中国水土保持科学
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中国水土保持科学
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2007年 5卷 2期
刊出日期 2007-04-30
1
刘震；姜德文；毕华兴；刘鑫；郭孟霞；李俊
国土主体功能区划分与水土保持战略
国家“十一五”经济社会规划纲要首次提出,根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力,统筹考虑未来我国人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局,将我国国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类主体功能区,将在财政、产业、投资、土地、人口管理以及绩效评价和政绩考核等方面,制定分类管理的“差别化”区域政策。4个国土功能区的划分为水土保持事业的发展创造了新的机遇。笔者根据“中国水土流失与生态安全综合科学考察”研究,提出了4个国土功能区的水土保持发展战略、工作目标、重点方向和考核指标等意见,以国土功能区的划分指导水土保持的发展,以水土保持促进和保障国土功能区战略的实施。
2007 Vol. 5 (2): 1-4 [
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5
张玉斌；郑粉莉
近地表土壤水分条件对坡面土壤侵蚀过程的影响
采用人工模拟降雨实验,研究近地表土壤水分条件对安塞黄绵土和杨陵塿土土壤侵蚀过程的影响,尤其是土壤水分饱和条件下的土壤侵蚀过程。结果表明:土壤质地对入渗和径流过程有较大影响。对同一质地的供试土壤,随着前期近地表土壤含水量的增大,入渗量减少,而径流强度增大,坡面初始发生产流时间也越早。当前期近地表土壤含水量相近时,杨陵塿土的初始产流时间早于安塞黄绵土,坡面径流量和侵蚀产沙量也随前期近地表土壤水分含量的增加而增大。对于安塞黄绵土,当前期土壤含水量分别为饱和含水量的100%、75%和50%时,其径流量分别占饱和含水量的25%时的2.5、2.2和1.3倍,其侵蚀产沙量分别为50、25和1.3倍。而对于供试土壤为杨陵塿土,当前期土壤含水量分别为饱和土壤含水量的100%和50%时,其径流量分别是占饱和土壤含水量的25%时的1.1和1.0倍,其侵蚀产沙量分别为6.5和2.0倍。在降雨过程中,前期土壤含水量越大,片蚀发展为细沟侵蚀的时间越早,而且细沟侵蚀也越严重。
2007 Vol. 5 (2): 5-10 [
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王文龙；王兆印；雷阿林；唐克丽；龚家国
黄土丘陵区坡沟系统不同侵蚀方式的水力特性初步研究
采用多坡段组合模型,通过室内人工模拟降雨实验,初步研究坡沟系统中片蚀、细沟侵蚀、浅沟及切沟侵蚀的水力、泥沙参数变化及其相互间的关系,以雷诺数、弗劳德数及过水断面单位能量为不同侵蚀方式发生的动力临界指标,初步得出不同侵蚀方式发生的水动力临界值,对揭示坡沟系统土壤侵蚀规律和产沙预报具有重要意义。
2007 Vol. 5 (2): 11-17 [
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汪邦稳；杨勤科；刘志红；赵心畅
基于DEM和GIS的修正通用土壤流失方程地形因子值的提取
地形是影响土壤侵蚀的重要因子。以修正通用土壤流失方程中的地形因子为研究对象,以黄土高原延河流域县南沟5m分辨率的DEM为数据源,在ArcGIS软件平台下,实现对地形因子LS值的提取。对提取后的LS值和LS值分布进行检验分析,结果表明:以5m分辨率的DEM为数据源,采用适合该地区的修正后的LS值的算法,在ArcGIS支持下,可以获得较准确的LS值。研究结果可以为区域土壤侵蚀的地形因子研究提供数据支持,为更大区域尺度转换提供数据匹配基础,同时,为土壤侵蚀在区域尺度上进行预测评价提供方法引导和技术支持。
