中国水土保持科学
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2011年 9卷 1期
刊出日期 2011-02-28
1
李传哲； 王浩； 于福亮； 杨爱民； 严登华
延河流域水土保持对径流泥沙的影响
采用Mann-Kendall统计检验方法和Pettitt系列显著性突变点的无参数识别方法分析延河流域径流和泥沙演变趋势及突变点,基于流量历时曲线分析延河流域突变点前后径流和泥沙变化特征,研究了水土保持措施对流域径流和泥沙的影响。结果表明:延河流域径流和输沙量均呈减少趋势,输沙量在1971和1996年有2个显著性的突变点,对于黄土高原丘陵沟壑区,水土保持措施减少河川径流量和输沙量。随着突变点后期水土保持措施力度的加大,水土保持措施拦蓄径流和泥沙的作用逐渐增强。水土保持措施使径流高流量部分减少,常流量和低流量部分增加,表明水土保持措施可削减汛期流量,增补枯季流量。突变点后期输沙量较之变化前期整体呈减少趋势。研究结果可为黄土高原丘陵沟壑区的水土保持和水资源管理工作提供一定参考。
2011 Vol. 9 (1): 1-8 [
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9
张世杰； 焦菊英
基于下游河流健康的黄土高原土壤容许流失量
在总结分析前人有关黄河下游冲淤平衡时不同含沙量的临界流量和水体污染物质量浓度研究成果的基础上,利用花园口、高村水文站逐日水沙资料,推算不同水文年黄河下游水沙冲淤平衡时的临界输沙量为平水年6.54亿t、丰水年8.83亿t、枯水年3.95亿t,平均6.44亿t。以氨氮和全磷为指标,分析三门峡、花园口和高村断面因水土流失引起的非点源污染状况,参照地表水环境质量标准,得到黄河下游河道达到Ⅲ类和Ⅱ类水质标准的临界输沙量三门峡至高村河段平均为7.93亿和5.20亿t。同时,以黄河下游河道水沙平衡和满足某一水质标准为河流健康的约束条件,结合水利水土保持措施减沙量、头道拐水文站多年平均输沙量和黄土高原泥沙输移比的研究成果,推算黄河下游河道水沙平衡且分别达到Ⅲ类或Ⅱ类水质标准时,黄土高原土壤容许流失量相应为9.41亿和8.41亿t。研究结果可为黄土高原水土流失治理提供科学依据。
2011 Vol. 9 (1): 9-15 [
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16
刘志红； 郭伟玲； 杨勤科； 郭艳芬； 朱小祥； 李锐
近20年黄土高原不同地貌类型区植被覆盖变化及原因分析
植被覆盖是控制或加速水土流失最敏感的因子。以黄土高原为研究对象,利用1988—2005年NOAA/AVHRR植被指数(NDVI)月最大值合成的7月份资料分析不同地貌类型区NDVI值的时空变化规律,并通过计算NDVI值与同期降雨量的相关系数分析降雨量对不同地貌类型区NDVI的影响,探讨黄土高原典型区县退耕还林政策对NDVI的影响。结果表明:1)黄土高原整体植被覆盖度较低,NDVI多年平均值为0.29,平原区、石质山地、黄土低山、黄土塬及其周围地区NDVI值在0.30～0.40之间,梁、卯、片沙黄土丘陵区NDVI值在0.18～0.22之间,其余地貌类型区均低于0.15;2)1998年之后8年NDVI的平均值比前10年的NDVI平均值略有增加,整体增加幅度为4.5%,不同地貌类型区NDVI值变化表现出明显的地带性,呈东北西南走向,黄土高原主体部分中的黄土塬、黄土破碎塬、梁状黄土丘陵均增加10%以上,峁状黄土丘陵、风蚀沙化丘陵略有减少,减少的区域没有增加的区域大;3)除石质山地、黄土低山和平原地区外,其他地貌类型区7月最大NDVI值与5—7月累计降雨量存在很好的相关性,R2在0.60以上;4)地处梁状黄土丘陵区的吴旗县,1998年后形成了一个明显的以县为边界的NDVI值增长区,增幅达40%,远远高于该地貌类型区的平均增长值14%。初步结论:除平原地区外,降雨量决定黄土高原植被覆盖度的空间分布,1998年前后黄土高原植被变化的决定因素是降雨量;吴旗县的实例证明,只要水土保持资金到位、林草建设因地制宜、管理保护措施完善,退耕还林政策将会对植被覆盖度的增加起到积极作用。
2011 Vol. 9 (1): 16-23 [
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24
梁改革； 高建恩； 韩浩； 孟岩； 幸定武； 赵文君
