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 5期
刊出日期 2013-10-25
1
晏清洪，原翠萍，雷廷武，雷启祥，张满良，苏广旭
黄土丘陵沟壑区吕二沟流域水沙关系变化分析
流域水沙关系的研究可为流域水土流失模型构建和水土保持效益评价提供科学依据。根据黄土丘陵沟壑区第三副区的吕二沟流域在1982—2010年间的74场次洪水事件水文泥沙数据，对降雨、径流和输沙的关系进行分析，并用Mann-Kendall法检验流域次洪水事件径流系数和平均含沙量的变化趋势和显著性。结果显示，降雨量和降雨历时是流域径流和输沙的主要影响因素，前期降雨量中前7天降雨量与径流系数的相关性最显著。吕二沟流域具有较好的水沙关系。通过Mann-Kendall法检验得到1985年8月24日发生的洪水事件是流域径流系数时间序列的突变点，突变点之后径流系数呈显著减小趋势，植被覆盖面积的增加是流域降雨径流关系发生变化的主要原因。流域次洪水事件平均含沙量时间序列没有发生显著变化，表明以植物措施为主的水土流失综合治理没有显著影响吕二沟流域的水沙关系。
2013 Vol. 11 (5): 1-8 [
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李智广，王岩松，刘宪春，刘建祥
我国东北黑土区侵蚀沟道的普查方法与成果
东北黑土区侵蚀沟道普查是第一次全国水利普查中水土保持情况普查的重要组成部分，也是我国对该区侵蚀沟道开展的首次全面调查。本文全面介绍了本次普查的对象、范围、内容、技术方法、质量控制和成果，对进一步规范和完善侵蚀沟道调查方法、分级分类标准以及开展东北黑土区侵蚀沟道治理意义重大。东北黑土区侵蚀沟道普查以2.5m分辨率遥感影像和1∶5万数字线划图为主要信息源，采取人机交互的方式辨识50km2小流域内长度在100m和5000m之间的侵蚀沟道，提取沟道面积、长度、纵比和起讫经纬度等指标。在沟道提取、数据填报和成果审核汇总等阶段，县级、省级和流域等各级普查机构通过野外核查、室内检查和数据比对等严格的质量控制方法，对侵蚀沟道的遥感解译与识别、沟道勾绘精度、图形数据接边进行审核，保证普查结果的全面性和准确性。经调查东北黑土区共有侵蚀沟道29万5663条。
2013 Vol. 11 (5): 9-13 [
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潘艳华，朱红业，雷宝坤，郭玉蓉，王应学，和寿甲，付丽波
水源保护区坡耕地不同种植模式水土保持效应试验
在水源保护区16.5°的坡耕地上，通过3种种植模式（玉米+小麦、牧草混播、黄梨+绿肥）进行连续3年水土保持试验，研究水源保护区坡耕地水土保持效应。结果表明：1）与玉米+小麦习惯轮作模式相比，牧草混播及黄梨+绿肥种植模式降低径流量、土壤流失量、养分流失量分别为27.7%、44.2%、38.0%及14.4%、20.9%、27.9%，牧草混播及黄梨+绿肥2种种植模式都能有效地降低水土及养分流失，并且效果随着年限延长而增加；2）在肥料施用量比玉米+小麦种植模式减少34.0%的条件下，牧草混播种植模式的纯收益仍能与玉米+小麦轮作模式持平；黄梨+绿肥种植模式纯收益比玉米+小麦种植模式提高5.9%，梨树盛果期以后，产值还有很大提升空间；3）从水土保持角度看，牧草混播种植模式的效果最好，从经济角度分析，黄梨+绿肥种植模式效益最高，二者都可作为水源保护区种植结构调整及坡耕地综合治理的较好模式。
2013 Vol. 11 (5): 14-19 [
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20
方健梅，周金星，崔明，王平
岩溶地区石漠化小流域可持续发展评价
