降雨侵蚀力新算法在豫西山区应用的初步研究

降雨侵蚀力是定量监测评价一个地区土壤侵蚀状况的重要因子之一,找到适宜简便的计算方法十分重要.卜兆宏提出的降雨侵蚀力新算法具有简便易用的优点.本文利用位于豫西山区鲁山县的3个水文雨量站10年185次的自记降雨过程资料,以经典算法年R值为基准,对新算法在该区的适用性进行了分析评价.结果表明:新算法结果与经典值存在高度的一致性,一致性高达90.2%,模型有效系数为96.4%,相对误差为7.7%,说明新算法能够在该区应用,可以采取此法对该区的降雨侵蚀力进行深入的分析研究;并同时对资料摘读时应该注意的问题进行了讨论.     

黄土半干旱区枣林深层土壤水分消耗特征

黄土区人工经济林普遍出现利用性土壤干层,制约着植被的恢复与重建。为了准确计算黄土半干旱区密植高产枣林(Ziziphus jujube Mill.)深层土壤(2 m以下)水分消耗量,采用根钻法(洛阳铲)分层获得从地表到细根分布最大深度范围内的土壤含水率。结果表明:枣林深层土壤水分消耗是一个逐渐加深、逐渐向下的过程。2、4、9和12 a生枣林深层土壤水分消耗量分别为0、29.6、149.9和155.7 mm,可再供水量分别为203.7、167.7、35.5和29.7 mm;枣林生长第9年后,2~4 m土层几乎没有可利用的水分,现有降水和滴灌已经不能满足枣树的耗水需求,枣林吸收土壤水分有向深处延伸的趋势。以降水入渗最大深度为上界、细根分布最大深度为下界计算的深层土壤水分消耗量,能更准确地评估林地利用性土壤干层的程度和深度。     

华北土石山区模拟降雨下土壤溅蚀研究

采取野外模拟降雨试验,研究了降雨强度、降雨动能以及降雨历时对溅蚀量的影响规律,分析了溅蚀土粒的距离、方位的分布特征,以及溅蚀土粒的粒径组成规律。研究结果表明:雨滴击溅过程中,在不同强度的降雨作用下,下坡方向产生的溅蚀量最大,上坡方向产生的溅蚀量最小。溅蚀总搬运量与溅蚀净搬运量均与降雨强度呈正相关。溅蚀量与降雨强度呈指数函数关系,与降雨动能呈现线性函数关系。溅蚀率与降雨历时呈现指数函数关系。溅蚀土粒主要分布在0~10 cm,占溅蚀总搬运量的45.40%~57.75%,在50~60 cm内的溅蚀量所占比例不高于1.75%。溅蚀量与溅蚀距离呈负指数函数关系。溅蚀土粒径小于等于2 mm,溅蚀土粒中细砂粒和粗粉粒百分比与原状土壤较为接近,粗砂粒百分比远低于原状土壤,而粘粒百分比高于原状土壤,粉粒百分比低于原状土壤。溅蚀土粒中细砂粒(0.05~0.2 mm)最易于被溅蚀,而小粒径(小于0.002 mm)和大粒径(大于0.2 mm)土壤颗粒不易被溅蚀。当降雨强度足够大时,对于同种特征的土壤,溅蚀土粒存在稳定的粒径组成。当降雨强度保持不变时,溅蚀平均粒径随溅蚀距离的增加而变小。溅蚀距离在0~30 cm,溅蚀平均粒径的变化率较大;随溅蚀距离的不断增加,溅蚀平均粒径的变化率较小。     

降雨强度和坡度对细沟形态特征的综合影响

细沟的形态特征研究可揭示坡面侵蚀发生机理,且细沟形态对坡面径流和侵蚀有重要影响;而现有研究仅用细沟密度和细沟宽深比等指标来表征细沟形态,不能全面准确地反映细沟的形态特征。为此基于模拟降雨试验,研究降雨强度和坡度对黄土坡面细沟侵蚀和细沟形态特征的综合影响。试验处理包括3种黄土高原有代表性的侵蚀性降雨(50、75、100 mm/h)和3个细沟侵蚀发生最常见的坡度(10°、15°、20°)。试验结果表明,坡面侵蚀速率和细沟侵蚀速率均随着降雨强度和坡度的增加呈幂函数增加。试验条件下,细沟倾斜度介于16°~20°之间,随着降雨强度的增加而增大,随着坡度的增加而减小;细沟密度、细沟割裂度和细沟复杂度分别为0.74~1.95 m/m2、0.08~0.17和1.09~1.38,三者皆随降雨强度和坡度的增加而增大;细沟宽深比为1.93~2.35,随着降雨强度和坡度的增加而减小。通过相关分析发现,细沟割裂度是评价细沟侵蚀和细沟形态的最优指标;研究降雨强度对细沟形态的影响时,建议优先选用细沟割裂度、细沟复杂度和细沟倾斜度指标;分析坡度对细沟形态的影响时,除选取细沟割裂度外,建议优先选用细沟密度和细沟宽深比指标。细沟横断面主要呈"V形",随着降雨强度和坡度的增加,径流紊动性增强,细沟横断面变化趋于不规则,说明细沟横断面变化可以反映径流的变化特征,从而揭示细沟侵蚀发生机理。     

