土地利用变化对土壤水补给来源影响研究

为探究不同植被类型深剖面土壤水补给来源,以黄土区长武塬为研究区,采集两种土地利用方式(农地、18 a苹果园、26 a苹果园)下20 m深土壤剖面,测定土壤水及其稳定性和放射性同位素含量,基于同位素方法对不同土地利用类型下不同深度土壤水来源进行溯源分析。研究表明：(1)苹果园土壤水含量明显低于农地,说明果园耗水强度更大,对深层土壤水影响更为显著。(2)农地、18 a和26 a苹果园下降水偏移量分别为-22‰、-20‰和-6‰,说明降水补给土壤水后受到蒸发作用影响,且农地土壤水比果园受到的蒸发效应更强。(3)该区土壤水补给主要以活塞流为主;对于补给不同深度土壤的可能水源,6 m以下补给水的同位素组成(δ²H=-83.8‰,δ¹⁸O=-12.1‰)较0～6 m (δ²H=-68.8‰,δ¹⁸O=-10.1‰)更为贫化,且6 m以下补给水的氢氧稳定同位素组成与日降水量≥50 mm·d^-1的降水更相似。与农地(δ²H=-70.6‰,δ¹⁸O=-...     

土地利用类型对黄土塬区深层土壤含水量的影响——以长武塬区为例

对长武塬区不同土地利用类型条件下深层土壤水分特征及其生态环境效应进行了研究。结果表明:各土地利用类型测定范围内土壤平均含水量总体上呈涝池裸地小麦地12年生果园20年生果园的趋势,其值分别为:21.41、19.71、18.55、17.92和17.84%、15.42和14.07%。在相同树龄条件下,12龄果园不同样点之间土壤剖面水分存在较大差异,耗水深度可达10-13m,耗水深度因果树生长差异而有所差别;而20龄果园不同样点间土壤含水量的差异较小,耗水影响深度可达19m,形成了深厚的生物利用型干层,限制了降水入渗补给地下水。裸地和涝池土壤含水量总体上高于其他土地利用类型下土壤含水量。裸地在丰水年或者较大规模集中连续降水情况下,降水有可能通过1360cm的深厚土层继续向下补给;涝池在积水后快速入渗补给地下水,之后经过近一年的较长时间再分布后,在土体内水势梯度作用下重新趋于相对平衡。     

黄土塬区土地利用变化对深剖面土壤水分的影响

在长武塬区的6个地点分别采集农地、10年果园和20年果园10 m深剖面的土样,通过测定和分析不同样地的土壤水分,定量揭示其对土地利用变化的响应。结果表明:农地和10年果园土壤水分具有相似的垂向分布,随深度增加土壤水分含量增大,而20年果园随深度增加呈减小趋势,但6 m以下3种样地土壤水分随深度增加基本不发生变化;农地、10年和20年果园在0~6 m、6~10 m和0~10 m土层平均土壤水分含量分别为17.8%、17.5%和15.8%,20.4%、20.6%和14.8%,18.8%、18.7%和15.4%,与农地相比,20年果园0~6m、6~10m和0~10 m土层减少的土壤水分分别占农地的11%、27%和18%;农地6~10 m土壤储水量为1 063 mm,而转化为果园后随果龄增大而减小,其中10年果园无明显差异,但20年果园减少了291 mm,在该土层形成稳定的低湿层。20年果园6 m以下稳定的低湿层可能减少水分的深层渗漏进而降低地下水补给量,伴随着大面积的农地转化为人工林草,可能会对区域水循环造成影响。     

黄土高原塬区和黄土/沙漠过渡区全新世高分辨率植被变化对比研究

随着孢粉研究分辨率不断提高,许多学者对黄土沉积物进行了高分辨率的孢粉分析。单个剖面的孢粉图谱可以反映研究地区的总体植被变化情况。在研究方法基本相同的情况下,同种花粉在不同剖面的百分含量图谱,可以大体上反映该种植被的分布情况。本文在前人研究的基础上,选取了两个地区六个剖面中八种有生态指示意义的科属进行合成,以此得出:早中全新世,黄土/沙漠过渡带沟谷区的环境条件优于黄土塬区;而在晚全新世,植被的地带性特征才表现得比较明显。对可能的原因进行了分析,但仍需要更多证据和更为深入的研究。     

