中国水土保持科学
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中国水土保持科学
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2013年 11卷 2期
刊出日期 2013-04-30
1
刘震
我国水土保持情况普查及成果运用
2010 年至2012 年开展了第一次全国水利普查水土保持情况普查。此次普查采用的方法、手段,获取的资料信息和组织方式等方面在我国土壤侵蚀普查历史上均创造了多个首次。通过普查,全面查清了我国土壤侵蚀的面积、分布与强度,首次查清了西北黄土高原区和东北黑土区侵蚀沟道的数量、分布与面积以及水土保持措施的类型、数量与分布。普查结果客观反映了我国水土流失现状和多年来的防治成效,为国家宏观生态建设决策与水土流失防治提供科学依据。建议今后突出重点加快水土流失治理,继续推进大面积生态修复,加大坡耕地和沟道综合治理力度,积极开展生态清洁小流域建设,全力推动水土保持信息化建设。
2013 Vol. 11 (2): 1-5 [
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刘建祥, 李智广, 张晓萍, 李锐, 许晓鸿, 周鸿文
最近30 年河龙区间降雨侵蚀力的时空演变特征
为准确定量评估代表降雨引起土壤侵蚀潜在能力的指标——降雨侵蚀力,收集黄河中游河龙区间各县共96个气象站点1981—2010 年的日降雨资料,基于半月降雨侵蚀力模型对区间半月、月、季节、年尺度上降雨侵蚀力的时空变化特征进行评价。结果表明:1)7 月下半月、8 月和夏季的降雨侵蚀力分别在相应的时间尺度上最大,年均降雨侵蚀力在空间上从西北到东南呈增加趋势;2)河龙区间年降雨侵蚀力总体呈下降趋势,减少的面积占区间总面积的68.45%,7 月上半月降雨侵蚀力的减少对区间年降雨侵蚀力的减少贡献最大;3)年降雨侵蚀力增加的地区主要集中于河龙区间西北部和东南部,7 月上半月降雨侵蚀力呈增加趋势的面积仅占总面积的1.12%。
2013 Vol. 11 (2): 6-13 [
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孙蓓, 毛丽丽, 赵军, 雷廷武
应用自动测量系统研究流量对土壤入渗性能测定的影响
土壤入渗对水文过程研究与农林业生产等具有十分重要的意义。将土壤入渗性能自动测量系统应用于室内试验,研究不同供水流量对土壤入渗性能测定结果的影响,以检验测量方法和系统及其对流量的反应。试验包括3个流量(0.75、1.02、1.92 L/ h),每个流量设置3 次重复。测量系统在计算机控制下,自动获取地表湿润面积随时间的变化(增大)过程,然后分别应用数值算法和近似算法计算土壤入渗性能。结果表明:测量系统使用方便,计算过程简便;供水流量对土壤入渗性能的测量结果影响不显著,不同流量的测量结果均可以准确表达土壤入渗的全过程。试验测量结果为该方法应用的流量范围提供了参考,同时为进一步理解土壤入渗过程提供了工具。
2013 Vol. 11 (2): 14-18 [
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成婧, 吴发启, 王健, 云峰, 吴光艳, 于晓玲
渭北旱塬不同程度土壤侵蚀及生产力恢复试验
土壤侵蚀会降低生产力,影响作物产量,因此,恢复土壤生产力是人们普遍关注的问题。采用人工模拟土壤侵蚀方法,对侵蚀状况下的土壤进行生产力研究,并配以施肥探索土壤生产力的恢复情况。结果显示:1)施肥可以改善土壤的物理性状,侵蚀土壤的含水量降低,密度增加,孔隙度减小;2)在无肥下,土壤中有机质及其他养分质量分数均随侵蚀程度的加深而减少,施肥可以增加土壤中有机质及各养分的质量分数,但施肥后各养分的质量分数整体上仍呈现出随侵蚀深而降低的趋势;3)土壤侵蚀会减少玉米的生物量,平均每侵蚀1 cm 土层,玉米生物量下降0.38%,施肥可以在一定程度上弥补侵蚀所造成的损失;4)同生物量的变化情况,玉米产量也呈现出随侵蚀程度加深而逐渐下降的趋势,每流失1 cm 土层,玉米产量平均下降2.49%,施肥能够提高一定的玉米产量,在剥离地表20 cm、剥离地表10 cm、原状未扰动土和覆盖10 cm 表土4 种不同的地表处理下,常规施肥下的玉米产量比无肥分别提高2.44%、2.13%、1.50%和1.23%,过量施肥比无肥分别提高2.99%、2.56%、1.98%、1.14%。
