黄河中游典型流域土地利用对径流的调控作用

[目的]深入研究黄河中游不同土地利用对径流变化的调节效应及其阈值,对于山洪防治和流域高质量发展至关重要。[方法]以大理河流域为重点研究区域,分析其近20年来的土地利用变化特征,基于流域月尺度SWAT模型定量分析了土地利用变化对径流年内分配的影响;通过设置4种极端土地利用情况研究了不同土地利用类型对于汛期径流的影响;并通过设置12种不同的土地利用覆盖度情景,揭示了影响流域径流的土地利用的覆盖临界。[结果]大理河流域主要的土地利用方式为耕地、草地和林地,草地和林地对径流有抑制作用,耕地对径流存在促进作用,三者的影响系数分别为-0.125,-0.130,0.122。土地利用对径流的年内分配有一定的调控作用,但当土地利用变化较小时,这种调控作用不明显。土地利用覆盖度存在明显的边际效应,其下临界约为5%,草地的上临界为95%,林地的上临界为91%。[结论]由于流域内实际的植被条件较差,林草覆盖度仍处于较低水平,因此修复植被和适当地退耕、退草还林仍能对该流域的水土保持工作和防洪建设起到促进作用。

黄河流域砒砂岩区多动力侵蚀交互叠加效应研究

识别砒砂岩区多动力侵蚀的叠加效应,对于深化认识砒砂岩区土壤侵蚀与产沙机理,为黄河粗泥沙来源区水土流失治理及砒砂岩区生态恢复等实践提供科学依据具有重要意义。通过室内人工降雨-风洞-冻融循环实体模型试验研究了砒砂岩区多动力侵蚀交互叠加效应。试验结果表明:单一的冻融、风蚀作用不会导致坡面产沙量的明显增加,而是增加了水力侵蚀的物质来源,只有在水力、重力等驱动因子的复合作用下才能对侵蚀产沙过程发生显著影响;砒砂岩表面风化层的存在是影响风蚀产沙的一个重要因素;复合侵蚀过程存在着显著的叠加放大效应,"冻-水"叠加效应约放大到127%,"冻-风-水"叠加效应放大至164%;砒砂岩区多动力交互作用产生的侵蚀叠加放大效应,是使其成为黄河粗泥沙核心来源区的重要原因之一。因此,复合侵蚀不是多类单相侵蚀的线性叠加,而是具有显著的非线性叠加放大效应。

西柳沟流域近30年水土保持综合治理减沙效益分析

文章以内蒙古十大孔兑之一的西柳沟为研究对象,利用研发的分布式土壤流失过程模型,分析了西柳沟近30 a综合治理效益,量化了各项水土保持措施减沙贡献率,为全面认识十大孔兑水土保持综合治理措施的减沙效益,未来制定治理规划提供了科学依据和技术支撑。

基于景观格局和土地利用转移矩阵的西柳沟LUCC变化分析

西柳沟为内蒙古十大孔兑之一,是典型生态脆弱区。基于景观格局变化指标和土地利用转移矩阵分析,研究了流域1990-2015年土地利用格局变化特征和土地利用转移规律。结果表明,西柳沟流域土地利用类型一直以草地为主,草地面积占流域面积的50%以上。1990-2015年土地利用类型结构比例显著改变,且2005-2010年变化最为剧烈。流域土地利用类型增加主要发生在灌木林地,减少量主要在未利用地和耕地,高中低三种不同覆盖度草地和灌木林地之间的交互转换最为频繁,在气候变化和人类活动共同作用下,低覆盖度草地不断向中高覆盖度草地和灌木林地演变。研究成果可为该区域土地资源可持续利用和十大孔兑水沙变化的研究提供参考。