丹江鹦鹉沟小流域不同土地利用类型的粒径特征及土壤颗粒分形维数

选取丹江鹦鹉沟流域78个不同土壤剖面,应用分形理论研究不同土地利用类型的土壤颗粒分形特征和空间变异性以及与土壤养分的相关关系.结果表明:(1)研究区的土壤粒径分布中,粉粒含量占主导地位,粉粒含量百分比在45.41％～66.19％之间,粘粒含量和极粗砂粒含量相对较低.(2)小流域土壤颗粒的分形维数不能用半方差模型和Kriging插值来模拟.表层土壤颗粒分形维数受土壤侵蚀影响较大.(3)陡坡以下,土层较厚且质量较好的地块往往被用作农地,致使相同坡度下,土壤颗粒分形维数表现为农地＞林草地.(4)分形维数与不同粒级含量的相关性具有明显差异,其中,分形维数与粉粘粒含量呈显著线性正相关,与细砂粒、中粗砂粒和极粗砂粒含量呈线性负相关.(5)农地和草地0-10 cm土壤颗粒的分形维数随坡度的增加呈降低趋势,但坡度对林地的分形维数影响很小.(6)分形维数在4个土层均与土壤含水量呈显著正相关,在0-10 cm与有机质含量呈显著负相关.     

黄土丘陵区撂荒对土壤酶活性的影响

为了解侵蚀环境下植被恢复对土壤酶活性的影响,以典型侵蚀环境黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复1至50年撂荒地长期定位试验点为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了植被恢复过程中土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶及理化性质的演变特征。结果表明,土壤酶活性前期变化波动较大,后期(20-30a)年变化趋于稳定;尿酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶与其他因子相关性相对较强,可以作为评价土壤质量的生物学指标;尿酶、淀粉酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶活性随恢复年限而增加,多酚氧化酶则减少;土壤酶指数可以作为评价土壤质量的方法。     

无定河流域极端泥沙变化特征及其影响因素

近几十年来,全球气候变化异常,极端水文事件频繁发生,认识极端泥沙的动态变化并探究其可能影响因素对于预防泥沙灾害具有重要的现实意义。以黄河中游无定河流域为研究对象,从量级、时间、强度和频次4个方面,构建最大1日含沙量(Sx1d)、最大5日含沙量(Sx5d)、年最大1日含沙发生时间(DSx1d)、年最大5日含沙发生时间(DSx5d)、年均含沙量(Sint)、强含沙量(S95p)、极强含沙量(S99p)、高含沙水流日数(S200)共8个极端泥沙指标,采用Mann-Kendall趋势检验、圆分布统计法分析极端泥沙指标的变化趋势及时间分布特征,基于Pettitt检验判定指标变异时间,并应用RVA法定量评价各指标的变化程度,最后探讨降雨侵蚀力和生态建设措施对极端泥沙变化的影响,以及造成极端泥沙变化的主要因素。结果表明：(1)1958—2018年,无定河流域极端泥沙指标均呈显著减小趋势(p<0.05);(2)Sx1d的发生高峰期为6月30日至8月18日,Sx5d的发生高峰期为7月11日至8月17日,比Sx1d的发生时间更为集中;(3)S200发生中度改变,Sx1d、Sx5d、Sint、S95p...     

NaCl对细颗粒泥沙静水絮凝沉降影响初探

泥沙问题是黄河治理的关键，而黄河泥沙主要来源于中游黄土高原强烈的水土流失。在黄土高原，耕地水土流失面积占耕地总面积的71.3%［1］，其中坡耕地土壤流失量可占流域土壤总流失量的60%～70%［2］。水土流失时，土壤中的养分会随径流及侵蚀泥沙迁入水体［3］，使细颗粒泥沙发生絮凝或分散，而流失泥沙中细颗粒泥沙含量又往往高于耕层。细颗粒泥沙的絮凝或分散，对泥沙输移和沉积过程有重要作用，是造成水库、灌溉渠系以及港湾河口淤积的重要原因，也是研究高含沙水流、浑水淤灌，以及设计冲沙模型的基础［4］。同时，侵蚀径流中细颗粒泥沙的絮凝或分散也会影响表土的导水率，从而影响水土流失量［5，6］。显然，研究细颗粒泥沙的絮凝或分散对揭示土壤侵蚀机理，以及研究泥沙输移、沉积规律具有重要的意义。但以往研究多侧重于咸淡水交界地区的水质和沙样，较少考虑盐度变化对细颗粒泥沙运动的影响［7］。本文拟以天然级配的细颗粒泥沙作为研究对象，探讨不同浓度NaCl对细颗粒泥沙静水絮凝及沉降的影响，以期为有关问题的深入研究提供科学依据。     

黄土高原沟壑区水土保持治理措施的土壤质量综合评价

以坡耕地为对照,基于主成分分析法综合评价了8种典型的水土保持治理措施(撂荒草地、人工草地、经济林和生态林地、农耕梯田、经济林梯田、撂荒梯田、淤地坝地)土壤质量,结果表明:与坡耕地相比,实施水土保持治理后土壤有机质和全氮分别增加了1.2%~20.7%和1.2%~9.3%;碱解氮除农耕梯田减少6.6%外,其他措施增加0.2%~54.2%;经济林梯田、经济林和生态林土壤速效磷含量增加显著,其他措施减少了9.2%~67.1%;土壤速效钾变化差异显著。除撂荒梯田和淤地坝地土壤各酶的活性减少了6.3%~49.5%和1.2%~15.6%,其他措施均增加。土壤质量以经济林梯田、生态林地和人工草地最好;经济林地和撂荒草地良好;农耕梯田和撂荒梯田较差;坡耕地和淤地坝地最差。     

