黄土丘陵区燕沟流域水土流失治理的水沙效应

黄土高原大规模的生态恢复必将对水土流失区的生态环境产生深刻影响,其流域尺度的水文效应对理解生态环境响应尤其重要。通过对延安燕沟流域1998-2010年的生态系统恢复进程及其流域水沙变化过程耦合分析表明:燕沟流域治理后径流泥沙发生了深刻变化,尽管流域总径流仍随降雨波动,但洪水径流显著减少,径流中泥沙含量迅速减少,总输沙进一步减少。这种变化趋势与流域进行的治理措施、治理阶段吻合;梯田、坝地等工程措施使得流域径流显著减少,林草植被恢复使得径流减少的同时,径流含沙率减少幅度更大。工程措施配以植被措施基本可以做到泥不出沟。因此,黄土丘陵区治理流域应该生物措施与工程措施并重,达到控制水土流失的目的。     

SWAT模型在粤北连江流域的应用研究

选择粤北连江流域为研究区域,以分布式水文模型SWAT作为模拟工具,对流域内的水文过程进行模拟。利用流域内高道、凤凰山和黄麖塘3个水文站2001—2010年的实测月平均径流量进行敏感性分析和参数率定。以2001—2005年作为校准期,2006—2010年作为验证期,以相对误差（Re）、决定系数（R²）以及Nash-Suttcliffe效率系数（Ens）作为模型适用性的评价指标。校准期3个水文站的月径流量模拟值的相对误差分别是2.72%,5.91%,1.63%,决定系数均大于0.9,Nash-Suttcliffe系数分别为0.97,0.89,0.70,而验证期相对误差分别是2.62%,5.36%,9.32%,决定系数均大于0.9,Nash-Suttcliffe系数分别为0.90,0.69,0.69。各项评价指标均符合精度要求,说明SWAT模型可以用于连江流域的径流模拟。     

陕北黄土丘陵区燕沟小流域综合治理的经济响应

以陕北黄土丘陵区燕沟小流域为对象,采用农村社会调查和统计资料相结合的方法,分析小流域水土保持和退耕还林(草)工程建设以来流域经济特征的变化,阐明小流域综合治理对农村发展的主要影响.结果湿示,流域农村各业产值和农民人均纯收入(1990年不变价)分别由2000年的803万元和1 230元提高到2005年的1 069万元和1 855元,表征产业结构多样性的香农指数也相应的由1.110增加到1.126.恩格尔系数、基尼系数和贫困指数等计算结果表明流域农民生活状况和收入分配明显得到改善.研究表明通过积极的土地利用和农村产业调整,基本上建立了适合于流域土地利用结构和自然特点的特色产业链条,产业结构也由原来单一的种植业向多元化产业结构演变,小流域综合治理使流域社会经济发展水平得到了整体提升.     

黄土丘陵区农村道路的布局特征分析——以燕沟流域为例

农村道路承担了农村农业生产和社会经济活动双重任务,合理配置道路密度对促进农村经济、减少水土流失意义重大.以黄土丘陵区的燕沟流域为对象,利用ARCGIS软件及统计分析方法,对流域的村庄、土地利用类型和路网的关系进行空间分析,得出:1)燕沟流域道路密度平均值为3.73 km/km2,其中耕地为5.25 km/km2,果园为...     

基于SWAT模型的阿克苏河流域径流模拟

阿克苏河流域地处中国西北干旱区域,受高寒气候影响,其冰川和积雪融化补给对流域径流量变化、区域水资源合理优化及生态环境的保护影响重大。结合阿克苏河流域融雪径流的产流、汇流的独特之处,应用SWAT分布式水文模型对其月均径流进行了模拟研究。收集阿克苏河流域7个气象站点1980—2013年的逐日观测数据和阿拉尔水文站2000—2013年月均实测径流数据,基于DEM数据、土地利用数据、土壤数据,建立适合阿克苏河流域的融雪径流模型并进行月均径流的模拟。结果表明:SWAT模型在阿克苏河流域具有良好的适用性,校准期和验证期相对误差R_E均在8%以内,决定性系数R²和Nash-Sutcliffe效率系数NS均高于0.82,达到了模型的评价标准,为高海拔干旱区建立分布式水文模型提供了参考。     

黄土丘陵区果园生态经济耦合评价——以燕沟流域为例

黄土丘陵区东南部是我国最适宜的苹果栽培区之一。1999年国家实施退耕还林政策以来,该地区通过退耕坡地和扩大优质苹果栽培面积,取得了生态和经济双效成果。为探究黄土丘陵区果园在水土保持和增加农民收入方面的双效功能,以延安燕沟流域为例,通过样地测量和构建评价模型,从果树树冠盖度、果园地表特征以及土壤侵蚀和果品经济收入等方面评价了果园的生态经济耦合状况。结果表明:(1)燕沟流域的果园主要分布在地形坡度大于15°的坡地上,占流域果园总面积的比重高达79.06%。果园收入已成为农民现金收入的主要来源,2006年来源于果园的收入占农民现金收入的比例高达59.49%。(2)果园与森林(有林地)在水土保持方面至少具有同等的功效。流域果园树冠平均盖度达0.81,果园鱼鳞坑面积及其可控制坡面面积占果园面积的比例达38.96%。(3)果园的生态经济耦合指数与年侵蚀性降雨量的变化趋势一致,侵蚀性降雨量越大,果园单位产出付出的土壤侵蚀代价越高;果园单产越高或苹果市场收购价格越高,其生态经济耦合指数越低,生态经济耦合程度越好。     

