柠条(Caragana korshinskii)生长的特点,即生长速率随灌木林龄的变化呈近似正态分布的特征曲线,根据曲线的几何特征,提出以柠条生长速率与峰值和右拐点连线的斜率相等的点为平茬始点,以几何曲线的右拐点为平茬终点的平茬方案。长期观测结果表明,柠条生长指标符合Logistic方程,本文以Logistic生长函数为例,说明了柠条灌木林平茬时间确定方法的具体推导过程。最后结合柠条生长指标(株高、分枝和生物量),对不同立地条件下柠条灌木林的合理平茬时间进行了探讨,结果表明,不同立地条件下柠条的合理平茬时间存在一定的差异,这种现象是由不同立地条件下水热环境的差异造成的。     

黄土丘陵区农林地SVAT系统水分传输模拟研究

基于野外试验资料,应用CoupModel模型,对陕北黄土丘陵区2006年6~9月份农地(马铃薯)、林地(刺槐林)SVAT系统水分传输进行了模拟。研究结果表明:6~9月份农地作物截留降水仅为刺槐林群落的26.05%;农地蒸发量大于刺槐林地,7月中旬以前农地日蒸发量明显高于刺槐林地,7月中旬以后二者基本相等;刺槐蒸腾量显著高于刺槐林下植被和农地马铃薯,而且日变幅较大;农地和刺槐林地均没有发生地表径流;农地土壤深层渗漏4.08 mm,刺槐林地深层渗漏极小,可忽略不计;农地0~600 cm土层增加储水量89.79 mm,而刺槐林地减少16.34 mm,出现负补偿现象;SVAT系统中,刺槐林地和农地水分收入均为341.06 mm,支出分别为357.41mm和251.28 mm,刺槐林地是农地的1.42倍;刺槐林和农地作物对降水的利用率分别为46.48%和28.41%;刺槐林的截留蒸发量和蒸腾量是农地的2.08倍,显著大于农地,是导致刺槐林群落过度消耗土壤储水而呈现负补偿现象的主要原因。     

黄土丘陵区土壤生物结皮对土壤微生物分布特征的影响

通过对山西省偏关地区4种主要植被类型和撂荒地土壤生物结皮及下层土壤样本微生物的计数,研究不同植被状况下土壤生物结皮覆盖对土壤微生物生态分布特征的影响,探讨土壤生物结皮的生物学作用及影响土壤微生物数量的因子.结果表明:①在所有微生物类群中细菌数量最大,放线菌次之,真菌最少;②不同植被下土壤微生物数量差异显著(P <0.0...     

黄土丘陵区白羊草和柳枝稷适应性生长的比较

在黄土丘陵区的梯田和坡地两种不同立地上对乡土种白羊草和引进种柳枝稷的生长适应性进行了比较,结果表明:两种牧草在植被土壤水分、地上部和地下部生长均存在明显差异。黄土丘陵区上土壤平均含水量为梯田白羊草(17.95%)>梯田柳枝稷(16.02%)>坡地白羊草(13.82%)>坡地柳枝稷(12.95%)。地上部生物量比较,梯田下白羊草显著高于柳枝稷,坡地柳枝稷显著高于白羊草;但两种牧草的地上部生物量均表现为坡地明显大于梯田。两种牧草的根系主要集中分布在地表0~20cm深度,但总地下生物量比较为梯田柳枝稷>坡地柳枝稷>梯田白羊草>坡地白羊草。同时研究发现梯田白羊草、坡地白羊草、梯田柳枝稷和坡地柳枝稷4种植物群落均表现为地上部生物量均明显大于地下部生物量,根冠比分别为0.1017、0.0463、0.2531和0.1091。相关分析表明,立地条件对白羊草群落有重要影响,柳枝稷在黄土丘陵区存在明显的的植被更新过程。在黄土丘陵区白羊草和柳枝稷的地下生物量与土层深度和土壤水分均存在相关性。从模拟方程发现梯田白羊草、坡地白羊草、梯田柳枝稷和坡地柳枝稷根系能达到的最大理论深度分别为175.24、92.30、82.88、90.55cm。     