基于GIS地貌形态特征分形信息维数与等高距关系研究

首先论述了以地理信息系统(GIS)为平台,基于分形信息维数(FID)表征地貌形态特征的原理和方法．采用Avenue语言开发了基于ArcGIS环境下地貌形态特征FID计算软件;并以长江流域白水溪小流域为例,进行了不同等高距下地貌形态特征FID的计算,通过对FID与等高距耦合关系的深人分析,结果表明：基于FID不仅可以对流域地貌形态特征进行宏观性、综合性定量表征,而且能够实现不同等高距下流域地貌形态特征的相互转换,有利于与流域形态特征相关联的水文、水土流失过程的动态模拟．同时可实现对现有地形数据的充分挖掘,填补我国大比例尺基础地理信息数据不足的缺陷。     

宁夏风蚀气候侵蚀力时空演变及影响因素分析

[目的]揭示宁夏回族自治区风蚀气候侵蚀力(C值)的时空演变特征,阐明宁夏气候对风蚀的影响及因素,进而为宁夏风蚀评估提供科学依据。[方法]基于宁夏及周边气象站1965—2019年的观测数据,根据FAO风蚀气候侵蚀力计算公式,利用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变点检验、Morlet小波分析及随机森林等方法,开展了宁夏风蚀气候侵蚀力时空演变及影响因素的研究。[结果](1)宁夏多年平均C值为23.8,在年尺度和季节尺度上呈现可持续的显著减少趋势,且春冬季高、夏秋季低。(2)多年平均C值在空间上呈现中北部高、南部低的分布,显著减少的站点共8个,且均呈现可持续性。(3)除夏季尺度外,其他季节尺度和年尺度的C值均在2003年前后发生显著突变,且均存在一个30 a左右的主周期。(4)影响C值最主要的因子是风速,其次是降水量、相对湿度、热力因子、太平洋年代际振荡指数。[结论]宁夏属于干旱半干旱地区气候侵蚀力较弱的区域,风速是影响宁夏C值最主要的因子。     

长江经济带降雨侵蚀力与NDVI耦合协调关系时空变异分析

为探究长江经济带降雨侵蚀力和植被覆盖关系之间的耦合作用及其与土壤侵蚀风险的关系,该研究基于逐日降水数据和逐月NDVI数据,使用日尺度的降雨侵蚀力计算模型和Mann-Kendall趋势检验方法分析了长江经济带月尺度的降雨侵蚀力和NDVI时空演变特征,并通过耦合协调度理论和Pettitt突变点检验识别了降雨侵蚀力与NDVI耦合协调关系的时空变异特征,最后讨论两者之间耦合协调关系变化的原因。结果表明：1)1965—2019年,7—10月长江经济带多年平均降雨侵蚀力在全区空间上分布比较均匀,其他月份多年平均降雨侵蚀力均呈现从东南向西北减少的空间分布格局。东部地区7月和9月的降雨侵蚀力呈现显著增加趋势（P<0.05）;2）不同月份NDVI在1999—2019年间显著增加的总面积比例均超过长江经济带总面积30%,NDVI显著减少面积主要在东部地区,该地区土壤侵蚀风险较大;3）降雨侵蚀力与NDVI耦合协调度的多年平均值呈现东高西低的空间分布格局,耦合协调程度整体较低,耦合协调度显著减少的区域主要位于中部和西南部,显著增加的区域主要位于东部;4）长江经济带东部地区面积占比较小的常绿针叶林、常绿阔...     

基于MIKE模型的不同淤地坝型组合情景对小流域侵蚀动力和输沙量的影响

为科学认识黄土高原淤地坝建设对小流域侵蚀动力过程的影响,通过分布式水文模型MIKE SHE和一维水动力模型MIKE 11耦合模拟了王茂沟流域的洪水过程,并计算了流域主沟不同断面的侵蚀动力参数和不同坝型组合的减沙效益。结果表明:(1)淤地坝建设在不同程度上改变了小流域沟道的侵蚀动力分布,坝系建成后沟道的侵蚀动力参数减幅最大。(2)小流域径流侵蚀功率表现为上中游剧烈变化,下游趋于稳定,且下游径流侵蚀功率明显小于上游。(3)淤地坝建设可以有效减小流域的输沙量,其中单独建设骨干、中型、小型坝相比流域未建坝时,输沙模数分别减少24.74%,47.11%,64.11%;流域坝系建成后减沙效益最明显,流域输沙量减少83.92%。研究成果可为黄土高原淤地坝减沙效益评估提供科学参考。     

紫色土壤氮素不同流失形式的比较研究

土壤氮素流失形式及其量化研究是农业小流域氮素管理及流失过程模拟的核心内容之一,以紫色土区3个具有不同地形和土地利用方式的典型农业小流域为研究对象,比较研究了区域土壤氮素在降雨侵蚀过程中流失的主要形式。结果表明,紫色土区土壤氮素以硝态氮为主要流失形式,其流失浓度一般占硝态氮和铵态氮总浓度的80%以上,农田利用为主流域的则高达90%以上。氮素流失的平均浓度因流域土地利用类型的差异而显著不同,农田的一般为(5.36±2.13) mg/l,而非农田利用的变化在1.70~3.15 mg/l之间。农田硝态氮的精确管理应作为减控流域土壤氮素非点源流失的关键措施。