运用频度统计法、理论分析法和专家咨询法，构建由资源、环境、经济和社会4个准则层17项指标组成的简单、实用的岩溶地区石漠化小流域可持续发展评价指标体系，并以金沙县5条小流域（水井湾小流域、小洋溪小流域、楠木溪小流域、伍所河小流域、干沟小流域）为例，采用2010年统计数据，运用改进的阈值法进行指标数据的标准化处理，采用层次分析法确定指标的权重，运用线性加权评价模型计算可持续发展度，对岩溶地区石漠化小流域进行可持续发展定量评价。结果表明5条小流域均未达到可持续发展水平。指出石漠化小流域可持续发展的主要贡献指标，并分析各小流域可持续发展的主要限制因素，以为小流域的综合治理提供参考，促进小流域的可持续发展。
2013 Vol. 11 (5): 20-27 [
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28
徐国策，李占斌，李鹏，张铁钢，成玉婷
丹江中游典型小流域土壤颗粒及分形特征
在丹江鹦鹉沟小流域，利用网格状取样和典型样地取样相结合的方法，进行土样采集，共计采样点268个，研究土壤颗粒组成和分形特征，以及与土壤全氮之间的相互关系。结果表明：土壤粉黏粒质量分数随土壤深度的增加而增大，不同土层下土壤粉黏粒质量分数平均值均表现为农地>林地>草地。经ANOVA分析，不同土地利用在10~40cm土层的粉黏粒质量分数存在显著差异（P<0.05）。不同植被类型间土壤颗粒分形维数亦存在显著差异（P<0.05），10~20cm土层的土壤颗粒分形维数更能代表不同土地利用的差异。土壤颗粒分形维数与坡度呈显著负相关（P<0.05），与坡向和海拔无显著相关性。土壤全氮质量分数在0~20cm土层与中粗砂粒质量分数呈极显著正相关（P<0.01)，土壤颗粒分形维数和土壤全氮质量分数在20~60cm土层均与土壤粉黏粒质量分数呈极显著正相关（P<0.01)。鹦鹉沟流域0~10cm土层的土壤粉黏粒储量为13.28万t，不同土地利用下0~10cm土层每m2土壤粉黏粒储量表现为农地>林地>草地，分别为74.71kg/m2、71.54kg/m2和70.23kg/m2。
2013 Vol. 11 (5): 28-35 [
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36
黄栋学，黄灏峰，王礼旺，南海龙，邹大林，朱建刚，贾剑波
华北地区煤矸石绿化基质配比试验研究
以煤矸石山的生态恢复为目的，将煤矸石粉粒作为改良煤矸石山绿化基质的主要组成部分，同时添加土壤、保水剂、缓释肥和菌肥，作为基质组成的4个因素，各因素均设4个水平，选用L16（44）正交表安排每类基质中各组成部分的水平，在各基质中播种紫穗槐，通过分析紫穗槐的出苗率和壮苗指数，判定得到适合于煤矸石山绿化的基质为：煤矸石粉粒和土壤的体积比为2∶1，每m3的煤矸石粉粒和土壤的混合物中添加保水剂和菌肥的质量分别为2kg和680g。采用这种基质配比方式，对于满足植物正常生长，降低煤矸石山改良的成本，具有一定的参考意义。
2013 Vol. 11 (5): 36-41 [
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42
王志伟，艾钊，张国庆，陈志成，张永涛
沂蒙山区坡面侵蚀过程
通过组合不同降雨强度、坡度的室内模拟降雨试验，研究沂蒙山区坡面侵蚀过程。结果表明：坡面产流时间随降雨强度、坡度的增加而提前，降雨强度对产流时间的影响较大；径流速度与降雨强度、坡度正相关，降雨强度对径流速度的影响相对坡度较弱，褐土表面径流速度大于棕壤；坡面径流量随降雨强度增大而增大，随坡度的增大而减少；土壤侵蚀率与总侵蚀量皆随降雨强度、坡度的增大而增大，但波动规律不同，细沟侵蚀使土壤侵蚀率急剧增加。对于棕壤，小降雨强度时，坡度是影响侵蚀率的主导因子，大降雨强度时，主导作用被降雨强度替代；对于褐土，侵蚀率的大小主要受控于降雨强度。在相同试验条件下，棕壤的侵蚀率、总侵蚀量要大于褐土，说明棕壤抗侵蚀能力小于褐土。
2013 Vol. 11 (5): 42-47 [
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王亚俊，李俊，林忠辉，同小娟，邢鲁敏
气候变化对黄河中上游地区潜在蒸散影响的估算
