六道沟小流域地形序列土壤碳剖面分布特征及影响因素

为了更好地理解黄土高原植被恢复与生态重建过程对土壤碳循环过程的影响,研究选取位于黄土高原六道沟小流域的典型土壤地形序列(东北坡NE序列,西坡W序列),分析了不同坡向间及同一坡向内随植被类型变化土壤有机碳和无机碳的剖面分布特征及其影响因素。结果表明:六道沟小流域地形序列土壤有机碳含量在0—50cm土层内随土层深度增加而显著降低,50cm土层以下基本趋于稳定,且剖面上层(0—50cm)有机碳含量显著高于剖面下层(50—200cm,p0.05),但在同一深度土层(0—50,50—200,0—200cm)不同坡向林地和草地土壤有机碳平均含量均没有显著差异(p0.05)。与有机碳相比,无机碳含量相对较高并且主要在剖面下部(50cm以下)不同深度土层富集。NE序列林地和草地剖面无机碳平均含量接近(p0.05),而W序列林地剖面无机碳平均含量显著高于草地(p0.05);不同坡向草地剖面无机碳平均含量无显著差异(p0.05),但不同坡向林地剖面无机碳平均含量表现为W序列显著高于NE序列(p0.05)。0—50cm土层有机碳含量与pH、容重和土壤含水量均呈极显著负相关关系,而与土壤总孔隙度呈极显著正相关关系;50—150cm土层无机碳含量与pH和土壤总孔隙度均呈极显著负相关关系,而与容重、黏粒含量和土壤含水量均呈极显著正相关关系。NE序列和W序列2 m土体总碳密度相当,分别为15.2~47.4kg/m~2和18.3~51.3kg/m~2,其中无机碳密度占78%~94%,1—2m土层总碳密度占2m土体总碳密度的35%~74%。若只考虑土壤有机碳库或只考虑浅层1m土壤碳库,六道沟小流域2m土体总碳储量平均将被低估88%和51%。     

水蚀风蚀区六道沟流域不同土地利用方式下养分特征

利用经典统计与地统计学相结合的方法,以六道沟流域农用地、林地和草地三种土地类型为研究对象,测定各不同利用方式下土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、C/N值八种养分指标。结果表明,土壤有机质、全氮含量表现为农用地>林地>草地,全磷含量表现为农用地>草地>林地,土壤全钾含量表现为草地>林地>农用地,速效氮含量表现为农用地>草地>林地,速效磷表现为农用地>林地>草地,速效钾表现为林地>农用地>草地;土壤C/N值表现为林地>草地>农用地;有机质含量与全氮含量呈线性关系,且均达极显著水平(P<0.01)。结果说明不同土地利用方式对土壤养分含量有重要影响。     

分步型流域“降雨-流出”过程数值模拟方法的研究

流域地表流出的计算是水文学的一个重要研究课题。本研究以黄土高原北部的六道沟流域为流域模型,在确定试验流域地形和土壤物理性质的基础上,利用运动波理论和拟河道网开发分布型流域的"降雨-径流"过程的数值计算方法,对观测流量数值模拟结果的分析表明,该计算方法适用于北部黄土高原的实际,研究结论为该区域的地表水资源的推求提供了一种有效的数值计算方法。     

Monthly Water Budget of Small Basin in Northern of Loess Plateau, China

The objective of this study was to analyze the water budget of a small basin in the northern of Loess Plateau. A small basin, Liudaogou in the northern Loess Plateau was chosen as the study area. The numerical calculation of surface runoff was applied to results of the field survey, and components of monthly water budget were estimated. The unit area of 1 km2 was selected as the index area for the estimation. A component of habitant water consumption was added to the water budget to consider the contribution of human activity. Results indicated that the water storage was negative in May, June and July while the annual amount was approximately 0.0. Evaportanspiration attained maximum in August and its annual total accounted for 74.2% of annual precipitation. Results of this study are significant for the sustainable water conservation and utilization in the northern of Loess Plateau where annual water resources are relatively deficient.     

