黄土坡面下坡位土壤侵蚀过程的模拟试验

在中国科学院水利部水土保持研究所,采用2个不同坡长小区室内模拟降雨试验方法,对黄土坡面下坡位侵蚀过程进行研究。结果表明:1)坡面下坡位侵蚀模数随降雨过程、降雨强度及坡度的变化均具有大小交错,上下波动的特征,侵蚀模数随降雨过程的变化总体呈先上升后趋于稳定的态势,随降雨强度的增大而增加,随坡度的增大而先增大后减小,再增大再减小;2)坡面上、下坡位侵蚀模数随降雨过程、坡度及降雨强度的变化均具有明显差异,下坡位明显不如上坡位;3)坡面上坡位汇流和下坡位产流与坡面上坡位输沙对坡面下坡位侵蚀模数的影响可用二元线性方程很好地描述,前者的贡献率为47.8%,后者为20.4%;只通过观测分析小区平均侵蚀特征得出的坡面侵蚀过程,掩盖了坡面下坡位的真实侵蚀过程,采取水土保持措施减少坡面上坡位汇流及增加降雨就地入渗,可以有效地治理坡面下坡位的水土流失。

陕西省水蚀土壤因子指标插值方法比较研究

基于地统计学原理和半变异理论,采用地理信息系统技术定量研究了陕西省水蚀土壤因子指标的空间变异特征。分析比较了反距离权重法、样条函数法与普通克吕格法对陕西省土壤因子指标空间插值的精度。结果表明,研究区土壤抗冲系数具有中等强度的空间相关性,块金系数为32.29%,而稳渗速率、崩解速率、抗剪强度均表现为强烈的空间相关性,块金系数分别为13.19%,11.61%和12.98%。综合考虑平均相对误差、均方差及插值效果,认为普通克吕格法最好,更能反映土壤参数的空间特征并符合区域水土流失模型对数据的要求。对于普通克吕格法,稳渗速率的Lag步长为30 000 m,半方差理论模型为指数模型;抗冲系数、崩解速率、抗剪强度的Lag步长为55 000,半方差理论模型均为高斯模型。在空间分布上,各指标随土壤类型由北到南呈现明显的地带性规律。

CLIGEN非降水要素在黄土塬区的适用性评估

许多基于物理机制的水文和作物模型需要日序列气象数据来驱动,CLIGEN是为WEPP等模型产生气候输入文件的天气发生器,可以产生10个日序列气象变量来满足这种需要,但是其在中国的适用性需要进行评估。研究的目标是利用黄土高原陕西长武1957~2001年的气象数据评估CLIGEN产生非降水要素(最高温度、最低温度、露点温度、太阳辐射和风速)的能力。结果表明,CLIGEN对最高温度、最低温度和露点温度的模拟效果较好,对太阳辐射和极端气候事件的模拟效果较差,对风速的模拟效果最差。相关性检验表明CLIGEN很好地保持了气象要素的季节性,这对模拟农业生产是非常重要的;但是没有保留气象要素逐日的自相关和互相关性,进而导致产生的温度变化不符合连续渐变的规律。

黄土高原水蚀风蚀交错带不同土地利用方式坡面土壤水分特性研究

为分析不同土地利用方式下坡面土壤水分特性的差异和规律,对黄土高原水蚀风蚀交错带典型坡面上农地、林地和草地的土壤水分特性进行了分析。结果表明:(1)苜蓿地土壤的持水能力和供水能力最强,其次是杏树林和长芒草地,谷子地最差;(2)通过土壤水分有效性分析发现,水蚀风蚀交错带田间持水量相当于-0.2×105Pa土壤基质势时的土壤含水量,永久凋萎点则低于-2.0×106Pa土壤基质势对应的土壤含水量;(3)苜蓿地有效水含量最高,谷子地有效水含量最低,而且苜蓿地土壤有效水含量的提高主要是提高了迟效水部分;(4)对不同土地利用方式下的土壤比水容量变化曲线研究表明,土壤比水容量在田间持水量附近随土壤含水量的降低减小的很快,而当土壤水分降低到田间持水量的50%~60%以下时,土壤比水容量基本不变。

