中国水土保持科学
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2011年 9卷 3期
刊出日期 2011-06-30
1
范清成, 王飞, 穆兴民, 刘振东, 李锐
保护性耕作对土壤风蚀的影响
保护性耕作能够有效减少农田土壤风蚀。通过室内风洞模拟试验，研究秸秆覆盖、留茬和垄作3种保护性耕作措施对黄土高原北部农田土壤风蚀的影响。结果表明：1）秸秆覆盖和留茬能有效降低土壤风蚀速率，秸秆覆盖量为4210kg/hm
2
时土壤风蚀速率最小，与对照相比减少62.8%；垄作在低风速下能够降低土壤风蚀率，垄向与风向垂直时降低土壤风蚀，垄向与风向平行甚至加剧土壤风蚀；土壤风蚀速率随着覆盖量的增加而降低，随着留茬高度的增加而降低。2）采取保护性耕作措施时，土壤风蚀速率与风速呈显著幂函数关系。3）秸秆覆盖处理0～60cm总输沙量最小，垄作方式总输沙量最大；垄向与风向垂直的垄作方式0～60cm输沙量主要集中在45～60cm，其他耕作方式下0～60cm输沙量主要集中在0～15cm。0～15cm输沙量比例随风速的增加而升高，风速一定时则随留茬高度的降低而降低，随秸秆覆盖量的增加而降低。因此，为减少该地区的土壤风蚀，宜采用秸秆覆盖、留茬20cm以及二者结合的保护性耕作措施来降低土壤风蚀量。
2011 Vol. 9 (3): 1-5 [
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6
张颖
采用最优控制方法计算我国森林涵养水源的价格
为了更好地对我国森林涵养水源的价值进行研究和管理，促进森林生态补偿的发展，在相关研究的基础上，根据经济控制理论的知识，采用最优控制方法，通过收集我国7大流域森林面积、降雨量、蒸发量、径流量和GDP等数据，建立7大流域森林涵养水源的价格核算模型。结果表明：我国最优森林涵养水源的价格为1.043元/m
3
；所建森林涵养水源的核算模型具有统计学意义，也具有经济学含义。研究结果对森林生态效益补偿和水资源管理具有指导意义。
2011 Vol. 9 (3): 6-12 [
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13
吴雨夫, 余斌, 马煜, 张惠惠, 褚胜名, 李丽
汶川强震区都江堰市双养子沟泥石流调查
2010年都江堰地区“8·13”强降雨导致该市龙池镇双养子沟爆发泥石流灾害。此次泥石流发生在汶川地震的高烈度区，是地震与降雨共同作用下的结果，研究其形成及成灾过程对认识强震区泥石流的发育意义重大。通过对此次泥石流灾害的现场调查，分析双养子沟泥石流流域特征，特别是在地震和暴雨共同作用下的泥石流沟道特征，讨论泥石流的起动方式。结果表明：双养子沟内崩塌滑坡体十分发育，沟床含有丰富的固体松散物质，沟内还分布有多处跌水坎及天然堆石坝；双养子沟道右岸滑坡体H1是在强降雨情况下失稳滑入沟床，堵塞沟道，然后在洪水作用下溃决形成泥石流的；泥石流沟在20a一遇或大于20a一遇强降雨条件下很有可能再次爆发泥石流。
2011 Vol. 9 (3): 13-17 [
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18
吕明权, 王继军, 江青龙, 张怀, 郝晓东
基于LUCC的冀北土石山区东北沟流域土壤侵蚀时空变化分析
在GIS技术的支持下，利用气候、土壤、植被盖度、DEM、土地利用现状调查和影像等数据，揭示东北沟流域土地利用和土壤侵蚀变化特点，明确土地利用类型与土壤侵蚀的关系。结果表明：1）近20年来流域土地利用变化剧烈，林地增加，草地、耕地和难利用土地减少，林地和草地之间及其内部转化较为明显；2）土壤侵蚀模数由1990年的5136.13t/(km
2
·a)减小到2009年的1823.30t/(km
2
·a)，土壤侵蚀强度明显减弱，土壤侵蚀由轻度侵蚀(32.78%)和中度侵蚀(28.49%)为主减弱到以微度侵蚀(42.16%)和轻度侵蚀(33.25%)为主；3）不同土地利用类型的平均土壤侵蚀模数均有大幅度的下降，其差异也比较明显，林地、居住建筑用地的侵蚀强度较小，难利用土地土壤侵蚀强度较大。难利用土地是今后水土流失治理的重点区域。
