晋西黄土区主要造林树种耗水特性分析

依据水量平衡原理,采用盆栽试验分别测算了晋西黄土区主要造林树种油松、刺槐、苹果在其生长季（4～10月）成熟单株树木的耗水量,并根据林地土壤水分动态及土壤水分特征曲线标定的各树种无效水界值,分析了各树种土壤水分供耗特点及其有效性。研究结果表明：①2002贫水年生长季降水量430.7 mm,试验树种同期耗水量约为430～470 mm树木供耗失衡,2003丰水年降水量870.2 mm,耗水量约为450～510 mm但降雨分配不均,5,10月树木供耗也略有失衡;②不同树种年内土壤含水量变化趋势相近,而同月耗水量差异较大,同一树种不同月耗水量差异也较大,丰水年各试验地土壤水分状况要好于贫水年;③油松、刺槐、苹果1和苹果2无效水界值为：8.0%,8.4%,9.4%和9.9%,油松较其它树种利用水分能力最强。贫水年单株树木土壤含水量在一段时间内低于对应树种的无效水界值,影响树木正常生长。单株树木依靠冬季和次年春季降水补充,生长季初期都能恢复到速效水水平。     

黄土高原地区土地植被承载力与植被生态恢复建设

土地植被承载力是黄土高原地区土壤水分与植物生长关系调控、合理利用水土资源和生态植被建设的核心问题之一.分析了土地植被承载力对植被结构的影响,认为在大气降雨量为唯一土壤水分输入量的黄土高原,土地植被承载力决定了植物群落密度,直接影响植被结构.从植被地带和群落适应性原理、缓解土壤干旱、控制植被生产力三个方面探讨了生态恢复与土地植被承载力的相互关系,并提出了黄土高原生态恢复建设必须优先考虑土地植被承载力,根据土地植被承载力进行植被生态恢复建设是黄土高原生态环境得以改善和持续发展的必由之路.     

水分平衡基础上的小流域水土保持林配置模式探讨

就山西西南部黄土残塬沟壑与丘陵沟壑区小流域水土保持林体系配置问题进行探讨。在遵循以小流域为设计对象单元，针对水土流失影响因子因害设防，层层设防的防护林体系配置的理论基础上，提出从林地和流域的水分平衡出发，小流域防护林体系应采取合理的配置模式、促进天然植被恢复与人工造林促进植被恢复形成合理的林分结构，防护林体系应基于小流域的水分生态环境合理分布，在不同地貌部位的合理配置应遵循不同立地可承载生物量的极限值，适度造林，作到林水平衡，达到合理的植物配置模式和稳定林分结构，形成良性的水文生态环境，保证水土保持功能持续稳定。研究地区试验流域在森林覆盖率达到34％时，分布合理，侵蚀沟在封育状况好时，均可达到产流量小于允许侵蚀量。疏林地、林草间作林地、带状绿篱、未破坏的天然灌木和天然草地，稀疏林地就能够使产沙量小于允许值，并且林地具有较好的水分状况。     

利用侵蚀模型普查黄土高原土壤侵蚀状况

土壤侵蚀普查对于土地资源保护和自然灾害防治具有重要意义。为了测试抽样方法和土壤侵蚀模型在土壤侵蚀普查中的适用性,该文以陕西吴起县为试点,采用1%均匀抽样方法,调查39个抽样单元的土壤侵蚀影响因子,使用中国侵蚀预报模型CSLE(Chinese soilloss equation)估算土壤侵蚀模数,并与基于遥感数据的水蚀分级分类方法进行比较。两种方法估算的全县平均土壤侵蚀模数分别为4571和5504t/(km2a),但不同分级侵蚀强度的面积和空间分布存在较大差异。抽样方法在土地利用与覆盖、水土保持措施及土壤特性方面获得的信息量大于遥感方法,同时对于区域具有很好的代表性;使用模型估算土壤侵蚀考虑的影响因子与分级方法相比,还包括了土壤可蚀性、坡长因子以及水土保持措施因子等,由此计算的土壤侵蚀模数和强度具有更高的可信度。因此,虽然基于抽样方法和土壤侵蚀模型的土壤侵蚀普查方法也存在一定的问题,但与土壤侵蚀分类分级方法相比具有明显的优越性。     

半干旱黄土区水平阶整地人工油松林地土壤水分和养分状况

水平阶整地是半干旱黄土高原丘陵沟壑区普遍应用的一种抗旱造林措施。为研究水平阶整地措施对人工油松林的影响,对20a高密度人工油松林样地的土壤水分和养分状况进行了研究。结果表明,雨季末各样地0—160cm土层的平均土壤含水量为5.43%,其中0—60cm土层为6.94%,60—160cm土层为4.53%,雨季对各样地的土壤水分补给量很小;碱解氮、速效磷、速效钾、有机质和全氮具有表聚性,尤其是0—10cm土层表聚性显著,全磷和全钾表聚性不明显;各样地pH值均大于8;0—100cm土层的全磷、速效磷、全钾和速效钾平均含量为中等水平,有机质、全氮、碱解氮为低或很低水平。结果说明在半干旱黄土区降水量不足的情况下,人工植被密度如果过大,会恶化土壤水分和养分的状况,所以人工疏伐就成了人工林后期管理和经营中必要的环节。     