基于作物需水与降雨径流调控的隔坡梯田结构优化
针对黄土高原丘陵沟壑区坡地作物普遍存在的干旱缺水与水土流失问题,基于作物需水过程和降雨径流调控理念,利用WEPP模型对不同梯田模式下春玉米生育期的降雨、径流、入渗、蒸发、土壤水进行作物生育期需水耗水过程计算。结果表明:研究条件下,单一模式隔坡梯田不能完全解决春玉米需水与天然来水在时间上的错位问题,且一般情况下需要1∶6～1∶8平坡比收集降雨径流,土地资源浪费严重;结合水窖,不但能大量节约土地资源、满足作物需水,且隔坡梯田作物年产量、作物水分利用效率和降水利用效率较无隔坡条件均增加50%以上,基本实现作物增产和减少水土流失的双重目标;得出的典型模式隔坡梯田平坡比取值参考表可供黄土丘陵沟壑区隔坡梯田设计规划参考。在黄土高原丘陵沟壑区,隔坡梯田与水窖蓄水配合,不但可满足作物生长过程需水,而且又可防止水土流失,是适宜推广的坡地降雨径流调控方式,这对坡地水土资源高效利用具有实际指导意义。
2011 Vol. 9 (1): 24-32 [
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33
周璟； 张旭东； 何丹； 周金星； 周小玲； 王中建
武陵山区女儿寨小流域次降雨径流与产沙特征
以武陵山区女儿寨小流域为研究区,根据流域2004—2008年77场典型降雨径流观测资料,研究流域次降雨径流与产沙特征。结果表明:77场降雨中,以25.0～49.9 mm和50.0～100.0 mm的降雨为主,占降雨总数的67.53%,降雨强度以10～40 mm/h为主;降雨量与径流深和产沙模数呈现较为显著的线性相关性,降雨量、径流深及降雨侵蚀力对产沙模数均有明显影响,其中以径流深和产沙模数的拟合效果最好,
R
2
达0.684 7;在对降雨、径流、产沙共12个指标进行相关性分析的基础上,对径流深、洪峰流量、产沙模数、降雨侵蚀力4个主要指标进行多元逐步回归拟合,
R
2
均在0.85以上,并通过显著性检验,回归方程拟合效果较好,可用于相关指标的定量计算;流域的产沙量主要取决于几次大的暴雨,汛期的降雨决定流域的产流产沙状况。研究结果可为流域水土流失监测和预报、水土保持措施合理配置等提供相应参考。
2011 Vol. 9 (1): 33-38 [
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王旭艳； 王志强； 宋维念； 张光辉； 张万军
东北典型黑土耕层颗粒组成与腐殖质层厚度的关系
土壤颗粒组成是影响土壤肥力的主要物理性质之一。为了了解东北黑土腐殖质层厚度与土壤颗粒组成的关系,通过在东北典型黑土区选择典型坡面,调查不同地貌部位土壤腐殖质层厚度,测定耕层土壤的颗粒组成,分析腐殖质层厚度和耕层土壤颗粒组成随地貌部位的变化趋势,以及土壤颗粒组成与腐殖质层厚度的关系。结果表明:土壤腐殖质层厚度由上坡至坡脚有显著增加的趋势,沙粒质量分数在坡顶较低,但耕层土壤颗粒组成随地貌部位的变化趋势不明显;土壤腐殖质层厚度和颗粒组成受局部地形变化的影响较大;耕层土壤颗粒组成主要由腐殖质层厚度决定,随着腐殖质层厚度的增加,黏粒和粉粒质量分数呈指数曲线增加,而砂粒质量分数则呈指数曲线递减,当腐殖质层厚度大于60cm后,耕层土壤颗粒组成随腐殖质层厚度的继续增加变化缓慢。研究结果对于了解东北黑土区土壤侵蚀导致的土壤退化机制有一定的帮助。
2011 Vol. 9 (1): 39-44 [
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45
杨汉波； 王兆印； 巩同梁； 胡庆芳
雅鲁藏布江中游地区植被与环境的关系
在调查雅鲁藏布江中游的拉萨河流域海拔3 500～4 500m范围内的植被种类及其分布的基础上,选取5个具有代表性的样方,从中发现植物物种38个,最多的是草本18种,其次是灌木13种;按科分,最多的是禾本科7种,其次是菊科6种。对样方的分析结果表明:该地区水分是植被分布的控制性因素,随着海拔高度的增加,降水增加,气温降低,植被覆盖度及平均厚度增加;特别地,河心沙洲由于河水的补给,供水充分,植被不受水分胁迫,植被覆盖度及平均厚度均远高于同海拔高度的其他地区;该地区风沙地貌十分发育,可以通过水土保持增加植物可利用水量,从而提高植被覆盖度,实现固沙。
2011 Vol. 9 (1): 45-49 [
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50
