黄土高原沟壑区小流域水土流失治理对径流的效应

本文用小流域平行对比观测法,分析了黄土高原沟壑区典型小流域水土保持对流域地表径流量及暴雨产流过程的影响,表明：（１）在黄土高原沟壑区,水土流失综合治理减少小流域产洪次数,降低了流域地表径流模数和径流系数,尤其以少雨年最显著;（２）使小流域地表径流模数的年际变率增大;（３）在洪水产理措施区土壤水分含量降低,根据生物气候、土壤及区域拦蓄水量特征,推测黄土高原沟壑区,以造林为主的水土保持措施拦蓄径流的作用难以使地表径流转化为地下径流或增加地下水。     

晋西黄土区森林植被对流域径流及产沙的影响

本文以晋西黄土区吉县小流域为研究对象,通过利用MATLAB软件的系统聚类分析方法,对蔡家川嵌套流域中主沟道及6个小流域进行流域地形地貌属性相似性分析和分类的基础上,分析研究了在地形地貌特征相似流域类型中不同土地利用及森林覆盖率对流域径流过程的影响。分析结果表明,在流域地形地貌特征相似的条件下,森林植被具有减小流域雨季径流总量、增加流域枯水期径流的作用。通过对红旗林场的小流域对比分析表明,森林植被具有拦沙的作用。     

黄土丘陵沟壑区天然植被恢复类型对土壤微生物碳的影响

采用野外调查取样结合室内测定分析的方法,研究黄土丘陵沟壑区不同天然植被恢复类型土壤微生物量碳和有机质的变化规律,探讨植被恢复过程中土壤微生物量碳和有机质的关系。结果表明:植被恢复后的土壤微生物量碳和有机质含量较农田均显著提高,植被恢复对土壤微生物量碳和有机质的影响主要表现在0~10 cm土层;土壤微生物量碳和有机质在0~10 cm土层随恢复年限呈增加趋势,植被类型中乔木混交林土壤微生物量碳含量最大,乔木林的土壤有机质含量最大。不同恢复年限的草地,其土壤有机质与土壤微生物量碳在0~10 cm土层呈正相关关系,在10~20 cm呈负相关关系;不同恢复类型的植被,其土壤有机质和微生物量碳的关系与不同恢复年限的草地正好相反,其在0~10 cm土层负相关,在10~20 cm呈正相关。上述结果表明,黄土高原植被恢复有利于提高表层土壤微生物量碳和有机质含量;植被恢复类型和年限对土壤微生物量碳与有机质的关系影响不一致。     

黄土丘陵沟壑区陡坡微地形分布研究

水分是黄土丘陵沟壑区植被建设的主要限制因素,而陡坡的水分条件差,导致坡面上水分空间差异的微地形成为陡坡坡面植被恢复的关键因素。利用三维激光扫描全站仪实测陕西省吴起县合家沟流域的地形参数,以Arc GIS 9.2为平台,对切沟、浅沟、缓台、塌陷和陡坎5种微地形在陡坡坡面的分布情况进行了研究。结果表明：陡坡坡面微地形占坡面面积比例介于18%～30%,平均为23.13%;各类微地形占坡面面积比例平均值从大到小依次为切沟8.44%、缓台6.66%、浅沟5.00%、陡坎1.53%、塌陷1.52%;坡面坡向和坡面坡度是影响浅沟、切沟和塌陷占坡面面积比例的主要地形要素,陡坎占坡面面积比例主要受坡面坡度的影响,而坡面坡向与坡面坡度对缓台占坡面面积比例均没有明显的影响;不同坡向陡坡微地形占坡面面积比例大小顺序为：阳坡＞半阳坡＞半阴坡＞阴坡,塌陷、浅沟和切沟占坡面面积比例为阳坡和半阳坡大于半阴坡和阴坡;陡坎、浅沟和切沟占坡面面积比例随着坡度的增大而减小、塌陷占坡面面积比例随着坡度的增大而增大。     

浅析退耕还林还草对黄土丘陵沟壑区农业与农村经济发展的影响——以安塞县为例

1999年我国政府启动了“退耕还林”这一世界最大的生态保护工程,旨在改善生态环境,控制水土流失,调整农业产业结构,促进农村经济的持续发展。这一工程实施五年来,在改善生态环境状况和减少水土流失方面取得了显著成绩。同时,大面积坡耕地向林地和草地的转化,使整个工程实施区的农业和农村经济发展受到较大的影响。本文依据1995-2002年安塞县统计资料和农户调查数据,在对安塞县实施退耕还林工程以来农业发展状况进行定量分析的基础上,运用灰色关联度分析法,分析确定安塞县农村产业结构调整的动态变化过程和农业结构调整的方向,以探讨退耕还林还草的实施对黄土丘陵沟壑区农业与农村经济发展的影响,以及退耕还林工程的持续性。结果表明:退耕还林(草)的实施,在短期内显著地促进了农民收入的增加和劳动力就业结构的变化,同时也加速了安塞县农村经济结构的调整,农村经济增长对农业的依赖程度逐渐降低,加强第二产业的发展应是今后几年安塞县农村经济结构调整的重点。     

