黄河中游冻融侵蚀的表现方式及其产沙能力评估

黄河中游,尤其是以黄土丘陵沟壑区为代表的那些多沙区的侵蚀产沙是引起黄河下游河道严重淤积的主要原因。在这些地区,水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀是其主要的外侵蚀因素。其中水力侵蚀已经得到比较深入的研究,风力侵蚀也已引起人们的空前重视,而对该区的冻融侵蚀的关注却相对薄弱。实际上,冻融侵蚀对这些地区沟道的作用非常显著。从黄河中游丘陵沟壑区冻融侵蚀的环境背景、作用机理和表现方式等方面展开论述,并根据沟道的岩性特点、沟道侵蚀量大小及对一些实测资料对比,初步认为砒沙岩区的冻融侵蚀量可以达到沟道产沙量的一半左右,最大可达流域侵蚀量的1/3左右。     

黄河中游多沙粗沙区侵蚀产沙与植被相互作用的临界现象

黄河中游多沙粗沙区是黄土高原境内侵蚀最为强烈的地区,也是下游河道强烈淤积的主要物源区。该区的土壤侵蚀受到多重因素的复合作用,植被作为其最显著的影响因子之一而广受关注。以统计资料为依据,论述了研究区侵蚀模数、林草覆盖度和林木覆盖度的空间分布特征,发现一些相对较大的侵蚀模数与植被覆盖度之间具有良好的非线性关系。将这些相对较大的侵蚀模数定义为极端侵蚀模数——相似植被覆盖度条件下的最大侵蚀模数,并拟合出它们与林草和林木覆盖度之间的定量函数关系,得出极端侵蚀模数由增加到减小的临界林草覆盖度为24.2%,临界林木覆盖度为12%。这就是说,在其它复合因素不发生明显改变的情况下,当研究区林草覆盖度小于24.2%或林木覆盖度小于12%时,极端侵蚀模数随着林草或林木覆盖度的增大而增大;当覆盖度大于上述临界值后,极端侵蚀模数则随之减小。该研究成果对于更有效地管理黄河中游流域具有一定的指导意义。     

植被恢复对青海省北川河流域水循环演变趋势的影响

[目的] 研究植被恢复对流域水循环的影响,明确植被恢复条件下流域水资源的演变趋势,为指导干旱半干旱地区开展科学的植被恢复工作提供数据支撑。[方法] 结合青海省北川河流域植被覆盖变化及长序列气象、水文数据,分析流域尺度水循环要素的演变趋势,分析植被恢复对关键水循环要素演变的影响作用。[结果] 20世纪80年代以来,北川河流域丘陵山区植被覆盖快速增加,仅2000—2019年期间平均增幅14.98%,最大增幅52.2%。1956—2019年,流域年降水量相对平稳,但年径流量呈不显著衰减趋势,平均降幅1.60×10⁷ m³/10 a,流域生态用水量增加是造成径流衰减的主要原因;植被恢复改变了流域大气降水的时空分配,在空间上更多降水用于流域内部生态消耗,减小了对下游的水源供给量,在时间上更多降水参与土壤水—地下水循环,延长了向流域外的排泄周期;地表风速、水面蒸发量、干旱指数等气象要素显著降低。[结论] 植被恢复影响下,北川河流域生态用水量增大,径流量衰减,降水—土壤水—地下水循环过程的水量比例增加,流域水源涵养能力不断提高,半干旱的气候条件有所改善。     

黄河上游宁夏-内蒙古段跃移沙粒起动风速的空间分布

黄河上游宁夏-内蒙古段穿越河东沙地、乌兰布和沙漠和库布奇沙漠,大量风沙被吹入黄河,因此,迫切需要揭示宁夏-内蒙古河段沙粒起动风速的空间分布规律,从而为该区域的风沙防治工作提供理论依据。首先,应用归一化植被指数（normalized different vegetation index,NDVI）数据集计算该河段地表植被盖度、植被迎风面积指数与粗糙度。而后,通过植被迎风面积指数计算摩阻起动风速的影响函数,研究河段摩阻起动风速的空间分布。利用实测数据检验摩阻起动风速的计算方法,表明摩阻起动风速的计算方法误差较小。研究表明,研究区内风速廓线均呈对数函数的分布规律,并利用风速廓线方程计算了研究区不同下垫面（10 m高度）处的起动风速,进而得到跃移沙粒起动风速的空间分布。结果显示研究区风蚀风险最大的几个区域大多临近黄河。最后,根据当年最大NDVI值与下一年风季（3月至5月）NDVI平均值之间的关系,提出利用当年最大NDVI值对下一年风季起动风速的预测方法,该研究为黄河宁夏-内蒙古段的风蚀预报提供理论支撑。     