黄土塬区降水变化条件下冬小麦田土壤水分消耗与补给

通过人工实时降水分配试验,研究了黄土塬区冬小麦田3种降水条件:正常降水(R_(CK))、降水增加1/3(R_(+1/3))和降水减少1/3(R_(-1/3))下,土壤水分变化速率、消耗深度以及水量平衡状态。结果表明:R_(CK)和R_(-1/3)处理0~3.8 m土层土壤储水量以91.85 mm·a~(-1)和109.39 mm·a~(-1)的速度下降,而R_(+1/3)处理土壤储水量在0~3.0 m深度以48.94 mm·a~(-1)的速度减少,而在深层(3.0~3.8 m)土壤水以17.39 mm·a~(-1)的速度增加;降水增加使得土壤水分的补给次数增多,减少了土壤水分的时空变异;当土壤底墒充足且生育期降水量较多时,各降水处理土壤水分的消耗深度较浅,反之,则较深;在休闲期,降水的转化效率与生长季土壤水的消耗率呈现极显著的指数相关。     

新疆绿洲土地利用变化对生态环境影响分析

本文通过新疆土地利用所引起生态环境变化的影响分析,利用生态足迹理论揭示了土地不合理利用导致新疆生态环境劣变的内在成因,提出了资源利用与生态环境协调发展的措施。     

黄土台塬区土地利用/覆被变化定量研究——以陕西省咸阳台塬区为例

以2000年、2010年的TM遥感影像以及数字高程模型、水系、铁路、公路、降雨量、气温等数据为基础,综合运用Binary Logistic和CA-Markov模型,对陕西省咸阳台塬区的土地利用格局进行模拟,并对咸阳台塬区2020年的土地利用进行预测。结果表明：① 2000-2010年,建设用地和林地呈增加趋势,而耕地、草地、水域和未利用地呈减少趋势,其中耕地减少的趋势与建设用地增加的趋势基本一致。② 从土地利用转化的方向来看,草地主要转化为林地,其次流向耕地、建设用地和水域;建设用地和林地主要来源于耕地;林地和水域面积变化不太明显,而未利用地则主要是由耕地转化而来,并少量流向耕地。③ 对Binary Logistic回归模型的研究结果图层进行组合,并将其作为CA-Markov输入参数中的适宜性图层,可以拓展CA-Markov模型的应用范围,同时也在一定程度上提高了模拟的预测精度。④ 到2020年建设用地面积急剧增加,增加的区域主要集中在原有建设用地周边,扩展的趋势主要是沿着道路和铁路沿线,建设用地变化最为明显的区域主要集中在咸阳市的秦都区三原县。     

黄土塬区土地利用方式对土壤主要理化性质的影响

通过对陕西长武4种典型土地利用方式下0~500 cm土层土壤主要理化性质分析,以明确土地利用方式对土壤理化性质的影响。结果表明：农田、果园土壤有机质、全氮含量显著高于荒地和刺槐林地,土壤粘粒含量与土壤容重呈显著负相关关系,与土壤饱和导水率呈显著正相关关系;农田0~100 cm土层土壤容重达1.44 g·cm^-3,显著高于同深度荒地（1.27 g·cm^-3）、果园（1.38 g·cm^-3）、刺槐林地（1.32 g·cm^-3）土层;400~500 cm土层土壤含水量为刺槐林地（86 g·kg^-1）<果园（113 g·kg^-1）<荒地（152 g·kg^-1）<农田（165 g·kg^-1）;果园和刺槐林地0~500 cm土层土壤平均饱和导水率分别为0.37、0.36 mm·min^-1,显著高于农田（0.25 mm·min^-1）和荒地（0.23 mm·min^-1）。退耕还林（草）导致土壤容重降低、饱和导水率增加,有助于降水入渗,但退耕后深层土壤有干燥化的倾向。     

土地利用变化及驱动因素分析--以内蒙古准格尔旗为例

以内蒙古准格尔旗为例 ,对陕晋蒙农牧交错区土地利用变化及驱动因素进行分析。准格尔旗 1987～ 2 0 0 0年间 ,土地利用数量变化十分之快。其中 ,建设用地年变化率为 2 0 .6 3% ;林地年变化率为 14 .5 7% ;交通用地年变化率为 8.19% ;园地面积年变化率为 7.82 % ;未利用土地年变化率为负 6 .0 5 % ;牧草地年变化率为 3.6 3% ;耕地年变化率为负 2 .33% ;水域面积年变化率为 1.6 8%。土地利用结构发生了较大变化 ,耕地和未利用土地占比分别减少了 6 .7%和 2 4 .9% ,其它用地类型占比均有增加。林地和牧草地占比增长较大 ,分别为 12 .0 %和 17.2 %。通过分析 ,提出了本区土地可持续利用总体发展模式和分区调控方向与措施。     