黄土丘陵区人工草地径流起始时间研究

运用野外人工模拟降雨方法研究了黄土丘陵区人工草地径流起始时间（ｔｐ）与降雨强度（Ｉ）、草地盖度（Ｃ）以及土壤前期含水量（Ｗ）之间的关系。结果表明，（１）当有草体覆盖时，ｔｐ主要与Ｉ和Ｃ有关，（２）当无草体覆盖时，ｔｐ与Ｉ和Ｗ有关；（３）ｔｐ与Ｉ以及与Ｃ、Ｗ间分别存在幂函数和线性相关关系。     

基于DEM提取黄土丘陵区沟沿线

黄土丘陵区的沟沿线，是反映该区地形地貌特征的重要的地形结构线。以陕北绥德县韭园沟流域为实验样区，探讨利用数字高程模型(DEM)实现自动提取沟沿线的原理方法，并以航片及地形图等高线为依据，对所提取沟沿线的精度进行了对比分析。实验结果证明，利用DEM自动提取沟沿线是一种快速、有效的技术方法。     

黄土丘陵区纸坊沟流域60年来土地利用格局变化研究

以黄土丘陵区纸坊沟流域为研究区,对其60年来的土地利用格局变化进行系统的分析研究,结果表明,土地利用格局变化与人类活动密切相关。农业用地的扩张,是导致林草植被破坏和土地利用格局变化的重要原因。从1938～1958年,坡耕地在土地利用格局中的优势度由低到高,而林草植被的优势度则降至最低点。之后,林草植被随着坡耕地的变化经历了缓慢变化期(1958～1973年)和较快增长期(1973年后)。其中1958年和1995年,是土地利用格局的质变点,也是生态环境变化的重要转折点。而景观形状复杂性变化的转折与景观基质基本一致;景观多样性指数1938年和1958年基本相近,1975年以后,多样性指数逐渐增大,至1995年达到最大值,之后有所降低;由一个利用类型支配(1938年和1958年)的土地利用格局逐渐演变为多个利用类型共同支配的土地利用格局。     

MATLAB及其在黄土丘陵区土壤水分研究中的应用

介绍了ＭＡＴＬＡＢ及其有关功能,并利用ＭＡＴＬＡＢ对宜川黄土兵陵区的空旷地、采伐地和油松林地３类不同地表植被土壤水分长期观测数据进行综合分析研究。结果表明,油松林地土壤水分含量在土层深度４０－６００ｃｍ是三者中最低的,其主要用水层在４０－６００ｃｍ之间,采伐地土壤水分在０－４００ｃｍ一般高于空旷地,４００－６００ｃｍ低于空旷地,空旷地地表土壤水分是三者中最低的。     

宁南黄土丘陵区造林技术的研究

在自然环境恶劣，水土流失严重的黄土丘陵区，建造人工林生态系统工程，本身就需要一个复杂的过程。尤其是建造人工林生态系统工程与天然林比较起来的时间周期是十分短暂的。为了短期内形成一个稳定的生态系统，就必须充分吸取和借鉴自然生态系统中生物之间“共能性共生”机制、，减少抗生、竞争等不利因素，使人工林生态系统在最短期间达到稳定与高效能。     

论黄土高原沟壑区的产业发展方向

农业资源与产业发展方向的优化配置有其自身的必然规律，人为科学的干预，可促进生产力的发展，该通过对黄土高原长武王东沟试验区，及长武县的经济生产过程，农业资源与生产力发展水平的分析，提出了高原沟壑区目前，甚至今后一个时期内的产业发展方向。其内容内容包括提高粮食单产；开发沟坡资源；活跃多种经营与农村工副业。这一产业发展方向对无工不富的观念构挑战，其科学性在长武试验区、长武县“七五”、“八五”的生产实践     

黄土丘陵沟壑区土壤水分垂直分布研究

以黄土丘陵沟壑区燕沟流域为研究对象,对流域内2006年不同类型土壤水分垂直变化进行了分析.结果表明,在实验设计条件下,不同层次的土壤水分变幅较大,坝地、梯田和坡地各层土壤含水量变化与降雨量的季节性变化呈现出较一致的趋势,而苹果地除0-100 cm外,100-200 cm随着降雨量的季节性变化出现较大波动;不同类型土地的土壤含水量变化程度不同,同一类型土地的土壤含水量变化幅度也有差异,10 cm处土壤含水量变异系数最大,随着土层深度的增加变异系数逐渐递减.根据土壤含水量变异系数分析,将不同类型土壤含水量垂直变化划分为速变层、活跃层、次活跃层和相对稳定层4个层次;并建立了不同类型土地各层土壤含水量变异系数回归方程.     

