中国水土保持科学
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中国水土保持科学
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2009年 7卷 2期
刊出日期 2009-04-01
1
刘汗；雷廷武；赵军
土壤初始含水率和降雨强度对黏黄土入渗性能的影响
为研究初始含水率和降雨强度对土壤入渗性能的影响,采用径流-入流-出流法和双环入渗法测量比较,采用不同降雨强度(20、40和60mm/h)和3种土壤含水率(2.60%、10.4%和19.5%)进行试验比较.结果表明:土壤入渗性能随着降雨强度的增加而降低,随着初始含水率的增加而降低;双环法测量的土壤初始入渗率随着含水率增加而增加,稳定入渗率则随着含水率的增加而降低.同时,通过Kostiakov、Horton和Philip入渗模型对试验结果进行回归分析,径流-入流-出流法测量结果均优于双环法测量结果,而且Horton入渗模型回归结果优于其他入渗模型.
2009 Vol. 7 (2): 1-6 [
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1987
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7
汪晓勇；郑粉莉；张新和
上方汇流对黄土坡面侵蚀—搬运过程的影响
研究坡面上方汇流对坡面下方侵蚀—搬运过程的影响将深化对坡面土壤侵蚀过程机制的认识。通过设计由供水装置和试验土槽组成的试验系统,采用不同降雨强度的模拟降雨试验,研究坡度为15°时上方汇流对黄土坡面侵蚀—搬运过程的影响。结果表明:在降雨强度为50、75和100mm/h时,坡面接受上方汇流后,坡面侵蚀产沙量皆大于没有上方汇流时的坡面侵蚀产沙量,即上方汇流在坡面下方引起了净侵蚀产沙量;坡面侵蚀产沙量并不是简单地与汇水流量成正相关,在小汇水流量下,由上方汇流增加的侵蚀产沙量较小,当汇水流量增加到1.6 L/min后,坡面侵蚀产沙量随汇水流量的增加明显增大,且增加幅度随汇水流量的增加而增大,但当汇水流量增加到3.2L/min后,坡面侵蚀产沙量随汇水流量增加的幅度明显减小;接受上方汇流后,坡面侵蚀现象以侵蚀—搬运过程占主导地位。
2009 Vol. 7 (2): 7-11 [
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谭贞学；王占礼；马春艳；刘俊娥；袁殷
黄土坡面下坡位土壤侵蚀过程的模拟试验
在中国科学院水利部水土保持研究所,采用2个不同坡长小区室内模拟降雨试验方法,对黄土坡面下坡位侵蚀过程进行研究。结果表明:1)坡面下坡位侵蚀模数随降雨过程、降雨强度及坡度的变化均具有大小交错,上下波动的特征,侵蚀模数随降雨过程的变化总体呈先上升后趋于稳定的态势,随降雨强度的增大而增加,随坡度的增大而先增大后减小,再增大再减小;2)坡面上、下坡位侵蚀模数随降雨过程、坡度及降雨强度的变化均具有明显差异,下坡位明显不如上坡位;3)坡面上坡位汇流和下坡位产流与坡面上坡位输沙对坡面下坡位侵蚀模数的影响可用二元线性方程很好地描述,前者的贡献率为47.8%,后者为20.4%;只通过观测分析小区平均侵蚀特征得出的坡面侵蚀过程,掩盖了坡面下坡位的真实侵蚀过程,采取水土保持措施减少坡面上坡位汇流及增加降雨就地入渗,可以有效地治理坡面下坡位的水土流失。
2009 Vol. 7 (2): 12-17 [
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18
符素华；刘宝元；路炳军；袁爱萍；王楠
官厅水库上游水土保持措施的减水减沙效益
采用北京延庆上辛庄径流试验站的裸地鱼鳞坑、侧柏鱼鳞坑、裸地水平条、板栗水平条、板栗树盘和休闲地坡面径流试验小区2001—2006年58次降雨的径流泥沙资料,分析北京山区官厅水库上游常用水土保持措施的减水减沙效益和水土保持措施因子值。研究结果表明:裸地鱼鳞坑、侧柏鱼鳞坑、裸地水平条、板栗水平条、板栗树盘的多年平均减水效益超过60%,减沙效益超过90%;鱼鳞坑、水平条和树盘的多年平均工程措施因子值分别为0.08、0.09和0.10,侧柏和板栗的多年平均生物措施因子值分别为0.41和0.48,且降雨量对水土保持措施的减水减沙效益以及水土保持措施因子值都存在明显影响。研究结果可为官厅水库上游地区土壤侵蚀防治效益定量评价和水土资源管理提供重要参考。
