黄土丘陵区降雨坡面再分配规律研究

采用野外定位监测方法,以在安塞进行的降雨坡面再分配试验结果为依据,系统地分析了坡面降雨-径流－入渗的转化规律,降雨在坡面上的水文行为强度,方向等,研究结果表明,降雨的土壤入渗量受坡长,土地利用方式等因素影响,长坡能够接收较多雨量,试验年份（旱年）坡长每增加20m,草地约增加入渗0．77mm,灌木地增加0．92mm,不同土地利用方式下其降雨入渗量为灌木林地＞草地＞农地,长坡沙棘地较农坡地减少径流4．91mm,较长坡草地减少4．10mm,相当于灌木地减流56．52％,草地减流47．16％,雨水转化土壤水的转化系数K,随坡长增加而增加。     

半干旱黄土丘陵区坡耕地径流损失对土地生产力影响研究

采用表土人工堆积小区试验方法 ,研究了半干旱黄土丘陵区西吉县的坡耕地径流损失对土地生产力的影响。结果表明 ,干旱、半干旱黄土丘陵区由径流损失造成的坡耕地土地生产力下降不可忽视 ,坡耕地平均每年每损失 1mm径流会导致供试作物春小麦减产 9.7% ,马铃薯减产 5 .0 % ,春小麦产量受径流损失的影响是马铃薯的 2倍 ;不同坡度坡耕地春小麦每年因径流损失减产 41.7%～ 6 4.0 % ,马铃薯减产2 1.5 %～ 33.0 % ,每年由此所造成的粮食减产分别是坡耕地和农业用地粮食总产量的 73 .3%和 16 .3 %。     

半干旱黄土丘陵区雨季土壤水分动态分析

降水是半干旱黄土丘陵区土壤水分的主要来源,雨季又是该区域降水发生的主要时期,因此对该区域雨季土壤水分进行研究具有一定意义。通过对半干旱黄土丘陵区雨季土壤含水量实施定位监测,对比分析雨季降雨量与近5年不同植被类型土壤含水量的关系,得到如下结论:(1)不同植被类型在雨季的土壤含水量主要受雨季以及雨季前一个月降雨量的影响;(2)雨季各个植被类型30~70 cm的土壤水分含量均较低;(3)干旱年雨季土壤含水量的变异性较普通年份和湿润年份高;表层土壤含水量变异系数最小,土层越深变异系数越高。对不同植被类型下雨季降雨与土壤水分相关关系的研究,旨在为今后该区域退耕地营林造林中的植被选取、低效林改造以及植被恢复重建提供理论依据。     

黄土丘陵区降雨、土壤水分和苗木成活率的关系

降雨量通过影响土壤水分而间接影响苗木成活率。为了研究降雨、土壤水分和苗木成活率之间的关系,对半干旱黄土丘陵区降雨、土壤水分和造林成活率相关性进行试验和分析,结果表明:(1) 该区域降雨对土壤含水量的贡献可用回归方程进行模拟,模拟结果表明:低于6.3 mm的降雨不会显著增加土壤含水量,属无效降雨;(2) 建立了土壤含水量和苗木成活率的数学模型;(3) 对山杏、山桃、沙棘、柠条4种树种而言,土壤含水量分别低于5.1%,6.0%,6.5%,4.6%时其造林成活率为0;满足85%的造林成活率的土壤含水量分别为11.9%,13.0%,13.8%,12.0%;(4) 若以多年春季平均土壤含水量9.8%为本底值,对山杏、山桃、沙棘和柠条而言,只有在降雨量分别高于18.1,24.6,29.7,18.6 mm时,造林成活率才能达到85%以上。     

半干旱黄土丘陵区不同整地方式下退化草地植物群落恢复特征

[目的]对比分析2种造林整地措施处理后的草地植物群落特征,为宁南半干旱黄土丘陵区植被恢复和建设提供理论依据。[方法]以固定样地与群落样方调查数据为基础,对比了"88542"水平沟、鱼鳞坑2种不同整地方式下群落动态特征。[结果](1)在一定的时间尺度上,生境的异质性对鱼鳞坑整地植物群落的结构影响较大,整地方式对植物群落结构特征的影响不明显。(2)生境条件的不同影响了群落的多样性。鱼鳞坑整地的植物群落由于生境的异质性较大,促成了较高的多样性。植物群落物种多样性由高到低的顺序为:鱼鳞坑整地"88542"水平沟整地天然封育草地。(3)植物群落多样性总体表现出随着年限的延伸,整个示范区的植物群落物种的多样性开始下降。[结论]不同人为干扰方式和不同生境对植物群落多样性有明显影响。     