2007 Vol. 5 (2): 18-23 [
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冉大川；刘斌；白志刚；王宏
河龙区间减沙效益与水土流失治理度的关系
研究黄河中游河龙区间水土保持措施减沙效益与水土流失治理度的关系。结果表明:1)河龙区间减沙效益与水土流失治理度呈正相关关系。二者关系可以按照治理度与减沙效益取值范围的不同,明显分为减沙效益高值区和减沙效益低值区2个区,其单位治理度的减沙效益基本相等。减沙效益低值区的治理度小于15%时,基本没有减沙效益。“两川两河”要想取得10%以上的减沙效益,治理度应超过30%。2)河龙区间减沙效益与水土流失治理度关系分为减沙效益高值区、减沙效益中值区和减沙效益低值区3个区后,减沙效益高值区的治理度提高10%,减沙效益可以提高约8%;减沙效益中值区的治理度提高10%,减沙效益提高8%;减沙效益低值区的治理度提高10%,减沙效益只能提高3.4%。因此,构筑减少黄河粗泥沙的第一道防线,建议首选位于减沙效益低值区的窟野河和皇甫川流域。
2007 Vol. 5 (2): 24-28 [
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29
李智广；罗志东；任洪玉
基于GIS的我国水蚀区侵蚀危险度抽样调查
在“中国水土流失与生态安全综合科学考察”中,开展了全国水蚀区侵蚀危险度抽样调查研究。在东北黑土区、北方土石山区、西北黄土高原区、长江上游及西南诸河区、南方红壤丘陵区和西南石漠化区等6个类型区中,选择26个1∶10 000地形图图幅大小范围的样区,采用土地利用类型、地面坡度、林草地植被覆盖度、有效土层厚度和土壤密度等5个主要指标,在地理信息系统(GIS)支持下,综合评估了不同类型区调查样区的侵蚀危险度。结果表明:西南石漠化区、北方土石山区处在极险-毁坏型等级区,长江上游及西南诸河流域区属于危险型等级区,南方红壤丘陵区属于轻险-危险型等级区,西北黄土高原区和东北黑土区属于轻险型等级区。
2007 Vol. 5 (2): 29-34 [
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许中立
透气防水树脂对泥岩土壤防蚀效果的改善
以透气防水树脂(KMCO-955)作为裸露边坡喷植材料为题,将其应用于泥岩土样表面作为土壤防冲保护层,并以人工模拟降雨器模拟在不同坡度、降雨强度与喷洒药剂浓度之情况下,探讨透气防水树脂对土壤侵蚀量、浸润渗漏水质与土壤硬度的影响。试验结果显示:喷洒透气防水树脂的土壤侵蚀量确实明显减少,其防冲效果佳;采取浸润渗漏水质检测无明显变化,其胶化反应后,并不容易释出化学物质。当喷洒浓度太高时,不仅工作度变差,且经济损失较大;而浓度太低时,因泥岩土壤表面容易龟裂,因此受到雨滴打击会产生破裂。
2007 Vol. 5 (2): 35-39 [
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40
曹波；孙保平；高永；左合君；杨越；张小英；杨莉；高志亮；刘殿君
高立式沙柳沙障防风效益研究
通过鄂尔多斯市伊金霍洛旗纳林陶亥镇境内毛乌素沙地边缘沙区的高立式沙柳沙障风速野外观测,利用Surfer（8.8）软件绘制了高立式沙柳沙障体系内外的风速流场图,分析高立式沙柳沙障的防风效益。结果表明:当旷野风速大于起沙风速时,复式带状高立式沙柳沙障体系内外风速变化较明显,防沙带2m高处风速呈现带前增强,带内平缓,带后减弱的趋势;而防沙带0.5m高处风速带内更趋向于平缓、稳定。此外,对沙柳沙障的粗糙度进行了研究。结果表明:障前212H（障高）范围内下垫面粗糙度变化不大;障间粗糙度明显增大;障后212H处的粗糙度比障间粗糙度降低了33.3%,但还是高于旷野对照点粗糙度,为旷野粗糙度的29倍。
2007 Vol. 5 (2): 40-45 [
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46