张婧； 查轩； 申更强
南方花岗岩红壤典型区土壤有机质的空间变异特征
通过野外实地调查与室内试验,以长汀县为研究区,在GIS的支持下,运用地统计学方法分析南方花岗岩红壤典型区表层土壤有机质的空间变异特征。结果表明:研究区土壤有机质质量分数总体水平中等并具有中等的空间相关性,平均为2.73%;变异系数为72.73%,属中等变异;由空间自相关部分引起的空间变异性程度较大,
C
0
/(
C
0
+
C
)值为47.13%,变程为21.48km;在空间分布上呈现四周高中间低的分布特征,在中部地区形成连片的低值区,西部有机质质量分数整体较高,存在最高值。研究成果可为南方花岗岩红壤侵蚀退化地的生态恢复与重建提供参考。
2011 Vol. 9 (1): 50-55 [
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56
杨绍兵； 王克勤； 陈志中； 康龙
坡耕地反坡水平阶对土壤水N、P垂直再分配的影响
采用野外监测和室内实验分析相结合的方法,对昆明市松华坝水库水源区坡耕地反坡水平阶土壤水N、P垂直再分配进行研究,结果表明:1)土壤水总氮TN、氨态氮NH
+
4
+-N、硝态氮NO3--N和总磷TP在20～40cm土层自然坡面和反坡水平阶2种处理差异性均显著,40～60 cm土层TN和NH
+
4
+-N浓度和土壤TN质量分数相关系数为0.94(
P
<0.05)和0.97(
P
<0.01),土壤水TP浓度分别和土壤TP、AP质量分数相关系数为0.90(
P
<0.05)和0.98(
P
<0.01);40～60cm土层土壤水TN浓度和土壤TN质量分数相关系数为0.92(
P
<0.05),土壤水TP浓度和土壤AP质量分数相关系数为0.96(
P
<0.01);60～80cm土层土壤水NO3--N浓度分别和土壤TN、AN质量分数相关系数为0.90(
P
<0.05)和0.92(
P
<0.05),土壤水TP浓度和土壤AP质量分数相关系数为0.93(
P
<0.05);80～100cm土层土壤水NO3--N浓度和土壤AN质量分数相关系数为0.94(
P
<0.05);在0～100cm土层,反坡水平阶处理能有效地将坡耕地地表径流转化为土内径流,造成土壤水N、P质量分数不同程度的增高趋势;土壤水N、P在土壤剖面的运动是引起土壤N、P累积的动力。
2011 Vol. 9 (1): 56-60 [
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61
陈学平； 张洪江； 张翔； 江玉林； 李海芬； 曹传林； 王金娟
沪蓉西高速公路宜昌—长阳段混播护坡植物筛选
在沪蓉西高速公路宜昌—长阳段引种植物观测的基础上,选择初期生长力、抗逆性、生长势3个指标评价19种木本植物、8种草本植物的表现,并以隶属度值为基础进行3个指标的分类排序与等级划分及综合评价。结果表明:供试植物中以马棘表现最优,苦刺、波叶山蚂蟥、狗牙根、苦楝、刺槐、截叶胡枝子、荆条、百喜草表现良好,高羊茅、弯叶画眉草、柘树、盐肤木、坡柳、决明、冻绿、臭椿表现中等,百脉根、枫杨、鸡眼草、乌桕、假俭草、白三叶等表现较差,马尾松表现最差;木豆、山毛豆、猪屎豆第1年生长速度十分迅速,但抗寒性差,持续能力差。
2011 Vol. 9 (1): 61-67 [
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68
吴永红； 胡建忠； 闫晓玲； 刘晓静； 左涛鸣
砒砂岩区沙棘林生态工程减洪减沙作用分析
通过"水保法"计算沙棘林在砒砂岩区的减洪减沙效益,分析晋陕蒙砒砂岩区沙棘林生态工程的减洪减沙量,以及对研究区直接入黄支流的减洪减沙作用。结果显示:研究区流域内沙棘林占流域内总林地面积的比例逐年增大,沙棘林的减洪减沙量也逐年增大,从2002年到2008年,皇甫川、孤山川、窟野河等三支流沙棘林平均每年总减洪量480.84万m3,总减沙量302.65万t。研究结果对砒砂岩区配置水土保持措施有重要的参考价值。
2011 Vol. 9 (1): 68-73 [
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74
方广玲； 吴斌； 张宇清； 吴秀芹
盐池县土地利用/覆被变化的人文因素分析