半干旱黄土丘陵区梯田附属建筑物规划

梯田是半干旱黄土丘陵区坡面治理的主要工程措施,在梯田规划建设过程中往往容易忽视梯田附属建筑物的规划,影响梯田的安全运行和经济效益的发挥。在调查的基础上分析了梯田附属建筑物规划被忽视的原因,明确了梯田附属建筑物规划的内容,提出了规划中应注意的有关问题。     

半干旱黄土丘陵区果园水分蒸散特征研究

近年来果树在黄土丘陵区迅速发展,已成为该区区域治理开发、群众脱贫致富的主导产业之一,干旱缺水是该区果树发展的主要限制因素。通过田间测定研究,分析了黄土丘陵区典型地段果树主要生长期（４～１０月）内的蒸散耗水规律,结果表明：该区果树蒸散耗水在４～１０月间的变化呈双峰型,第１次高峰在６～７月间,属于果树生理最大需水期,第２次在８～９月间,属于果实成熟后的枝条旺盛生长期。根据果树耗水规律,并结合其生长过程     

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。     

半干旱黄土区降水和气温对北川河径流的影响

[目的]揭示山西省方山县北川河上游流域降水和气温对北川河径流的影响,为分析三川河上游流域乃至黄河中游流域径流量的变化原因提供参考。[方法]利用圪洞控制站数据,采用回归分析、累计距平、多元线性回归模型等方法分析了山西省方山县北川河上游流域1985—2009年间的气象数据、北川河径流变化特征及其相关性。[结果]北川河流域1985—2009年年降水量变化波动性大,整体呈现不明显的下降趋势。最高、最低气温2003年出现骤变,与气温的升高趋势相反,潜在蒸散发呈逐渐下降趋势。北川河年径流量变化差异较大,具有一定的阶段性和突变性,整体呈不明显的下降趋势。[结论]年降水量与温度是影响北川河径流量的主要因子,降水量中汛期降水量占主导地位。     

黄土丘陵区不同土地利用方式降雨产流试验研究

在延安燕沟试验区建立草地、刈割草地、翻耕草地、灌木地、刈割灌木地、翻耕灌木地径流小区,通过对30场人工模拟降雨产流试验中产流历时、径流强度、径流深、入渗率数据的分析,得出草灌地产流历时远大于翻耕地和刈割地。翻耕灌木地径流强度及波动幅度最大,为翻耕草地的1.5倍、草地的3.4倍、灌木地的15.7倍。在各次降雨过程中,草地平均径流深、入渗率分别为17.1 mm和75%,刈割草地为25.3 mm和62%,翻耕草地为38.4 mm和35.6%,灌木地为3.2 mm和97%,刈割灌木地为5.6 mm和92%,翻耕灌木地为46 mm和35%。研究结果表明,植被能有效地拦蓄径流,而对草灌地的破坏可引发黄土丘陵区严重的水土流失。     

西部黄土丘陵区不同草地土壤侵蚀对侵蚀性降雨的响应

[目的]研究西部黄土丘陵区人工和天然草地对不同类型侵蚀性降雨的响应,为该区植被建设和水土流失防治提供指导。[方法]利用甘肃省定西市安家沟径流场2007—2015年的观测数据,分析侵蚀性降雨因素对坡度为20°的人工草地和天然草地土壤侵蚀的影响。[结果]西部黄土丘陵区的侵蚀性降雨分布在5—9月,其中7—8月的侵蚀性雨量较大,其侵蚀量占年均侵蚀的70%以上。两种不同类型的草地侵蚀量均与PI10相关性最好。该区域侵蚀性降雨主要是中雨和大雨,造成的草地侵蚀量占年均侵蚀的86%。中、高雨强型降雨的侵蚀量分别占人工、天然草地总量的90.8%和91.2%,其侵蚀量与PI10,PI30呈较好的幂函数关系。大于300 MJ·mm/(hm2·h)的高侵蚀力型降雨引起的侵蚀量最大,分别占人工、天然草地总侵蚀量的32.3%和33.4%;50~100MJ·mm/(hm2·h)的中侵蚀力型降雨次数最多,而引起人工、天然草地的侵蚀占相应总量的26.0%和29.1%。[结论]人工草地(盖度75%~82%)和天然草地(盖度80%)的侵蚀性降雨量标准分别为11.3和11.9mm,最大I10标准分别为10.4和11.7mm/h。天然草地比人工草地具有更好的水土保持效果。     