黄河流域陕西片土壤侵蚀预报模型研究

以气候、地质、地形、植被及人类活动 5类因素中的 6个因子为预报因子 ,以陕西黄河流域水蚀区内 5大类型区中 3 3条小流域的实验观测资料和实地调查资料及有关科研单位的研究成果为基础 ,建立了适用于该区域的土壤侵蚀预报模型。据运用该模型对本区域内 4条小流域水土保持遥感普查成果和建模所用 3 3条小流域土壤侵蚀模数进行验证 ,证明该模型具有较高的精度 ,可以在陕西黄河流域水蚀区及条件相近的其他地区推广应用     

秃尾河流域暴雨洪水产沙特性的研究

用秃尾河流域实测降雨洪水泥沙资料 ,对流域的暴雨洪水泥沙特性做了较为全面系统的分析 ,阐明了秃尾河流域泥沙来源 ,揭示了冻融侵蚀、风蚀和水蚀的共同作用是导致高含沙水流发生的机理 ,以及次暴雨洪水泥沙输移比小于 1的特性 ,为多沙粗沙区流域治理提供了科学依据     

基于生态脆弱性的淮河流域水土保持策略研究

水土流失是淮河流域生态环境可持续发展的制约因素之一。分析了淮河流域生态脆弱性的影响因素,认为流域两侧地形和水系严重不对称的基底性脆弱,南北气候过渡带的交错性脆弱,暴雨降水及径流的波动性脆弱,植被覆盖、土壤和土地利用变化的动态性脆弱和黄河夺淮导致的历史遗传性脆弱是淮河流域水土流失的主要成因。针对淮河流域脆弱性成因,提出了该区水土保持的主要策略。     

小流域植被覆盖与工程措施因子遥感监测研究

[目的]通过对长江委丹江治理工程重点项目区西河小流域植被覆盖与工程措施因子(CP)进行遥感监测研究,为丹江流域以及长江上游地区水土流失定量检测、土壤侵蚀综合防治和评价提供科学的决策依据。[方法]利用2010年丹江流域商南县西河小流域环境小卫星遥感数据,采用Erdas软件对遥感数据进行处理,得到影像中各类地物植被覆盖度。利用卜兆宏等水土流失定量遥感监测模型(QRSM模型)植被因子与植被覆盖度关系式算法,即用土壤流失量遥感监测植被因子算式开展计算和分析。[结果]西河小流域北部治理区和南部山区植被覆盖和工程措施因子值相当低;在河道两岸有局部区域出现了植被覆盖与工程措施因子高值区,主要是由于该区域居民房屋建筑和道路建设破坏了植被;中部人口集中的区域,治理程度较低,仅有较少区域出现植被覆盖集中连片高值区。[结论]影响水土流失众多客观自然因素中植被覆盖因子的影响最大,另一方面,人类过度开发利用土地资源引起陆地生态系统发生变化,因此研究水土流失应综合考虑地理、自然和经济发展,因地制宜,合理规划,确保经济持续稳定发展和生态安全。     

