黄土丘陵缓坡风沙区不同土地利用类型土壤水分变化特征

为研究黄土丘陵缓坡风沙区不同土地利用类型下的土壤水分变化规律,采用时域反射仪TDR在山西省五寨县分别对玉米农地、柠条林地、苜蓿草地0-100 cm土层进行连续3年的土壤水分观测,掌握不同土地利用类型土壤含水量的季节变化规律和垂直分布特征。结果表明:(1)农林草地土壤水分随时间的变化曲线基本呈"M"形分布,三者季节变化规律相似,但土壤含水量差异达到极显著水平(P<0.01),表现为苜蓿草地>柠条林地>玉米农地;(2)玉米农地与柠条林地土壤含水量随土层深度的增加呈"S"形分布,苜蓿草地的变化趋势与两者完全相反,玉米农地仅土壤表层0-20 cm含水量与降水存在显著相关性,柠条林地和苜蓿草地0-60 cm土壤含水量均与降水显著相关;(3)土壤含水量具有明显的垂直分布特征,在0-100 cm土层层中,随着土层深度的增加,玉米农地CV先逐渐降低后保持稳定,柠条林地CV始终持续降低,苜蓿草地CV先呈现波动变化后明显降低,三者整体表现为表层土壤含水量变异系数大于深层;(4)0-100 cm范围内,玉米农地的土壤层自上而下依次可划分为速变层、活跃层2个层次,柠条林地和苜蓿草地的土壤层划分为速变层、活跃层和次活跃层3个层次。本研究结果表明林地和草地在涵养土壤水分方面优于农田,林地和草地为黄土丘陵缓坡风沙区适宜的土地利用方式,为该区域土壤水分管理及水土资源的合理开发利用提供理论依据。

基于WEPP的黄土丘陵区不同坡长条件下坡面土壤侵蚀预测

为了更全面地评价WEPP模型在我国的适用性,该文通过建立模型数据库,利用WEPP分别模拟了坡长为10、20、30和40 m的径流量和土壤侵蚀量,并用实测径流和侵蚀资料进行对比分析。结果表明,在10、20、30和40 m 4个坡长条件下,WEPP模型对降雨、每年和多年平均径流量模拟的Nash-Sutcliffe有效性(ME)分别为0.915、0.879和-0.056,对单场降雨、每年和多年平均土壤侵蚀量模拟的ME分别为0.853、0.758和-0.456,多年平均的ME为负值可能是由小样本计算造成的。WEPP模型对单场降雨和每年径流量和侵蚀量模拟效果较好。尽管WEPP模型对多年平均径流量和土壤侵蚀量模拟效果较差,但模型模拟的多年径流量和土壤侵蚀量与实测值的多年径流量和土壤侵蚀量的最大相对误差分别为7.90%和29.20%,表明WEPP模型对多年径流量和侵蚀量的模拟可满足要求。径流量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比不够敏感;而土壤侵蚀量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比过于敏感。

人类活动对无定河流域不同地貌区水沙变化的影响

为了研究人类活动对无定河流域不同地貌区水沙变化的影响,选择无定河流域内风沙区海流兔河和黄土丘陵沟壑区大理河代表水文站1956-2010年的水文泥沙实测数据。采用Mann-kendall和Pettitt法分别对水文泥沙数据进行趋势分析与突变检验,确定发生突变的临界年份,再利用双累积曲线法的回归方程定量确定人类活动对两种地貌区水沙变化的影响。结果表明:风沙区代表水文站韩家峁站控制流域的面降水量、年径流量和输沙量发生突变的临界年份分别为1970年、1985年和1986年;黄土丘陵沟壑区代表水文站绥德站控制流域的面降水量突变的临界年份为2000年,而年径流量和输沙量临界年份均为1971年。与基准期相比,风沙区年径流量与输沙量分别减少10.02%和43.90%;黄土丘陵沟壑区年径流量与输沙量分别减少21.03%和40.20%。人类活动对风沙区的减水和减沙效益分别为21.74%和81.43%,对黄土丘陵沟壑区的减水和减沙效益分别为27.12%和58.46%。

延安黄土丘陵沟壑区地质灾害易发性浅析

在详细分析延安黄土丘陵沟壑区的地形地貌类型、斜坡的坡体结构、地质灾害类型的基础上,利用1∶1000地形图为底图进行地质灾害的易发区划分分析。结果表明,对该区居民生命财产安全造成重大威胁且防范困难的地质灾害类型为不稳定斜坡(黄土滑坡、黄土崩塌、基岩崩塌)隐患,黄土陡坡和基岩陡坎区地质灾害高且易发。