黄土丘陵沟壑区多年生草地的保水固土效益

[目的]探究草被在不同生长年限和不同降雨类型下的保水固土效益,为黄土区进一步开展生物水保措施提供理论依据。[方法]以绥德水土保持科学试验站辛店沟平沟墕苜蓿、草木樨和农地标准径流场1956—1960年汛期总降雨和汛期40场次降雨产流产沙监测数据为基础进行分析研究。[结果](1)各观测年汛期总径流量和总产沙量大小顺序均为:牧草地农地,以农地为参照,苜蓿和草木樨径流场减水效益分别为20%~83%和11%~88%,二者减沙效益基本保持在50%以上;(2)采用K-Means聚类分析法,以次降雨量和最大30分钟雨强(I30)为聚类条件,将40场次降雨事件划分为雨量大雨强低的Ⅰ型、雨量小雨强大的Ⅲ型以及中等雨量中等雨强Ⅱ型。各径流场在Ⅲ雨型下产流产沙量最大,两种牧草地在Ⅱ雨型下减水效益最佳;(3)两种牧草地减水减沙效益随生长年限的变化而变化,且各径流场减水减沙效益主要受Ⅲ雨型影响,该雨型下牧草地减水效益随生长年限的增加而增加,减沙效益随生长年限先减小后增加。[结论]两种牧草均具有较好的减水减沙效益,而其减水减沙效益与雨型具有密切关系,不同时期,草地减水减沙效益并非同步。     

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。     

内蒙古黄土丘陵沟壑区降雨侵蚀力时间变化规律研究

降雨侵蚀力指由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,是影响土壤侵蚀的最主要因子之一。以内蒙古准格尔旗沙圪堵气象站45年的日降雨资料为基础,选取适合本地区的降雨侵蚀力模型,分析内蒙古黄土丘陵沟壑区的降雨量与降雨侵蚀力的关系。结果表明年降雨侵蚀力曲线与年降雨量曲线走向基本上是一致的。年内降雨侵蚀力分布与降雨量的年内分布规律也基本相同,所不同的是降雨侵蚀力的季节变化要明显大于降水量的季节变化。二者的回归关系比较表明,降雨量与降雨侵蚀力的关系以幂函数关系表示,相关性系数最大,并且月降雨量与降雨侵蚀力的相关性要明显比年降雨量与降雨侵蚀力的相关性增强,这主要是受降雨强度的影响。降雨侵蚀力在年内主要集中在6~9月,以8月最大。     

黄土丘陵区水平沟耕作研究

对黄土丘陵区水平沟耕作的试验研究表明,水平沟耕作能够削弱坡度增大导致侵蚀量增大的作用,作物参与后可大大增强这种防护能力。就作物本身的防护能力而言,谷子最强,其次是马铃薯,再次是荞麦。水分利用效率为马铃薯>谷子>荞麦;三作物水分利用效率对坡度变化的反应敏感程度为马铃薯>荞麦>谷子。据此建议较陡坡地作物,应优先考虑谷子;马铃薯和荞麦宜尽量安排于缓坡地。     

西部黄土丘陵区降雨特征及其对坡地土壤侵蚀的影响

以甘肃省定西市安家沟流域的大型径流观测场为依托,以2009—2011年天然降雨在不同土地利用条件下产流产沙特征数据为依据,研究了黄土高原西部黄土丘陵区降雨特征及其对坡地土壤侵蚀的影响。结果表明,在次降雨条件下不同处理径流过程分别经历了产流、峰值、稳定、消减4个表征时刻,土壤侵蚀过程分别经历了发生、峰值、消减3个表征时刻。次降雨条件下,不同处理其径流总量、侵蚀总量排序均为:15°春小麦10°春小麦10°油松林15°荒地15°沙棘林10°荒地15°油松林10°沙棘林。通过层次聚类分析得出,在10°,15°的坡度下,灌木林沙棘、乔木林油松分别具有明显的水土保持效应。所以结合试验地的气候和环境特点,10°坡面适宜种植沙棘林,15°坡面适宜退耕还林。