晋西黄土区主要造林树种耗水特性分析

依据水量平衡原理,采用盆栽试验分别测算晋西黄土区主要造林树种油松、刺槐、苹果在其生长季(4-10月)成熟单株树木的耗水量,并根据林地土壤水分动态及土壤水分特征曲线标定的各树种无效水界值,分析了各树种土壤水分供耗特点及其有效性.结果表明:①2002贫水年生长季降水量430.7 mm,试验树种同期耗水量为430～470 mm,树木供耗失衡,2003丰水年降水量870.2 mm,耗水量为450～510 mm但降雨分配不均,5月,10月树木供耗也略有失衡;②不同树种年内土壤含水量变化趋势相近,而同月耗水量差异较大,同一树种不同月耗水量差异也较大,丰水年各试验地土壤水分状况要好于贫水年;③油松、刺槐、苹果1和苹果2无效水界值为:8.0%,8.4%,9.4%和9.9%,油松较其它树种利用水分能力最强.贫水年单株树木土壤含水量在一段时间内低于对应树种的无效水界值,影响树木正常生长.单株树木依靠冬季和次年春季降水补充,生长季初期都能恢复到速效水水平.     

陕北黄土区浅沟分布特征及其与立地类型的关系

【目的】提取浅沟特征参数,建立浅沟发生的临界关系式,研究立地类型对浅沟的影响。【方法】以ArcGIS 9.2为操作平台,Quickbird遥感影像为数据源,提取黄土丘陵沟壑区合家沟封育流域的浅沟信息,确定浅沟参数(浅沟长度、浅沟沟间距、浅沟坡度、上坡汇流面积、坡面坡度);按坡向(正阳坡、半阳坡、正阴坡、半阴坡)和坡度(缓坡、陡坡、极陡坡)划分为12种立地类型,分析立地类型对浅沟分布发育的影响。【结果】研究区浅沟平均长度为56.5 m,平均沟间距为10.8 m,平均浅沟坡度为30.9°,其中坡度为30°~36°的浅沟占总数的53.3%,其分布临界关系式为S=0.74A-0.16(其中S为浅沟坡度,A为上坡汇流面积),可以此预测研究流域的浅沟侵蚀分布。同一种坡度条件下,平均坡面密度变化为正阳坡半阳坡正阴坡半阴坡,同一种坡向的浅沟坡面密度随着坡度的增加而增大,且无论是阴坡还是阳坡,浅沟的沟头位置均随坡度的增加由坡面的中上部向坡顶移动,且阴坡沟头的移动幅度较阳坡大。【结论】建立了研究区浅沟发生的临界关系式,确定了立地条件对该区浅沟分布的影响,为浅沟侵蚀预测提供了有益参考。     

基于QuickBird影像估算晋西黄土区切沟发育速率

切沟的发育不仅破坏土地资源,也是河流泥沙的主要来源之一。为了研究高分辨率遥感影像监测黄土区切沟发育速率的有效性,该文选择晋西黄土区4个小流域,使用GIS技术和2003、2010年同时相QuickBird全色和多光谱影像提取沟谷区面积、周长和支沟沟头前进距离,估算切沟发育速率,并从植被覆盖度、土地利用类型等方面分析了4个小流域切沟发育速率差异的原因。结果显示:2003-2010年,4个小流域沟谷区面积、周长增加比例分别在0.25%～0.48%和1.56%～2.61%;切沟发育主要发生在小流域两侧支沟沟头,支沟沟头大约以0.36～0.44m/a的速率前进;林草地覆盖率越高,小流域切沟发育速率越慢;小流域内沟间地覆盖度大于60%的植被对切沟发育遏制作用明显。研究表明高分辨率遥感能够比较快速、准确地确定切沟发育速率,可为中小流域切沟发育监测提供参考。     

基于栅格DEM与水流路径的黄土区沟缘线自动提取技术研究

基于数字高程模型(DEM)进行沟缘线的自动提取是黄土丘陵沟壑区进行分布式水文计算与土壤侵蚀建模的关键技术.该文以基于栅格数字高程模型进行河网提取与流域划分技术为基础,基于栅格单元间八流向算法构建水流路径,提出一种基于汇流路径坡度变化特征确定沟坡段,进一步形成封闭沟缘线的新方法,并编程实现了该方法.通过对蔡家川流域1∶10 000等高线生成2 m数字高程模型,依据35°作为判断沟坡单元的标准,自动生成沟缘线分布图,并与原始坡度分布图比较,取得满意的结果.      

晋西黄土区流域尺度对径流的影响

以山西省吉县蔡家川流域及其嵌套的冯家圪垛流域为研究对象,通过次洪水过程线分析在尺度不同的条件下,产流模式及洪水过程线的变化,结果表明,尺度的不同造成产流模式及洪水过程的差异。