半干旱区植物篱侵蚀及养分控制过程的试验研究

针对目前国内外对于温带及半干旱地区植物篱的侵蚀及养分控制过程研究较少的状况 ,利用冀西北黄土丘陵区较为完备的试验小区的长年观测资料 ,并结合野外全坡面的大型人工模拟降雨试验 ,定量地分析黄土丘陵区坡面侵蚀分异规律 ,得到了在暴雨条件下细沟产生并导致侵蚀剧烈增加的临界坡长为 10～ 15m ,从而以此作为植物篱在该区域布设的理论依据。本研究模拟和分析了植物篱对养分流失拦蓄的形态、植物篱改变坡面侵蚀过程、控制细沟产生以及拦蓄泥沙而达到控制侵蚀及养分的目的 ,对于植物篱———农作复合农林技术在温带及半干旱地区的实践具有科学价值。

冀西北半干旱区等高植物篱面源污染控制机理

坡面养分流失是造成面源污染的主要形式 .本研究利用冀西北黄土丘陵区的试验小区的长年观测资料 ,并结合野外全坡面大型人工模拟降雨试验及室外实验数据 ,分析了冀西北温带及半干旱地区等高植物篱对面源污染控制机理 ,得出在暴雨条件下细沟产生并导致侵蚀剧烈增加的临界坡长为 1 0～ 1 5m ;研究揭示出冀西北半干旱区面源污染形态以泥沙携带养分流失为主 。

坡长对径流及侵蚀的影响

张家口市水保试验站坡长小区五年观测资料表明，降雨强度影响径流量、侵蚀量随坡长的变化。降雨强度较小时，径流量不能用坡长与降雨强度的乘积代替，侵蚀量随坡长增加较慢。降雨强度较大时，径流量可用坡长与降雨强度的乘积代替，侵蚀量方程中坡长指数较大。

基于GIS的农林复合经营的侵蚀控制模拟研究

根据张家口郭家梁试验场的小区资料 ,建立了小流域侵蚀产沙模型以及植物篱侵蚀控制模型 ;并在 GIS的支持下 ,从小流域数字高程模型 (DEM)中提取基于地块间水沙汇流网络 ,生成基于地块的水沙运移网络图 ,并将地块间的水沙汇流过程引入小流域侵蚀产沙的模拟中 ,实现了侵蚀产沙模型与地理信息系统 (GIS)的深层次耦合 ,模拟出坡面水沙在小流域的空间运动过程。 1995～ 1999年的青边口河小流域模拟结果表明 :坡耕地、荒坡地、低覆盖的天然草地的平均侵蚀模数最大 ,是侵蚀控制的重点土地利用类型。在坡耕地、荒坡地、低覆盖的天然草地配置面积占流域总面积的 18.2 %的植物篱 -农作系统 (10 m带间距的二年生紫穗槐植物篱 ) ,利用次降雨资料的计算模拟结果表明 ,对径流的控制效果在 8.1%～ 46 .2 %之间 ,对侵蚀模数的控制效果在 42 .9%～ 5 0 .2 %之间 ;养分流失的模拟分析表明 ,在现有条件下有机质的损失较大 ,而通过配置植物篱

GIS支持下小流域农林复合经营的侵蚀控制模拟——以冀西北青边口河小流域为例

根据张家口郭家梁试验场的小区资料 ,建立了小流域侵蚀产沙模型以及植物篱侵蚀控制模型 ;并在 GIS的支持下 ,从小流域数字高程模型 (DEM)中提取基于地块间水沙汇流网络 ,生成基于地块的水沙运移网络图 ,并将地块间的水沙汇流过程引入小流域侵蚀产沙的模拟中 ,实现了侵蚀产沙模型与地理信息系统 (GIS)的深层次耦合 ,模拟出坡面水沙在小流域的空间运动过程。1995～ 1999年青边口河小流域模拟结果表明 ,坡耕地、荒坡地、低覆盖的天然草地平均侵蚀模数最大 ,是侵蚀控制的重点土地利用类型。在坡耕地、荒坡地、低覆盖的天然草地配置面积占流域总面积的 18.2 %的植物篱—农作系统 (10 m带间距 2年生紫穗槐植物篱 ) ,利用次降雨资料计算模拟结果表明 ,对径流的控制效果在 8.1%～ 46 .2 %之间 ,对侵蚀模数的控制效果在 42 .9%～ 5 0 .2 %之间 ;养分流失的模拟分析表明 ,在现有条件下有机质的损失较大 ,而通过配置植物篱—农作系统可以有效地减少养分流失。