以位于我国西部风沙区的盐池县为研究区域,利用土地利用现状变更调查和社会经济统计数据,建立土地利用/覆被变化的人文因素指标体系。用多元线性回归分析与灰色关联分析法,分析了盐池县土地利用/覆被变化的人口、贫富状况、社会经济、技术、政策、文化观念因素,以及土地利用/覆被变化的人文主导指标。结果表明:1)盐池县土地利用以耕地、林地、牧草地为主,1998—2007年耕地、牧草地比例明显降低,林地比例较快增长;2)各项人文因素综合作用,共同驱动盐池县土地利用/覆被变化,但重要性不同,人口、文化观念的影响作用较大,政策、社会经济中等,贫富状况和技术较低;3)影响耕地、牧草地变化的主导指标相似,主要有性别比、少数民族人口数、农村劳动者占全社会从业人口比例、第三产业产值比例、农业人口密度等,影响林地变化的主导指标与耕地、牧草地差异较大,主要有有效灌溉面积比例、服农比率、肉蛋奶总产量、人均地区生产总值、旱涝保收面积比例等。应该加大农业技术支持,缓解人畜用水和农业用水短缺现状,大力发展舍饲养殖的畜牧业经济;引导农村人口从事第三产业,提高收入,减轻人口对农业用地的压力,同时要预防弃耕地的沙化问题。
2011 Vol. 9 (1): 74-81 [
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82
张际昭； 陆嘉惠； 田中平； 廖云海； 李学禹
胀果甘草原生境土壤盐分特征分析
通过野外调查采样和土样化学测定,分析胀果甘草原生境下土壤盐分的特征。结果表明:研究区土壤盐分普遍较高且表聚作用明显,土壤表层0～10 cm土层盐分均值高达3
2+
.08g/kg,属典型的强度盐渍化土;土壤盐分组成中,含阳离子Ca
2+
、Na
+
、Mg
2+
、K
+
和阴离子Cl
-
、SO
2
4
、HCO
-
3
,不含CO
2-
3
,土壤盐分的特征因子为Ca
2+
、C1
-
、SO
2-
4
、NaCa
+
,其盐渍类型主要为硫酸盐-氯化物型,重碳酸盐是土壤盐分的次要成分;该生境土壤中在整个垂直剖面上Ca
2+
的含量丰富,属典型钙质土。
2011 Vol. 9 (1): 82-86 [
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杨欣； 蔡银莺
武汉市农田生态环境保育补偿标准测算
实地调研的基础上,运用条件价值评估法对武汉市农田生态环境保育的受益、保育方进行面对面的问卷调查,分析估算出受访者对武汉市农田生态环境的支付意愿和受偿意愿。对366份有效问卷进行分析表明:1)居民普遍认识到了保育农田生态环境的重要性,在对农药、化肥不同程度限制施用下,82.12%的受访市民对农田生态环境保育有支付意愿,74.45%的受访农户有受偿意愿;2)当化肥、农药施用在不同限制强度下,市民对农田生态环境保育的支付意愿和农户的受偿意愿均随着限制程度的增强而提高,市民对农田生态环境保育的补偿意愿为3 351.53～7 277.25元/hm
2
,农户的受偿意愿为3 866.55～7624.43元/hm
2
;3)市民支付意愿的高低与其性别、文化程度、婚姻状况和食品开支比例呈相关关系,农户的受偿意愿高低与其性别、年龄、从事农业年限和是否兼业相关。
2011 Vol. 9 (1): 87-93 [
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94
旷建军； 旷柏根； 彭珍宝； 谢振华； 刘玲； 袁正科； 王海昀
崀山丹霞地貌区天然常绿阔叶林群落物种多样性研究
采用样方法采集数据,以重要值为测度指标,以丰富度指数
D
2
、Simpsom指数
D
1
、Shannon-Wiener指数
H
′
、Sheldon均匀度指数
J
SW
和Pielou均匀度指数E为测度指数,研究了崀山丹霞地貌14个天然常绿阔叶林群落物种多样性。结果表明:1)在相似生境中,随着群落演替至亚顶极阶段,物种多样性的变化趋势是增加的,顶极群落中,生境变优,灌、草层物种多样性的变化趋势为增加,而乔木层无明显变化规律;2)群落物种多样性随海拔的变化,除一般常见的变化模式外,还出现一种双峰曲线模式;3)
H
′
较
D
1
,E较
J
SW
具有较高的敏感度。
D
1
与
H
′
在描述群落乔、灌、草,
H
′
与E、
D
1
与E、
J
SW
与
E
在描述乔木,
J
SW
与
E
在描述草本之间物种生物多样性上有相似的作用。表明:丹霞地貌中海拔、生境和演替影响植物群落物种多样性,
H
′
、
D
1
J
SW
与
E
能单独表达丹霞地貌群落物种多样性。