采用Penman-Monteith公式计算潜在蒸散，分析1961—2010年黄河中上游地区气候因子的变化趋势，并用偏微分方法定量分析各气候因子变化对潜在蒸散的影响。结果显示：1）近50年来黄河中上游地区气温显著升高（α<0.01），风速和日照时间显著减少（α<0.01）。半干旱区面积不断扩大，气候总体呈暖干变化趋势。2）潜在蒸散对实际水汽压变化最敏感，其次为最高气温、风速和日照时间，对最低气温变化最不敏感。夏季潜在蒸散对日最高气温最敏感，其他季节对实际水汽压最敏感。3）风速对年潜在蒸散变化贡献最大，其次为气温和日照时间，实际水汽压贡献最小。春夏秋冬对潜在蒸散变化贡献最大的气候因子依次为风速、日照时间、气温。温度升高、湿度减少对潜在蒸散的正影响已被风速、辐射下降的负影响所抵消。综合考虑各气候因子对潜在蒸散的作用有助于加深对气候变化影响机制的认识，并为气候变化适应对策研究提供科学依据。
2013 Vol. 11 (5): 48-56 [
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钟莉娜，赵文武
基于NDVI的黄土高原植被覆盖变化特征分析
黄土高原是我国生态环境最为脆弱的地区之一。探讨黄土高原地区植被覆盖动态变化对于区域植被恢复和生态系统重建具有积极意义。利用空间数据分析软件GeoDa和ArcGIS地统计分析模块，采用1998、2003、2008和2012年8月21日的SPOTVGT NDVI数据代表黄土高原地区相应年份植被覆盖最大的时期，对黄土高原植被覆盖随时间的演变特征进行分析。结果表明，1998—2012年，黄土高原植被覆盖经历了先降低后增加的过程，且1998、2003、2008和2012年的归一化植被指数（NDVI）数值均有明显的空间自相关关系，NDVI值冷点区的位置和范围均较为稳定，热点区变化较大，主要分布在陕西和山西境内。
2013 Vol. 11 (5): 57-62 [
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张春强，冯浩
PAM和尿素混施对土壤蒸发特性的影响
为深入了解（PAM）与肥料混施的作用和效果，确定农业应用技术参数，通过室内土柱模拟试验，分析PAM与尿素混施对土壤蒸发特性的影响。结果表明：1） 0~10cm浅层混施，在PAM用量0、0.05%和0.1%水平下，12d内尿素4个处理水平（尿素中纯氮占干土的质量比0、0.1%、0.2%、0.4%）对蒸发的影响无差异，12d后，差异开始逐渐凸显，总体呈现随着尿素施用量的增加蒸发量减小的规律；在同一尿素水平下，累积蒸发量随着PAM用量的增加而减小；2）10~20cm深层混施，在同一PAM水平下，尿素4个处理中，不施尿素对照处理累积蒸发量最大，在同一尿素水平下，累积蒸发量总体呈现随着PAM用量的增加而减小的趋势；3）深施各处理土壤总蒸发量普遍高于浅施各处理，0~10cm浅层混施，前5d日蒸发量迅速下降，5~25d日蒸发量波动性缓慢下降，25d后日蒸发量趋于稳定；10~20cm深层混施，前10d日蒸发量波动性保持近似水平，12d以后开始逐渐下降，25d以后又趋于稳定；4）PAM和尿素处理，都抑制了土壤的蒸发，相对于尿素，PAM对蒸发的抑制作用更强。
2013 Vol. 11 (5): 63-69 [
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林武星，黄雍容，叶功富，聂森
沙质海岸木麻黄+湿地松林不同混交模式综合效益评价
为了筛选综合效益最佳的木麻黄+湿地松混交林模式，应用层次分析法，以蓄积量、生物量、风降率、风害率、土壤有机质质量分数和土壤速效养分质量分数为指标，对沙质海岸8年生的5种木麻黄+湿地松混交林模式（木麻黄与湿地松2∶4带状混交、3∶3带状混交、1∶3行带混交、1∶2行带混交及1∶1行间混交）的生长效益、防护效益和地力维护效益状况分别进行研究，在此基础上对以上5种木麻黄+湿地松混交林模式综合效益进行评价。结果表明：5种木麻黄+湿地松混交林模式综合效益大小顺序为木麻黄与湿地松3∶3带状混交模式＞2∶4带状混交模式＞1∶2行带混交模式＞1∶1行间混交模式＞1∶3行带混交模式。
2013 Vol. 11 (5): 70-75 [