黄土高原退耕还林措施对深层土壤含水率的影响

深层土壤水分分布状况对于黄土高原植被恢复和农业可持续发展意义重大。对陕北黄土区不同退耕还林措施(1979年种植的侧柏林、油松林和苹果林)及农地(对照)20 m深土壤剖面的土壤水分、根系分布状况及土壤粘粒含量进行了取样分析。结果表明:退耕还林措施显著降低了土壤含水率,总体表现为农地(11.30%)苹果林(6.66%)≈油松林(6.48%)≈侧柏林(5.92%)。深层土壤含水率同时受植物根系和土壤质地的影响,植物根系是影响4~10 m土壤含水率的主要因素,根系通过吸水作用降低了土壤含水率,但随着深度的增加,根系对土壤含水率的影响逐渐减弱,土壤质地对土壤含水率的影响逐渐增强,土壤含水率与土壤粘粒含量之间呈正相关关系。侧柏人工林根系影响土壤水分深度可达18 m,油松林的影响深度为16 m,35 a树龄的苹果林耗水深度为19 m左右。     

长武塬区不同土地利用条件下土壤水分深剖面分布特征比较

通过调查取样的方法对长武塬面不同土地利用条件下(作物地,果园,苜蓿地)土壤水分状况在0～600 cm范围深度内进行对比,结果显示:长武塬区小麦收获期,不同土地利用条件下土壤水分含量总体存在较大差异,其中春玉米地由于上年小麦收获后直到春玉米播种前土地休闲,土壤含水量显著高于其它土地利用方式.其它土地利用条件下土壤平均含水量相对较低,在0～300 cm的范围内含水量分布表现为果园>苜蓿地>小麦地.300 cm以下含水量表现为小麦地>果园>苜蓿地;同时,不同利用条件下土壤水分剖面低湿层的位置深度也不相同,小麦地土壤水分低湿层深度较果园地和多年苜蓿地浅,土壤水分剖面形态与分布特征受利用模式影响显著.     

宁夏半干旱黄土丘陵区不同土地利用类型土壤贮水量变化分析

气候变化加剧了黄土丘陵区生态建设的严峻性,通过农地、林地、草地等土地利用类型0-20cm、20-100cm和20-180cm土壤贮水量的分析,研究得出：（1）不同土地利用类型土壤贮水量变化趋势相似,与降雨具有极大的相关性,都是在土壤解冻后下降,然后随着雨季的到来逐步升高,或者升高后在降低的趋势,主要以＂V＂型为主进行波...     

长武塬区苹果园和农田相互转换的深层土壤水环境效应

研究长武塬区苹果园和农田相互转换后0～1 000 cm土壤含水量特征,分析了苹果园土壤干燥化和苹果园转换为农田后土壤水分的恢复效应。结果表明:2、7、17、23、29 a苹果园200～1 000 cm的平均土壤含水量分别为22.8%、21.4%、16.8%、15.4%、14.9%。500～1 000 cm土层中,29 a苹果园平均土壤含水量(14.5%)高于23 a的果园(13.3%);17～29 a的苹果园均表现为轻度干燥化;基于苹果园和农田转换后土壤水分变化情况估算,苹果园最大种植年限为21 a。苹果园转换为农田1、5、10 a后,农田200～1 000 cm土层土壤含水量分别为:15.3%、15.7%和16.2%,恢复到土壤稳定湿度以上的土层厚度分别为140 cm(1 a)、220 cm(5 a)和400 cm(10 a)。     

近40a来精河流域绿洲土地利用/土地覆被时空动态演变

以1972-2010年精河绿洲的遥感影像及相关资料为依据通过对LUCC的对比分析发现:(1)近40a年来,研究区的未利用土地、水域、低覆盖度植被区面积始终保持前三位。(2)LUCC类型发生了显著变化,耕地、建设用地、未利用土地呈增势,其中建设用地和未利用地为主要转入类型;水域和植被覆盖区呈减势,其中水域和低、高覆盖度植被区为主要转出类型。(3)植被退化和水域面积减少主要受到年均温上升、年蒸发量增大等自然因素影响;建设用地和耕地面积增大主要受到人口增长、城市快速发展等人文因素的影响。     