黄土丘陵区不同土地利用方式土壤入渗规律研究

在延安燕沟试验区建立不同下垫面(草地、刈割草地、翻耕草地、灌木地、刈割灌木地、翻耕灌木地)小区,分析了30场人工模拟降雨试验的入渗资料,结果表明,植被覆盖地平均入渗率是刈割地的1.2倍,是翻耕地的2.0倍;在地表坡度7°,草灌地土壤容重分别为1.27和0.99 g/cm3条件下,坡面平均入渗率与降雨强度具有极显著的抛物线函数关系.草地、刈割草地、灌木地、刈割灌木地雨强分别达到1.62,2.21,2.49和1.71 mm/mim时,平均入渗率具有最大值,分别为1. 17,0.97,1.67和1.51 mm/min;但翻耕草地、翻耕灌木地与此相反,雨强分别达到1.36和1.68 mm/min时,平均入渗率具有最小值,分别为0.379和0.382 mm/min;Horton入渗公式能较好地模拟不同土地利用方式下降雨的入渗过程.     

半干旱黄土丘陵区坡地集流水平沟的设计与应用

为解决现行集流水平沟设计方法缺乏合理性和系统性的问题,从理论分析入手,研究了这类工程的内涵及断面参数,并对集流水平沟工程的集流蓄水效果进行了研究。结果表明,2002—2008年的6a中,在整个生长季3—9月内,集流水平沟的土壤贮水量均明显高于隔坡的土壤贮水量;在试验雨强和降雨量条件下,25°坡面水平沟在3个雨强条件下拦截坡面径流量分别为4.41,64.23,104.13mm;35°坡面水平沟在2个雨强条件下拦截坡面径流量分别为5.25和72.39mm,而且单位时间内水平沟拦截坡面径流的潜力也随雨强的增大而增大。研究结果表明高强度降雨对坡地改造后水平沟的水分补给具有重要意义。     

宁南黄土丘陵区灌木林生产力的研究

上黄试区位于黄土丘陵区西部,光照充足,气候干燥,土层深厚,常年干旱少雨,水资源不足,土壤肥力差,水土流失严重.直接影响农、林、牧业的持续发展.为此,笔者在承担国家“八五”科技攻关项目的林草治理与研究工作中,针对这一问题选择了适宜该试区生长的优良灌木柠条（Caragana korshinskii）、沙棘（Hippophaer hamnoicles）、山桃（Prunus davidiana）进行了生长与产量变化的试验研究,为该试区灌木林的建设与发展提供依据.     

半干旱黄土丘陵区春小麦生长的水分生态效应

在半干旱黄土丘陵区充足施肥条件下,灌水能使春小麦产量提高30%-90%.籽实产量与生殖生长期干物质积累呈正相关与营养生长期干物质积累呈负相关.综合考虑作物-气候-土壤条件,为有效利用水分,在春麦需水关键的6月中旬,进行补水灌溉,有利于春麦高产,灌水量以50-100mm为宜.     

黄土丘陵沟壑区小流域水蚀预报模型构建

根据黄土丘陵沟壑区侵蚀产沙垂直分带性规律,提出小流域土壤侵蚀方式发生部位界定方法。基于黄土丘陵沟壑区侵蚀环境特点,设计了GIS支持下的小流域分布式水蚀预报模型结构,模型考虑的侵蚀过程包括雨滴击溅侵蚀、片蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀、切沟侵蚀以及沟道侵蚀。同时。提出模型各模块的计算方法,根据动态物质平衡原理。完成了流域侵蚀产沙过程演算。     

侵蚀环境人工刺槐林土壤水稳性团聚体演变及其养分效应

采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤水稳性团聚体变化规律及其与土壤养分状况之间的相互关系。结果表明,侵蚀环境下的坡耕地由于人为耕作干扰,土壤水稳性团聚体含量低下,抗蚀性能较差。营造刺槐林前5a土壤水稳性团聚体含量较坡耕地显著快速增加,随后增幅变缓,成对数增长,恢复25a后土壤水稳性团聚体含量已经达到天然侧柏林水平。在植被恢复过程中土壤小粒径的水稳性团聚体逐渐聚集转变形成大粒径的团聚体。相关性分析和回归分析表明,植被恢复过程中〉0．25mm土壤水稳性团聚体与有机碳、全氮、碱解氮、速效钾、容重等相关性达到显著（P〈0．05）或极显著水平（P〈0．01）,与全磷和速效磷相关性较弱。坡耕地退耕营造刺槐林后可以减少人为干扰,增加碳素和氮素供给,提高水稳性团聚体含量,使土壤抗蚀性能提高。