黄土区坡面尺度不同植被类型土壤饱和导水率 剖面分布及影响因素

土壤饱和导水率(K_s)是影响水、溶质运移过程和水文模型模拟精度的重要参数,了解坡面尺度下不同植被类型K_s的剖面分布与影响因素有助于更好地理解土壤水文过程及其调控机制。本研究通过测定典型黄土区坡面尺度不同植被类型下12个土壤剖面(0～200 cm)的K_s及土壤基本性质,分析了不同坡向间及同一坡向内随植被类型变化土壤K_s的剖面分布特征及其影响因素。结果表明:不同植被类型下土壤K_s首先随着土壤深度的增加而减小,而后呈增大趋势。东北坡林地、西坡草地和林地剖面上层(0～20 cm)的平均土壤K_s(K_(s-average))均显著高于剖面下层(20～200 cm)(P0.05)。同一坡向内不同植被类型及不同坡向间相同植被类型0～20 cm土层的K_(s-average)没有显著差异(P0.05);而由于土壤质地和有机质含量的差异,20～200 cm土层的K_(s-average)表现为同一坡向内东北坡草地显著高于林地(P0.05),不同坡向间东北坡草地和林地分别显著高于西坡草地和林地(P0.05)。六道沟小流域不同植被类型下土壤K_s与容重、黏粒含量、粉粒含量呈极显著负相关(P0.001),与毛管孔隙度、饱和含水量、砂粒以及有机质含量(西坡草地除外)呈显著正相关(P0.05)。影响六道沟小流域K_s剖面分布的因素可由土壤持水特性(49.36%)、质地(24.98%)和养分含量(13.92%) 3个主成分贡献。本研究利用多元逐步回归分析获得了以容重、土壤质地和有机质为输入因子的土壤K_s传递函数(R~2=0.60～0.86,P0.001),可为典型黄土区坡面尺度土壤K_s的模拟和预测提供参考。     

神木试区环境地貌特征

根据野外考察获取的大量资料,着重对试区区域环境地貌形成、演化过程、地貌的形态组合特征进行了详实的分析和探讨。并在此基础上,对于六道沟流域水系形成的年龄进行推算,得出现代地貌和水系是在中更新时期距今约148～46万年期间形成的古沟谷基础上,经过后来堆积和切割重新演化形成,而且处于发展之中。同时还就一些特殊的地貌现象进行了探讨。最后,文章就现代地貌发育与地表侵蚀的关系以及控制沟道侵蚀的途径进行了评述。     

神木六道沟气候及地面组成物质特征对侵蚀产沙影响分析

在野外调查与试验研究的基础上,分析了六道沟及其相邻流域降雨、径流、气温、风力等气候因素及地面组成物质特征对侵蚀产沙的影响。认为暴雨强度大,疾风多、植被少,地面组成物质复杂松散,以及不良的土壤理化特性,是该区侵蚀产沙特别强烈的根本原因,该区的侵蚀具有复杂多样的特殊性,在时间与空间上差异较大,分布不均;地面物质粗、产沙量大、是粗沙的主要产区;掌握侵蚀特点,控制风沙直接入沟,入河及坡耕地的改造,防治沟头,沟壑崩塌,扩大草灌,发展多样性农业为治理重点。     

黄土高原北部水蚀风蚀交错带沟壑地形的降雨反应特性

为揭示黄土高原水蚀风蚀交错带沟壑地形的降雨反应特性,选取该区具有典型水文及气象特征的六道沟流域作为研究区域,基于对所选沟道的沟顶及沟底2005-2009年雨季同期观测降雨数据(38次集中降雨事件)的分析,揭示沟壑地形对降雨反应的特性;通过对典型降雨—径流事件的分析,分别推求长历时低强度降雨以及短历时高强度降雨条件下降雨强度与产流的关系.结果表明:沟顶单次降雨事件的降雨量,3,5,10 min最大雨强及平均雨强均是沟底对应值的1.3倍以上;沟顶单次降雨事件降雨量的3,5,10min雨强各序列标准差均大于沟底对应序列的值;沟顶与沟底的降雨量序列,各时间间隔的最大、平均雨强序列均存在着较高的正相关性,相关系数在0.9以上;表层土壤在饱和及不饱和条件下,产流的必要条件分别是5 min平均降雨强度达到0.12,0.52 mm/min.     

陕西省神木县六道沟流域水平衡解析

选取处于黄土高原北部水蚀风蚀交错地带的六道沟流域为研究区,基于水平衡方程确定了陕北小流域水资源组成结构的各个分量。通过对水文数据和径流计算结果的分析,推求了流域水量收支的各个成分。考虑到人为因素的影响,居民的生活用水量和农业灌溉用水量因素被加入到水平衡公式中。结果表明,年蒸发量和径流量分别占年总来水量的74.5%和21.5%,年蓄水量变化接近于0,居民的生活用水量和灌溉用水量分别占年总来水量的2.8%和1.2%。研究结果可为水资源相对缺乏的黄土高原北部地区的水资源可持续开发和利用提供基础数据。     

小煤窑开采对环境与水土保持的影响

在野外考察的基础上，着重就神木道沟小流域小煤窑开采对环境与水土保持的影响进行了分析，指出小煤窑开采对振兴乡村经济，改善村民生活功不可没，但是与环境及水土保持的矛盾更加尖锐，而且有加剧之势，怎样解决好这个矛盾是目前农村水土保持工作中亟需研究的问题。