子午岭林区林地和开垦地土壤侵蚀特征研究

利用大型坡面径流场和小流域的观测资料研究了子午岭林区林地开垦前后土壤侵蚀特征,其结果为林地土壤侵蚀很轻微,侵蚀强度小于15t/（km²·a）,径流模数小于2400m³/（km²·a）。地形和降雨特征对土壤侵蚀的影响不甚明显,植被和土壤成为影响土壤侵蚀的决定性因子。而当林地被开垦后,土壤侵蚀由自然植被覆盖下的自然侵蚀转变为人为加速侵蚀,侵蚀模数达1000t/（km²·a）以上,径流模数在27480m³/（km²·a）以上。降雨和地形特征对土壤侵蚀的影响非常明显。土壤加速侵蚀量与10min 或15min 最大雨强（Ⅰ₁₀或Ⅰ₁₅）的关系最为密切,坡面汇流增加,谷坡侵蚀产沙系数为27.7%。     

子午岭地区自然区域特征及其与土壤侵蚀的关系

在对子午岭地区进行全面考察的基础上,分析研究了子午岭地区区域自然环境的基本特征,指出:子午岭地区地质条件复杂,构造运动强烈、岩性疏松、地貌类型齐全、沟深坡陡、降水丰沛、降雨强度大、冲刷强烈,具备了各科侵蚀过程的发生条件。但由于地面覆盖着良好的植被,侵蚀很轻微。子午岭地区作为黄土高原植被恢复的样板表明,大力恢复黄土高原地区的植被,是黄土高原水土保持的核心和中心任务。     

人为活动对子午岭林区和非林区径流泥沙的影响

通过对子午林区和非林区径流泥沙资料的分析表明,毁林开荒等人为破坏活动的严重时期直观地反映在径流泥沙年际变化曲线上。植被破坏后,增强了径流泥沙与降雨的相关性,削弱了植被对降雨的抵抗能力,径流泥沙增大,其增加幅度林区比非林区大。植被是加速或控制土壤侵蚀的敏感因子。     

子午岭林区自然侵蚀和人为加速侵蚀剖析

黄土高原的绝大部分地区,因严重的水土流失已丧失原有的自然景观,子午岭梢林区为研究追溯自然侵蚀和人为加速侵蚀的演变,提供了理想的场所。通过典型区的考察研究、大型径流场的定位观测研究和野外人工降雨试验等,分析研究了生态环境自然演变及人类活动对侵蚀的影响;剖析了子午岭林区自然侵蚀和人为加速侵蚀的演变;取得了新的论证资料。明确提出,随着人类对自然生态平衡破坏的加剧,自然侵蚀逐渐被人为加速侵蚀所替代,且后者逐渐占主导地位。     

子午岭林区植被破坏与恢复对土壤演变的影响

子午岭次生林区的植被曾经历了人为破坏过程与自然恢复过程。研究结果表明：次生林恢复前该区土壤类似现在的黄绵土；在植被恢复过程中，土壤发育程度逐渐增强，具有一定的腐殖化过程和淋溶过程，土壤向褐色森林型土壤演变；林地被人为开垦破坏后，加速侵蚀迅速发展导致土壤剖面迅速遭到破坏，土壤向黄绵土演变。     

林地开垦后坡沟侵蚀产沙关系的研究

利用在子午岭林区布设的林地开垦后全梁坡、全沟坡（不接收上万来水）和全坡面径流小区，研究了子午岭林区林地开垦后坡沟侵蚀产沙关系。结果表明，子午岭林区林地开垦后，沟坟接收上方来水来沙的侵蚀产沙量是沟坡不接收上方米水来沙侵蚀产沙量的１．９５～３．９倍；全坡面侵蚀产沙在梁坡来水来沙的影响下，侵蚀产沙量增加１０％～３５％；沟坡侵蚀产沙量占总侵蚀产沙量的５３％左右，但其中有２０％的侵蚀产沙量是由于粱坡坡面径流下沟造成的，故受人类活动强烈影响的梁坡，实质上造成了６８％左右的侵蚀产沙量。     

子午岭林区林冠对降雨截留作用的研究

利用林内外降雨观测资料,分析了子午岭林区4月—10月林内降雨量、林冠截留量、林冠截留率与林外降雨指标的关系。其结论为林内降雨量与林外降雨量呈直线正比关系;林冠截留量与不同雨量级呈幂函数关系;影响林冠降雨截留率的最好降雨指标为 PI₃₀。     

子午岭林区土壤侵蚀与生态环境观测站简介

本观测站位于子午岭天然次生林区的东坡,所在地为延安地区乔北林业局任家台林场。地理位置东经109°11’,北纬36°05’,距富县县城西北30km,宜兰公路贯穿境内。该观测站筹建于1988年,系根据承担的国家自然科学基金重大项目“黄河流域环境演变与水沙运行规律”而专设的试验场,重点研究黄土高原土壤侵蚀发生发展过程与生态环境演变的关系。人类社会出现后对自然生态平衡的破坏,是加速土壤侵蚀的主要原因,但迄今缺乏科学论证。     