2013 Vol. 11 (2): 19-24 [
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郭德亮, 胡伟, 樊军, 王力
黑河中游绿洲不同景观单元表层土壤水分空间变异性
了解黑河中游绿洲生态系统表层土壤水分空间分布规律可为绿洲生态系统水资源合理分配与利用提供参考。使用地统计学方法分析黑河中游绿洲8—10 月戈壁、林地、农地3 种典型景观单元表层土壤水分空间变异特征。结果表明:1)3 种景观单元土壤含水量从8—10 月有下降趋势,呈中等变异特征且土壤水分相对变异(变异系数)一般在干燥时较大,绝对变异(标准差)在湿润时较大;2)表层土壤水分具有明显空间结构及季节变化特征,呈明显斑块状分布,最优拟合模型均为指数模型;土壤水分基台值和变程的变化大致与土壤平均含水量的变化呈相同趋势,具有中等和强烈的空间相关性,且10 月份的土壤水分空间自相关性明显大于8 和9 月,相似性质斑块空间尺度有缩小趋势;3)在黑河中游绿洲区景观类型、土壤平均含水量、土壤、地貌、气候条件及人为管理等因素是造成黑河中游荒漠绿洲区表层土壤水分呈现时间和空间上明显差异的主导因素,其中平均含水量起的主导作用是持续存在的。
2013 Vol. 11 (2): 25-32 [
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毕彩霞, 穆兴民, 赵广举, 白桦
渭河流域气候变化与人类活动对径流的影响
以黄河最大的一级支流渭河为研究对象,根据渭河流域华县水文站1958—2011 年径流资料,采用Mann—Kendall 趋势检验、Pettitt 非参数统计和双累积曲线法分析径流序列的变化趋势和突变点,同时采用水量平衡法定量分析气候变化和人类活动对径流量的影响。结果表明:1)华县水文站径流量呈显著下降趋势(标准正态统计变量< -2.23),年均递减系数为0.86 mm/ a;2)径流量自1994 年呈显著性减少趋势,据此将径流序列划分为2 个阶段,即基准期1958—1994 年和变化期1995—2011 年;3)变化期较基准期在枯水年、平水年和丰水年径流量分别下降64.6%、41.3%和45.5%,枯水年流量下降趋势最为明显;4)华县站以上控制区内降雨变化和人类活动对径流变化的贡献率分别为49.0%和51.0%,气候变化对渭河径流量的影响主要是由降水量的减少引起的。
2013 Vol. 11 (2): 33-38 [
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冯慧敏, 王电龙, 胡振华
风化煤矸石坡面水土流失规律模拟
采用室内模拟径流冲刷试验,研究风化煤矸石坡面水土流失规律。结果表明:1)在设计径流量为2.0 和2.5L/ min 时,坡面产流曲线呈现为“单峰冶或“多峰冶曲线,没有明显规律性,当设计径流量增大到3.0 和3.5 L/ min 时,坡面产流曲线多为“单峰冶曲线,且峰值出现时间较早,具有相似的规律性;2)坡面平均产流量随设计径流量和坡度的增大而迅速增大,增长趋势符合幂函数关系,且设计径流量对坡面平均产流量的影响大于坡度;3)坡面平均产沙率随设计径流量和坡度的增大增长趋势明显,增长趋势符合幂函数关系,且设计径流量对坡面平均产沙率的影响大于坡度。研究结果可为工矿区水土保持提供一定的参考。
2013 Vol. 11 (2): 39-44 [
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闫浩文, 刘艳平, 曹建君
民勤绿洲地下水埋深影响因素分析及其变化趋势预测
水是民勤绿洲环境保护和经济发展的关键,对影响民勤绿洲地下水资源变化的主要因素及其未来变化趋势进行预测,可为绿洲地下水资源合理开发和利用提供科学依据。利用相关性分析法,找出与民勤绿洲地下水埋深观测值相关性较好的影响因素,然后运用主成分线性回归法确定地下水埋深观测值与其主要影响因素的定量关系,并利用灰色预测法对影响绿洲地下水埋深变化的主要因素(包括人口、粮食产量和上游来水量)及地下水埋深进行趋势预测。结果表明:民勤绿洲的人口、粮食产量、上游来水量、GDP、蒸发量和大牲畜存栏量与地下水位变化密切相关;人口和粮食产量的增加会导致地下水埋深的下降,且人口增加对地下水埋深的影响远大于粮食产量增加对地下水埋深的影响;未来6 年中,民勤绿洲人口和粮食产量总体呈增长趋势,上游来水量呈逐年减少趋势,地下水埋深呈下降趋势。
