丘陵半干旱区小流域土地资源定量化评价研究

该文选择丘陵半干旱区国家水土流失重点治理区的辽宁朝阳市北四家小流域作为典型试验区，遵循发生学和主导因素原则，应用层次分析和聚类分析方法，通过划分小流域土地类型、确定土地评价指标体系、建立土地评价层次分析模型、构造判断矩阵、层次排序和一致性检验，将该流域土地资源划分为6个等级，并对各等级土地进行了适宜性评价，提出了其生态环境恢复重建和开发利用的方向。为我国丘陵半干旱区土地资源定量化评价和高效开发利用提供科学依据。     

黄土丘陵半干旱区柠条林生长过程研究

以经典的Logistic方程为基础,添加了一个生长阻力因素,建立了林木生长的改进模型,并采用该模型对宁夏自治区固原市黄土丘陵半干旱区柠条林生长状况进行了拟合。结果表明,成林密度对新模型具有显著影响,改进模型的密度适用值在51～71丛/100m2。     

丘陵赤红壤降雨入渗产流模型及其变化特征

在分析南亚热带丘陵赤红壤降雨入渗和产流过程基础上 ,依据田间实测资料 ,建立了丘陵赤红壤降雨入渗产流数学模型 ,分析了南亚热带丘陵赤红壤地表径流的动态变化特征及其影响因素。结果表明 ,丘陵赤红壤区 ,4～ 9月每次降雨产生的径流量变化范围为 0 .2～ 5 1.0 4m m,径流率变化范围为 0 .5 6 %～ 47.5 8% ,10月至次年 3月一般不产生地表径流 ;地表径流量与降雨量拟合关系式为 R0 =0 .0 2 5 9.Pn1 .40 34 ,径流率与土壤表层初始含水量拟合关系式为 R′0 =9.8788W7.770 2 ,而降雨强度对径流量的影响要比降雨量、土壤表层初始含水量小得多。     

黄土丘陵区小流域土壤水分入渗特征研究

 为给森林对流域减流减沙效益的预测和评价提供科学依据,采用“环刀法”,在流域的横断面上设点,对黄土丘陵区森林小流域和荒坡草灌小流域土壤水分入渗特征进行了研究。结果表明:森林小流域林地土壤入渗速率显著高于荒坡草灌小流域。在2种小流域类型中,阴坡的土壤入渗速率一般高于阳坡,其中森林小流域阴、阳坡的差异较小,仅在坡上部表现明显,稳定入渗速率分别为7.8mm/min和7.0mm/min;荒坡草灌小流域阴坡的土壤入渗速率高于阳坡,这与阴坡植被发育较好有关。在坡位上,表现出从坡上部到坡下部,土壤入渗速率随坡位下移呈逐渐降低的趋势,即其空间特征为坡上部>坡中部>坡下部。据分析,这是上部产生的径流挟沙而下,在下部沉积,堵塞土壤孔隙,并在表层形成一个致密层的结果。根据黄土丘陵区的土壤特性,其土壤入渗过程以方正三方程拟合精度最高,如将其与A.Kostiakov方程结合使用 ,则可更好地说明土壤的初始入渗速率和稳定入渗速率。     

黄土丘陵半干旱区小流域治理与农业可持续发展研究——以高泉流域为例

对高泉流域不同治理阶段存在的问题及其治理目标和取得的成效进行了简要总结,并据此认为:黄土高原半干旱丘陵沟壑区的小流域治理,经生态建设、农业建设和经济建设3个阶段,可初步完成生态系统由恢复重建到巩固稳定再到可持续发展的历程;今后应重视政策的长期性、人口素质的提高、高新技术的应用和科技成果的转化。     