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单桂梅，张春平，刘吴迪, 张光灿, 姚孝友, 杨韶洋, 王静
沂蒙山区小流域坡耕地土壤颗粒结构与养分退化特征
为探讨坡耕地土壤退化程度及其与坡度的关系，在沂蒙山区选择典型小流域，通过测定流域内不同坡度坡耕地、弃耕地与生态林地的土壤颗粒组成、分形维数、土壤养分质量分数的变化及其相关性，研究坡耕地土壤颗粒结构与养分退化特征。结果表明：1）所有土地利用类型，土壤砂粒体积分数最高，黏粒体积分数最低，平均值分别为70.81%、0.75%；2）土壤颗粒分形维数、有机质质量分数为生态林地＞弃耕地＞坡耕地；3）坡耕地土壤颗粒分形维数随坡度增加而减小，其大小与土壤粉粒和黏粒体积分数分别呈极显著、显著正相关；4）所有土地利用类型，土壤有机质质量分数与砂粒体积分数显著负相关，与粉粒和黏粒体积分数显著正相关，土壤氮、磷、钾养分质量分数与土壤颗粒体积分数相关性不显著；5）研究区土壤具有粗骨性砂土的物理特性，坡耕地耕作或坡度加大会增强土壤粉粒和黏粒的流失，导致土壤颗粒分布的均匀性及其分维数下降，水肥保蓄性能和养分质量分数降低。
2013 Vol. 11 (5): 76-82 [
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魏亮，杨波，张静月
宁夏扶贫扬黄灌溉工程水土保持监测及评价
为了评估宁夏扶贫扬黄灌溉工程建设对当地生态环境造成的影响和水土资源破坏的程度，运用水蚀径流场法、水蚀侵蚀沟法、水蚀控制断面卡口站法和风蚀简易小区法4种不同的水土流失量监测方法，采用由水土流失危害程度指标、生态环境指标、水土保持工程措施、植物措施、综合防治措施实施效果等构成的指标体系来评价工程建设过程中水土保持措施实施效果。通过实时监测，最终得出：项目区8年间扰动土地整治率达到98.2%，水土流失总治理度达到98%，土壤流失控制比达到1.24，植被恢复率达到93.7%，植被覆盖率达到10.7%，扰动后土壤侵蚀强度高达9600t/（km2·a），工程护坡减沙率为50%，造林减沙率为65.22%，人工种草减沙率为71.52%。本工程采用的水土保持监测方法、实测数据、应用指标等对同类开发建设项目工程在投资决策、建设实施及后期评价方面具有借鉴作用。
2013 Vol. 11 (5): 83-88 [
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徐萍，刘霞，张光灿，单桂梅，张松松，方立东
鲁中山区小流域不同土地利用类型的土壤分形及水分入渗特征
为探讨坡耕地土壤入渗性能退化特征与分形机制，对鲁中山区选择典型小流域，运用土壤分形和水文学原理与方法，通过测定坡耕地、弃耕地、生态林地和经济林地4种土地利用类型的土壤分形特征与入渗性能，探讨土壤入渗速率与土壤颗粒分维及孔隙分维的定量关系。结果表明：1）不同土地利用类型土壤稳渗速率表现为坡耕地>弃耕地>生态林地>经济林地，土壤颗粒分维数与孔隙分维数表现为生态林地>经济林地>弃耕地>坡耕地；2）研究区土壤颗粒分维与孔隙分维数之间显著正相关，二者与土壤黏粒及粉粒体积分数显著正相关、与土壤入渗速率显著负相关；3）霍顿入渗模型和幂函数模型比较适用于拟合研究区土壤入渗过程与入渗速率，而菲利浦模型的适用性较差。因此，研究区土壤具有粗骨性砂土的物理特性，坡耕地耕作会加剧土壤中粉粒和黏粒等细粒物质流失，降低土壤颗粒分布与孔隙分布的均匀性及其分维数，导致土壤入渗性能增强但水肥保蓄性能降低。
2013 Vol. 11 (5): 89-95 [
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王跃峰，陈莹，陈兴伟
基于TFPW-MK法的闽江流域径流趋势研究
为了寻找适合闽江流域径流趋势的分析方法，并在此基础上探究其径流特征，基于闽江流域4个控制水文站近61a（1950—2010年）的月径流资料，采用TFPW-MK法分析不同时间尺度下径流演变趋势，并与MK、PW-MK结果进行比较分析。结果表明：1）由于序列普遍存在自相关，TFPW-MK法比较适合闽江流域径流趋势检测，且序列自相关系数是影响检测结果的关键因素。2）闽江流域近61a径流演变主要趋势为年径流呈不显著下降趋势，汛期和春季径流以下降趋势为主，非汛期、夏秋冬季径流均呈上升趋势，其中冬季趋势显著，月最大和月最小径流分别呈下降和上升趋势，且多数站点趋势显著，同时序列长度对趋势分析结果有重要影响。