2009 Vol. 7 (2): 18-23 [
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24
张瑞芳；王瑄；范昊明；周丽丽；武敏；刘艳华
我国冻融区划分与分区侵蚀特征研究
在综合分析土壤冻融影响因子的基础上,探讨我国气候环境条件中的温度、降水对冻融作用与冻融侵蚀的影响关系,初步确定我国冻融区的总体分布。在以往研究基础上,探讨并细化土壤冻融分级标准,据此进一步探讨我国冻融区的一级、二级分区范围,阐述各冻融区的分布规律、分布特点及各区的冻融作用与冻融侵蚀特征。研究结果可为我国冻融区侵蚀的防治提供指导作用。
2009 Vol. 7 (2): 24-28 [
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胡建忠；杜文嫣；郭海；殷丽强；刘丽颖；何京亮；郭建英；夏博
砒砂岩区沙棘人工林雌雄分异规律
雌雄分异规律的研究对于晋陕蒙砒砂岩区沙棘生态工程的建设具有十分重要的意义。通过对36块沙棘人工林标准地的调查统计发现:这一地区沙棘人工林雌雄比例平均为1∶2.6;低龄时雄株比例很高,其数量甚至可达雌株的10倍;而在58年生时,雌雄比例变化渐趋平缓,基本上在1∶2左右波动;冲积土、风沙土（盖沙黄土）、黄土基质上生长的沙棘人工林,其雌雄比例约为1∶2.22.4,而砒砂岩上的沙棘雌雄比例为1∶3.4。严酷的自然生态环境条件,是当地人工林中雄株比例明显居多的主要原因。以采果为主要经营目标的"经济型"或"生态经济型"沙棘林,应当建立在生态条件相对较好的沟谷川滩地段,适度追求经济效益;条件严酷立地应当建设"生态型"沙棘林,采取切实措施加以保护,充分发挥其水土保持、涵养水源和防风固沙等效益。
2009 Vol. 7 (2): 29-34 [
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董莉丽；郑粉莉
陕北黄土丘陵沟壑区土壤粒径分形特征
应用MS2000激光粒度仪,获取陕北黄土高原米脂县境内10种不同土地利用类型土壤剖面4个层次40个土壤样品的粒径分布（PSD）,利用分形几何学方法分析土壤颗粒体积分形特征。结果表明:由于各土壤样品质地相同,分形维数
D
变化不大,在2.230～2.521之间;
D
2
的关系,且用
D
1
和
D
2
计算的分裂概率具有尺度依赖性。
2009 Vol. 7 (2): 35-41 [
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42
李维；余新晓；岳永杰
黄土地区主要树种的林冠降雨特征分析
在人工降雨条件下,采用色斑法对黄土地区4个主要树种幼树进行林冠降雨观测。结合Auto CAD、Excel数据处理软件,在0.1 mm径级下分析不同树种的林冠降雨特性,并对比研究林外降雨和不同树种的林下降雨动能。结果表明:1)不同树种林冠降雨雨谱基本不受空旷地降雨强度影响;2)用正态分布函数和类卡方分布函数对林冠降雨雨谱描述和分析容易失真,应寻求更好的数学形式对林冠降雨雨谱进行表达;3)林冠降雨雨滴直径—体积分布密度图是双峰曲线,表明Best函数同样未能对林冠降雨大雨滴作出准确描述,而利用多项式函数直接表达累积体积效果更好;4)不同树种单位水体(1 L)的林冠降雨动能大小为侧柏(28.18 J)>油松(26.74 J)>元宝枫(25.75 J)>刺槐(20.07 J),此结论也为在充分降雨条件下判断植被冠层是否增加了降雨动能提供了可比条件。
2009 Vol. 7 (2): 42-47 [
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孟庆香；刘国彬；杨勤科
黄土高原土地利用动态变化及其生态效应