黄土丘陵半干旱区枣林露水量研究

利用2012年和2013年叶片湿度传感器(LWS)、温湿度仪、热扩散式探针(TDP)、中子仪实测的露水强度、冠层温湿度、树干径流、土壤水分及气象站监测的气象因子,分析了枣林生育期内露水量的变化规律,探讨了其与水资源输入、输出项的关系。研究结果表明,2012年和2013年枣林露水量随生育期变化呈现递增趋势,果实成熟期达到最大值。露水总量分别为31.31、37.87 mm,分别占同期降水量、蒸腾量和蒸发量的6.87%、10.00%、17.65%和7.90%、15.00%、17.90%,露水量日平均值分别达0.44、0.47 mm。此外,露水量具有发生频率高、稳定性强、重度露水量(大于0.20 mm)比重大的特点。在枣树全生育期内,露水量作为水资源输入项会引起蒸腾量在果实膨大和成熟期显著降低(P0.05),但对蒸发量无显著影响。研究显示露水是该区枣林重要水源,是水量平衡中不可缺少的输入项。     

不同降雨强度对营养盐垂向迁移过程和淋失量的影响

云南抚仙湖流域农田面源污染日益严重,土壤污染物主要随地表径流进入湖泊,使湖泊受到污染。但目前的现场观测表明,农田区浅层地下水也已受到污染,地下水已成为污染物输移的路径之一。通过四组不同降雨强度作用下的室内土柱试验模拟土壤污染物向地下水的淋失迁移量,对降雨入渗过程中总氮、总磷、铵态氮和硝态氮的垂向迁移过程进行了分析,通过分时段处理来对各组实验中营养盐累积淋失量进行了计算。结果表明,硝态氮的垂向迁移能力和出流浓度均大于铵态氮,总氮和总磷的累积淋失量与累积降雨量呈自然对数关系;降雨强度对总氮的淋失作用明显,对总磷淋失量的影响则相对较弱。实验结果有助于揭示抚仙湖流域降雨作用下农田土壤中污染物的垂向迁移过程及其对农田浅层地下水的污染机制,并为污染物垂向迁移的数学模拟提供数据基础。     

降雨前后库滨带表层土壤养分研究

在官厅水库库滨地区对降雨前后库滨带表层土壤养分进行试验研究。结果表明,降雨前农田土壤总磷的含量最高,其次为湿生草本带,乔灌草带和挺水植物带则相对较低;土壤表层总氮的含量乔灌草带最高。降雨前后库滨带各区土壤表层的氮和磷大部分以颗粒态存在,库滨带各区表层颗粒直径<0.002 mm的土壤颗粒是颗粒态磷的主要载体,直径为0.02￣0.05 mm的土壤颗粒是颗粒态氮的主要载体。农田和乔灌草带表层土体截流了来水中的总磷,而挺水植物带则表现为总磷的释放,农田、乔灌草带和湿生草本带对总氮有去除作用,而以乔灌草带的去除效果最明显。     

1959～2008年兴宁市气象要素变化特征分析

利用兴宁市气象站1959—2008年气温、降水量及日照时教资料,采用趋势分析方法,对兴宁市1959～2008年的年、季平均气温、降水量和日照时数变化趋势作较全面的分析。结果表明：1959～2008年兴宁市的年平均气温呈上升趋势,冬季增温趋势最明显。1959—2008年兴宁市年降水量总体变化不大。其中冬、夏两季降水量变化不大,春季降水量呈明显增加趋势,而秋季降水量则呈明显的减少趋势。1959—2008年兴宁市日照时数呈减少趋势,夏季减少的趋势最大,冬季减少趋势最缓。     

基于NDVI的气候突变对植被影响研究

[目的]研究基于NDVI的气候突变对植被的影响。[方法]基于我国1982~2000年的NDVI与气候数据,利用Mann-kendall（MK）突变检测方法,检测气候突变和NDVI突变,从而讨论2种突变之间的联系。[结果]大面积的月平均温度和降水量的突变发生在1983年,而在1999年发生范围最小;植被大面积突变现象出现在1983和1984年。温度突变引起的NDVI突变现象比降水突变引起的次数多,降水量的突变并不是发生NDVI突变现象的主要原因之一。小范围的温度突变很难在短期时间内对植被活动产生立即的影响,大范围的温度突变现象的发生将会对植被活动产生长期的影响。[结论]该研究为气候突变现象分析提供理论依据。     

沂蒙山区典型小流域次暴雨的氮磷输出特征

[目的]揭示暴雨条件下沂蒙山区的氮磷流失特征。[方法]以沂蒙山区沂河上游的孟良崮小流域为例,对2010年8月12日一场暴雨的径流及氮磷流失动态过程进行了监测分析。[结果]暴雨条件下产流迅速,降雨强度峰值出现于流量峰值之前;铵态氮(AN)和总氮(TN)浓度先变大后趋于稳定,硝态氮(NN)降雨初期无明显变化,后期逐渐变大并趋于稳定;水溶性无机磷(DOP)浓度呈锯齿状变化,水溶性有机磷(DIP)、水溶性全磷(DP)、颗粒态全磷(PP)和全磷(TP)浓度先变大后趋于稳定,浓度峰值出现于流量峰值之前;TN和TP输出浓度较大,远超过水体富营养化的标准。[结论]该研究可为沂蒙山区农业非点源污染的合理治理提供科学依据。