基于SWAT模型的最佳管理措施对伊逊河流域水沙的影响研究

为研究防治伊逊河流域水土流失的有效管理措施,笔者在伊逊河流域建立SWAT模型,在流域尺度上模拟退耕还林、植被过滤带和植草水道3种最佳管理措施共7种情景,并且定量分析了水沙的削减效果。结果表明:韩家营水文站径流和泥沙模拟的NSE、R^(2)和PBIAS 3个评价指标均满足SWAT模型的适用性要求;不同管理措施对径流削减率为0.83%~4.05%,其中植草水道对径流的削减率最大,其他管理措施对径流的削减率差异不大;不同管理措施对泥沙的削减效果差异明显,削减率由高到低依次为:5 m的植被过滤带>3 m的植被过滤带>退耕还林(全部耕地)>1 m的植被过滤带>退耕还林(15°以上)>植草水道>退耕还林(25°以上)。植被过滤带对泥沙的削减效果最好,削减效率可达36.18%~56.12%;退耕还林可以削减14.42%~38.05%的泥沙;植草水道也可以削减23.05%的泥沙。因此最佳管理措施可以有效地防治伊逊河流域水土流失,仅从对径流和泥沙的影响方面考虑,推荐选择5 m的植被过滤带。

河北承德中部伊逊河红旗地区土壤生源要素空间分布格局及其影响因素

土壤生源要素的含量和空间分布特征对指导土壤肥力调控,优化土地利用具有重要意义。以承德市伊逊河红旗周边地区为例,采集不同深度和典型剖面土壤样品,综合运用描述性统计、地统计半方差函数模型和冗余分析等方法,论述了研究区土壤生源要素碳、氮、磷和钾的空间分布格局与影响因素。结果表明,研究区表层土壤TN含量平均为848.74 mg/kg,总体较为缺乏;土壤Corg平均含量为1.35%,总体属中度水平;TP和TK含量相对丰富。TN、Corg、TP和TK土地质量地球化学等级属较丰富以上水平的样品占比分别为7.71%、26.18%、35.08%和77.85%。深层土壤TN和TP含量显著低于表层土壤,垂向分布上TN和TP含量总体呈随深度增加而降低的趋势,TK含量呈先下降后上升的趋势。土壤TP和TK空间分异以结构性变异为主,具有强烈的空间自相关性;TN和Corg分布具有中度的自相关性,空间分布受土地利用类型控制,也受农业活动等人为因素影响;土壤TP空间分布受成土母质和矿业活动因素共同影响,土壤TK空间分布则主要受成土母质自然因素控制。

气候变化和人类活动对伊逊河流域径流变化的影响

借助Mann-Kendall趋势检验和突变检验对气象水文序列进行一致性分析,划分基准期(1961—1979年)和影响期(①1980—1989年、②1990—1999年、③2000—2016年),利用基准期校准的可变下渗容量(VIC)模型,采用步进式方法,探究气候变化和人类活动对伊逊河流域径流变化的波动影响过程。结果表明:研究区近56年年均气温显著升高,年降水量无明显变化趋势,流域年径流量下降趋势明显,季节尺度上流域非汛期降水量增加显著。气候变化和人类活动均会对径流产生显著影响且作用机理复杂,步进式方法对影响机理的研究较传统方法更能体现其变化过程;在降水丰沛的影响②期,冬季降水量增加会显著增加流域径流量,而在降水略少的影响①期和③期,蒸发量增加以及土壤含水量降低使得流域径流减少;人类活动耗水在影响①期和③期引起流域径流减少并且影响作用逐渐增强,影响②期由于城镇化和耕地扩张使得流域产流能力增强导致径流增加。深入研究气候变化和人类活动对径流的影响机制,可为流域水资源管理和规划提供理论依据。