黄土高原半干旱区典型流域土地利用变化及驱动因素研究

利用2000、2010、2020三期遥感影像资料,基于地统计学原理,从土地利用动态度、土地利用强度、土地利用类型相互转化程度入手,解译关川河流域长时序多期土地利用/覆被变化情况。结果表明,耕地、草地为关川河流域主要的土地利用变化类型,各地类面积占比:耕地草地>灌木人造地表>林地>水体,耕地面积保持在69%左右,草地面积保持在25%以上,耕地、灌木地、水体面积在20年间分别减少3374.82hm^(2)、11318.17hm^(2)、103.62hm^(2),林地、草地、人造地表面积分别增加128.00hm^(2)、8765.59hm^(2)、5903.01hm^(2)。研究期后十年综合土地利用动态度明显高于前十年,增幅达79.9%,土地综合利用程度高。2000-2010年间,耕地和水体转出,林地、草地、灌木地、人造地表转入;2010-2020年间,耕地和灌木地转出,林地、草地、水体、人造地表转入。社会因素的驱动对关川河流域土地利用格局的演变效应显于自然因素。本研究旨在更好地处理人地关系,为治理流域水土流失、调整土地利用结构、发展当地经济及保护生态环境提供科学依据。

黄土高原丘陵沟壑区柠条和沙棘树干液流的变化特征

近年来为防治黄土高原水土流失,我国政府开展了一系列的植被恢复工作。了解造林植被水分利用策略,对于在干旱半干旱黄土高原地区开展有效的植被恢复至关重要。以黄土高原甘肃省定西市安家沟小流域为研究区,选取黄土高原大规模植树造林灌木柠条(Caragana korshinskii)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,利用包裹式液流计于2020年6—9月对柠条和沙棘树干和枝条的液流进行观测,研究柠条和沙棘树干液流密度的日内与年内变化,以及与环境要素的关系。结果表明,柠条与沙棘的液流密度日内变化规律与光合有效辐射(Q_(0))、饱和水汽压差(D_(z))变化趋势一致。液流密度对环境要素的响应不同,在8月份,柠条和沙棘液流密度受D_(z)、Q_(0)和气温(T_(a))的影响较大,其中,D_(z)占主导地位。在其他月份,液流密度主要受D_(z)、Q_(0)的影响较大。当柠条与沙棘经历了长期干旱无雨的条件下,土壤含水量对树干液流的影响较大,D_(z)和Q_(0)已不再是影响树干液流密度的主要因素。在降雨过后的阴天,树干液流仍保持较大的密度,这是由于在半干旱地区植被生长长期受土壤水分胁迫,降雨补给了土壤水分,对树干液流密度存在脉冲效应。

定西水土保持科研发展历程及未来展望

定西的水保科研工作主要依托定西市水土保持科学研究所开展,安家沟流域、龙滩流域和高泉沟流域是主要的研究基地。从20世纪50年代开始至今,主要开展了包括小流域地形小气候、土壤水分特征及治理措施对位配置研究,水平梯田试验研究,河北杨大田扦插育苗技术推广,甘肃中部干旱半干旱区灌木资源调查及主要水保灌木研究,黄土丘陵沟壑区生态综合整治技术开发,黄土丘陵沟壑区农业生态环境治理技术体系研究等为代表的170余项课题研究,主要集中在水土保持基础理论研究和水土流失防治技术研究方面。对定西的水土保持科研发展历程进行了简要回顾,同时对取得的重大科研成果进行了梳理总结,并根据新时期黄河流域生态保护和高质量发展的任务要求,提出了定西水土保持科研的研究方向和未来展望,以期为陇中黄土高原地区水土保持生态建设提供参考。

定西市水土保持科技示范园建设构想

定西市水土保持科技示范园是定西市打造的黄河流域水土保持综合治理示范区中的一个示范窗口。根据园区建设的基本情况、现状和存在问题,计划利用3~5年的时间,在流域现有设施设备基础上,利用定西市及安家沟流域的区位优势、政治优势和产业优势,明确指导思想,查找不足,补齐短板,与定西市“十四五”水土保持规划有效衔接,坚持生态优先、绿色发展,因地制宜、分类施策,把安家沟流域建成集水土保持科学研究、水土保持治理技术及成果展示、水土保持科普宣传及教学实验、清洁小流域样板、黄土高原水土保持植物展示、生态观光休闲度假、乡村振兴示范等七大功能为一体的高质量科技示范园。