半干旱区人工林地土壤入渗过程分析

森林是陆地生态系统最高大的植物群落,是维护陆地生态系统平衡的主要力量。穿过林冠到达地表面的雨水,要么通过空隙进入土壤形成土壤水,要么沿坡面流失形成地表径流。进入土壤的水分,或存储在土体内供植物吸收和利用,或在垂直入渗过程中改变方向形成壤中流,或穿过土层形成深层渗漏补给地下水。近年来,黄土高原大部分地区人工林地林水关系失调,在多年生人工林草地出现了以土壤旱化为主要特征的土壤退化现象。由于黄土高原大部分人工林地的地下水埋藏较深,水资源缺乏,无灌溉条件,因此林地土壤水分主要依靠天然降雨补给,林水关系调控只能依据土壤水分补给和存储情况决定。目前,根系利用土层土壤水分与植物生长的动态关系又成为生态需水研     

干旱区绿洲农田土壤大孔隙与水分入渗特征

土壤大孔隙虽然占土壤总孔隙的极少部分,但影响着土壤水分入渗途径和过程。本研究以干旱区山前绿洲、老绿洲、边缘绿洲三种典型绿洲农田为研究对象,通过原位染色示踪和CT扫描技术,定量研究了绿洲农田的大孔隙特征和土壤水分入渗性能。结果表明：绿洲农田的土壤大孔隙大多集中在0～20 cm土层,老绿洲农田的大孔隙三维结构较山前绿洲农田和边缘绿洲农田复杂,其土壤大孔隙度、分形维数、分支密度、连接点密度、连通性指数显著大于山前绿洲和边缘绿洲农田(P<0.05)。绿洲农田的稳定入渗率存在显著性差异(P <0.05),表现为：边缘绿洲(0.48 mm·min^-1)>老绿洲(0.28 mm·min^-1)>山前绿洲(0.16mm·min^-1)。绿洲农田水分的入渗特征呈现异质性,入渗的染色面积比随土层深度增加而减小,老绿洲的优先流长度指数、最大入渗深度显著高于山前绿洲和边缘绿洲(P <0.05),其优先流现象明显。在干旱区绿洲农田,土壤大孔隙是影响优先流的关键因素,土壤的大孔隙度高,且连通性好,更容易产生优先流。     

黄土丘陵半干旱区漏斗式集流造林试验初报

漏斗式集流造林技术是黄土丘陵半干旱区旱作林业的一个创新，主要表现为造林成活率高，树木生长量大、土壤水分利用率高，有效地解决了长期困扰半干旱地区林业生态建设的抗旱与集水，成活与生长的核心问题，在黄土高原同类地区具有较强的推广应用价值。     

西北半干旱区林地土壤水分动态研究

研究结果表明,影响半干旱区林地土壤水分的主要因素为降水量及树种适宜性。土壤有效水日益降低,土层不断干化,其程度与林木生长发育状况呈负相关。林分对土壤水的消耗量大于自然补偿量,灌木林适应性较乔木强,生育状况较乔木好。对土壤水的消耗和干化程度亦较乔木严重。各土层含水量随降水而波动,波动幅变随深度增加而变小,林地土壤含水高峰在9～4月,低峰在7～8月。西北半干旱区造林应选择抗旱灌木,发展聚流灌溉,降低造林密度,除个别树种外,成林密度在200株(丛)/亩以下。     

紫色丘陵区小流域侵蚀沉积断面构型及土壤颗粒分形特征

土壤侵蚀沉积是地球物质循环的重要环节，但人为因素使之加剧并引起许多生态环境问题。以四川紫色丘陵区小流域为例，根据地形部位及土壤性状划分出侵蚀沉积纵横断面，分析其侵蚀沉积特征，并采集土壤样品研究其颗粒组成和分形维数特征。结果表明：侵蚀沉积纵横断面不同地形部位侵蚀沉积特征明显不同，可分冲刷剥蚀、搬运扩散和沉积掩埋3种类型并连为侵蚀沉积链；侵蚀沉积纵横断面的划分对土壤侵蚀与沉积的认识更全面，整体性更强。研究区颗粒组成特别是粘粒含量明显地体现出侵蚀沉积的差异，分形维数综合体现出明显地随高度降低粗粒物质减少、细粒物质增加的趋势。     