气候变化及人类活动对黄河流域植被覆盖变化的影响

黄河流域在我国具有重要的战略地位,是我国重要的生态屏障,定量化评估气候变化和人类活动对黄河流域植被变化影响,对政府管理决策具有重要意义。以黄河流域为研究区,分析1982—2019年归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)时空动态变化,定量计算气候变化及人类活动对NDVI变化的贡献度,并对NDVI变化影响因素进行分区制图;在此基础上,讨论生态建设工程对植被变化的影响情况,并评估其成效。结果表明:(1)1982—2019年间黄河流域NDVI呈现显著增加趋势,变化趋势为0.002 4/a;空间上,显著退化的区域分布在流域西部和南部,显著增加的区域分布在流域中部和北部。(2)黄河流域植被变化是气候因素和人类活动共同作用的结果,研究时段内气候因素对NDVI变化的贡献度为82.74%,人类活动贡献度为17.62%,气候因素是黄河流域植被变化的主导因素,但人类活动在植被变化中的影响程度逐渐加深。(3)3个生态建设工程区植被恢复情况为三北防护林黄河中游防护林太行山绿化,生态建设工程对植被恢复有明显的促进作用。     

1981-2010年中国北方风蚀气候侵蚀力演变与植被动态响应

风蚀气候侵蚀力演变是影响植被生长的重要因素,基于GIMMS NDVI3gV1.0数据以及气候数据,并结合多情景分析法、敏感性分析法,分析了1981-2010年中国北方风蚀气候侵蚀力演变及其对植被变化的影响。结果表明:（1）1981-2010年,风蚀气候因子指数多介于10~100,均值为29.4,侵蚀力水平一般。其基本特征是由东至西逐渐减弱,由南至北逐渐减弱。（2）1981-2010年,中国北方风蚀气候侵蚀力整体上呈下降趋势,其变化主要受风速影响,二者相关系数高达0.95。（3）植被动态对风蚀气候侵蚀力演变的响应具有典型的空间异质性,多数沙区表现为风蚀气候侵蚀力减少导致植被增加。（4）不同沙区植被变化对风蚀气候侵蚀力演变的响应程度不同,河套平原、塔里木盆地等沙区植被动态对风蚀气候侵蚀力演变较为敏感,伊犁盆地、乌兰察布以及阿拉善高原等沙区则敏感性较小。     

黄河源头区土壤侵蚀现状分析

黄河源头区是我国珍贵的生态宝库,近年来遭受着土壤侵蚀加剧,生态严重退化的威胁。根据2002年开展的黄河源头区土壤侵蚀调查成果,对该区土壤侵蚀的面积、强度和空间分布特点进行了分区分析。分析表明,冻融侵蚀是主要土壤侵蚀类型,分布于中西部山原区。水蚀广泛分布在东部山区,总体强度不高。风蚀主要分布区域集中,总体强度较高。这4个土壤侵蚀分区中,东北部水蚀、风蚀区水土流失最为严重。黄河源头区西部虽然水土流失面积较小,但生态十分脆弱,成土缓慢,土壤抗侵蚀能力差,一旦水土流失发生、发展极难重建和恢复。从土地利用上看,草地、湿地资源的保护对黄河源头区水土保持生态建设具有十分重要的意义。     

2000-2016年黄河源区植被NDVI变化趋势及影响因素

NDVI是研究区域植被变化的重要表征性指数。基于2000—2016年的MODIS NDVI遥感数据和同时期地面气象数据,采用非参数检验方法曼—肯德尔法（Mann-Kendall）检验法、斜率变化趋势分析法、复直线回归分析法等多种时间与空间分析方法,研究了黄河源区生长季植被覆盖时空变化及其与气候因子的相关性,探索黄河源区植被与气候变化的时空耦合关系,分析了气候因素及人类活动对植被覆盖的影响。结果表明:黄河源区NDVI在2000—2016年期间没有特别明显的突变年份;源区70.4%的区域植被NDVI是增加的,增长率大部分处于0～0.004/a。复直线回归分析显示气象因素对源区植被生长变化起到主要的促进作用,99%的区域NDVI气候因素贡献值为正值。人类活动促使植被NDVI增加的区域占总面积的比例是55%,说明人类活动等因素对黄河源区的生态环境产生一定的积极影响,但仍有接近50%的区域人类活动使NDVI减少,高寒草地的退化的趋势没有得到有效遏制。     

山东省土壤侵蚀与水土保持工作现状分析

本文概括介绍了山东省的地理位置、地形地貌、气候、土壤、植被、水资源等自然条件.并分析了这些外界条件对土壤侵蚀的影响及造成的严重程度,从轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀几种不同侵蚀强度在山东省所占面积、比例.对全省划分为3种主要侵蚀类型,即;山丘区水力侵蚀;平原风沙区的风蚀、水蚀;山前平原和黄泛平原的水蚀.最后分析了水土流失的危害及造成的原因.使人们对山东省的自然概况和水土流失问题有了较全面的了解.     