新时代定西市梯田建设的思考

梯田是一项体现水土保持技术的基础工程,新时代对梯田的发展已提出了新的要求。梳理定西市梯田建设的发展历程,论述梯田在小流域综合治理、改善局部小气候、促进农业产业化发展等方面发挥的作用,提出了新时代梯田建设要及时开展建设后评价、构建梯田新格局、加快老旧梯田改造、科学推进撂荒梯田复耕复种、推动梯田旅游的发展方向。

1980—2012年渭河源区水文演变趋势分析

渭河源区是渭河重要的水源补给区,也是黄土高原水土流失最为严重的地区之一。基于清源河渭源站1980—2012年水文监测数据,分析径流变化、河道泥沙变化、产沙量与归一化植被指数(NDVI)的相关关系,结果表明:渭河源区径流量年际波动较大,总体呈现减少趋势,2000年后减少明显;5—10月份是一年中径流量较大的时段,这与降水量的分布较为一致;渭河源区河道含沙量总体处于降低的趋势,5—9月份河道含沙量较高,这与植被生长和降雨有关;随着NDVI值的增加,河流含沙量呈现明显减少趋势。

甘肃省农发水保项目效益重点监测的实践与体会

国家农发水保项目效益重点监测不同于生态建设类项目和生产建设类项目监测,还处在探索起步阶段,由于观测年限短且缺乏连续性,因此到目前为止还没有具有说服力的监测数据。对甘肃省渭源县下岔小流域的监测实践表明,农发水保项目效益重点监测的重心是经济、社会效益,蓄水保土等生态效益监测属辅助内容。国家农发水保项目效益重点监测目前存在监测周期短、监测不规范、管理制度不健全、报账程序繁冗等问题,建议项目管理部门建立健全专门针对农发水保项目效益重点监测的法规及技术规程、资金管理办法及报账机制,组织培训相关技术人员,使重点监测工作尽快步入正轨。

定西地区生态修复效果研究

生态修复期间,不同土地类型上植被响应最明显的是植被盖度和生物量;生态修复调节径流、减少土壤流失的作用非常明显,减水减沙效果以退耕草地最好,其次为灌木林地和乔木林地,荒坡草地最差;生态修复有助于土壤的正向发育,能够提高土壤有机质和氮磷含量。生态修复的重点是先要保护退耕地和林草地,其次是荒地。

定西市黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区侵蚀沟道分级分类研究

采用Strahler提出的地貌几何定量数学模型分级方法和基于沟道开析度、割裂度、主支沟系数的侵蚀沟道分类方法,对位于黄土丘陵沟壑区第Ⅴ副区的甘肃省定西市安定区安家沟流域和高泉沟流域具有典型性的15条侵蚀沟道进行分级分类研究。结果表明:主支沟状况和割裂状况能大致反映沟道的侵蚀特征,强度割裂型和主沟型沟道、中度割裂型和半主沟型沟道有一定相关性。提出了强度割裂型和主沟型沟道、中度割裂型和半主沟型沟道、弱度割裂型和半主沟型沟道的治理对策。

甘肃省黄土高原生态治理技术研究

甘肃黄土高原地处黄土高原西部,其生态治理在构建西北及全国生态安全屏障建设中具有重要战略地位。为了系统、科学地开展生态环境治理,针对区域地貌及生态特征、区域差异性、经济发展及生态功能定位进行了分析,提出了分区治理方略和技术措施,以期更好地指导区域生态治理、完善水土流失防治体系。