黄土丘陵区深层干化土壤对降雨入渗的响应

在陕北米脂试验站设置了野外10 m地下大型土柱,分别利用BLJW-4小型综合气象观测站、CS650-CR1000自动监测系统对降雨状况和土壤水分状况进行长期连续定位观测,分析黄土丘陵区深层干化土壤对降雨入渗的响应。结果表明:(1)黄土丘陵区降雨可以划分为3种类型:快速蒸发型降雨(P≤13 mm)、缓慢蒸发型降雨(13 mmP26 mm)、入渗主导型降雨(P≥26 mm)。其中快速蒸发型降雨、缓慢蒸发型降雨在裸露地表情况下仅能引发浅层土壤的降雨入渗响应(Z_(rapid)≤30 cm, 30 cmZ_(slow)60 cm),不能对深层干化土壤形成有效的水分补给;而入渗主导型降雨则能够引发深层干化土壤的降雨入渗响应(Z_(infiltration)≥60 cm),能够促进干化土壤得到水分修复。(2)0～90 cm土层为降雨入渗、蒸发循环层,该深度范围土壤受降雨、蒸发作用影响强烈,土壤水分呈现频繁增、减波动;90 cm以下土层为降雨入渗主导层,该深度范围内土壤不再受蒸发作用影响,土壤水分呈增加趋势。(3)入渗主导型降雨年最大入渗深度在140～160 cm,雨后上层土壤水在蒸发作用下69～435 h恢复至雨前水平。裸露地表状况下,多年累积降雨能够促进深层干化土壤产生入渗响应,2014—2019年干化土壤对于自然降雨的入渗响应深度依次为180、220、400、700、900 cm及1 000 cm。     

半干旱黄土丘陵区柠条林水分生产力和土壤干燥化效应模拟研究

建立固原半干旱丘陵区WinEPIC模型土壤数据库、气象效据库,修订柠条作物参数,验证模型的精度及在该区适应性,在此基础上对黄土高原丘陵区柠条林地水分生产力和9 m土层土壤有效含水量进行30 a长期动态模拟研究.结果表明,前10 a柠条生长主要依靠土壤储水和降水,水分生产潜力稳定且无水分胁迫,但已出现土壤干层;生长10 a以后随着柠条根系的下伸,土壤水分亏缺加剧,水分生产力随降水量变化呈波动性下降趋势.9m土层逐月土壤有效含水量均呈现明显的波动性降低趋势.模拟柠条生长初期(1～10 a)9 m土层土壤有效含水量以101.0 mm/a的速度递减,此后长期在较低水平上随降水量变化而波动.由此得出,固原丘陵区柠条水分持续利用的合理年限为10 a左右.     

径流曲线数模型(SCS-CN)参数λ在黄土丘陵区的率定

径流曲线敷模型(SCS-CN)用来计算降雨形成的地表径流量,参数λ是模型中的重要参数之一.本文在对径流曲线数模型参λ敏感性分析的基础上,应用黄土丘陵区径流场62场实测降雨资料对参数λ与地表坡度关系进行了定量分析.结果表明,曲线教模型所描述的参数λ=0.2适合于黄土丘陵缓坡地,参数λ随着坡度的增大而减小;同时用实测降雨资料进行标定模型验证,得出径流量的预测值与实测值接近,其效率系数E=0.94,与直接运用模型计算径流量比较,效率系数有较显著提高.     

