陕西省水文地貌关系正确的DEM的建立及评价

【目的】建立陕西省水文地貌关系正确的数字高程模型(Hc-DEM),并对Hc-DEM的精度进行评价。【方法】研究快速有效地处理原始数据及生成陕西省Hc-DEM的方法。从地形的表现能力、水系网络和交叉验证等方面,对Hc-DEM与基于TIN建立的DEM(TIN-DEM)进行了对比评价。【结果】Hc-DEM能够很好地表现地形起伏,正确地反映地貌,如梁、沟及流水线网络;且其对地形的表现能力优于利用TIN建立的DEM。【结论】用ANU-DEM生成的陕西省Hc-DEM能更真实地反映实际地形,比TIN-DEM效果好。生成了陕西省Hc-DEM的3个关键参数:分辨率50m,第2糙度系数0.8,迭代次数40。     

黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水分研究--以吴旗县为例

采用野外调查与室内分析相结合的方法,对黄土丘陵区吴旗县植被恢复过程中土壤水分进行了研究.结果表明,不同地形的土壤含水量表现为5°>18°>30°,阴坡>半阴坡>阳坡,下部>中部>上部;对于同一植被类型,60 cm以下土层的土壤水分含量随着恢复年限的增加而不断减小,并且随着恢复年限的增长,深层土壤水分含量有逐步趋于稳定的趋势;对于不同植被类型的土壤水分含量,农耕地>草地>灌木地>乔木林地;对于不同植被恢复方式,自然恢复的土壤含水量>自然十人工恢复的土壤含水量>人工恢复的土壤含水量.     

一种高质量的数字高程模型（DEM）建立方法 ——ANUDEM法

建立高质量的数字高程模型(DEM)是正确计算坡度、坡向、提取流域地形特征、进行水文分析 的前提,因而在研究土壤侵蚀、植被建设和土地利用规划与评价中都具有重要意义。ANUDEM采用迭 代有限微分内插技术和地形强化算法,自动去除伪下陷点和生成输入数据错误文件,便于查错改善 DEM质量,并减少了去除伪下陷点的编辑或DEM的后处理过程。本文以黄土高原丘陵沟壑区典型 小流域为例,利用大比例尺(1:10000)数字化地形图,利用ANUDEM建立DEM,从DEM光照模拟图、 回放等高线、提取水系、坡度等方面对建立的DEM的质量进行了评价。研究表明,ANUDEM建立的 DEM表面光滑;回放等高线与原等高线符合度高,能更准确地表现地形起伏;由其提取的坡度准确; 水系连续完整与地形图上河流一致,适宜水文分析,是一种建立高质量DEM的优良方法。     

黄土丘陵区玉米种植变迁——以2个村庄为例

采用地理学与人类学相结合的方法,利用当地农民的记忆,还原黄土丘陵区麦地堙村和石咀头村2个典型农耕村庄60多年来不同时期的玉米种植格局及其种植方式,对该地区的玉米种植变迁进行研究,立足可持续发展的视角,探讨农耕发展的得与失。结果表明,在过去的60多年间,研究村庄的玉米种植由零星分散的空间格局向大面积连片格局过渡;种植结构从与其他农作物多样化种植转变为单一化种植;种植体系由内部良性循环体系转变为投入与产出高度依赖外部的体系;传统的玉米种植方式逐渐被抛弃。黄土丘陵区60多年来的玉米种植变迁过程,实际上是传统农耕在向现代化农业转变的过程,也是传统农耕逐渐消失的过程,这一区域正面临着人口、资源与环境的严峻挑战。     

黄土丘陵区退耕还林后土壤物理性质恢复特征的研究——以陕西省吴起县为例

本文以吴起县的退耕还林地为研究对象,探讨不同退耕还林地土壤物理性质的变化规律及其对土壤物理性状的改良作用,初步研究结果表明:退耕还林以后,不同退耕还林地间土壤非毛管孔隙度和不同土地利用类型间的差异显著,土壤深度对土壤孔隙度没有显著影响;无论何种退耕模式,总体上退耕还林区土壤粘粒含量高于耕地,其中0cm～20cm增加不显著,20cm～40cm、40cm～60cm增加较多;在不同的退耕还林地中,0cm～20cm土层土壤的改善较为明显,0cm～20cm的土壤容重明显低于20cm～40cm和40cm～60cm.     