杨文姬；李一为；赵廷宁；王秀茹
冀北山区沙地界面层水热因子分布规律研究
为研究地形变化对水热状况的影响规律,分别于2004年和2005年的5—9月,定位观测河北省小坝子乡不同地形条件下的水热因子。结果表明:地形对水热因子的动态变化影响不显著,但对水热因子的空间分布影响显著。在生长季中,太阳直接辐射的空间分布规律为山顶>阳坡>阴坡;气温、≥0℃和≥10℃积温、地温(5、10和20cm)、≥0℃和≥10℃土壤积温的空间分布规律均为阳坡>山顶>阴坡;空气湿度的空间分布规律为阴坡>阳坡>山顶;土壤水分的空间分布规律为山顶>阴坡>阳坡。上述水热因子的空间分布规律可为该地区的植被恢复和重建提供重要参考。
2007 Vol. 5 (2): 46-50 [
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51
卢彪；杨明刚
关岭自治县花江石漠化的成因及防治措施
花江石漠化综合防治工程自1991—2003年治理石漠化面积47.63 km
2
,其中,轻度以上石漠化面积30.88 km
2
,占总面积的65%。通过山坡下部坡改梯,种植花椒和砂仁等经果林,配套小型水利水保工程,以及山坡上部加强植被管护,发挥生态自我修复能力等措施,石漠化的发展得到有效遏制。项目区贫困人口由1997年的3072人减少到2003年的764人,年人均纯收入由120元增加到1800元,林灌草覆盖率由14.16%增加到21.29%。该项目为今后大规模治理石漠化积累了经验。
2007 Vol. 5 (2): 51-54 [
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55
张建军；贺维；纳磊
黄土区刺槐和油松水土保持林合理密度的研究
以黄土区刺槐和油松水土保持林为研究对象,在对水分循环要素进行长期监测的基础上,以水分亏缺量为依据,利用径流林业的基本原理,结合林分调查结果,提出了利用胸径计算刺槐和油松林合理密度的公式。利用该密度参考值管理刺槐和油松水土保持林,可以保证林木正常生长所需水量,不会造成林地土壤干化。同时以刺槐和油松林地的土壤水分含量、最低含水量和难效水频率为指标,提出了黄土区适宜的刺槐和油松水土保持林的管理密度。
2007 Vol. 5 (2): 55-59 [
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王月海
山东干旱瘠薄山地造林新技术试验
在山东干旱瘠薄山地,应用平衡根系无纺布容器育苗、乔灌藤科学配置、鱼鳞坑整地、水平阶整地、梯田整地、灌草覆盖、保水剂和常规技术（穴状整地）8种造林技术,对9个树种的造林成活率、栽植初期新梢生长量和侧柏（
Platycladus orientali
s）苗造林成本进行比较分析。结果表明:应用平衡根系无纺布容器育苗等7种技术与常规技术（穴状整地,对照）相比较,9个树种的平均成活率提高2.612.7百分点,栽植当年平均新梢生长量增加5.936.3百分点,应用平衡根系无纺布容器育苗技术造林成本降低9.3百分点,其他6种技术比常规技术（穴状整地,对照）的造林成本增加6.2158.4百分点。应用平衡根系无纺布容器育苗作为新的造林技术,在8种造林技术中,不仅造林成活率最高,在造林之初的新梢生长量亦最大,而且造林成本最低。
2007 Vol. 5 (2): 60-64 [
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65
白文娟；焦菊英；张振国
安塞黄土丘陵沟壑区退耕地的土壤种子库特征
采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究安塞黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库的物种组成、密度特征、物种多样性以及相似性特征。结果表明:阴、阳坡12个样地的土样中,共萌发了28种2442株幼苗,隶属于11科23属;05 cm土层的土壤种子库密度变动于（900.1±351.3）6 466.8±1 708.4粒.m