以黄土高原为研究对象,在遥感和GIS技术支持下,分析区域1986—1997年土地利用时空变化,并运用马尔可夫模型对未来土地利用进行预测,采用生态弹性度进行土地利用变化与生态效应研究。结果表明:黄土高原土地利用动态变化显著,相对变化量远远大于绝对变化量;土地利用类型转换非常剧烈,区域1986—1997年修正土地利用动态指数的变化趋势是高覆盖草地>建设用地>其他林地>灌木林地>水田>水体>未利用土地>有林地>旱地>其他草地;土地利用的年均动态变化指数为2.17%,旱地、灌木林地、高覆盖草地、水体、建设用地和未利用土地垂直重心指数上升,水田、其他草地垂直重心指数下降;1986、1997、2008和2019年旱地、有林地和其他草地面积一直在微弱减少,水田、高覆盖草地、水域、建设用地、未利用土地在缓慢持续增加,灌木林地和其他林地出现了先增加后少量减少的趋势;1986、19972、008和2019年生态弹性度分别为5.17、7.30、7.60和7.65,区域生态弹性度整体呈现上升趋势,但上升幅度呈减小趋势。
2009 Vol. 7 (2): 48-53 [
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秦伟；朱清科；刘中奇；薛智德；赵磊磊；李扬
基于GIS和RS的退耕还林工程土壤保育价值评估——以陕西吴起县四面窑沟流域为例
在全国退耕还林工程典型地区陕西省吴起县境内,选取四面窑沟流域为研究对象,采用RS和GIS监测退耕还林工程的具体实施方式及其面积,并提出考虑土地覆盖汇流影响的改进坡长因子,利用ArcGIS和RUSLE评估流域在退耕前后的土壤侵蚀强度变化,在此基础上,采用机会成本法和替代价格法评估流域退耕还林工程的土壤保育价值。结果表明:1997—2004年,流域内实际开展退耕还林工程1895.8 hm
2
,其中,荒山造林369.99 hm
2
、退耕还林357.48 hm
2
、退耕还草901.72 hm
2
、人工封育266.61hm
2
;退耕前(1997年)后(2004年)流域土壤侵蚀模数减少了4 644.04t/(km
2
.a),侵蚀强度由极强度降低为中度;退耕还林工程每年产生土壤保育价值1 324.3万元,其中,减少土壤侵蚀效益8.11万元、减少肥力流失效益1 180.22万元、减少泥沙淤积效益124.45万元、培育土壤效益11.52万元。
2009 Vol. 7 (2): 54-62 [
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刘滨辉；刘燕玲
黑龙江省降雨侵蚀力空间分布规律
利用黑龙江省16个国家级气象站1960—2000年日降雨量资料,分析黑龙江省侵蚀性降雨和降雨侵蚀力的空间分布规律。在16个气象站中,日降雨量达到侵蚀性标准（≥12mm/d）的降雨时间为915 d/a,最大值同最小值之间相差近0.7倍;日降雨量达到侵蚀性标准的年降雨量为192～387 mm,最大值同最小值之间相差1倍。16个气象站年降雨侵蚀力多年平均值为794～2144MJ.mm/（hm
2
.h.a）,最大值同最小值之间相差近2倍。降雨侵蚀力空间分布从西北到中南部逐渐升高,东部低于中部,年降雨侵蚀力空间分布基本与年降雨量空间分布相似。年内降雨侵蚀力分布主要集中在6—9月,7月份下半月或8月份上半月达到最高值,6—9月降雨侵蚀力占全年比率为88%95%,其中西部比东部略高。
2009 Vol. 7 (2): 63-68 [
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李良冬；高鹏；穆兴民；莫莉
辽河流域降雨侵蚀力的时空变化分析
降雨侵蚀力是反映流域降雨侵蚀能力的综合指标之一。根据辽河流域10个气象站的日降雨量资料,利用日降雨侵蚀力模型估算辽河流域的降雨侵蚀力。结果表明:辽河流域降雨侵蚀力的空间变异与降雨量的空间分布趋势基本一致,由东南向西北递减,变化于10003 800MJ.mm/（hm
2
.h.a）之间;降雨侵蚀力年内集中度高,6—8月3个月约占全年的80%;降雨侵蚀力年际变化大,年际变率
C>
v
在0.3670.649之间,采用时序系列的Mann-Kendall检验表明,降雨侵蚀力并无显著变化趋势;特别是在流域水土流失严重的西辽河地区,年降雨侵蚀力较小,但年内集中程度大,年际变化更突出。
2009 Vol. 7 (2): 69-73 [
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李占宏；海春兴；丛艳静
毛乌素沙地表土粒度特征及其空间变异