子午岭林区的植被破坏与侵蚀产沙特点

从子午岭林区消长的历史过程出发,在分析讨论人为活动——植被变化——侵蚀产沙的基础上,应用野外调查和航片对比解译数据,分析研究了人为破坏植被的时空特点,主要方式及其与侵蚀产沙的关系,表明近期大规模人为植被破坏活动在时间上的阵性与人口增长、经营政策变化同步,植被破坏随地形部位的空间差异与加速侵蚀的发生演变密切相关,从而说明,人为破坏植被是造成森林林地面积减小的根本原因。     

子午岭林区典型植被下土壤结构及稳定性指标分析

运用分形理论,研究了子午岭林区5种天然次生植被(以6 a天然恢复弃耕地为对照)下土壤结构特征,分析了土壤水稳性团聚体分维、孔隙分维、平均重量直径等3个指标在描述土壤结构稳定性方面的差异.研究表明,相对于弃耕地,各个植被群落均能明显改善土壤结构,降低土壤水稳性团聚体分形维数,提高孔隙分形维数,增强土壤结构的稳定性.土壤水稳性团聚体分维、孔隙分维q>0.25 mm水稳性团聚体含量、土壤有机碳、容重的相关系数均达到了极显著水平,均能作为评价土壤结构稳定性的指标;而团聚体平均重量直径与土壤有机碳含量、容重相关性不显著,只与>5 mm团聚体含量和>0.25 mm团聚体含量有极显著正相关关系,因此,仅可作为大团聚体含量的评价指标.     

林地开垦后坡面侵蚀过程与土壤养分流失的研究

林地被人为开垦破坏后 ,加速侵蚀是导致坡面土壤养分流失的根本原因。坡面土壤养分流失的空间分布与坡面侵蚀方式和侵蚀强度的空间分布相一致 ,浅沟沟槽是坡面土壤养分流失最严重的部位。土壤养分流失在开垦初期非常迅速 ,开垦耕种 5 a后 ,土壤养分含量可减少 5 0 %。土壤剖面中 A层的流失是土壤养分流失的标志。     

森林植被破坏对生态环境的影响

利用子午岭天然次生林区,遭破坏林区和非林区的水文径流、泥沙观测资料及长时间序列气象观测资料,研究了人为破坏森林植被对径流、侵蚀、产沙的影响;植被破坏对洪涝灾害的影响;植被破坏与气候变化及植被破坏与土地退化的关系。作者认为人为破坏植被是导致黄土高原生态环境恶化的重要原因。     

人为破坏植被开垦耕种对坡面细沟侵蚀的影响

作者利用野外调查资料和人工降雨资料研究了人为破坏植被开垦地耕种对细沟侵蚀的影响。所得结论为人为破坏植被开垦地耕种坡面细沟侵蚀急剧发展。细沟宽为5～30cm,深为5～15cm,此细沟深度值小于陕北安塞一带坡面上的细沟深;细沟侵蚀量为2200～6700t/（km²·a）,也小于安塞一带坡面上的细沟侵蚀量。在片蚀+细沟侵蚀带,一旦坡面上发生细沟侵蚀,则随着坡面土壤侵蚀的继续进行,细沟侵蚀占主导地位,而细沟侵蚀方式以沟头溯源侵蚀为主。降雨和地形因子对细沟侵蚀的影响非常明显。     

子午岭林区植被类型对土壤氮素的效应

以黄土丘陵沟壑区的子午岭次生林区主要植被类型为对象,研究了植被类型对土壤全氮的影响作用。结果表明,长期草地(白羊草地和茭蒿草地)、灌木林和乔木林地表层土壤(0—5cm)的全氮含量为坡耕地表层土壤全氮含量的1.4～2.5倍。长期草地和乔木林地表层土壤(0—5cm)全氮的含量相近,高于灌木林地及恢复草地表层土壤的全氮含量。在林草植被下,表层土壤的全氮含量明显高于下层土壤的含量,土壤剖面中全氮的含量随着土层深度的增加而表现为下降趋势。与坡耕地相比,草、灌木和乔木可以分别提高0—15cm,0—25cm和0—50cm土层中土壤全氮的含量,表明了植被类型对土壤全氮效应的差异性。研究结果说明,在黄土丘陵区,坡地退耕还林,恢复植被,可以有效地驱动上层土壤氮素含量逐渐提高。     

子午岭地区坡面浅沟侵蚀临界模型研究

利用子午岭地区梁坡高精度的GPS（Trimble 5700）实测数据对国内外已有的浅沟侵蚀临界模型进行了验证。结果表明,已有浅沟侵蚀临界模型模拟的子午岭地区浅沟侵蚀分布面积或大于实际浅沟侵蚀区的10%～40%,或小于实际的20%～35%。基于子午岭地区实测的梁坡GPS数据建立高分辩率的DEM,构建了适用于子午岭地区的浅沟侵蚀临界模型。利用实测GPS数据对所建浅沟侵蚀临界模型进行验证,发现用新建的浅沟侵蚀临界模型模拟的研究区梁坡浅沟侵蚀分布区与野外实际浅沟侵蚀分布区非常吻合,其误差仅为5%。