-2
之间,510cm土层的值变动于（116.7±61.4）2466.7±914.4粒.m
-2
之间;随着退耕年限的增加,土壤种子库的总密度都呈明显的递减趋势;阳坡的土壤种子库密度为阴坡的2.23.4倍;猪毛蒿和臭蒿是退耕地阳坡样地土壤种子库的优势物种,阴坡样地的优势物种是猪毛蒿;随着退耕年限的增加,土壤种子库的均匀度与退耕年限呈显著正相关,丰富度和多样性基本上呈上升趋势,生态优势度则呈下降趋势,说明随着退耕年限的增加,优势种趋向不明显;样地种子库组成成分的相似性分析表明,退耕演替的过程基本上也是土壤种子库空间异质性加大的过程。
2007 Vol. 5 (2): 65-72 [
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王丽；刘霞；张光灿；刘信儒；郭静；袁利
鲁中山区采取不同生态修复措施时的土壤粒径分形与孔隙结构特征
为探索水土保持生态修复工程对土壤物理性质的改良效应,运用分形学理论与方法,研究鲁中山区4种生态修复措施对土壤颗粒组成和孔隙结构的影响。结果表明:1)各种修复措施对土壤水文物理性状都有明显改善作用。具体表现在,土壤中细粒物质含量提高,砂粒含量降低,而土壤分形维数增加,孔隙数量(尤其是毛管孔隙数量明显)增多,土壤密度减小。2)4种修复措施对土壤物理性状的改善程度不同,改良作用最大的是荒坡造林,其次是疏林补植和梯田封育,最小的是荒坡封禁。3)土壤分形维数与细粒物质含量、孔隙数量、土壤密度之间都存在一定的相关性,在作为综合指标定量描述土壤水文物理性状方面具有较大研究价值。
2007 Vol. 5 (2): 73-80 [
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李岩；段文标；陈立新；刘洋
阔叶红松林林隙地面温度微环境变异特征
以小兴安岭阔叶红松林林隙为研究对象,采用地统计学方法对林隙地面温度的微环境变异特征进行分析。结果表明:1)各月份林隙平均地面温度呈单峰变化趋势,6月份林隙平均地面温度和最高温度较高,树木生长季初期和末期地面平均日温差较大,而树木生长旺季却相对较小;5月份林隙地面温度变异程度强,属于中等变异,其他月份均属于弱性变异。2)各月份林隙地面温度空间变异程度不同,且自相关部分的空间异质性在总空间异质性中占主要部分,并表现出较强变异趋势。3)各月份林隙地面温度空间分布复杂程度及斑块等级不同;地面温度高值区出现在林隙东侧和西北侧,呈不对称分布。
2007 Vol. 5 (2): 81-85 [
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季冬；关文彬；谢春华
贡嘎山暗针叶林枯落物截留特征研究
采用现场模拟法和浸泡法观测贡嘎山不同演替阶段的暗针叶林群落枯落物截留、枯枝落叶层的最大持水量和林内枯落物的截留特征。结果表明:不同林型的枯落物截留量与林外降雨量有不同程度的线性相关关系,而与林内降雨量存在幂函数关系。同林型内,由于枯落物数量、组成成分与分解程度等不同,其持水能力也存在着较大的差异。过熟林中枯落物吸水饱和时间最短,最大持水率最低,枯落物与林下苔藓层混杂在一起,截留水分的能力相对较弱;幼龄林中枯落物饱和需要时间最长,最大持水率也最高,对林下降雨的再分配作用也相应最大。同时,枯落物层的截留作用及截留量的大小,除与枯枝落叶层的数量和质量相关外,也与枯落物的湿润程度相关。
2007 Vol. 5 (2): 86-90 [
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91
宋丽萍；蔡体久；喻晓丽
水分胁迫对刺五加幼苗光合生理特性的影响