基于GIS的黄土高原不同植被区土壤侵蚀研究

在对黄土高原植被进行分区的基础上,利用地理信息系统技术和景观生态学方法对黄土高原植被区空间数据和土壤侵蚀空间数据进行了空间叠加分析。结果表明,黄土高原被划分为森林植被区、森林草原植被区、温性草原植被区和荒漠半荒漠植被区。在森林植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为41.92%,水蚀土壤侵蚀指数比温性草原植被区和荒漠半荒漠植被区的水蚀土壤侵蚀指数大,为346.90。在森林草原植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为70.45%,水蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的水蚀土壤侵蚀指数大,为449.40,水蚀最为严重。在温性草原植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水-风混合侵蚀为主,风蚀微度-水蚀剧烈的百分比最大,为33.01%,水-风混合侵蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的水-风混合侵蚀土壤侵蚀指数大,为633.45,水-风混合侵蚀最为严重。在荒漠半荒漠植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以风蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为99.65%,风蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的风蚀土壤侵蚀指数大,为589.78,风蚀最为严重。黄土高原的土壤侵蚀表现出明显的地带性分异规律。     

2011—2019年宁夏土壤侵蚀动态变化及分布特征

宁夏是黄河流域生态保护和高质量发展的先行区,掌握其土壤侵蚀动态变化对于黄河流域的生态修复具有重要意义。本研究根据宁夏水土保持公报数据,对2019年宁夏土壤侵蚀强度、面积和空间分布进行分析,并与2011年的侵蚀状况进行对比,获得宁夏土壤侵蚀的动态变化特征。结果表明:①2019年宁夏回族自治区的土壤侵蚀总面积为15888.51 km2,占全区土地总面积的23.93%,与2011年相比,侵蚀面积共减少了19.02%。②中卫市的土壤侵蚀面积较大,且侵蚀强度较高;与2011年相比,各市的土壤侵蚀总面积都有不同程度的减少,且侵蚀强度总体都有所下降。③土壤侵蚀主要集中分布在Ⅲ丘陵台地干旱草原风水蚀交错区和Ⅶ黄土丘陵沟壑水风蚀交错区。④不同土地利用类型下的土壤侵蚀面积和强度有一定差异,建设用地和交通运输用地的侵蚀强度较大。     

2000-2013年北洛河河源区土壤侵蚀潜在风险时空变化分析

以北洛河河源区为研究区,利用2000年、2013年Landsat影像和DEM数据作为数据源,分别对土地利用类型、植被覆盖度和坡度信息进行提取,采用多因素综合分析法对土壤侵蚀风险进行快速评估,并对土壤侵蚀风险变化趋势、植被变化对土壤侵蚀风险的影响、水土保持措施优先等级等进行了分析。结果表明:（1）土壤侵蚀风险无变化区域面积最大,且风险减弱区域面积比（31.97%）大于风险增加区域面积比（16.05%）。其中,中度土壤侵蚀风险区域相对于其他风险等级区域更加稳定;（2）土壤侵蚀风险变化区域内随着变化程度的增大,相应变化区域面积越小;（3）在土壤侵蚀风险减弱区,自然植被覆盖度增加和退耕的影响区域面积比分别为42.8%和57.2%,在土壤侵蚀风险增加区,自然植被覆盖度降低和开垦农田的影响区域面积比分别为93.7%和6.3%,且随着土壤侵蚀风险变化程度的增加,耕地类型转变的影响范围越大,自然植被覆盖度变化的影响范围越小。     