2011 Vol. 9 (3): 18-25 [
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26
车小力, 王文龙, 郭军权, 韩芳芳
上方来水来沙对浅沟侵蚀产沙及水动力参数的影响
浅沟侵蚀是黄土高原重要的侵蚀类型，上方汇水对坡面浅沟侵蚀具有重要的影响。采用野外放水冲刷试验，定量分析26°坡耕地在上方来水量为5、10和15L/min时对坡下方浅沟侵蚀产沙及其水动力参数的影响。结果表明：上方来水的汇入使浅沟水流流速明显增大，雷诺数、弗劳德数、水流功率和剪切力分别增大33%～76%、21%～47%、29%～72%和18%～42%，阻力系数减少11%～13%，导致浅沟侵蚀产沙量明显增大；除流速和弗劳德数外，其余水动力参数随放水时间的延长呈递增趋势；上方来水使浅沟侵蚀产沙量相对增量与水流功率和剪切力相对增量均呈幂函数关系。
2011 Vol. 9 (3): 26-31 [
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32
唐蕴, 杨爱民, 张宏建, 唐克旺
沈阳市河川径流演变趋势分析
在全球气候变化和人类活动影响下，流域河川径流已经发生了显著变化。以沈阳市1980—2007年28年的实测径流数据为基础，采用数理统计分析方法，对沈阳市的河川径流变化规律进行研究。结果表明：沈阳市河川径流已经表现逐渐减少的趋势，径流模数减少幅度在108～1万2093m
3
/(km
2
·a)之间，平均减少2061m
3
/(km
2
·a)，蒲河减少最大，饶阳河减少最小；由于人类取用水导致的河川径流减少程度平均为23.11%，其中辽河、浑河、柳河减少程度较大，养息牧河减少程度最小。
2011 Vol. 9 (3): 32-35 [
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36
李国华, 张建锋, 赵秀海, 朱金兆, 岳增璧
基于台田及营养客土基盘技术的滨海重盐碱地桑树造林试验
以唐山市滨海地区重盐碱地为研究对象，以南堡盐场为试验地，采用营养客土基盘技术，以及不同的整地技术，进行桑树苗造林试验。结果表明：在台田上采用营养客土基盘具有阻隔盐碱的作用，桑树苗成活率明显高于对照苗，大部分桑树苗能够成活，说明营养客土基盘具有良好的改土阻盐效果，能够为树木正常生长创造良好的小生境条件，有利于提高造林成活率，促进林木生长；采用隔离式客土基盘阻盐等综合技术，在渤海湾重盐碱地进行造林是可行的。研究结果可为唐山地区重盐碱地造林提供改土阻盐技术支持，从而有利于推动重盐碱地的造林工作。
2011 Vol. 9 (3): 36-39 [
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40
殷小琳, 丁国栋, 张维城
降雨及隔盐层对滨海盐碱地水盐运动的影响
为探索不同材料隔盐层对滨海盐碱地水盐运动的影响，在白蜡林地树穴底部布设炉渣和沙子作为隔盐层，比较研究不同深度土壤水分和总盐分的季节性变化规律。结果表明：土壤表层和不同深度处土壤含水量及含盐量变化规律不同，表层主要受降雨和蒸发影响，底层则同时还受地下水位变化的影响；1个雨季中，土壤表层强降雨的淋洗作用极为明显，表层不同隔盐层的差异性不太明显，但离表层30cm处各隔盐层隔盐和抑制返盐的效果非常明显，设置炉渣隔盐层处理的电导率从5月份的591ms/m下降到了10月份的493ms/m，沙子隔盐层处理的电导率从558ms/m下降到501ms/m；离表层60cm处炉渣隔盐层从810ms/m下降到582ms/m，沙子隔盐层从607ms/m下降到560ms/m。从减小电导率的幅度上来看，炉渣的隔盐效果好于沙子。
2011 Vol. 9 (3): 40-44 [
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45