2013 Vol. 11 (5): 96-102 [
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吴丽娟，李国会，张友焱，党宏忠，武晓莉，周泽福
杨树不同品种伐根嫁接更新效果比较
为了筛选出适宜杨树伐根嫁接更新的优良品种，以小美旱杨为砧木，选择038杨、中林46杨、107杨、108杨、埃瑞达诺110杨、中林2001杨、中林2025杨、84K杨和转基因杨9个杨树品种作接穗进行伐根嫁接，调查比较伐桩与不同品种接穗的成活率、保存率以及不同品种杨树平均胸径、平均树高和平均蓄积量。结果表明:1）以小美旱杨为伐桩，84k杨成活率和保存率均最低，其余8种新品种接穗成活率和保存率分别在80%和90%以上；2）84k杨的平均胸径、平均树高以及平均蓄积量均最低；3）中林2001杨、107杨、108杨、埃瑞达诺110杨以及中林2025杨平均胸径均较大，且之间无显著差异，埃瑞达诺110杨、107杨、108杨以及中林2001杨平均树高均较高，且差异不显著，埃瑞达诺110杨、107杨、108杨以及中林2025杨之间平均蓄积量均较大，且差异不显著。综合分析可知，埃瑞达诺110杨、107杨和108杨是适宜杨树伐根嫁接造林的优良品种。
2013 Vol. 11 (5): 103-106 [
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刘云，李传荣，许景伟，邴贝贝，吕蒙蒙，程玲
黄河三角洲盐碱地刺槐混交林对土壤脲酶活性的影响
以黄河三角洲盐碱地26年生刺槐+臭椿混交林（RA）、刺槐+白榆混交林（RU）和刺槐+白蜡混交林（RF）为研究对象，以刺槐纯林（RP）和无林地（CK）为对照，研究刺槐混交林对土壤脲酶活性的影响。结果表明：1）同一林分中，土壤脲酶活性随土层深度的增加而减小；2）不同林分之间表现为刺槐混交林＞刺槐纯林＞无林地，RP、RU、RF、RA的脲酶活性分别是CK的4.02、4.74、5.08和5.01倍；3）在影响土壤脲酶活性的土壤因子方面，刺槐混交林较其纯林表现为降低了土壤密度、pH值和含盐量，增大了总孔隙度，增强了蓄水性能，增加了全氮、碱解氮和有机质的质量分数，增加了细菌和固氮菌的数量；4）总孔隙度、细菌、固氮菌、全N和有机质等土壤因子对刺槐混交林土壤脲酶活性的影响较大，建议用这些土壤因子作为评价刺槐混交林土壤脲酶活性的主要指标。
2013 Vol. 11 (5): 107-113 [
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朱良君，张光辉
地表微地形测量及定量化方法研究
地表微地形测量是地表粗糙度定量化的基础，对地表形态动态监测、水文过程模拟以及土壤侵蚀过程模型的构建具有重要意义。目前，微地形测量方法主要分为接触式和非接触式2大类，前者包括测针法、链条法、差分GPS法等，后者包括超声波测距法、红外线传感器法、结构光激光扫描法、激光测距扫描法、三维激光扫描仪法、近景摄影测量法等。在全面回顾各方法原理、优缺点及其应用的基础上，分析地表粗糙度定量化常用方法：统计方法指数、地统计学指数和分形及多重分形模型。认为：1）差分GPS法、结构光激光扫描法、三维激光扫描仪法和近景摄影测量法将在亚毫米～厘米级地表微地形测量及地表粗糙度多尺度特征研究中发挥重要作用，同时简单、方便的测针法可能在野外测量中依然占据主导地位；2）以地表微地形测量技术为基础，在土壤侵蚀过程模型中亟需形成一套完整的“测量—定量化—模型应用”范式，同时应加强对地表微地形空间异质性和各向异性的研究，发展新的统一的地表粗糙度定量化方法。
2013 Vol. 11 (5): 114-119 [
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