Infiltration and Runoff Generation Under Various Cropping Patterns in the Red Soil Region of China

Soil and surface water runoff are the major causes of cropland degradation in the hilly red soil region of China. Appropriate tillage practices are urgently needed to reduce erosion and protect the soil surface. In this study, five tillage systems [manure fertiliser (PM), straw mulch cover (PC), peanut–orange intercropping (PO), peanut–radish rotation (PR) and traditional farrow peanut (PF)] were compared in terms of soil infiltration and the capacity to generate runoff. Based on field‐plot monitoring and simulated experiments, this study revealed that the organic content of the soil in the PO (19.43 g kg⁻¹), PC (18·63 g kg⁻¹) and PM (18·18 g kg⁻¹) treatments increased compared with those of the PF (15·64 g kg⁻¹) and PR (17.17 g kg⁻¹) treatments. Moreover, the three tillage practices also enhanced the soil's aggregate stability and infiltration capacity. The average annual runoff generation rates of the treatments were as follows: PR (3,141 m³ ha⁻¹ a⁻¹) > PF (2,189 m³ ha⁻¹ a⁻¹) > PC (755 m³ ha⁻¹ a⁻¹) > PM (514 m³ ha⁻¹ a⁻¹) > PO (388 m³ ha⁻¹ a⁻¹). The PO treatment reduced the runoff generation rate by approximately 82·3% compared with that of the PF treatment. Among the treatments, the PO treatment had the highest threshold rainfall depth (22 mm) for runoff generation. Regression analysis revealed that the threshold rainfall depths linearly increased with the infiltration rates. The results of this study could benefit local soil management and cropland conservation. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

秦巴山区小流域水土保持综合治理对土壤入渗的影响

采用双环法及对比分析法对秦巴山区小流域的土壤入渗特征进行了分析研究。结果表明,两条对比小流域中各不同土地利用类型的土壤稳渗速率均呈现出草地>林地>沟台地>坡耕地>梯田>荒地的变化规律,且已治理流域土壤入渗能力较未治理流域相同土地利用状况的土壤入渗能力有所增大。这主要与流域实施水土保持综合治理后土壤容重、有机质、>0.25 mm水稳性团聚体含量、孔隙度等影响土壤入渗的因素发生了明显改变有关,梯田等工程措施对土壤稳渗速率的改善作用不明显。由此说明,大规模水土保持综合治理可有效改善土壤的某些物理、化学性质,并增大土壤的入渗能力,是导致流域洪水过程及径流量发生变化的原因之一。     

紫色土丘陵区土壤入渗及其测定方法研究

为了研究紫色土丘陵区林草地土壤入渗规律,并对比不同测定方法间的差异性,采用点源入渗法、双环法和环刀法对其入渗性能进行测定。结果表明:林地土壤入渗过程呈现的规律性比草地的好,且用点源入渗法和环刀法测定进入稳定阶段用时较双环法快1倍以上;采用4种入渗模型对土壤入渗过程拟合的效果表现为Horton模型(R~2=0.953)通用经验模型(R~2=0.941)Kostiakov模型(R~2=0.920)Philip模型(R~2=0.819),且草地的拟合效果比林地的好;林地的初渗速率、稳渗速率、平均入渗速率比草地的大,分别大了21.03%~116%,30.43%~102.56%,26.35%~112.73%;2种地类的初渗速率大小为点源入渗法双环法环刀法,稳渗速率表现为双环法环刀法点源入渗法,平均入渗率则为双环法点源入渗法环刀法;土壤入渗性能各项指标与其理化性质相关性差别较大。点源入渗法在紫色土丘陵区尚属新方法,在研究中应视情况而采用。     