黄土丘陵沟壑区植被类型对土壤质量的影响

土壤质量是支撑地球生物圈和进行可持续农业生产的最重要的环境因子之一。以黄土丘陵沟壑区的纸坊沟流域为研究区,选取不同植被类型和不同恢复年限的样地8块,测定土壤微生物性质（微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷、微生物商）、土壤化学性质（土壤有机碳、全氮、碳氮比、碱解氮、销态氮、铵态氮和速效磷）、土壤酶活性（转化酶...     

山西西南部黄土丘陵沟壑区主要森林生态系统健康评价

对山西吉县蔡家川流域植被恢复区主要林分进行了实地调查,根据乔木生物量、有机碳、病虫害、灌木丰富度、草本丰富度、土壤有机质等状况6个方面的数据,建立了蔡家川流域的森林健康评价指标和评价标准,并以此评定了14个林分样地的生态系统健康状况,从而对此地区的森林健康做一个整体判断,评价结果表明:研究区森林总体上处于健康与良好健康...     

黄土丘陵沟壑区县域气候生产力对气候变化的响应——以陕北米脂县为例

根据米脂县1971-2004年气象资料,利用Thomthwaite Memoria模型,在分析该县气候变化趋势的基础上,计算并预测了气候生产力对气候变化的响应。结果表明:年平均气温以0.045℃/a的速率递增,远大于全国同期增温速度,20世纪90年代为近34年来最暖期,且冬季气温升高(变暖)对年平均气温升高(变暖)贡献最大;年降水量递减率为-0.248 mm/a,夏季递减速率远大于冬季;气候生产力与年降水量增减变化步调一致,但变化趋势却相反,且该县年降水量对气候生产力的影响程度远大于气温的影响,气候暖干化致使气候生产力利用率仅为21.44%;"冷湿型"气候对该县农作物生产有利,公顷产量将增加4.66%,"暖干型"气候对农作物生产不利,气候生产力将减少17.12%。     

黄土丘陵沟壑区土壤微量元素空间变异特征及其影响因素

以安塞县为研究区,运用地统计学和GIS技术相结合的方法研究了黄土丘陵沟壑区土壤中有效态Fe、Mn、Cu和Zn的空间变异特征及其影响因素。结果表明:四种微量元素的变异系数在14.81%～22.49%之间,都属于中等变异性;块金效应值在11.76%～46.94%之间,Zn的空间相关性较强,Fe、Mn和Cu的空间相关性中等;各微量元素含量在空间分布上呈现出由北部和南部向中部递减的趋势。土壤类型对Mn和Cu的含量有显著影响,灰褐土中Mn和Cu的含量高于黄绵土。相对高程与Fe、Mn和Zn呈极显著负相关;坡度与Mn和Cu呈显著或极显著负相关;地形起伏度与Fe和Cu呈显著或极显著负相关。有机质、碱解氮、有效磷和速效钾与Cu呈显著或极显著负相关,与Zn呈极显著正相关;速效钾与Fe和Mn呈极显著正相关;pH值与各微量元素均呈显著或极显著负相关。     

人类活动对泾河流域径流时空变化的影响

以泾河流域内14个水文站和189个雨量站的水文序列数据(1966-2005)为基础,分析了泾河流域径流的时空变化特征,并评估了人类活动对径流的影响.结果表明:径流呈明显的减少趋势,尤其是2000年后减少趋势极为显著;各子流域间径流变化存在明显的空间差异,以干流杨家坪以上及雨落坪、杨家坪至张家山区间各子流域的径流系列减少...     

黄土丘陵沟壑区密植枣林株行间土壤水分状况

为了揭示陕北山地密植红枣林土壤水分空间分布状况,对枣林株行间不同位置(株间、行间、中心点)0～200 cm土层的土壤水进行了连续观测.结果表明:在7～9月,枣林地株间土壤水分状况明显好于行间.株间、行间、中心点土壤含水量均值分别为9.77％、7.66％、7.52％.不同降雨量下枣林地株行间不同位置土壤水分的累计入渗量不同,株间入渗量大于行间,且随着降雨量的增大,各位置入渗量也随之增大,株间的入渗补给作用在增强,但行间的入渗补给作用在减弱.中雨(p=14.8 mm),株间、行间、中心点累计入渗量分别为13.5、8.8、8.4 mm;大雨(p=31.6 mm),株间、行间、中心点累计入渗量分别为30.9、16.5、12、8 mm.雨后枣林地株行间不同位置土壤水分日均消耗量以株间最大,达4.09 mm/d,行间次之,为3.77 mm/d,中心点最小,为2.27 mm/d.     