2013 Vol. 11 (2): 45-50 [
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徐洪雨, 王英宇, 宋桂龙, 韩烈保
华北土石山区公路边坡常见植物根系地下分布特征
以京承高速公路(三期)边坡常见植物为研究对象,通过全挖法,调查研究华北土石山区公路边坡常见植物根系地下分布特征。结果表明:1)木本植物根系的总根长和总干质量远远大于草本植物;2)在不同土层,随着地下深度的加深,木本植物的根长和根干质量所占比例逐渐降低,而草本植物沙打旺和紫花苜蓿的则逐渐升高,草本植物高羊茅的根系集中分布在垂直坡面的地下10 cm 范围内;3)植物总根长的比较结果为胡枝子> 刺槐> 紫穗槐,高羊茅> 沙打旺> 紫花苜蓿;木本植物刺槐和紫穗槐以粗根的根长比例最大,胡枝子细根的根长比例最大,草本植物紫花苜蓿和沙打旺粗根的根长比例最大,高羊茅细根的根长比例最大;4)随着地下深度的加深,刺槐、紫穗槐、紫花苜蓿和沙打旺的主根与边坡夹角逐渐变小,最终贴着岩面顺势向下生长,遇到岩面后会改变其生长方向或扎入岩缝生长;5)高羊茅须根与边坡的夹角约为10毅,基本为沿着坡面向下生长,胡枝子无明显主根,地下分布深度较浅,以茎干为中心向坡面四周延伸。
2013 Vol. 11 (2): 51-58 [
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耿兵, 王华田, 王延平, 薛保健, 李文强
刺槐萌生林与实生林的生长比较
刺槐是我国重要用材树种和生态公益林树种。针对刺槐萌生林生长状况出现下降等问题,在山东省沂山林场(E 118毅36忆,N 36毅10忆)和泰山药乡林场(E 117毅19,N 36毅17忆),选取具有代表性的刺槐实生一代林和萌生二代林林分为研究对象,对林分结构特征、立木生长进程、干形等因子进行调查分析。结果表明:1)刺槐萌生二代林树高在前22 年、材积总生长量和材积平均生长量在前17 年、材积连年生长量在前14 年均大于实生一代林,但随后各个指标生长量均小于实生一代林。2)刺槐实生一代林树干通直,而刺槐萌生二代林绝大部分树干弯曲,难以成材。3)提出用树干弯曲指数描述干形弯曲程度,并根据干形弯曲指数大小,将刺槐萌生二代林立木干形弯曲程度划分为无弯曲、极小弯曲、轻度弯曲、中度弯曲、重度弯曲5 级。发现,刺槐萌生二代林中,树干中度和重度弯曲林木约占整个刺槐林的34.8%;树干无弯曲的树木极少,只占0.86%;树干极小弯曲的树木占33.8%。通过分析讨论刺槐连续无性更新林分生长迟缓、干形不良、不能成材成林的原因,认为刺槐无性更新问题是一个值得引起关注和研究的重要问题。
2013 Vol. 11 (2): 59-64 [
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陈志成, 王志伟, 王荣荣, 杨吉华, 耿兵, 张永涛
3 种阔叶树种对持续干旱的生理响应及抗旱性评价
采用盆栽的试验方法,测定持续干旱条件下2 年生五角枫、臭椿、黄连木幼苗的丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、细胞膜透性、叶片相对含水量、叶绿素、脯氨酸、光合生理参数,研究其对干旱胁迫的生理响应,并用隶属函数法进行抗旱性评价。结果表明:随干旱程度的加剧,3 树种的MDA、细胞膜透性、脯氨酸都呈上升趋势,叶片相对含水量、净光合速率呈降低趋势;五角枫与臭椿叶片的SOD 活性呈先升后降的变化趋势,黄连木叶片的SOD活性呈先升后降再升的变化趋势;五角枫与臭椿叶片叶绿素含量先升高后降低,黄连木叶片的叶绿素含量试验前后的变化不大;臭椿与黄连木叶片的水分利用效率呈先降后升再降的变化趋势,五角枫叶片的水分利用效率呈先升后降的变化趋势。经隶属函数法分析得出3 树种的抗旱性大小表现为臭椿> 黄连木> 五角枫。通过灰色关联分析得出脯氨酸、SOD、叶片相对含水量与3 树种的抗旱性关系最密切。
2013 Vol. 11 (2): 65-71 [