蒿坪河小流域降雨径流特征研究

选取丹江口水库河南部分的最大入库河流老鹳河的支流蒿坪河小流域为研究对象,依托径流场等野外设施,系统开展了不同坡度和土地利用类型降雨径流特征的研究,研究结果表明:蒿坪河小流域降雨年度分布不均,暴雨集中型降雨产流量大,是产生非点源污染主要降雨类型。0°～5°耕地、5°～10°耕地、10°～15°耕地、栎林和果园平均径流系数分别为2.01%,2.98%,5.44%,16.47%和2.42%。陡坡地带栎林在降雨侵蚀力大于0.5的时候开始产流,以超渗方式为主;果园在降雨侵蚀力大于2.5的时候开始产流,以蓄满产流为主;耕地产流受人为影响显著,产流界限不容易确定,在暴雨集中型降雨条件下其产流以超渗方式为主。栎林和果园产流量与降雨侵蚀力均存在一定的线性相关性,R2分别为0.939和0.912。耕地由于受人为影响比较大,其产流与降雨侵蚀力关系波动较大。在暴雨集中型降雨条件下,坡度是影响产流的主要因素,10°～15°耕地产流和0°～5°,5°～10°差异性显著(P0.05)。在小雨集中型降雨条件下,土壤结皮成为影响产流的主要因素。对大于10°的耕地,实施坡改梯工程,根据气象条件适时的锄地,有利于雨水的下渗,对于保持土壤水分、减少径流和农业非点源污染都有很重要的现实意义。     

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.     

喀斯特小流域坡面与流域降雨产流产沙特征

基于贵州省关岭县蚂蝗田水土保持监测站坡面及小流域的监测数据,分析了喀斯特坡面和小流域两个不同尺度下的降雨产流产沙特征。结果表明:次降雨量达到9.1mm(雨强大)和10.5mm(雨强小),坡面发生产流产沙。产流产沙的次降雨量(P)、平均雨强(I)、最大30min雨强(I30)、最大60min雨强(I60)、降雨历时(T)分别主要集中10~40mm,2~10mm/h,5~30mm/h,5~20mm/h,1~10h;与产流产沙相关度的高低为:PI_(60)I_(30)T。不同措施径流小区产流产沙存在显著性差异,荒草地产流产沙量最高;经果林+玉米的坡耕地次之;水保林、岩石裸露率高的荒草地最低。小流域与径流小区产流产沙的月变化趋势相似,但数值差异极大,产流产沙不同步,径流小区的数据不能完全反映喀斯特地区产流产沙特征。     

黄土区小流域土壤侵蚀模型系统解析

针对黄土高原小流域土壤侵蚀的特点,对建造土 模型系统进行了分析。首先地土壤侵蚀量模型过程进行了描述,其次对土壤侵侵蚀量的发展和两种模型类型进行了比较,并对分布型参数模型进行了时间和空间上的全分布型结构设计分析,最后指出建造分布型参数的土壤侵一模型系统所具有的很多优点,它同当前土壤侵蚀研究的发展趋势。     

黄土区小流域土壤侵蚀系统模拟的研究

中国黄土高原是世界上水土流失最严重的地区之一 ,土壤侵蚀量是正确评价综合治理的一个重要指标。本文对黄土区小流域土壤侵蚀系统进行计算机模拟 ,它是在与地理信息系统支持平台松散耦合的基础上 ,利用DEM提供地形特征的功能 ,运用水文模型进行流域径流水文分析 ,并在此基础之上 ,结合通用水土流失方程式的侵蚀泥沙模型及其沿程传递模型 ,建立了分布型小流域土壤侵蚀模拟模型 ,用它可以计算不同时间和空间的土壤侵蚀量。最后将研究成果应用于试验流域——宁夏西吉县黄家二岔小流域 ,经过验证 ,具有一定的可靠性 ,可以用于黄土区流域的土壤侵蚀量的模拟运算 ,这将进一步提高小流域综合治理的水平。