黄土高原丘陵沟壑区淤地坝的减水减沙效益分析

根据皇甫川、窟野河、佳芦河、秃尾河、大理河五条支流共 4877座淤地坝的调查资料 ,分析了单坝、坝系减水减沙效益 ,暴雨毁坝增沙情况 ,以及与其影响因素之间的关系 ,可为黄土高原的淤地坝设计标准、坝系建设规划、流域效益评价、土地资源的合理利用提供依据     

农业生产活动对黄土高原丘陵沟壑区坡地土壤水分动态的影响

通过在坡度为20°耕地和荒草坡面对降水、土壤水密集观测,结合模拟降雨实验,从降雨入渗、蒸散发等过程分析讨论了影响黄土高原丘陵沟壑区坡地土壤水分动态的主要因素。结果表明:1)降雨入渗量△S主要受控于雨强和降雨量,坡耕地的入渗量随着雨强增加而衰减的速度快于荒坡,坡耕地有利于中等雨强大雨的下渗,雨强增大时两坡面的降雨转化率逐渐接近,且植被的再分配作用凸显,甚至使短历时暴雨时坡耕地的入渗速度低于荒坡,长历时的大、暴雨或连续降雨利于深层入渗,坡面耕作或在裸地上种植冰草后降雨转化率增约50%;2)7月～10月上旬为土壤水补给期,土壤水分在枯水年及平水年处于负平衡,在丰水年获得补给,最终以蒸散发消耗;3)荒地主要耗水层在20cm,耕地土壤水分活跃层及作物主要耗水层延伸至30cm。总体上,农作物增大蒸散发量、增加土壤水分利用深度,农业生产活动对减少降雨径流、增加土壤水资源量、强化水分小循环有重要作用。     

施用氮磷钾对黄土丘陵区山地红枣林土壤酶与土壤肥力的影响

采用野外试验与室内分析,研究了连续4 a施氮磷钾肥对黄土丘陵区山地枣园土壤酶活性及土壤养分含量的影响。结果表明:连续4 aNPK1施肥处理能够明显增强土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,提高土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量;在土壤剖面中总的趋势是土壤酶活性和土壤速效氮、速效磷和速效钾含量随土层深度加深而降低。土壤酶活性与土壤养分因子的相关分析表明,在0~20 cm土层,磷酸酶与有机质、速效磷,过氧化氢酶与有机质、全氮呈显著或极显著性正相关。在20~40 cm,脲酶与有机质、全氮、速效氮,磷酸酶与速效钾,过氧化氢酶与速效磷,蔗糖酶与有机质、速效钾呈显著或极显著性正相关。在40~60 cm,脲酶与全氮、速效磷,磷酸酶与有机质、速效氮,过氧化氢酶与速效磷,蔗糖酶与有机质、全氮、速效磷呈显著或极显著正相关。     

黄土高原森林草原区退耕还林还草土壤保持效应评估

黄土高原地处生态过渡带和环境脆弱区,区内大范围的土壤侵蚀严重影响了当地的生态环境。以黄土高原森林草原区为研究对象,应用修正通用土壤流失方程,根据2000、2005、2010年气象数据及土地利用等数据,从不同坡度、植被覆盖度、土地利用类型评估了黄土高原森林草原区退耕还林还草工程的土壤保持效应。结果表明,(1)随着退耕还林还草工程的实施,林地和草地面积明显增加,分别增加2 219.41 km~2、2 205.27 km~2,研究区植被覆盖度逐渐改善。(2)2000—2010年土壤保持量增加2.41亿t,单位面积土壤保持量由3 033.15 t·km~(-2)·a~(-1)增加至5 114.86 t·km~(-2)·a~(-1),土壤保持效应显著提升。(3)研究区土壤保持效应与植被覆盖度呈正相关关系,在不同土地利用类型中,林地、草地和耕地具有较高的土壤保持效应,单位面积土壤保持量分别为5 405.57、3 598.41、3 078.81 t·km~(-2)·a~(-1)。退耕还林还草工程的实施提升了区域的土壤保持效应,但是,区内东北部由于矿产资源开采导致的植被破坏、地表塌陷以及土壤侵蚀问题亟待解决。     