相似性降水条件下北洛河水沙变化特征

降水是河流径流来源也是水土流失的主要动力,通过选择相似降水年组比较河流水沙变化,可以更好揭示土地利用变化对河流水沙变化的影响。采用1954年到1996年北洛河状头水文站实测资料,根据年份差大于5年,年雨量差小于20 mm和汛期雨量差小于10 mm等三个指标确定了8个相似降水年组。通过比较相似性降水年组径流量和输沙量变化,分析了不同时间河流水沙变化特点;并通过组间比较初步探讨了北洛河水沙变化趋势。分析表明,与1980年相比,1996年除汛期径流量增加外,年径流量,年与汛期的输沙量和含沙量均增加;在其他时段,输沙量在1970年代后期以前呈减少趋势,年径流量和汛期径流量有增加趋势,而年均和汛期含沙量均有减少趋势。

沙地小叶杨和柠条细根分布与土壤水分消耗的关系

以生长在陕北水蚀风蚀交错带沙地上的人工小叶杨(Populus simonii)和柠条(Caragana korshinkii)为研究对象,采用剖面法调查2个树种的细根分布特征,通过2年土壤水分定位观测研究,初步分析沙地小叶杨和柠条细根分布与土壤水分消耗的关系。结果表明:1)沙地小叶杨和柠条随土层深度增加,细根表面积密度逐渐减小,0~100cm土层分别集中了整个剖面细根总量的63%和95%;2)小叶杨和柠条林地剖面土壤水分与细根垂直分布密切相关,小叶杨和柠条林地土壤水分特征类似,可分为3个层次:0~50 cm土层为速变层,50~200 cm土层为缓变层,200cm以下土层为缓慢衰减层;3)2年观测期内,小叶杨和柠条林地总蒸散量接近,与同期降水量基本持平,而裸沙地土壤储水量增加;4)小叶杨和柠条细根趋于浅表化的分布特征是对沙地浅层土壤经常获得雨水补给适应的结果。研究结果可为水蚀风蚀交错带沙区防护林建设提供理论依据。

有限元子域法分析土石混合介质的饱和导水率

在黄土高原水蚀风蚀交错地区,碎石的存在影响着土壤的水力学特性,因此研究土石混合介质的渗流运动对该地区的植被恢复建设具有重要的指导意义。虽然用有限元法分析地下水渗流的工作很多,但对土石混合介质而言,由于有限元法的解题规模迅速增加,其研究甚少。本模型采用子域法矩形单元,假定土石体中石块含量增加不影响土的孔隙率且石块不透水分析了土石混合介质中的渗流过程。结果表明,影响土石混合介质饱和导水率的主要因素是土石介质的含石率;石块的大小基本不影响混合介质饱和导水率;石块分布方式增加水流路径时,会影响混合介质饱和导水率。这一数值分析结论与土石体渗流问题的部分理论结果和试验结果吻合良好。本模型子域法计算效率高,结果较准确,可用于较大规模的土石混合介质渗流分析,还可推广用于土石混合介质的三维分析和多级子域法有限元技术以获得更大规模的解题效果。

水蚀条件下不同土壤氮素和有机质流失规律

人工模拟放水冲刷试验研究结果表明 ,随放水冲刷强度的增大 ,不同土壤硝态氮、铵态氮、有机质和全氮流失加剧 ,泥沙全氮和有机质富集程度减少 ;当给不同土壤施等量的硝酸铵时 ,发现随径流流失化肥的铵态氮和硝态氮分别占施入量的 0 .9%～ 3 .5 %和 8.2 %～ 19.7% ,硝酸铵主要随径流流失 ,以泥沙颗粒流失量甚微 ;土壤侵蚀、有机质和全氮流失量与 >2 0 μm团聚体相关系数分别为 -0 .893 5、-0 .792 8和 -0 .815 1,2 0 μm直径的团聚体是区分土壤有机质和全氮流失的标准

不同土壤颗粒组成在水蚀过程中的流失规律

研究结果表明 ,土壤有机质和全氮与 <1 0μm土壤颗粒相关系数分别为 0 .63 1 4和 0 .6750 ,与 <1 μm粘粒的相关系数分别达到 0 .72 54和 0 .73 2 9;有机质和全氮在泥沙中的富集现象主要由侵蚀泥沙 <1 μm粘粒富集造成 ;坡度与侵蚀泥沙粘粒、有机质和全氮的富集率的相关系数分别为 -0 .983 2、-0 .93 95和-0 .81 46。