黄土丘陵区坡耕地依存度指数动态分析

坡耕地利用是黄土丘陵区水土流失的直接原因,也是这一地区长期以来为了生存和发展的艰难抉择,退耕政策实施后,当地农户对坡耕地的依赖性是否发生了根本性的变化,是退耕成果是否能够巩固的关键。以固原市上黄生态试区为例,根据该试区＂六五＂时期至＂十一五＂时期调查资料,通过构建坡耕地依存度指数分析方法,对上黄试区不同时期坡耕地依存度指数进行了动态分析,结果表明：坡耕地粮食依存度指数在治理前达到0.8,治理后期为0.51,退耕期坡耕地粮食依存度指数显著降低,＂十一五＂末期,坡耕地粮食依存度指数仅为0.09;坡耕地经济依存度指数在治理期间呈波动态势,其值介于0.26~0.36之间,粮食价格和粮食单产是其波动的主要原因。退耕后,坡耕地经济依存度指数明显下降,＂十五＂时期和＂十一五＂时期,坡耕地经济依存度指数分别仅为0.11和0.09,在这其中,政策贡献率分别达到91.97%和91.96%。上述结论说明,上黄试区坡耕地在整个研究期间,特别是退耕期,由于耕地集约度水平的提高,以及农户农业系统外收益的提升,当地农户对坡耕地的依赖程度也随之大大降低,农户对坡坡耕地的投入是一种越来越不经济的行为,退耕坡耕地复耕的可能性大大降低。

黄土丘陵沟壑区坡度对居民区的影响分析

黄土丘陵沟壑区水土流失日益严重,黄土质地松软,易受构造活动扰动,黄土结构多孔且多垂直节理,地貌沟壑纵横,流水侵蚀剧烈,坡体稳定性较差,在强震等构造运动外力作用下容易发生崩塌、滑坡、泥石流等次生灾害,水土保持及防灾减灾任务十分艰巨。本文基于遥感解译和数学形态法研究了清水河县地形坡度与居民区的分布关系,总结出适宜人类生产生活的地区,为水土保持工作的进行提出指导。研究结果:(1)研究区北部以及东部的地形坡度相对较小,西部、中部和南部的地形坡度相对较大;研究区坡向分布较为平均。(2)67.2%的居民区斑块似圆度在1.250以下,90.4%的居民区斑块似圆度在1.500以下;居民区斑块的密集分布从数学形态学上反映出来呈条带状,居民区斑块的零散分布从数学形态学上反映出来呈近圆形。(3)67.97%的居民区位于坡度小于5°的地区,31.87%的居民区位于坡度5°~15°的地区。坡度小于5°的地区是适宜人生产生活的,也是政府应该采取措施减缓水土流失的重点区域。

黄土丘陵沟壑区陡坡微地形分布研究

水分是黄土丘陵沟壑区植被建设的主要限制因素,而陡坡的水分条件差,导致坡面上水分空间差异的微地形成为陡坡坡面植被恢复的关键因素。利用三维激光扫描全站仪实测陕西省吴起县合家沟流域的地形参数,以Arc GIS 9.2为平台,对切沟、浅沟、缓台、塌陷和陡坎5种微地形在陡坡坡面的分布情况进行了研究。结果表明:陡坡坡面微地形占坡面面积比例介于18%～30%,平均为23.13%;各类微地形占坡面面积比例平均值从大到小依次为切沟8.44%、缓台6.66%、浅沟5.00%、陡坎1.53%、塌陷1.52%;坡面坡向和坡面坡度是影响浅沟、切沟和塌陷占坡面面积比例的主要地形要素,陡坎占坡面面积比例主要受坡面坡度的影响,而坡面坡向与坡面坡度对缓台占坡面面积比例均没有明显的影响;不同坡向陡坡微地形占坡面面积比例大小顺序为:阳坡>半阳坡>半阴坡>阴坡,塌陷、浅沟和切沟占坡面面积比例为阳坡和半阳坡大于半阴坡和阴坡;陡坎、浅沟和切沟占坡面面积比例随着坡度的增大而减小、塌陷占坡面面积比例随着坡度的增大而增大。