黄土丘陵沟壑区沟道造地土壤水分时空变异特征

基于Van Genuchten模型测定土壤水动力学参数,采用定点监测方法,在沟道中不同位置以及对照坡面进行土壤水分观测,分析了延安市典型治沟造地项目沟道造地土壤水分的时空变异特征,阐明治沟造地工程对沟道土壤水分的影响。结果表明：（1）土壤水力学参数在沟道土层深度为40 cm附近发生了显著改变,0~40 cm土层土壤容重1.12 ~1.25 g·cm^-3,导水率达到40 mm·min^-1以上,入渗能力强,同时饱和含水率较大,40 cm以下土层土壤容重在1.5 g·cm^-3左右,导水率在1.25~1.41 mm·min^-1之间,入渗速率明显减小;（2）沟道土壤水分显著大于对照坡面,其季节变化稍滞后于降水的季节变化,整个生长季在15.76%~21.91%间波动,高出对照坡面5%左右,垂直分布随土层深度的增加而增加,表层最低,为15.07%,160 cm土层最高,为22.84% ,深层土壤含水量优势更加显著;沟道土壤水分变异系数在0.131~0.234之间,相比较坡面,沟道表层以下土壤水分存在较强的空间异质性,100 cm以下土层变异系数在0.2左右,土壤水分变化活跃;（3）沟口土壤含水量显著高于沟头,土层深度40 cm以下的土壤含水量长期达到甚至超过田间持水量。通过治沟造地工程水分综合调控体系,沟道能够为作物生长提供水分充足的生境条件,提高水资源利用效率的同时改善农业生态环境。     

陕北黄土高原丘陵沟壑区耕地三维分析

以延安市宝塔区为例,利用遥感土地利用分类图和数字地形图,在地理信息系统ARC/INFO和遥感图像处理系统ERDASIMAGINE的支持下,进行坡度计算,通过对土地利用类型图和坡度图的复合分析,编制坡耕地专题图,统计不同坡度的耕地面积。该方法可为其它地区坡耕地调查分析提供借鉴。     

黄土丘陵区免耕条件下两种土壤酶活性变化

为了确定合理环保的耕作制度,2007～2008安塞田间定位试验黄土丘陵旱作农区大豆(Glycine max L)、玉米(Zea mays L)、红小豆(Semen Phaseoli)、马铃薯(Solanum tuberosum Linn.)在翻耕化肥(CF)、翻耕有机肥(CM)、翻耕无肥(CN)、免耕化肥(NF)、免耕有机肥(NM)、免耕无肥(NN)等水平下的农田土壤脲酶、蔗糖酶活性.结果表明:在作物花期,大豆、玉米土壤脲酶活性较高,蔗糖酶活性较低,而红小豆、马铃薯则与之相反,差异极显著.到作物收获后,玉米土壤脲酶、蔗糖酶活性增高,增幅在83%以上,而马铃薯、红小豆、大豆三种作物土壤脲酶活性降低,降幅在10%以上,蔗糖酶活性增强,增幅在40%以上.从花期到收获后,免耕降低了土壤脲酶活性,提高了土壤蔗糖酶活性,在黄土丘陵沟壑旱作农区两种土壤酶活性表现较优的作物为大豆、玉米,较优的处理为NM玉米、NF大豆,其田间环保效应为:作物生长期间两种酶活性比较高,收获后两种酶活性则降低,有利于提高作物生长期土壤肥效利用率,减少作物收获后温室气体的排放.     

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤水分分析

采用定位监测法,对地处黄土丘陵区的延安燕沟不同植被类型下土壤水分状况进行了对比分析。结果表明:农林草地土壤水分剖面(0~4 m)存在显著差异,平均土壤含水量由高到低依次为:旱农坡地>草地>柠条灌丛>果园>黄刺玫灌丛>刺槐,与旱农坡地对照分别相差2.04%、2.27%、4.75%、4.8%和5.68%;刺槐、柠条和黄刺玫的土壤水分垂直分布呈现较一致的趋势,表现为上层水分高于下层且差异显著,水分较明显的分界点在100cm左右,其100 cm以上平均土壤湿度分别为10.12%、13.58%和11.89%,100 cm以下分别为8.79%、12.16%和9.07%;同时,不同植被类型下土壤剖面低湿层不同,乔灌地低湿层深度较农地和草地深;土壤水分剖面形态与分层特征受植被利用影响作用显著。     

黄土高原坡面刺槐林土壤水分生态位特征分析

通过定位观测并引入土壤水分生态位适宜度,以刺槐林根系分布作为土壤水分生态位权重,对黄土高原刺槐林不同地理位置、不同坡向和不同时期土壤水分生态位进行了分析.结果表明:由南向北,土壤水分生态位递减,淳化刺槐林土壤水分生态位为97.5%,可满足刺槐生长,米脂刺槐林土壤水分生态位为53.2%,林木生长较大受水分的限制;在不同坡向间刺槐林土壤水分生态位表现为阴坡最高,阳坡最低,在生长季节,刺槐的生长受土壤水分的制约,半阴坡和半阳坡介于二者之间;在年内,春旱及春末旱,导致土壤储水量减少,7月初土壤水分生态位降到最低.随着林龄和林木密度的增加,土壤水分生态位降低,保持适当的林分密度,可实现林木的正常生长.