不同沙棘品种在定西的生长情况对比分析

通过对引进的 7个沙棘品种的种子育苗及成苗定植 ,并对成活率、保存率、生长情况进行了观测 ,初步分析了引进的各沙棘品种类型在定西的适应性。

从耳阳沟流域综合治理看水土保持措施在抗御暴雨洪灾中的作用

2012年5月10日岷县发生的大范围暴雨洪灾,给当地造成的直接经济损失达76.27亿元。耳阳沟流域沟道内堆积的固体物质形成高含沙水流,淤塞下游河道、降低河道泄洪能力,使河水漫堤造成灾害。洪水中固体物质的来源主要是采石场的成品料及弃渣。水土保持是抗御暴雨洪灾的有效措施,经过综合治理的耳阳沟流域2000年以来新增的梯田在此次强暴雨中共拦蓄径流32万m3、减少土壤流失0.994万t,新增的林草措施和封禁治理措施拦截的土壤流失量为1.76万t。要加强对泥石流易发区域内开发建设项目的管理,强化群众保护植被、保护生态的意识,坚决遏制人为因素对植被造成的破坏。

1980—2012年渭河源区气候因子演变特征及趋势分析

渭河源区是渭河重要的水源补给区,也是黄土高原西部的重要生态屏障。分析了1980—2012年清源河渭源站气象监测数据,发现渭河源区气温和蒸发量呈逐渐上升或增加趋势,降水量呈逐渐减少趋势,说明这一时期气候总体上向暖干化方向发展,与全球气候变化大趋势和我国西北地区气候变化的情形一致。渭河源区的暖干化趋势对黄土高原西部生态环境恢复造成了不利影响,是今后水土流失治理中需要着重考虑的问题。

通渭县水土保持生态修复效果监测

在通渭县生态修复项目区设立15个人工监测点,同时在项目区内、外分别选择60户、20户农户进行调查。监测调查结果表明,项目建设取得了显著的生态、经济和社会效益。项目区下一步发展,尚需进行长期监测以加强科学指导,同时,有关部门要做好畜禽养殖、高效农业、水资源合理开发等方面的配套服务。

国家农业综合开发水土保持项目综合效益监测

以渭源县冯家庄小流域作为重点监测区域,对流域内水土保持措施的蓄水保土、生态、经济、社会效益等进行监测和评价,为本区域其他同类型工程效益计算提供科学依据。

干旱胁迫下小麦叶片光合-蒸腾耦合变化特征及调控机制

叶片通过控制气孔将植物碳同化和水分消耗这2个过程紧密耦合,但在不同水分条件下这种碳水耦合关系是否会发生变化目前尚不清楚。选择西北半干旱区大田作物春小麦为研究对象,对其进行不同水分处理(充足供水CK、轻度干旱T1、中度干旱T2、重度干旱T3),在小麦拔节期选择典型晴天观测叶片光合-蒸腾日变化过程(08:00—18:00)。结果表明:空气温度(t)、光合有效辐射(PAR)的日变化均为单峰型,峰值出现在12:00、16:00;叶片气孔导度(G_(s))的日变化在CK、T1、T2下呈双峰型分布,在T3下无明显变化;蒸腾速率(T_(r))呈现双峰型变化的是T1和T2,CK与T3则呈单峰型变化;光合速率(P_(n))的日变化幅度从充足供水到严重干旱处理依次减小,且各处理在12:00前波动较大,而后呈现平缓降低的趋势。各水分处理下小麦叶片光合-蒸腾的日变化呈现显著的正相关关系,P_(n)在CK下的主要调控因子是PAR,在T1、T3下的主要调控因子为G_(s);T_(r)在CK、T1下的主要调控因子是PAR,在T2、T3下的主要正调控因子为G_(s),负调控因子为t。同时,当以P_(n)与T_(r)关系斜率表示小麦叶片碳水耦合关系时,发现不同水分处理下小麦叶片碳水耦合特征存在差异,尤其是重度干旱,导致小麦叶片碳水耦合关系显著降低。

长输管线工程中的水工保护探讨

要治水首先得摸清水情，然后才能对症下药，通过对以往工程的分析总结，发现长输管道遭受水害最严重的地方通常在河流、冲沟、黄土地区、河谷、陡坎、陡坡等地段。