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黄海霞, 张玉珍
兰州北山“ 三水”造林区柠条的生长适宜性
为了找出影响柠条生长的主导立地因子,确定适宜柠条生长的立地条件类型,在兰州北山“三水冶造林区对不同立地条件下柠条的生长指标进行样地调查,运用相关分析和回归分析法研究立地因子和生长指标之间的关系,并采用模糊最优局势决策法评价柠条的生长适宜性。结果表明:海拔仅和株高呈极显著负相关关系;坡度与株高、基径和冠幅呈显著负相关关系;坡向与株高、丛枝数和冠幅呈显著负相关关系,坡度和坡向是影响柠条生长的主导立地因子。柠条最适生的立地类型为海拔1609 ~1658m、阴向、半阴向的缓坡;较适宜立地类型为海拔1659 ~1708 m、阴向、半阴向的缓坡和斜坡。
2013 Vol. 11 (2): 72-76 [
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安俊珍, 蔡崇法, 罗进选, 李朝霞, 高雅玉
蛇屋山金矿生态环境损害与尾矿植被恢复模式
金矿的开采,对矿区生态环境造成严重的损害。基于矿区植被恢复与生态重建的相关理论,通过野外调查和试验分析,研究金矿开采对矿区生态环境的损害以及植被恢复的模式。结果表明:1)金矿开采导致土壤结构不良、养分流失、肥力下降、重金属富集和有毒物质残留,造成矿区植被退化、生物多样性减少或丧失、群落结构单一化;2)基于对现有植被恢复模式存在问题的讨论,通过限制性因子、生物生态学特性和环境修复能力分析,确定科学的植被恢复物种,提出“乔灌草搭配、灌草先行冶和“人工恢复与自然演替相结合冶的配置与恢复模式,确定“首先先锋植物(人工选择草本植物) + 自然生长草种,然后灌木,其次乔木冶的矿区植被恢复过程。研究结果可为开展金矿尾矿植被恢复和同类矿迹地生态重建提供理论参考。
2013 Vol. 11 (2): 77-83 [
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丁晨曦, 李永强, 董智, 尹若波, 王雅楣, 沈运扩
不同土地利用方式对黄河三角洲盐碱地土壤理化性质的影响
采用野外调查取样和室内分析相结合的方法,分析3 种不同土地利用方式对黄河三角洲河口区盐碱地土壤理化性质的影响。结果表明:1)刺槐林地土壤表层0 ~10 cm 有机质和全氮质量分数均最高,分别为17.30 和1.04g/ kg, 0 ~20 cm 平均土壤密度(1.33 g/ cm3 )和0 ~100 cm 平均土壤电导率(290.25 滋s/ cm)均小于柽柳林地和棉花地,0 ~20 cm 平均土壤孔隙度(51.91%)和黏粒质量含量(3.99%)均大于柽柳林地和棉花地;2)柽柳林地0 ~ 100cm 平均土壤pH 值为6.77,极显著低于刺槐林地和棉花地(P <0.01),平均土壤速效钾质量分数最高(104.47 mg/kg),极显著高于棉花地(P <0.01),而与刺槐林地差异不显著,0 ~ 100 cm 平均土壤速效磷质量分数为棉花地> 柽柳林地> 刺槐林地;3)人工栽植的刺槐林地土壤理化性状优于天然更新的柽柳林地和人工耕作的棉花地。研究结果可为黄河三角洲河口区盐碱地土地合理利用和改良提供参考。
2013 Vol. 11 (2): 84-89 [
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90
韩博, 周丽丽, 范昊明, 黄东浩
蒲河流域氮污染负荷模拟及时空分布
目前世界上许多国家仍面临严重的非点源污染问题,其中氮素污染负荷仍是水资源研究与环境治理方面的重点问题。利用SWAT 模型,结合地形地貌、土地利用、气候条件等因素对氮污染负荷进行模拟及时空分布研究,对非点源污染治理具有重要意义。在辽宁省沈阳市蒲河流域基础资料搜集基础上,应用GIS 结合SWAT 构建模拟研究数据库,根据蒲河水系分布将流域划分为23 个小流域215 个水文响应单元,分别对氮素形态、氮污染负荷贡献率、氮污染关键区以及流域氮污染的时空分布等进行模拟研究。结果表明:1)氮以有机氮、NH+4 -N、NO-3 -N、NO-2 -N 的形式存在于水体中,NO-3 -N 含量最高。2)时间上,TN 量在年内各月呈波动变化,且TN 流失具有明显滞后性。3)空间上,流域有机氮和NO-3 -N 整体呈现由东北向西南扩散,上游及中游地区含氮量高于下游地区,1 号子流域为氮素污染关键区,3、9、10 号为次要关键区,TN 贡献区主要集中在流域出口至马家窝棚水域。
