白草塬植被恢复后沟头草本植物多样性与土壤因子的关系

[目的]探究黄土塬沟头在植被恢复后的草本植物多样性变化与土壤因子间的关系,为该区沟头水土保持效益评估提供科学依据。[方法]以农地沟头为对照,选择不同植被恢复年限(5,13,18,22 a)的白草塬草地沟头,调查和测定了各植被恢复年限沟头的草本植物多样性和表层土壤(0—10 cm和10—25 cm)的土壤性质因子。[结果]随植被恢复年限的增长,Patrick丰富度指数呈现先增大后稳定的变化趋势;Shannon-Wiener指数呈现持续上升的趋势,植被恢复18 a和22 a时的Shannon-Wiener指数高于恢复13 a,但没有显著性差异;Pielou均匀度指数呈现增加—降低—再增加的波动趋势,且在恢复22 a时达到最大值(0.89)。白草塬沟头0—10 cm和10—25 cm的土壤容重均在恢复22 a时达到最小值,较农地分别显著降低13.1%和17.8%(p<0.05);0—10 cm和10—25 cm的土壤有机质含量、水稳性团聚体含量、团聚体平均重量直径和饱和导水率均随植被恢复年限的增加而显著增加,两土层的土壤因子在各植被恢复年限上呈现出显著性差异。相关性分析显示草本植物多样性指标与容重间呈负相关关系,与土壤有机质、水稳性团聚体、团聚体平均重量直径以及饱和导水率呈显著正相关(p<0.05)。冗余分析表明土壤团聚体含量与草本植物多样性变化密切相关。[结论]植被恢复显著提高了沟头草本植物多样性,可改善表层土壤性质,在稳固沟头过程发挥重要作用。

黄土高原沟壑区不同树种的水土保持效益及其适应性评价

【目的】研究黄土高原沟壑区不同树种幼林的水土保持效益及其适应性。【方法】以草地为对照，对黄土高原沟壑区刺槐、油松、沙棘、侧柏纯林及其混交林径流小区的产流产沙情况、土壤水分状况及各树种的生理特性进行了分析。【结果】造林初期，各树种及其不同造林方式的水土保持效益均比较差，处于水土保持功能低下阶段，土壤侵蚀的差异主要是由植被的不同覆盖度引起的，二者呈二次多项式关系；回归分析表明，当覆盖度达53％时土壤侵蚀较为轻微。草地和各树种林下0-250cm土层土壤水分变化较大，其中以刺槐消耗土壤水分最多，其次是侧柏，油松、沙棘和草地之间差异不明显；刺槐纯林与其混交林下土壤水分的差异比较明显，而其他树种不同造林方式下的土壤水分无明显差异。各树种叶片的水分利用效率表现为侧柏〉油松≈沙棘〉刺槐，油松与沙棘混交造林后两者的水分利用效率都有显著提高；各树种叶片的蒸腾速率表现为刺槐≈沙棘〉油松〉侧柏，沙棘与油松或刺槐混交后，油松与刺槐的蒸腾速率均有所降低，而沙棘变化不显著。【结论】综合考虑树种的水保效益及其适应性可以发现，沙棘与油松混交可能是黄土高原沟壑区较为适宜的一种造林方式。

高分辨率数字高程模型的构建方法

高分辨率数字高程模型（DEM）是正确计算坡度坡向、提取流域地形特征、进行水文分析的前提。本文以黄土高原典型丘陵沟壑区小流域为例，基于大比例尺（1：10000）数字化地形图和专业化DEM插值软件ANUDEM，探讨了ANUDEM在应用中的几个重要参数的取值，建立厂高分辨率DEM，并对拟合DEM的质量进行了评价：研究表明，最佳分辨率为等高线间距的一半，一般为5m或2.5m，第二糙度系数为0.8，计算迭代次数为20～30次。ANUDEM建立的DEM表面光滑，回放等高线与原等高线符合度高，能真实地表现地形起伏，由其提取的水系与流域沟谷完全吻合且连续完整，适宜水文分析，是一种建立高质量DEM的优良方法。