孟杰, 卜崇峰, 李莉, 张兴昌, 孙占锋, 张小军
侵蚀条件下生物结皮对坡面土壤碳氮的影响
为了探讨侵蚀条件下生物结皮对坡面土壤碳氮的影响，通过野外小区对比试验与室内分析相结合，研究有、无生物结皮坡面土壤有机质、全氮、硝态氮和铵态氮的分布特征。结果表明：生物结皮对坡面土壤碳氮积累具有重要意义，同一坡位下，土壤有机质、全氮和硝态氮含量在0～20cm剖面上均明显表现为生物结皮大于无结皮。总体来看，生物结皮对土壤碳氮的影响主要集中在0～10cm土层，与无结皮相比，土壤有机质、全氮、硝态氮和铵态氮平均储量分别增加了44.7%、18.2%、39.2%和4.33%。生物结皮能显著增加0～2和2～5cm土壤硝态氮含量（
P
<0.05），这除了生物结皮对土壤养分的保蓄效应外，还可能与生物结皮向土壤释放硝态氮有关。由于铵态氮流失特征不同于硝态氮，加之生物结皮可能会利用或释放铵态氮，使生物结皮对其影响表现出无明显规律性。相关分析表明，土壤有机质与全氮、硝态氮和铵态氮均达到了极显著或显著的正相关关系（
P
<0.01或
P
<0.05）。综上所述，侵蚀环境下生物结皮发挥着重要的固土蓄肥功能，这对研究区退化生态系统的恢复和重建具有积极的意义。
2011 Vol. 9 (3): 45-51 [
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52
董伯骞, 黄选瑞, 夏明瑞
退化华北落叶松林枯落物对近自然经营的短期响应
以冀北山地退化华北落叶松人工林为研究对象，探讨枯落物持水性能对不同经营措施3年内的短期响应，为深入研究近自然经营对森林水土保持功能的影响提供理论依据。结果表明：1）皆伐带（封禁+带状皆伐+人工存进更新）内枯落物储量先增加后减少，保留带（只封禁）内持续增加；2）最大持水率增幅为皆伐带15m（72.54%）>皆伐带30m（49.54%）>保留带（27.03%），有效拦蓄率增幅为皆伐带15m（110.13%）>皆伐带30m（83.27%）>保留带（40.64%），最大持水量增幅为保留带（175.96%）>皆伐带15m（70.39%）>皆伐带30m（47.01%），有效拦蓄水量增幅为保留带（204.99%）>皆伐带30m（141.96%）>皆伐带15m（50.37%）；3）人工促进更新2年后白桦幼林地枯落物储量、最大持水量和有效拦蓄水量都高于华北落叶松和蒙古栎幼林地。因此，近自然经营措施在短期内可显著增强林地枯落物层水土保持功能，是恢复退化华北落叶松林生态功能的有效手段。
2011 Vol. 9 (3): 52-58 [
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李俊英, 李素清, 韩锦涛
汾河上游流域沿程典型水样点水质变化分析
为研究25年来汾河上游流域的水环境变化是否影响太原居民正常供水，以确保该流域经济和环境的可持续发展，根据汾河上游流域1985—2010年水质资料和5个水样点(汾河头马营、宁化、东寨、河岔、汾河水库)的水样，采用单因子评价方法(据水质评价标准，确定水质类别)和综合评价指数法对该流域沿程水质变化进行分析。结果表明：1）汾河上游水质在2002年前后变化比较明显，主要表现在水质类型普遍升高，大多从Ⅱ、Ⅲ类水上升为Ⅳ类以上水质。宁化到河岔间超Ⅲ类水的比例增大，汾河水库水质类型变化不很明显，基本处于Ⅱ、Ⅲ类水质。这主要是由于上游炼焦、洗煤废水排放和化肥的大量使用使高锰酸盐指数、BOD
5
和氨氮上升，导致水质类型发生年际变化。2）汾河上游水质污染指标中，高锰酸钾和氨氮沿程都呈上升趋势，说明沿程水域中亚硝酸盐过高，水环境不适合水中无机和有机污染物的分解，导致水质恶化。3）汾河上游流域水质综合情况是有机污染物浓度和种类发生了变化，水体的富营养化程度和硬度日趋增高，主要原因是由于流域用水量增加和污染物处理不当，导致污染严重。整体来看，汾河上游水质在不断恶化，采取各项措施保护汾河上游流域水环境是当前和今后工作的重点。
2011 Vol. 9 (3): 59-64 [