2013 Vol. 11 (2): 90-96 [
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张庆印, 樊军, 张晓萍
退耕还林(草)对农牧交错区小流域景观格局的影响———以神木县六道沟小流域为例
为了解退耕还林(草)工程对黄土高原农牧交错区小流域土地利用及景观格局的影响,利用RS、GIS 技术和景观生态学方法,选择景观格局指数,对研究区退耕还林(草)前(1995—2002 年)后(2002—2010 年)的土地利用和景观格局时空变化特征进行分析研究。结果表明:1)退耕还林(草)前,景观格局变化幅度较小,具体表现为研究区面积比例、聚集度指数以及各景观类型的变化幅度比较小,退耕还林(草)后,小流域景观格局发生了剧烈演变,具体表现为耕地面积比例急剧减小,林草地面积比例迅速增加以及斑块边界复杂性下降;2)1995—2010 年,研究区景观蔓延度指数从46.26 升高到47.54,多样性指数从1.67 下降到1.65,从以耕地、草地和林地为主的景观生态系统转变为以草地和林地景观为主的景观异质程度较低的景观生态系统;3)退耕还林(草)工程是研究区景观格局良性演化的主要驱动力。
2013 Vol. 11 (2): 97-103 [
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夏卫兵
土壤侵蚀降雨物理学简论
土壤侵蚀降雨物理学是一门尚待建立的学科。从土壤侵蚀降雨物理学的概念出发,探讨土壤侵蚀降雨物理学的主要内容及其与相关学科的关系,在回顾土壤侵蚀降雨物理学的相关理论发展简史的基础上,认为土壤侵蚀降雨物理学是气象学、水土保持学的交叉学科,是值得发展的新学科。
2013 Vol. 11 (2): 104-107 [
摘要
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张蕊, 耿桂俊, 白岗栓
保水剂施用量对土壤水分和番茄生长的影响
为了探寻保水剂在内蒙古河套灌区番茄生产中的适宜施用量,以不施BJ2101- L 保水剂为对照,在番茄定植前沟施不同用量(30.0、37.5、45.0 和52.5 kg/ hm2 )的保水剂,测定番茄不同生长期保水剂对土壤水分及番茄光合速率、生长状况、产量、水分利用效率等的影响。结果表明:施用保水剂提高了番茄缓苗期、开花期、幼果期的耕层土壤水分,提高了开花期及幼果期的光合速率及蒸腾速率,且其效果均随施用量的增加而增加;施用保水剂促进了番茄根系及茎秆、叶片的生长发育,且随施用量的增加,保水剂用量30.0、37.5、45.0 和52.5 kg/ hm2 水平较对照分别增产了3.48%、7.83%、11.01%和10.29%,生物量增加了24.9%、56.7%、94.0% 和82.7%,水分产出率提高了-0.2%、3.9%、6.2%和5.2%,水分利用效率提高了19.1%、50.4%、81.5% 和69.2%。试验结果表明,施用保水剂可促进番茄生长,提高水分利用效率,其中施用量为45 kg/ hm2 的效果最佳。
2013 Vol. 11 (2): 108-103 [
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毛兴华, 韦浩, 金云
上海市水力侵蚀现状与水土保持措施分析
为研究上海市水土流失及措施现状,以第一次全国水利普查水土保持情况普查结果为基础,结合上海市基本情况,分析上海市水力侵蚀现状和水土保持措施情况。结果表明,上海市水土流失面积超过了200 km2 ,水土流失以河道两岸和湖泊沿岸的坍塌淤浅为主要特征,建设项目施工造成的人为水土流失也是上海市水土流失的一个重要方面。上海市中心城区水土保持措施较完善,但郊区部分河道还没有采取有效护坡措施,基本处于自然状态,很容易发生水土流失;因此,河道边坡和湖泊岸线的护岸整治、海岸滩涂的保滩促淤治理是上海市水土保持工作的重点,同时还应加强建设项目的监管和水土保持监测,以防止人为水土流失。
2013 Vol. 11 (2): 114-118 [
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