晋北黄土丘陵区不同林草措施的蓄水保土和土壤水分效应研究

以设在山西省阳高县的大型径流观测场为依托,以2005-2009年的野外实测数据为依据,研究了晋北黄土丘陵区人工植被与鱼鳞坑配合的蓄水保土及土壤水分效应,并与荒坡、苜蓿地进行了对比。结果表明:在观测的5年内,柠条、沙棘、油松的蓄水保土能力随种植年限延长无明显增加趋势,但鱼鳞坑的蓄水能力和保土能力分别高达84.7%～96.0%和95.2%～99.7%;荒坡和苜蓿(Medicago sativa)第一年和第二年的蓄水保土能力较差,第三年和第四年随植被盖度增加能力急剧增强,第四年蓄水能力分别达82.8%和91.2%,保土能力达97.0%和98.0%;土壤水份分析结果表明:不同小区4～9月土壤水分变异系数为7.0%～19.1%,油松区变异系数最大,其次为沙棘、苜蓿和柠条区,荒坡区和裸坡区变异较小,不同小区土壤水分亏缺率为23.98%～52.66%,亏缺顺序为柠条区>苜蓿区>油松区>沙棘区>荒坡区>裸坡区;林草植被有效地减少了水土流失,亦增加了土壤水分的变异及亏缺程度,应注意林草植被的合理选择和配置。     

黄土丘陵区退耕还林（草）生态经济系统的能值分析

能值分析方法是惯用的评价生态系统能量输入输出的方法之一。本文以位于陕西省黄土丘陵区的安塞县为例，通过分析该区域退耕还林（草）前后生态系统投入产出的能值动态变化，定量评价了退耕还林（草）工程的生态经济效应。研究结果显示：受退耕还林工程的影响，安塞县生态系统年总投入能值和总输出能值均呈先下降后上扬的发展趋势，其中有机能和不可更新环境资源投入量表现出递减的趋势，说明退耕还林工程对于减少表土流失具有积极的作用；在总能值产出中，种植业和养殖业的能值产出占绝对优势，但随着退耕还林工程的开展，林业的能值产出表现出快速的增长势头，系统的结构日趋多元化；在系统主要能值指标中，能值投资率、环境负载率呈现先增后降再增长的趋势，净能值产出率和能值持续性指数均呈先降低再增长的趋势，系统稳定性呈现增加的趋势。说明退耕还林后系统的生态环境压力趋于减小，持续性增强，系统结构趋于稳定，系统功能协调，基本可以实现生态和经济双赢的目标。     

黄土丘陵区软埂梯田埂坡种草与土壤性状研究

该项研究以黄土高原丘陵沟壑区为背景,选择“接近自然”的技术对坡改梯进行了技术改进,在工程方面设计采用接近黄土自然休止角40-45°为梯田埂坡设计坡度,通过对土壤物理性状的监测和种植实验,初步筛选出3种适宜在埂坡面种植的牧草和作物品种。     

黄土丘陵区大垄沟优化措施对玉米生理特性的影响

使用间作套种、普通地膜和液态地膜等措施对黄土丘陵地区的大垄沟种植方式进行了改良和优化。结果表明,普通地膜、液态地膜和间套优化措施能够提高玉米各个生育期的光合速率,提高干物质积累量。叶片生理日变化结果表明,优化措施可以明显提高玉米田间各时段光合速率、蒸腾速率,在一定程度上提高了水分利用效率。     

黄土沟壑区开采沉陷对地形因子的影响研究

以黄土沟壑区的采煤沉陷区为研究对象,以地面数字高程模型和开采沉陷预计结果为基础数据,基于ArcGIS平台对煤矿开采沉陷区的地形数据进行分析处理,研究开采沉陷前、后地形因子的变化特征,并对不同地形因子之间的相关性进行了分析.研究结果表明:黄土沟壑区地面高程、坡度、坡向、起伏度等各种地形因子均受开采沉陷影响而发生改变,开采沉陷和地形因子之间存在明确的量化关系,而平均高程、起伏度、曲率、沟壑密度等因子与地面坡度之间存在显著的相关性.研究结果有助于揭示煤矿开采沉陷区的地形地貌演变规律,为保护西部矿区的生态环境提供技术支持.