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65
耿桂俊, 白岗栓, 杜社妮, 于健, 李曼
保水剂施用方式对土壤水盐及番茄生长的影响
为探讨保水剂不同施用方式的应用效果，在河套灌区，以不施为对照，开展撒施、穴施、沟施和混施BJ2101L保水剂对土壤水分、盐分和番茄生长影响的田间试验。结果表明：1）沟施、穴施和混施均显著提高0～80cm土层土壤水分，特别在番茄坐果期较对照提高了12.66%、9.40%和7.50%；2）保水剂可有效抑制土壤盐分的积累，提高番茄幼苗成活率，沟施、穴施、混施和撒施番茄产量较对照提高了37.70%、30.93%、26.35%和12.87%，水分利用效率提高了56.58%、44.98%、32.58%和24.05%。因此，河套灌区番茄生产中保水剂应以沟施为主。
2011 Vol. 9 (3): 65-70 [
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71
钟义军, 叶川, 黄欠如, 章新亮, 武琳, 孙永明, 秦江涛
红壤缓坡花生地不同水土保持措施效果分析
采用径流小区试验，以花生常规种植为对照，研究红壤荒坡花生地花生+草篱、花生+覆盖+草篱、花生+覆盖3种种植措施的水土保持效果。试验从4月份花生种植后开始测定，8月底花生收获结束。结果表明：1）3种种值措施地表径流量均随日降雨量的增大而增大；2）3种种植措施地表径流量、土壤侵蚀量均与对照差异显著（
P
<0.01）。表明，花生+覆盖+草篱是红壤缓坡花生地有效的水土保持措施。
2011 Vol. 9 (3): 71-74 [
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75
范建荣, 王念忠, 陈光, 焦剑, 谢云
东北地区水土保持措施因子研究
东北地区土壤流失日益严重，亟需了解各种措施的水土保持效果，为水土保持规划和土壤流失预报提供科学依据。利用4个小流域17个径流小区总计343次产流产沙观测资料，计算并比较了本区7种主要水土保持措施因子值。水平台田和水平坑的工程措施因子值分别为0.020和0.061；灌木梗和封禁的生物措施因子值分别0.054和0.363。大豆顺坡种植、横坡种植和地梗植物带的耕作措施因子值分别为0.624、0.257和0.186。研究成果可为应用土壤侵蚀模型进行土壤流失预报服务。
2011 Vol. 9 (3): 75-78 [
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79
万龙, 马芹, 张建军, 付艳玲, 张晓萍
黄土高原降雨量空间插值精度比较——KRIGING与TPS法
黄土高原地域广阔，降雨量时空分布复杂多变，插值方法将影响降雨量的时空变化特征分析，进而影响水文及土壤侵蚀模拟效果。采用黄土高原河龙区间及毗邻地区50余个气象站点20年(1981—2000年)的降雨量数据，分别利用KRIGING（克里金）和TPS（薄板光滑样条）方法对多年平均、年和月降雨量进行插值，对研究区内27个站点进行交叉验证，比较和分析其插值精度变化特征。结果表明：1）无论多年平均，还是年和月尺度，KRIGING与TPS方法降雨量插值结果都能正确反映河龙区间降雨量的空间变化趋势，2种方法交叉验证平均一致性指标（
A
）绝对值相差均在±0.01范围内，2种方法面平均插值精度均没有显著性差异。2）不同时间尺度的插值精度，KRIGING与TPS 2种插值方法的交叉验证平均一致性指标（
A
）均表现出多年均值优于4月约14%，优于年值约19%，优于7月约35%。
2011 Vol. 9 (3): 79-87 [
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88
张景奇, 关威, 孙萍, 纪秀娟
基于K-T变换的地表水体信息遥感自动提取模型