沙漠化土地表土粒度条件研究对于区域土地利用与恢复以及防控土壤风蚀沙化具有十分重要的意义。通过对毛乌素沙地表土粒度测定,采用矩法计算粒度参数,研究毛乌素沙地的表土粒度特征。结果表明:沙地内部各种土地类型的表土粒度主要集中于砂粒段（100050μm）,含量为41.22%97.63%,粉砂粒（502μm）含量为051.61%,黏粒（<2μm）含量为2.71%10.38%;半固定沙丘和移动沙丘的平均粒径值分别为145.491和157.563μm,较为接近,处于各种土地类型的较低状态;固定沙丘与耕地的平均粒径值分别为128.782和118.175μm,居于中间状态;草地和林地的平均粒径值分别为94.667和108.819μm,颗粒级配较为细小;土地类型中以移动沙丘的粒度组成最为粗化。移动沙丘和半固定沙丘分选较好,表现出极强的正偏和较尖的峰值;耕地、林地、草地也表现出正偏,但其偏移值较小,峰值也较为平缓。毛乌素沙地不同土地类型间粒度特征值存在明显差异,充分表明不同土地类型受风蚀作用的差异性和风蚀作用的阶段性。从不同土地类型表土粒度的空间变异来看,毛乌素沙地表层土壤平均粒径存在比较明显的由东北向西南逐渐变细的空间变异规律。
2009 Vol. 7 (2): 74-79 [
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王帅；哈斯
呼伦贝尔沙质草原槽形风蚀坑表面气流特征
根据野外对呼伦贝尔沙质草原槽形风蚀坑表面二次流的观测结果,利用相对风速(
v
/
v
R400
)比较不同部位之间气流在水平方向上的变异情况。发现:槽形风蚀坑内气流结构紊乱,坑内前部位置出现风速随高度降低的现象,形成反向回流;风蚀坑内在斜向气流的情况下有螺旋环流产生,由于气流聚集,在坑后部形成的高速气流容易将大量沙物质搬运到坑后;在坑口积沙区坡脚遇阻减速后气流辐散溢出。认为槽形风蚀坑是在碟形坑的基础上,沿强风能方向延伸扩展,3个出风口最终合并而形成的大型风蚀地貌形态。
2009 Vol. 7 (2): 80-85 [
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石莎；邹学勇；张春来；苏格日乐
京津风沙源治理工程区植被恢复效果调查
"京津风沙源治理工程"区植被恢复效果是研究该区生态环境建设的重点。利用传统生态学方法对整个"京津风沙源治理工程"区的植物多样性进行调查研究,并利用像元二分法对工程第1阶段实施前后的植被盖度进行对比。结果显示:整个京津风沙源区植被平均覆盖度上升,植被盖度低的土地面积逐渐减少,盖度高的土地面积逐渐增加,区内土地具有良好的植被恢复潜力与趋势。证明经过5年的努力,京津风沙源治理工程植被恢复已取得一定治理效果。调查结果可为"京津风沙源治理工程"第2阶段提供基础数据及有益参考。
2009 Vol. 7 (2): 86-92 [
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邹爱平；陈志彪；陈丽慧
红壤丘陵区典型小流域侵蚀景观时空变化分析——以福建长汀县朱溪河小流域为例
基于1999年和2007年2期数字化侵蚀景观类型图,在ArcGIS 9.0的支持下,提取朱溪河小流域侵蚀景观类型转移矩阵,并结合重心模型,从时间和空间上对侵蚀景观动态变化进行定量分析,结果表明:1)1999年、2007年朱溪河小流域侵蚀景观基质均为微度侵蚀,轻度、中度、强度、极强度和剧烈侵蚀作为斑块单元镶嵌其中;2)1999—2007年,微度和轻度侵蚀的面积均有显著增加,其中微度侵蚀面积增加量最大,主要由轻度转化而来,且主要分布于小流域东部;中度、强度、极强度和剧烈侵蚀面积均有减少,其中剧烈侵蚀面积减少率最大,主要向轻度转化,且高度聚集于小流域上游的游屋圳和高陂次一级小流域;3)1999—2007年期间,剧烈侵蚀重心迁移距离最大,轻度、中度和极强度的重心向西南偏移,微度重心向东北偏移,强度重心向东南偏移。人类活动是该流域侵蚀景观时空变化的主要驱动因素。
2009 Vol. 7 (2): 93-99 [
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李芬；王继军
黄土丘陵沟壑区纸坊沟小流域农业生态安全态势变化的驱动力分析