黄土高原典型地区土壤侵蚀研究

本文对黄土高原典型地区土壤侵蚀以往的研究结论进行了综合分析 ,结果表明 :(1 )影响土壤侵蚀的主要因素为降雨、地形及土地利用 ;(2 )土壤侵蚀主要类型为水蚀及重力侵蚀 ;(3)土壤侵蚀主要集中在汛期 ;(4)土壤侵蚀具有垂直分带性 ;(5)在研究的四个典型地区中 :绥德地区侵蚀严重 ,天水地区侵蚀相对较轻微 ,安塞地区侵蚀典型 ,西峰地区侵蚀特殊

施氮对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤矿质氮的影响

研究施氮对黄土高原水蚀风蚀交错区不同土层土壤矿质氮含量和累积量的影响。【方法】试验设作物和施肥2个因子,分析不同施氮水平和不同作物处理下黄土高原水蚀风蚀交错区0~100 cm土层土壤矿质氮的差异。【结果】不同施氮处理对土壤硝态氮含量及矿质氮累积量有明显影响,土壤硝态氮含量和0~100 cm土层土壤矿质氮累积量均随施氮量的增加而增加,但施氮量对土壤铵态氮的影响较小;不同施氮条件下,不同土层土壤硝态氮含量和矿质氮累积量均以0~20 cm土层最高,从总体上看,随着施氮量增加,较深土层(80~100 cm)土壤硝态氮含量和矿质氮累积量亦有所增加;不同作物间,除施90 kg/hm2磷+45 kg/hm2氮处理时,种植黑麦草作物的0~20cm土层土壤NO3--N含量有所增加外,其余施氮处理对种植两种不同作物土壤的NO3--N含量和NH4+-N含量均未产生明显影响,在相同施氮处理下,黑麦草地和苜蓿地0~100 cm土层土壤总矿质氮累积量的差异不明显。【结论】不同水平氮肥处理均对黄土高原水蚀风蚀交错区土壤矿质氮含量及累积量有一定影响,土壤矿质氮含量及累积量均与施氮量密切相关。

黄土高原典型地区土壤侵蚀研究

本文对黄土高原典型地区土壤侵蚀以往的研究结论进行了综合分析 ,结果表明 :(1)影响土壤侵蚀的主要因素为降雨、地形及土地利用 ;(2 )土壤侵蚀主要类型为水蚀及重力侵蚀 ;(3)土壤侵蚀主要集中在汛期 ;(4 )土壤侵蚀具有垂直分带性 ;(5)在研究的四个典型地区中 :绥德地区侵蚀严重 ,天水地区侵蚀相对较轻微 ,安塞地区侵蚀典型 ,西峰地区侵蚀特殊。

关于新疆水土流失若干问题的讨论

该文在对新疆水土流失的现状、特点的分析的基础上 ,对现实存在着的水蚀强度、戈壁的风蚀强度、盐碱地的归属和侵蚀交错类型的分隔等问题进行了讨论 ,提出了自己的观点和看法 ,为水土流失调查提供借鉴

黄土高原水蚀风蚀交错区治理的重要性与紧迫性

在全国范围划分水蚀、风蚀和冻融侵蚀三大侵蚀类型区基础上 ,提出进一步划分水蚀风蚀交错区的必要性及重要意义。黄土高原的强烈侵蚀中心出现在水蚀风蚀交错区 ,该区为黄河粗泥沙的主要来源区 ,生态环境脆弱 ,自然灾害频繁。该区又为世界级大型煤田蕴藏地 ,将建成我国 2 1世纪的能源重化工基地。强化水蚀风蚀交错区综合治理 ,对治黄及西部地区开发具有重大意义。

新疆土壤侵蚀遥感影像判读与几个独特问题

在新疆土壤侵蚀遥感调查中，对遥感影像的判读，采用了遥感信息与地学资料相结合、综合分析与主导分析结合、室内判读与专家经验及外业调查结合、分层分类判读的方法；根据新疆水蚀、风蚀、冻融侵蚀具有垂直分布规律的特点，在土壤侵蚀分类时主要考虑降水量、海拔高度和年均温等指标；列出了新疆土壤侵蚀分类分级影像特征；指出盐碱地的侵蚀分类与戈壁的侵蚀分级是有待研究的重要问题。