通过对刺五加（Acanthopanax Senticosus）幼苗的盆栽实验,模拟4个土壤水分梯度（对照、轻度水分胁迫、中度水分胁迫和重度水分胁迫）下,刺五加幼苗的光合色素、光合作用以及脯氨酸和丙二醛含量的变化特性。结果表明:光合色素含量随水分胁迫程度的加强呈下降的趋势,中度和重度水分胁迫组的光合色素含量较低,均显著低于对照组,而轻度水分胁迫组的光合色素含量与对照组差异不明显,且一直保持很高水平。各组的叶绿素与类胡萝卜素含量比值在3.02～3.65之间波动。在轻度的水分胁迫环境下,其净光合速率未受到显著影响,保持与对照组一致的较高水平,其蒸腾速率较低,比对照组下降27.25%,而水分利用效率比对照组增加26.97%。在中度水分胁迫环境下,刺五加幼苗表现出了较低的净光合速率和蒸腾速率以及较高的水分利用效率,与对照组相比,净光合速率下降29.46%,蒸腾速率下降50.67%,水分利用效率升高33.70%;重度的水分胁迫下的净光合速率和蒸腾速率均处于最低水平,但此时水分利用效率却最大,高出对照77.51%。在整个实验期,叶片脯氨酸和丙二醛含量随着干旱胁迫强度的增加和胁迫时间的延长而持续上升。研究表明,刺五加幼苗具有一定的抗旱能力,但不适应相对干旱的土壤水分环境。研究结论为人工栽培刺五加提供了科学依据。
2007 Vol. 5 (2): 91-95 [
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周立江；李冰；唐大云；李守剑；李鉴平
赣南山地生物措施治理水土流失的研究与实践——江西省信丰县崇墩沟项目区技术方案
赣南山地红壤丘陵区是我国南方水土流失的严重地区之一,江西省信丰县崇墩沟项目区因大面积低效林分布、山地果园建设和稀土矿开采造成严重水土流失,具有区域的代表性和典型特征。以崇墩沟流域为对象,通过全面调查及系统分析诊断,查明生态系统中引起水土流失的主要原因,采取优化土地利用方式,配置适宜生物措施类型,并与工程技术措施组装配套,建立了一套较为完整的生物措施治理水土流失的技术方案,为赣南山地及同类地区生物措施治理水土流失提供参考。
2007 Vol. 5 (2): 96-101 [
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102
储小院；张洪江；王玉杰；江玉林；陈宗伟；陈学平
高速公路建设中不同类型弃土场的土壤流失特征
以沪蓉西高速公路(上海至成都高速公路西段)湖北宜长段(宜昌至长阳县)弃土场为研究对象,通过观测天然降雨、土壤、植物和土壤流失量等因子,探讨不同类型弃土场的土壤流失特性。结果表明:1)降雨量与降雨强度的乘积(
PI
)和次降雨造成的单位面积土壤流失量(
E
)之间,表现出较好的一元正线性相关关系。在不考虑影响坡面土壤流失的其他因素的前提下,随着降雨量和降雨强度乘积的增加,土壤流失量逐渐加大。2)采取工程措施和生物措施综合防护,可以有效减少弃土场的土壤流失量。3)弃土场表土物质组成对土壤流失起着重要作用,表土受雨水冲刷,砾石含量会逐渐增大,土壤流失量逐渐减小。
2007 Vol. 5 (2): 102-106 [
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姜德文
开发建设项目水土流失影响度评价方法研究
为落实树立科学发展观、建设资源节约型社会和环境友好型社会的要求,开发建设项目水土保持方案审批已成为项目核准的必备要件,并正在向选优审批转变。开展水土保持损益分析就是为优化审批水土保持方案提供科学依据。其中开发建设项目水土流失影响度是其核心内容,将开发建设项目的影响时间、扰动后的侵蚀强度、影响范围、可恢复程度和生产运行期影响5个主导因子拟合为一个综合评价模型定量计算,分析开发建设项目对水土流失的影响,并以水土流失影响度为标准,客观评价开发建设项目,为政府行政决策和宏观调节提供科学支撑。
2007 Vol. 5 (2): 107-109 [
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余新晓；吴岚；饶良懿；李静锐；杨永强
水土保持生态服务功能评价方法
