2005-2019年陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站气象数据集

陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站(长武站)所在区域代表了黄土高塬沟壑区的典型农田,在研究站内设置气象自动观测系统对气象要素进行长期定位观测,对该区气候变化背景下农田生态系统水、土、气、生过程研究具有重要意义。本数据集对2005–2019年长武站的原始气象数据进行处理、质量控制和评估,对大气温度、相对湿度、降水量、大气压、总辐射、反射辐射、紫外辐射、净辐射、光合有效辐射、日照时数和各土层土壤温度(0 cm、5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、40 cm、60 cm和100 cm)18项气象观测指标,以180条月尺度和15条年尺度的格式进行信息公开,以期为黄土高原沟壑区农业生态研究、天气灾害预警和气候生产潜力模拟等提供基础数据支撑。

基于GIS的黄土台塬区县域耕地生产潜力评价研究

【目的】对黄土台塬区县域耕地生产潜力现状进行评价。【方法】针对陕西合阳县耕地资源现状,选取立地条件(地貌类型、坡度、海拔)、耕层土壤速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)、理化性质(土壤pH、有机质)、剖面性状(土壤剖面构型、土壤结构)、农田管理(农田基础设施、灌溉能力、障碍类型)5个方面的13个因子,建立耕地生产潜力评价体系,利用层次分析法和模糊评价法对合阳县耕地生产潜力进行定量分析。【结果】在陕西合阳县87 316.93hm2耕地中,1～6级耕地面积分别为872.23,13 124.13,25 365.18,30 323.57,16 440.34,1 191.48hm2。其中1～3级耕地主要为水浇地,集中分布在沿黄滩区或低台塬区;4级耕地多为旱地,主要位于平缓高台塬区;而5级和6级耕地则主要分布在坡度较陡的高台塬区和山地坡脚,地形破碎,土层较薄,速效养分含量低,且常伴有土壤侵蚀作用。【结论】成功建立了基于GIS的黄土台塬区县域耕地生产潜力评价体系,这为该地区耕地资源可持续利用及农业结构调整提供了理论依据,同时也为我国西北黄土台塬区耕地生产潜力评价体系构建与评价方法进行了有益探索。

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。

西北黄土丘陵沟壑区防护林网络体系概念及其配置模式

西北黄土丘陵沟壑区自然条件恶劣,是黄河上中游黄土高原乃至全国水土流失最为严重的地区。防护林体系建设取得了较大成就,但仍存在许多问题。为了改变这种状况,提出防护林网络体系概念,浅述了防护林网络体系配置的原理,较详细地论述了防护林网络体系配置模式,同时也提出了适于黄土高原丘陵沟壑区营造混交林的树种及模式。

黄土残塬沟壑区坡度和坡长对土壤侵蚀的影响分析

该研究以黄土区坡地的坡长与坡度对于土壤侵蚀的影响为研究内容 ,旨在为因害设防 ,更好的治理水土流失 ,对黄土高原坡地综合治理提出理论依据和切实可行的实践指导 .根据在山西省吉县黄土残塬沟壑区长期定位水土流失观测与调查资料 ,并结合以往关于黄土区的研究成果分析了坡长和坡度与侵蚀的关系 ,研究表明 :随坡长和坡度的增大 ,径流增大 ,侵蚀量越大 ,侵蚀模数增大 ;年侵蚀模数与坡长呈正相关关系 ;随着坡长增大 ,细沟侵蚀和浅沟侵蚀明显增强 ;坡耕地坡长最好小于 15m .

黄土高原沟壑区混农林的结构及其防护效益研究

黄土高原沟壑区混农林类型可划分为星散林、带状林、间作林、片状林、村庄林、复合林6种。其结构特征可主要由林木覆盖度、林木分布度来表述。当林木覆盖度达到10％～20％,林木分布度为0.3～0.5时,防风效益可达20％以上,增产效益可超过5％。上述覆盖度及分布度指标可作为确定平原绿化标准的参考。