2011 Vol. 9 (1): 94-98 [
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99
吴冰； 朱元骏； 邵明安
含砾石土壤坡面流速及产流产沙过程研究
在模拟降雨条件下对5种土壤(砾石质量分数分别为0、10%、20%、30%、40%)的坡面流速及产流产沙过程进行研究,以期深入了解含砾石土壤的水土流失过程。结果表明:含砾石土壤的坡面流速和径流量大于不含砾石的土壤;在降雨初期0～10min内,含砾石土壤的产沙量随时间呈显著增加趋势,峰值出现在10 min左右,随后产沙量逐渐降低;降雨后期30～60min内,含砾石土壤的产沙量又呈增加趋势,尤其是砾石含量为30%和40%的土壤产沙量显著增加,且随时间有一定波动。试验中,5种土壤的总产沙量与砾石含量正相关,径流含沙率与产沙量则呈显著线性正相关。
2011 Vol. 9 (1): 99-103 [
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胡建忠
生态清洁型小流域建设:绿化·美化·净化·产业化
水土保持生态清洁型小流域建设要从"四化"即"绿化""美化""净化"和"产业化"方向科学有序发展。"绿化"是支撑水土保持生态清洁型小流域建设目标的基础,"美化"是提升水土保持生态清洁型小流域建设质量的砝码,"净化"是左右水土保持生态清洁型小流域建设成败的关键,而"产业化"是衡量水土保持生态清洁型小流域建设效益的试金石。这4个方面的工作做好了,一个水土保持生态清洁型小流域的建设工作才算全面完成。
2011 Vol. 9 (1): 104-107 [
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108
谢春平； 方彦； 方炎明
乌冈栎群落乔木层种群生态位分析
通过野外群落调查,以物种重要值为生态位计算的资源状态指标,应用Levins公式、Hurtlbert公式、Pianka公式和Schoener公式,对福建将石、浙江开化、广东仁化、湖南沅陵和贵州荔波的乌冈栎群落乔木树种的生态位宽度、生态位重叠和生态位相似性比例进行了计算与分析。结果表明:1)乌冈栎作为群落的建群种,其生态位宽度要大于其他物种,Levins和Hurtlbert生态位宽度值在各群落中分别为0.678、0.690、0.693、0.682、0.694和0.879、0.950、0.967、0.908、0.972。2)从Pianka生态位重叠值来看,
N
p
0.4的高相似性分布段中,将石、开化、仁化、沅陵和荔波所占比例分别为44.76%、24.09%、33.33%、39.08%和43.69%,相似性比例越高的种对,对资源的需求就具有越高的趋同性,由此可判断群落生态位分化的程度。4)乌冈栎林属于稳定的地形顶级群落,各物种所占据的生态位是自然界长期选择的结果,群落处于动态的稳定状态;在没有外部干扰的情况下,乌冈栎将长期保持优势种的地位。
2011 Vol. 9 (1): 108-114 [
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115
王小燕； 李朝霞； 徐勤学； 蔡崇法
砾石覆盖对土壤水蚀过程影响的研究进展
土壤中砾石的存在对水蚀过程有着重要的影响,有关砾石特别是表土砾石覆盖对土壤水蚀影响的研究结果表明,表土砾石对溅蚀分散、细沟间及细沟侵蚀等坡面侵蚀过程有重要影响:1)泥沙溅蚀分散量与砾石覆盖度呈负相关关系;2)砾石覆盖与细沟间侵蚀的关系较为复杂,这取决于表土的结构、砾石的位置和大小以及坡度等因素,当砾石嵌入结皮表土时,二者呈负相关关系,当砾石置于表土之上或嵌入具有结构孔隙的表土时,二者呈正相关关系;3)砾石覆盖对细沟间侵蚀产沙的作用效率与砾石粒径呈负相关关系,砾石置于表土之上的表土产沙量总低于砾石嵌入表土的产沙量;4)表土砾石覆盖能抑制细沟的形成,增加细沟糙度,降低细沟径流速率以及径流的侵蚀速率。鉴于砾石对水蚀过程的重要影响,RUSLE、WEPP和EUORSEM等土壤侵蚀模型预报含砾石土壤流失量时对相关参数做了修正。
2011 Vol. 9 (1): 115-120 [
摘要
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2108
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