黄土高塬沟壑区小流域村镇体系空间分布特征及引导策略——以陕西省淳化县为例

结合黄土高塬沟壑区的自然地理特点,以陕西淳化县为例,分析黄土高塬沟壑区小流域村镇体系的空间分布特征,提出"两沟夹一塬"单元是黄土高塬沟壑区基本的自然与社会经济组织系统。提出应以城镇发展为核心,逐步形成适合于地域特征的"枝状"村镇体系空间结构体系;应对分散的村镇适当迁并,充分发挥城镇的集聚效益,逐步形成黄土高原沟壑区"大分散—小聚合"的村镇体系格局;应以生态环境建设为目的,加强轴线地带非城镇化地区的空间管制。

黄土高原沟壑区城镇体系协调单元的建构

在简述黄土高原沟壑区自然生态环境脆弱性的基础上,通过对黄土地貌景观类型及其结构单元性特征分析,探讨了传统城镇体系空间结构、人口分布变动趋势与地形地貌之间的相互作用关系,提出了以“黄土塬”作为黄土高原沟壑区城镇体系协调单元的构想,并分析了其深层内涵以及对脆弱生态环境条件下黄土高原沟壑区城镇体系规划理论和实践操作的意义,强调运用因地制宜的规划策略建构黄土高原沟壑区城镇体系协调单元。

中国沙棘对国外引种乔木幼期生长的促进作用

在黄土高原高塬沟壑区用中国沙棘、多年生香豌豆与从国外引进的刺槐、绒毛白蜡和黑核桃等乔木树种进行不同类型的复合试验,研究结果表明:幼龄期(1-4a)各种复合类型由于植物之间的有益共生,特别是中国沙棘、多年生香豌豆的固氮作用,可以很好地促进主栽乔木树种的高、径生长及生物量的积累;同时用于混交的中国沙棘,自身生长量也较其纯林有所增加。适宜的乔灌混交,可以实现“双赢”的目标。

黄土高塬沟壑区典型小流域不同雨型水沙关系特征

探究不同降雨类型下流域产流产沙特征及水沙关系,以黄土高塬沟壑区杨家沟小流域作为研究区,采用K-means聚类算法和判别分析法对流域1981—2010年的184场次降雨事件进行分类,用幂函数方法探究不同降雨类型的水沙关系特征。杨家沟小流域年径流量和输沙量都呈现显著减少趋势(P<0.01),相较1981—1989年,二者在1990—2010年的均值分别减少50.32%和55.64%。场次降雨事件可划分为3种类型:A雨型(小雨量、中历时、中降雨强度)、B雨型(大雨量、长历时、小降雨强度)和C雨型(中雨量、短历时、大降雨强度),其中A雨型是流域产流产沙的主要降雨类型。幂函数能较好地拟合不同雨型的径流深和输沙模数关系,A雨型的拟合效果优于B雨型。降雨量减少和植被覆盖率增加是杨家沟流域径流量及输沙量减少的主要原因,降雨量、降雨强度、降雨历时对流域产流产沙能力有重要影响。

基于EEMD-瞬时频率变换的黄土高原典型地貌沟蚀活跃区识别研究

黄土沟谷是黄土高原物质和能量交换最频繁、形态和形状变化最剧烈的区域。黄土沟沿线作为沟蚀的重要地形特征线,是研究黄土沟蚀特征的重要切入点。该文以黄土峁区(窑家湾)、黄土梁区(安塞)和黄土塬区(长武)3个典型小流域为研究样区,以低空摄影测量生成的1 m分辨率DEM为实验数据,采用集合经验模态分解(EEMD)-瞬时频率变换方法分析各样区黄土沟沿线地形剖面的变化特征。结果表明,黄土高原不同地貌类型区沟沿线地形剖面变化特征差异明显,各样区的沟蚀活跃区多分布于沟头,沟蚀方式以沟头的溯源侵蚀最为活跃,反映了黄土高原地貌的发育进程和沟蚀活跃性,3个样区中黄土梁区(安塞)的沟蚀和沟谷发育最活跃,与实地调查结果一致。