黄土高原水蚀风蚀交错带和神木试区的环境背景及整治方向

黄土高原土壤侵蚀最强烈地区出现于年降水量为400mm左右的水蚀风蚀交错地带,本区气候变化剧烈,植被稀疏,土壤侵蚀全年进行,为典型的脆弱生态环境区。春季风蚀强烈,夏秋暴雨侵蚀频繁,两者交替进行,相互促进,年均侵蚀模数多在10000t/km²以上,境内的晋陕蒙煤田开发区为强烈侵蚀的中心,又为黄河下游河床粗泥沙的主要来源区。鉴于治黄和煤田开发的紧迫需要,神木试区即设于该地区,建立该试区进行环境整治的试验示范研究具有广泛的实际指导意义。综合分析神木试区的优势和劣势。以小流域为单元,探讨工副业与农业相结合,生态效益与经济效益同步发展,农林牧副业生产走向商品化,走向市场的新途径。     

黄河源高寒草甸退化秃斑地土壤基本特征及其风蚀规律

[目的]阐明高寒草甸不同类型退化秃斑地的土壤基本特征及其风蚀规律,揭示土壤物理力学特性与土壤风蚀之间的交互影响作用,进而为黄河源区生态植被的修复和保护提供理论依据。[方法]以黄河源7种草甸退化秃斑地及高原鼢鼠鼠丘为研究对象,结合野外调查和原位试验,对不同秃斑地土壤物理力学特征、土壤风蚀规律的差异性及土壤风蚀量与可蚀性因子间的关联度和相关性等进行了分析和讨论。[结果](1)不同退化秃斑地土壤基本物理力学特性指标差异较显著,7种秃斑地的平均土壤含水率、密度、紧实度和黏聚力分别是高原鼢鼠鼠丘的1.3倍、2.6倍、14.2倍和5.0倍,秃斑地中风毛菊的恢复生长对土壤的保水固土能力最强,香薷草和臭蒿相对较弱。(2)风蚀60 min后高原鼢鼠鼠丘土壤的总流失量是退化秃斑地的1.3～4.4倍;风蚀量的增加幅度随风蚀时间呈先增后减的趋势,风蚀作用的前5～10 min是土壤风蚀的敏感期;不同退化秃斑地土壤风蚀量与植被恢复类型有关,且与土壤物理力学指标值之间呈反比例关系。(3)退化秃斑地土壤风蚀量与植被覆盖度、土壤含水率和土壤紧实度之间均呈线性负相关关系,与土壤黏聚力间呈指数函数负相关关系;土壤风蚀量与覆...     

基于RS与像元二分模型的近20 a宁夏植被覆盖研究

[目的]探讨近20a宁夏植被变化特征及其对气候的响应情况,为了解区域生态变化态势,评估生态工程成效提供理论基础和科学依据。[方法]利用1992,2000,2006和2012年的TM数据,基于植被指数估算植被覆盖度的原理,运用像元二分模型,对宁夏植被覆盖度进行遥感估算和动态监测。[结果]宁夏植被覆盖呈现南北好,中部差的空间分布特点;近20a来宁夏的植被覆盖度表现出明显的增加趋势,即低植被覆盖区的面积在逐渐减少,中、高植被覆盖区的面积增加了6 434km2,全区平均植被覆盖度提高6%,其中扬黄灌区及南部山区植被覆盖增加幅度较大。[结论]宁夏植被覆盖度的增加主要得益于近年来实施的一系列植被保护和生态恢复工程,而降水量的变化则是引起植被覆盖度年际波动的主要因素。     

南水北调西线工程对黄河流域生态环境的影响分析

黄河流域地处我国北方干旱和半干旱地区,水资源贫乏,人均占有水资源仅为全国平均水平的1/3,森林覆盖率仅为6%,是全国平均水平的50%。水土流失严重,中上游土壤侵蚀模数一般在5000t/(km2.a)以上。黄河含砂量居世界之最,多年平均含砂量达33kg/m3,由于水资源量的逐年减少和需求量的逐年增大,引起了土地沙漠化,沙尘暴以及黄河水质恶化等一系列环境问题。南水北调西线工程拟从水量充沛的长江、澜沧江、怒江流域调部分水量进入黄河,总调水量170亿m3。其中用于农、林、牧业方面的灌溉水量占总调水量的55%,可以有效地增加植被和控制水土流失,遏制土壤沙漠化;能够缓解黄河水资源的供需矛盾,改善黄河水质;同时还可以增加黄河下游河道的冲刷长度,减少泥沙淤积,有利于黄河下游河道的稳定性。