黄土丘陵区农业生态安全预警研究——以延安市宝塔区、安塞县为例

根据黄土丘陵区的农业生态现状,建立了黄土丘陵区农业生态安全预警评价指标体系。以延安市宝塔区、安塞县为例,运用层次分析法对黄土丘陵区农业生态安全进行了综合评价。在此基础上,提出了相关对策建议     

地形因子与人工林土壤有机碳密度的关系——以晋西黄土丘陵区为例

为了探究晋西黄土丘陵区不同人工林下土壤有机碳密度的性质,在该区选取了4种典型人工林配置模式,对其土壤上层(0 ～20 cm)和下层(20 ～40 cm)的有机碳密度进行了测定和比较,分析了不同人工林下土壤有机碳密度分布的特性.借助普通最小二乘法(OLS),对地形因子与土壤有机碳密度之间的量化关系进行了分析.结果表明:土壤碳密度与全N、水解性N均在0.01水平上显著正相关.林下的土壤碳密度排序为针阔混交林＞人工针叶林＞人工阔叶林＞灌木林.土壤碳密度在不同地形条件下存在差异,但地形差异只能解释土壤碳密度差异的18.4％.土壤碳密度随着坡度的增大而减少,从阳坡到阴坡不断增加,坡面位置的分布特征则为坡顶＜坡面＜坡脚.     

黄土丘陵区不同植被类型土壤养分效应研究——以安塞纸房沟流域为例

分析了纸房沟流域不同植被类型的土壤养分效应,结果表明,不同类型植被的土壤有机质、全氮、水解氮、速效磷均向土壤表层富集,但对养分的影响不同,从剖面上看,0~20 cm>20~40 cm>40~60 cm;从不同植被类型看(全磷除外),乔木>灌丛>草本。土壤全氮、水解氮与土壤有机质之间呈显著的线性关系,而土壤全磷与土壤有机质的线性关系不显著。植被恢复过程中,土壤全磷含量变化很小。     

DEM在地貌分析研究中的应用

简述了GIS的数字地形分析与DEM的研究进展,指出了数字高程模型分析3个方向的研究内容,并进一步系统总结了数字高程模型在地貌中的可视化分析、地形因子的提取与地貌的综合分析3个方面中的研究现状,同时列举了大量的研究成果,最后指出了数字高程模型研究的重要意义。     

陇东黄土丘陵区梯田土壤养分评价——以甘肃庄浪县为例

【目的】从县域尺度对陇东黄土丘陵区梯田土壤养分进行评价,为黄土丘陵区梯田土壤培肥、粮食产量增加提供科学依据。【方法】以庄浪县耕地质量评价数据为数据源,共采集3 839个样点,且采样点均匀覆盖全县农田,通过主成分分析和方差成分估计模块分析了陇东黄土区梯田土壤大量养分（有机质、全磷、全氮、缓效钾、速效磷、碱解氮、速效钾）和微量养分（有效铜、有效锌、有效锰、有效铁、有效硼）分布特征及其影响因素。【结果】1）庄浪县梯田土壤全磷和速效磷含量处于高水平,速效钾含量处于较高水平,有机质、全氮和碱解氮含量处于中等水平。土壤大量养分综合指数处于较低、中等和较高级别的样本数分别占有效样本数的14.45%,65.89%和19.66%。2）庄浪县梯田土壤有效铜、有效锰和有效铁含量为中等水平,有效锌和有效硼含量处于中下水平,且有较大面积的土壤缺硼。土壤微量养分综合指数处于较低、中等和较高级别的样本数分别占有效样本数的32.53%,63.35%和4.12%。3）土壤类型对土壤大量养分空间变异的贡献率达51.81%,海拔影响次之,其贡献率为23.60%。随着海拔的升高,土壤大量养分综合指数在较高水平样本所占比例相应增加。4）土壤微量养分空间变异性与土壤类型、土壤质地、海拔有关,土壤类型对微量养分空间变异的贡献率最高,为69.41%,土壤质地、海拔的贡献率分别为17.65%,11.76%。随着海拔的升高,土壤微量养分综合指数在中高水平所占比例总体降低。【结论】陇东黄土丘陵区梯田土壤大量养分和微量养分整体处于中等水平,有较大面积的土壤缺硼。梯田土壤养分的空间变异主要受土壤类型和海拔的影响。     

青海黄土丘陵区金露梅灌丛生物量的研究

通过平均生物量法和标准丛法,选择青海省黄土丘陵区进行金露梅生物量及其相关因子研究.该区生物量变幅为1 608.9～26 114.7 kg/hm2,平均值为67 66.4 kg/hm2,地上部分占37.16％～69.40％,地下部分占30.60％～62.84％,地上生物量与地下生物量呈较高的相关性,整丛含水率为33.83％～45.35％,平均值为40.59％;金露梅生物量的大小由其覆盖度、地径、冠幅、树高等因素决定;气候对其生物量具有一定影响,其中降水、蒸发量的共同作用对生物量影响最大;金露梅生物量与其伴生草本覆盖度呈负相关关系.     