黄土丘陵沟壑区土地利用空间分布与地形因子关系研究

以地处黄土丘陵沟壑区的安塞县为例,以土地利用现状图和数字高程模型为基础数据,在ArcGIS9.3软件的支持下,分别从高程、坡度、坡向三个方面对地形数据和土地利用数据进行叠加分析处理,研究土地利用空间分布格局与地形因子的关系。研究结果表明:土地利用空间分布与地形因子关系密切,并呈现一定的规律性。随着海拔的增加,草地的分布比例增大,林地的分布比例先增大后减小,耕地、园地、水域和工矿用地均呈减少趋势;平坦地区是耕地、园地、水域和工矿用地的优势分布区,大坡度区域是林地和草地的优势分布区;坡向由阴坡转向阳坡的过程中,林地的分布比例减小,耕地、园地、草地和工矿用地的分布比例增加,水域基本不受坡向影响。在此基础上,构建研究区土地利用空间分布三维景观图,再现土地利用空间分布与地理环境的关系。该研究有助于实现不同地形上土地利用类型的合理布局,优化该区的土地利用结构。     

晋西黄土区林地坡面土壤水分异质性研究

经过多年观测,研究了晋西黄土区林地坡面土壤水分异质性的变化规律,通过不同数学方法分析土壤水分与环境因子的关联,探讨坡面尺度上的土壤水分空间异质性的影响因子。结果表明,晋西黄土区林地坡面土壤含水量呈现出明显的剖面与时间变化规律;土壤平均含水量在100cm以内,从表层开始随着土层深度的增加而减少,变异系数也相应减小;土壤含水量与前期降雨呈现出显著的线性关系;变异系数在降雨后迅速减小,并随着干旱天数的增加而增加。通过灰色关联与多元回归分析得出在坡面尺度上土壤水分是地形因子、植被因子等多重因子共同作用的结果,对于不同土层土壤水分来说,影响因素所起的作用也不相同。在坡面尺度上气象因子对土壤水分的空间异质性影响不大。     

黄土塬区苹果树蒸腾速率变化特征及其影响因子

报道了应用茎流计(TDP)测定黄土塬区苹果树主要生长季节蒸腾速率的试验结果,并对其影响因子做了分析。研究表明:晴天苹果树蒸腾速率的日变化为单峰曲线;逐日变化为昼高夜低、骤升骤降的特征,夜间接近于0,白天单株苹果树蒸腾速率峰值变化幅度为300~1 000 g/h;6~8月是苹果树蒸腾耗水的主要月份,其中7月份的单株平均日蒸腾量为3 038 g/d;与苹果树的生育期相联系,平均日蒸腾量最大出现在果实膨大期,随后是秋梢生长期和幼果膨大期。在测定时段,随总辐射的增强及气温的升高,苹果树蒸腾速率随之增加。     

Hydrological response to land use and land cover changes in a sub-watershed of West Liaohe River Basin,China

In recent years, the streamflow of the Laohahe Basin in China showed a dramatic decrease during the rainy season as a result of climate change and/or human activities. The objective of this work was to document significant streamflow changes caused by land use and land cover （LULC） changes and to quantify the impacts of the observed changes in Laohahe Basin. in the study area, the observed streamflow has been influenced by LULC changes, dams, and irrigation from rivers, industry, livestock and human consumption. Most importantly, the growth of population and gross domestic product （GDP） accompanied by the growth in industrial and agricultural activities, which led to LULC changes with increased residential land and cropland and decreased grassland since 2000s. Statistical methods and Variable Infiltration Capacity （VIC） hydrological model were used to estimate the effects of climate change and LULC changes on streamflow and evaportranspiration lET）. First, the streamflow data of the study area were divided into three sub-periods according to the Pettitt test. The hydrological process was then simulated by VIC model from 1964 to 2009. Furthermore, we compared the simulated results based on land use scenarios in 1989, 1999 and 2007, respectively for exploring the effect of LULC changes on the spatio-temporal distribution of streamflow and ET in the Laohahe Basin. The results suggest that, accompanied with climate change, the LULC changes and human water consumption appeared to be the most likely factors contributing to the sig- nificant reduction in streamflow in the Laohahe Basin by 64% from1999 to 2009.