以黄土丘陵沟壑区纸坊沟小流域为研究对象,利用1985—2006年调查和监测资料,综合现有研究成果,将主成分分析和通径分析方法相结合,分析可能影响农业生态安全态势变化的各因子,探讨农业生态安全态势变化的驱动力。结果表明:自然条件是影响黄土丘陵沟壑区纸坊沟小流域农业生态安全态势变化的基础,人文社会经济条件是其变化的主要驱动力,具体可归纳为经济发展、人口压力、流域产业结构调整和农业科技进步4类因子;此外,国家和区域的相关政策、农业产业链与资源量相关度对农业生态安全也有一定影响。
2009 Vol. 7 (2): 100-106 [
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107
刘增文；段而军；付刚；崔芳芳
黄土高原南部半湿润残塬沟壑区人工纯林土壤性质极化研究
为充分认识黄土高原南部半湿润残塬沟壑区主要人工纯林土壤性质的极化趋势,采用多样地多样点混合取土法,对该区进入后期成熟生长期的油松(
Pinus tabulaeformis
)、侧柏(
Platycladus orientalis
)和刺槐(
Robinia pseudoacia
)等人工纯林,以及相同立地条件下植被充分覆盖、生长旺盛的天然草地(对照)土壤性质进行测定。结果表明:油松林土壤物理性质弱度恶化(极化度
P
r
为-9.26%),有偏酸性发展的趋势,中度贫养化(
P
r
为-11.54%),部分酶活性中度恶化(
P
r
为-12.88%),微生物总数量有所增加;侧柏林土壤物理性质有恶化趋势,pH值保持基本稳定,弱度贫养化(
P
r
为-8.24%),部分酶活性尚未发生明显极化,微生物总数量保持基本稳定;刺槐林土壤物理性质呈中度恶化(
P
r
为-12.74%),pH值保持基本稳定,中度贫养化(
P
r
为-12.77%),部分酶活性弱度恶化(
P
r
为-8.89%),微生物总数量保持基本稳定;各种土壤性质的绝对综合极化程度表现为微生物数量组成最为敏感,酸碱性相对变化缓慢。可见,长期生长或多代连栽的人工纯林土壤性质存在极化和退化的危险。
2009 Vol. 7 (2): 107-112 [
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刘艳；宋玉民；陈怀梁；马风云；侯龙鱼
覆膜方式对4种林木直播造林出苗率的影响
为了较好地解决山东省瘠薄山地春季直播造林中干旱和动物危害等问题,提高出苗率和保存率,以刺槐、紫穗槐、国槐和皂荚4种林木种子为试验材料,提出了一种新的覆膜方式(覆膜2),并通过与常规覆膜(覆膜1)和露地(对照)造林的对比分析得出:1)覆膜1提高了土壤日平均温度,有效地增加了土壤各层温度,为种子的萌发提供了适宜的温度,覆膜2表层温度低于土壤表层温度,适于晚春播种;2)覆膜2能有效利用有限降水,保水蓄水能力高于覆膜1,较好地解决了瘠薄山地造林的干旱问题;3)4种林木种子出苗率和苗高覆膜处理均显著性高于对照,覆膜1对小粒种子较好,覆膜2对大粒种子效果最好;4)对于瘠薄山地的直播造林,应多选取一些大粒种子,对于小粒种子,应加大单穴的播种粒数。
2009 Vol. 7 (2): 113-117 [
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周刚；田育新；陈国玉；符正良；鲍文
湘西北退耕还林初期坡面产流产沙规律研究
为科学合理地评价湘西北退耕还林生态效益,对湘西北女儿寨小流域3个地质类型区的11个退耕还林类型进行定位观测研究。结果表明:1)同一地质类型区,各退耕还林类型在退耕还林初期可不同程度地减少地表产流量和产沙量,其中板页岩类型区地表产流量减少29.45%、产沙量减少47.02%,花岗岩类型区地表产流量减少56.54%、产沙量减少64.04%,石灰岩类型区地表产流量减少14.16%、产沙量减少36.27%;2)在退耕还林初期,坡改梯工程措施能大幅减少地表产流量和产沙量,退耕还林结合坡改梯工程措施后,其地表产流量和产沙量仅为坡耕地直接退耕还林类型平均值的34.92%、3.66%;3)地表产流量和产沙量随降雨量下降而急剧减少,各退耕还林类型径流小区在降雨量大于50mm的坡面,平均产流量和平均产沙量分别占年平均总产流量的52.17%和年平均总产沙量的70.79%。
2009 Vol. 7 (2): 118-122 [
摘要
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