陕北桥山林区主要木本植物群落种间联结性

该研究基于2×2联列表,分别应用种间联结系数(AC)、Ochai指数(OI)、Jaccard指数(JI)和χ2统计量对陕北南部黄土高原桥山林区16种乔木物种和32种灌木物种间的种间联结性的正负和显著程度进行计算和综合分析,并以半矩阵图表达分析结果。结果显示:(1)乔木中油松与青麸杨、辽东栎与漆树间表现出显著的正联结,而刺槐与其他乔木物种间则多表现为负联结。(2)灌木物种中,槲树和鼠李、水栒子和陕西荚蒾,虎榛子和黄蔷薇、鼠李和卫矛、兴安胡枝子和陕西荚蒾、兴安胡枝子和中华绣线菊有着显著的正联结,且茶条槭与大部分灌木物种有着较为显著的正联结关系。但酸枣、狼牙刺和延安小檗与大多数灌木物种表现出负联结关系。其他物种对之间的联结关系则不甚显著,表明了本区物种之间的联结性大都较为松散。(3)基于种间联结性,划定了本区木本植物的生态种组,其中16种乔木物种被划分为4个组,32种灌木物种被划分为5个组。研究种间联结,还可以为黄土高原区植被的保护和管理提供参考。

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。

陕北黄土高原地区煤矸石碾压堆贮处置消纳技术及应用

煤矸石碾压堆贮处置消纳技术是采用自下而上的方式堆贮煤矸石,并使用专用的机械设备在堆矸面进行分层碾压堆贮。阐述了该技术的内涵,以及在陕北黄土高原地区陕西能源凉水井矿业有限责任公司(以下简称“凉水井煤矿”)的应用,并介绍了具体的工程情况,提出矸石堆贮结束后,在达到整体稳定之前仍然需要继续进行维护管理。工程应用的结果表明,煤矸石碾压堆贮处置消纳技术应用可行且工艺过程可靠,煤矸石处置效率高,既解决了煤矸石的堆放问题,又有利于保持生态环境稳定和经济的可持续发展,同时煤矸石碾压堆贮消纳技术的采用还能达到与周边环境的协调统一。

黄土高原沟壑区土地整治工程环境影响及保护对策

以陕西澄城荒草地开发为例,分析了黄土高原沟壑区土地整治项目中的土地平整、农田水利、田间道路、林网和电力工程实施对环境要素的影响机理、过程和结果,发现工程实施对土壤环境、水环境、大气环境、生物(生态)环境、社会经济环境等产生的主要负面环境影响评价。根据分析,提出土地整治中要基于建设生态文明要求,遵循生物多样性、土地多功能性、环境生态性等原则和景观生态学理念,提升土地整治内涵,采取必需的环保措施以及有效改进的工程技术手段,使土地整治与生态环境保护有机融合,促进生态国土的可持续发展。

黄土塬面保护区潜在蒸发量时空变化及其与气象、环流因子关系分析

黄土塬面是黄土高原地区主要的农业分布区和人口聚居地,地位十分重要。黄土塬面潜在蒸发量(ET0)的研究对于区域水循环研究、水土流失防治及农业的可持续发展具有重要意义。基于黄土塬面保护区1960-2017年的气象数据,利用Penman-Monteith模型、小波分析、Mann-Kendall非参数检验等方法研究了黄土塬面保护区ET0的变化规律及其与气象、环流因子间的关系。结果表明:(1)黄土塬面保护区多年平均ET0为1173.4 mm,总体呈现增长趋势,增长率为21.1 mm/10 a;其生长季平均ET0值及增长率均高于非生长季平均ET0。(2)该区多年平均ET0空间分布特征表现为东部高西部低,西部甘肃塬区多年平均ET0远低于东部山西塬区。(3)过去58年来,区域年均、生长季、非生长季ET0均呈现出增长趋势,但空间差异明显;研究区年均ET0存在着10年、30年和50年的震荡周期,其中以30年周期为主周期。(4)气温是控制区域ET0变化的最重要的气象因子,但气温对ET0的影响具有明显的空间差异,在整个研究区内最低气温影响最显著;而甘肃塬区和陕西塬区的ET0变化主要受平均气温变化的控制,在山西塬区最高气温的变化是区域ET0变化的主要控制因子。(5)遥相关分析结果显示太平洋/北美指数(PNA)与北大西洋年代尺度振荡(AMO)对该区域ET0变化有一定影响,西太平洋海温指数(WPI)的变化影响区域非生长季ET0变化。