传统的水体提取方法阈值法和谱间关系法对于水体和云体阴影难以区别，影响提取精度。为建立一种能精确提取水体并且能够消除各种云体阴影影响的模型，对所研究的图像先进行K-T变换，再利用新生成的6个波段建立水体信息提取模型。结果表明：只有水体（Water）的波谱曲线具有W型的独特特征,建立的水体提取模型Greenness〈Wetness〉Fourth不但可消除云体阴影，而且可高精度地提取地表水体。
2011 Vol. 9 (3): 88-92 [
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93
李洁, 周春娥, 梁志英, 苗青
干旱胁迫对乌头部分生理指标的影响
运用模糊隶属法，以北乌头、高乌头、山西乌头、牛扁和华北乌头的移栽苗为试材，研究中度(T1)和严重(T2)干旱胁迫对乌头生理特性的影响，为抗旱性植物的选取提供方法和依据。结果表明：1)细胞膜透性：北乌头在T1和T2处理下分别显著低于和高于对照（CK），高乌头和华北乌头在T2处理下才显著增高，而山西乌头和牛扁在T1和T2处理下都显著增高; 2)丙二醛质量分数：高乌头、牛扁、华北乌头在T1、T2处理下均显著升高，山西乌头只在T2处理下显著升高，北乌头则在T1处理下显著升高; 3)叶绿素质量分数：在干旱胁迫下除牛扁的叶绿素a质量分数上升外，其余乌头均显著低于对照，而干旱胁迫下5种乌头的叶绿素b质量分数增减差异较大；4)净光合速率：北乌头和高乌头在T1和T2处理下均显著下降，但T1、T2处理间无显著差异，山西乌头只有在T2处理下显著降低，牛扁在干旱处理下反而上升，华北乌头无显著反应；5)根据抗旱隶属值，5种乌头的抗旱性由大到小的顺序为北乌头、高乌头、山西乌头、华北乌头、牛扁。
2011 Vol. 9 (3): 93-100 [
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101
高国雄, 吴发启, 周米京
关于水土保持专业课程体系设置的问卷调查
课程体系的建立是水土保持与荒漠化防治特色专业建设的核心。通过座谈、问卷等调查形式，对水土保持与荒漠化防治专业本科培养方向、课程设置、学时安排、实践内容及学生实际能力等方面进行调查研究。结果表明：西北农林科技大学水土保持与荒漠化防治专业本科课程设置较合理，基本能满足社会实践需要，学生基础知识较扎实，但实际工作适应能力还有待提高；根据调查意见构建的新的课程体系，压缩了6门课程，增加了主要课程学时设置，可以更好地满足社会实践需要。
2011 Vol. 9 (3): 101-105 [
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106
王秀颖, 高晓飞, 刘和平, 路炳军
土壤水稳性大团聚体测定方法综述
湿筛法是测定土壤团聚体粒径分布和稳定性的经典方法。土样在湿润过程中，同时发生了崩解、差异膨胀和物理化学分散作用。已有的湿润方法按湿润速度可分为快速湿润和慢速湿润，按土样所处的气压条件可分为常压湿润和高真空湿润。常压快速湿润过程中，水分沿毛管快速渗入土体，土壤内部封闭的空气被压缩，产生微型爆炸，对团聚体破坏较大；慢速湿润和真空湿润能使团聚体稳定性显著增大。如果是为全面了解土壤团聚体稳定性及粒径分布的信息，可对土样采用常压快速湿润和常压慢速湿润（或真空湿润）2种预湿润。湿筛的作用在于区分不同粒级的土壤颗粒，应尽量减小对团聚体颗粒进一步的磨蚀作用，因此湿筛过程中振动速度不能太快。筛目可以根据实验目的选择。
2011 Vol. 9 (3): 106-113 [
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114
王艳, 王力
生态足迹研究进展述评
生态足迹模型自1992年被提出以来，引起了众多学者的关注，经过近20年来的发展，生态足迹模型研究发生了显著的变化，特别是在我国取得了长足的进步。通过简单介绍生态足迹的概念、计算方法以及优缺点，回顾国外的研究进展，重点介绍国内生态足迹的研究概况，展望生态足迹今后的研究方向。
2011 Vol. 9 (3): 114-120 [
摘要
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