由于生态系统服务功能支撑与维持着地球生命系统的平衡与稳定,因此它已受到当今世界普遍关注。在我国水土流失严重的情况下,运用生态服务功能理论可以正确评价水土保持措施的作用,并为合理的生态建设规划提供依据。本文在总结Costanza等人理论的基础上,分析水土保持各项措施对保护和改良人类赖以生存的自然环境条件的综合效用。认为水土保持生态服务功能包括保护和涵养水源、保护和改良土壤、固碳释氧、净化空气和防风固沙等功能。另外,本文从水土保持工程措施、水土保持农业措施和水土保持林草措施3个方向为上述功能筛选了10个评价指标,且为各个指标分别建立了评价方法。这些指标及方法将有助于对水土保持措施的生态环境效应进行深入的分析与评价。
2007 Vol. 5 (2): 110-113 [
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张信宝；焦菊英；贺秀斌；文安邦；何永彬；张云奇；龙翼
允许土壤流失量与合理土壤流失量
为确定防治农田土壤侵蚀的标准,20世纪中叶美国土壤学家首先提出了“允许土壤流失量”的概念,之后这一概念又延伸应用到流域和区域土壤侵蚀评价。“允许土壤流失量”的概念在全球,包括在中国得到了广泛的应用。随着土壤侵蚀及相关学科的发展,特别是全球变化研究的深入,可持续发展及健康河流理念的提出及水土保持实践中遇到的新挑战,“允许土壤流失量”的科学性和实用性方面存在的缺陷逐渐显现出来。本文在简要介绍“允许土壤流失量”由来的基础上,着重讨论“允许土壤流失量”存在的问题,并提出“合理土壤流失量”的概念及其确定的原则与方法。
2007 Vol. 5 (2): 114-116 [
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张青峰；吴发启；李华；王巍；田冬
陕西省子洲县生态足迹分析
生态足迹分析法是一种基于消费及土地面积的定量研究以衡量研究区可持续发展程度的新方法。在阐述生态足迹分析法的基本原理、理论体系及分析方法的基础上,以陕西省子洲县为研究对象,对该县2002年生态足迹进行了实证的计算和分析。结果表明,子洲县2002年人均生态赤字为0.075hm
2
/人,反映出该县人类的生产生活强度已经超过了当地生态系统的承载能力,处于强度不可持续状态。研究建议:子洲县应尽快进行经济社会结构调整,严格控制人口的增长,加强草产业的开发建设,引进农业高新技术和降低能源消耗等,以减少子洲县生态赤字,促进经济社会的协调和可持续发展。
2007 Vol. 5 (2): 117-121 [
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张北赢；徐学选；李贵玉；白晓华
土壤水分基础理论及其应用研究进展
从土壤水分基本理论和应用研究等方面回顾土壤水研究的进展及取得的成就:从最初的形态学观点到现在的能量观点;从简单研究逐步发展为一门学科,再到多学科交叉;研究方法日趋理论化同时注重与实践相结合;研究手段的多样化;研究领域的扩展等。着重从坡面、小流域和区域尺度总结了土壤水分异质性的研究现状,并归纳了环境因子对土壤水分异质性的主要影响途径。用发展的观点重新认识“土壤水库”的概念和实际作用。最后对该领域研究价值和未来发展作出评价与展望。
2007 Vol. 5 (2): 122-129 [
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赵艳云；程积民；万惠娥；胡相明
林地枯落物层水文特征研究进展
林地枯落物层作为森林水文功能的第2作用层,在涵养水源和保持水土中发挥了重大作用。通过综述国内外林地枯落物层水文特征的研究内容、室内外研究方法以及水文过程模拟的研究现状,指出目前我国在林地枯落物层水文特征研究过程中存在的主要问题是,研究内容单一和研究方法落后;认为野外定位试验对于全面了解枯落物层水文特征乃至水文过程具有重要意义,是今后研究的重点;同时,认为室内模拟降雨和变雨强研究能够深入了解野外枯落物层的降雨截持能力和截持机理;枯落物层水分动态是多水文过程和多因素综合作用的结果,物理模型的建立与参数的确定对于深入了解枯落物层的水分变化状况,合理营林等具有重要作用。
2007 Vol. 5 (2): 130-134 [
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