半干旱黄土丘陵区土壤水分动态变化研究综述

水分是黄土高原地区植被恢复与重建的重要限制因子,由于半干旱黄土丘陵区的土壤水分供给的有限性,使它成为植物生长和生存的限制性因素.因而,对土壤水分的研究具有十分重要的意义.从土壤水分的测试技术和土壤水分的动态变化研究方面进行综述,并且阐述了水分有效性的研究进展,为进一步研究提供依据.     

黄土丘陵区（庄浪）旱作马铃薯全膜覆盖关键技术集成研究

以建立黄土丘陵区地膜覆盖栽培的最佳模式,高效利用降雨资源为目的,于2011—2013年在庄浪县旱地进行了不同降雨年份地膜覆盖盖度、垄型、覆膜时期、垄高4因素马铃薯产量、经济效益和水分利用效率试验。结果表明：覆 盖度、垄型、覆膜时期是全膜覆盖的关键因素,起垄高度在干旱年对产量影响明显。对产量和水分利用效率的影响次序为覆盖度>垄型>覆膜时期>起垄高度。覆盖度显著影响产量、效益和水分利用效率,全覆盖优于半覆盖,半覆盖优于露地栽培。全覆盖较露地增产鲜薯21.2%,大中薯重提高23.63%,水分利用效率增加26.19%,半覆盖较露地增产鲜薯16.1%,大中薯重增加10.91%,水分利用效率增加16.62%。垄型对马铃薯产量影响明显,“凹”型双垄优于“弓”型单垄,其垄内0～60 cm的土壤储水量比“弓”型垄提高3.46%,其中20～40 cm增加10.58 mm,提高4.48%,增产16.9%,大中薯增加26.47%,水分利用效率增加18.20%。“秋覆膜”、“顶凌覆膜”、“播前覆膜”3个覆盖时期,以秋覆膜最佳,比播前覆膜产量增加15.31%,水分利用率提高14.56%,顶凌覆膜次之,较播前覆膜增产9.54%,水分利用率提高8.98%。“低垄”、“中垄”、“高垄”3个起垄高度,在不同降雨年份表现不同,降雨偏多的年份高垄栽培利于增产,降雨较少的年份低垄栽培为佳,各年度平均显示,低垄型和中垄型分别比高垄型增产1.72%和1.79%,水分利用效率提高3.61%和2.76%。在黄土高原旱作区马铃薯地膜全覆盖栽培以中垄型双垄垄播秋覆全膜栽培为最佳模式,较露地栽培增产49.16%,纯收益增加78.06%,水分利用效率提高56.79%,较全膜垄作侧播增产23.07%,纯收益增加43.93%,水分利用效率提高24.25%,实现了降雨资源的高效利用。     

黄土丘陵区雨季栽植油松试验

在陕北黄土丘陵沟壑区以春季栽植的2年生油松为对照,开展了雨季栽植2年生和1年生油松试验. 通过测定春季、雨季栽植油松后45 d的气候、土壤水分,调查栽后4年内啮齿类动物的危害状况和油松的存活率、生长状况后得知:雨季的降水量比春季大,空气相对湿度高,风速低,气温与地温高,土壤含水量高,蒸发量在栽植后26 d内较低,利于油松缓苗和生长;雨季栽植躲过了栽植当年啮齿类动物的春季危害高峰,苗木存活率高. 从栽植当年到栽植后第4年,雨季栽植的油松存活率一直比春季栽植的高,雨季栽植的2年生苗木树体生长量比春季栽植的2年生苗木生长量大,雨季栽植的1年生苗木树体生长量与春季栽植的2年生苗木基本相同. 雨季栽植油松能够显著提高苗木的存活率,促进苗木生长.      

黄土丘陵区柳枝稷生物量与土壤水分的动力学研究

通过在黄土高原半干旱地区种植柳枝稷,构建生物量与土壤水分的动力学关系模型。结果表明：在年降水量大于328mm的安塞地区,柳枝稷生长稳定;当年降水量少于328mm,柳枝稷收获（降水量580mm）每年超过1．4次,柳枝稷会衰败。当植被与土壤水分的相互作用较强时,植被会衰败,因此引种时必须选择与土壤水分作用相对较弱的植物。模型两个稳定状态共存表明,气候改变（干旱）或人类活动（放牧）对植被将产生不可逆的影响。     

黄土丘陵沟壑区农户生态产业系统经营模式评价

以黄土丘陵沟壑区的典型流域-甘肃省定西市(峻)口镇龙滩流域为对象,采用系统抽样与随机抽样、一般调查与重点调查相结合的研究方法,应用组分优势度、结构优势度和复合生态系统稳定性指数等综合分析指标,对黄土丘陵沟壑区农户生态产业系统的结构现状及其经营模式进行评价研究.结果表明:2007和2009年度,流域内高收入家庭占调查总户...     

黄土丘陵区林草恢复进程中土壤入渗特征研究

植被恢复可以改善土壤的入渗能力,植被恢复方式不同及恢复进程中其土壤性质的改善对土壤水文特征的影响程度也将影响到植被恢复的格局。为确定林地、草地植被恢复年限对土壤水分入渗特征的影响,以黄土丘陵区西部官山林场退耕后栽植的刺槐林地、撂荒草地为对象,选取退耕年限为9年、15年、25年的林地、草地。于2014年5月对各样地的原状土土柱进行定水头入渗,比较不同退耕年限林地、草地的入渗性能和湿润锋穿透60 cm土柱的时间,并分析影响入渗特性的因素。结果表明:退耕年限为25年林地的土壤稳定入渗率、平均入渗率、前120 min累积入渗量、湿润锋到达60 cm土柱的时间分别为1.86,2.60 mm/min,387.82 mm,23.00 min;退耕年限为15年林地分别为1.38,1.90 mm/min,288.88 mm,35.33 min;退耕年限为9年林地分别为0.35,1.03 mm/min,194.50 mm,40.00 min;退耕年限为25年草地分别为3.17,3.17 mm/min,386.43 mm,24.00 min;退耕年限为15年草地分别为1.86,2.60 mm/min,387.82 mm,34.33 min;退耕年限为9年草地分别为1.86,2.60 mm/min,387.82 mm,38.33 min。6种样地的土壤入渗过程均能用通用模型进行高精度拟合。各样地土壤入渗速率与土壤有机质、>0.25 mm水稳性团聚体含量呈正相关关系,与土壤密度呈负相关关系。土壤入渗能力随退耕年限增加而增强,退耕还草比退耕还林更有利于土壤入渗能力增强。因此建议在水资源有限的黄土区以退耕还草为主以促进更多的降雨就地入渗。      

宁夏南部半干旱黄土丘陵区草地土壤水分物理特性研究

在宁夏南部半干旱黄土丘陵区,选择具有典型代表性的人工草地和天然草地,采用野外调查采样与室内分析相结合法,分析在植被生态恢复过程中土壤水分特征的变化．结果表明：土壤容质量人工草地〉天然草地,饱和含水量、田间持水量和毛管持水量等天然草地〉人工草地;在土壤蓄水性能方面表现为天然草地在涵蓄降水量、有效涵蓄量2方面优于人工草地;用O～100cm土壤水分无论人工草地还是天然草地（1—10月）都表现有亏缺状态．     

豫西黄土丘陵区不同退耕地土壤大团聚体 的组成及其分形特征

选取退耕10年左右的乔木林、灌木林、果园、人工草地及荒地,对表层土壤大团聚体的分布、稳定性及其分形特征进行研究。结果表明,2 mm的团聚体在土壤团粒结构中占主导地位,灌木地、乔木地和荒地土壤中2~5 mm和1~2 mm团聚体含量较耕地显著提高;灌木地、乔木地、果园、草地和荒地表层土壤中5mm和2~5 mm两个粒级水稳性团聚体含量较耕地均显著提高。灌木林、乔木林、草地和荒地土壤中干筛和湿筛团聚体的平均重量直径和几何平均直径较耕地均显著增加,分维数较耕地显著降低,这4种退耕地土壤结构显著改善,果园土壤结构的改善尚不明显。团聚体分维数能较好地描述土壤团聚体的分布状况且与土壤理化性质关系密切。     

黄土丘陵半干旱区柠条林株高生长过程新模型

黄土丘陵半干旱区柠条林的株高生长不随时间单调增加,在生长末期因生长动力小于生长阻力,株高随时间小幅度减小.采用宁夏固原上黄生态站柠条林的生长观测资料,以经典Logistic方程为基础,添加了生长阻力因素,建立了柠条林生长的改进模型,使得生长速率在生长末期出现负值;并以高密度柠条成林多年生长观测数据为依据,建立了连年生长模型.用数学建模和统计检验的方法对数据进行处理,其结果表明,改进模型较Logistic方程具有更高的拟合度和相关系数.建立的模型与传统生长方程不同,由于微分方程中引入了阻力因子,故生长曲线中存在极值坐标且不具有严格单调性.将多年的株高生长曲线综合到一个坐标系内后,新模型中位置参数a与内禀生长率b的比值随着生长呈现逐渐增大的趋势.改进模型的生长顶点出现在8月,与柠条林株高的实际生长过程吻合;计算了新模型的生长顶点与生长期结束时的株高的差值,并将该值记为生长损失.由于柠条林的灌丛较为矮小,在越冬时干梢现象对株高的影响不可忽略,该过程导致生长方程中第二年初始点小于第一年最末点;在考虑了该现象后所建立的连年生长模型中,2002年和2003年干稍现象的终止点位于2月,与植物生长的节律吻合.本研究为描述半干旱区灌木林生长过程提供了依据.