粤北石漠化地区水文过程试验研究

通过在粤北石漠化地区选取不同石漠化阶段样地,进行人工降雨模拟试验,研究粤北石漠化地区水文过程。结果表明:随石漠化程度的加深,地表植物对雨水最大截留量不断下降,其中以重度→极重度阶段降幅最大,达6倍多。土壤持水量在重度→极重度石漠化阶段发生转折。地表径流在中度和重度石漠化土地上具有相同特征,但在与轻度和极重度石漠化土地中差异明显。当雨强为30~50 mm/h时,产流35 min内总径流量以中度石漠化样地最高;当雨强为51~60 mm/h时,以极重度石漠化样地最高;而当雨强为61~70 mm/h时,则以重度石漠化样地最高。在各石漠化阶段样地上以雨强35 mm/h进行人工模拟降雨60 min,有0.6%~2.71%雨水被植被及枯落物截留;2%~53.31%雨水被土壤吸收;2.18%~7.37%雨水转化为地表径流;41.8%~93.41%雨水渗漏形成地下水。     

不同雨强对裸露坡地水土流失的影响研究

运用坡面径流小区法,研究了闽北裸露坡地水土流失与不同雨强的关系,结果表明：1）裸露坡地径流量受雨强的影响较小,小雨和中雨时径流量与雨强呈线性相关,大雨时径流量与雨强不相关．2）雨强对土壤流失量的影响高于对径流量的影响．在降雨量相近的情况下土壤流失量与平均雨强呈线性关系．3）各时段雨强与裸露坡地的土壤流失量的相关性表现为...     

不同雨强对裸露坡地水土流失的影响研究

运用坡面径流小区法,研究了闽北裸露坡地水土流失与不同雨强的关系,结果表明：1）裸露坡地径流量受雨强的影响较小,小雨和中雨时径流量与雨强呈线性相关,大雨时径流量与雨强不相关．2）雨强对土壤流失量的影响高于对径流量的影响．在降雨量相近的情况下土壤流失量与平均雨强呈线性关系．3）各时段雨强与裸露坡地的土壤流失量的相关性表现为,I10〉I30〉I60,在不同雨型时均以I10的拟合效果最好．     

不同雨强对杉木和米槠林地表径流和可溶性有机碳的影响

采用径流小区法,对中亚热带地区的杉木人工林和米槠次生林在不同雨强下径流量和可溶性有机碳（DOC）流失浓度进行比较研究。结果表明：在小雨、中雨、大雨和暴雨4场降雨过程中,米槠次生林和杉木人工林的地表径流量和DOC流失浓度变化趋势一致,即降雨强度增加,地表径流量也随之增加。DOC浓度均呈现了随着雨强的增加而逐渐降低的趋势。说明降雨强度对径流量和DOC浓度均产生了较为明显的影响;米槠次生林和杉木人工林的地表径流量之间差异不显著,米槠次生林和杉木人工林的DOC流失浓度除大雨外均达到显著性水平差异（P〈0.05）,说明植被类型对地表径流量影响较小,对DOC浓度具有较明显的影响。     

湘北红壤坡地雨水过程的水土流失及其影响

模拟主要利用方式构建的垫面为主导因子,采用径流场实测方法,通过4a(1998～2001年)实地观测试验,剖析不同下垫面对雨水地表径流及其过程的影响。研究表明:降雨(时间分布及其强度)是影响地表径流特征的主导因素;年降雨量与地表径流量和系统水土流失量呈正相关。不同垫面地表径流产量有显著性差异;雨水径流过程的土壤和养分流失有相似的表现。在假定雨水年份的基础上,应用不同雨水年份出现概率指标,推算出:湘北红壤坡地现今利用状况下,雨水产地表径流过程的年均水土流失量及其养分(有机质、N、P、K)损失量;和可最大开发利用时,可能带来的水土流失与养分损失。提出"利用坡地集雨利用优势,构建与单元生态系统水循环平衡相适应的坡地农林复合生态系统,通过水平衡生态建设来维系生态系统的水分平衡"观点。     

华北山区坡地产流规律试验研究

人工模拟降雨是研究坡地产流规律的一种有效手段。在华北石质山区东台沟流域的5m×10m的坡面径流小区中,进行了13场不同雨强和历时的人工模拟降雨试验,并同步监测了降雨、地表径流、壤中流、风化带出流和土壤含水量。结果表明,各层出流过程均呈现起涨与回落迅速的特点;相比较而言,地表径流和壤中流的退水很快,而风化带出流的退水则相对缓慢。地表径流量是研究小区内总径流的主要组成部分,其占了总径流量的60%以上,在大雨强下甚至能超过90%。径流系数主要受雨强、降雨量、土壤前期含水量的影响,它们的多元线性回归关系式为琢=0.002P 0.182i 4.88Wa-0.821。地表径流、壤中流、风化带的出流滞时与降雨强度均符合幂函数关系。可将退水常数分为2层,计算得到地表径流退水常数为0.75,壤中流和基岩风化带出流的退水常数为0.94;研究区主要以超渗产流方式为主,可以用Horton模型来描述,在不同雨强下均监测到了约0.10mm/min的深层渗漏,该值可以认为是该区的稳定入渗率。     

荒漠化草原植被斑块分布对地表径流、侵蚀及养分流失的影响

地表径流是干旱区水、养分和土壤物质迁移和再分配的主要途径之一,它在很大程度上受植被格局的影响。研究了腾格里沙漠东南缘生物土壤结皮斑块和灌丛斑块镶嵌分布的植被格局对地表径流、侵蚀及其驱动下的资源再分配的影响。结果表明,植被斑块对地表径流和侵蚀产物起着拦截作用,能显著减少资源的流失。生物土壤结皮斑块和植被斑块之间存在资源(径流、侵蚀产物及养分等)再分配的源-汇关系。模拟降雨条件下,含有灌丛斑块和生物土壤结皮斑块的样方出现表面积水和径流需要的时间均显著大于只含生物土壤结皮斑块的样方;含两类斑块的样方出现径流需要的降雨量显著大于只含生物土壤结皮斑块的样方。在模拟降水和自然降水条件下,生物土壤结皮斑块产生的径流、侵蚀产物、有机质、氮及溶解养分中均大量被位于下坡向的灌丛斑块截获;灌丛斑块土壤水分入渗深度显著大于结皮斑块。灌丛斑块对生物土壤结皮斑块产生的地表径流、侵蚀产物及其携带的资源的捕获能显著减少资源流失,有效地防止荒漠化的进一步发生发展。     

粤北石漠化地区坡地土壤侵蚀模拟试验研究

在粤北山区裸地、草坡地和耕地等3种石漠化土地的坡面上,采用0.3 mm·min-1、0.48 mm·min-1、0.72 mm·min-1、1.08 mm·min-1 4种降雨强度进行了36场人工降雨模拟试验。结果表明,坡面上3种类型石漠化土地的土壤侵蚀特征、强度各不相同。在同一地类上,土壤侵蚀量随降雨过程的进行呈现出波动下降的趋势,且随雨强的增大,土壤侵蚀量亦增大;土壤侵蚀量与雨强之间均呈现极显著的线性相关关系。在任一雨强条件下,都是裸地的土壤侵蚀量最大,耕地次之,草坡地最小。地表覆被对降雨侵蚀产沙过程有重要的抑制作用,大雨强条件下抑制作用尤为突出;而水平沟耕作方式能减少小雨强条件下的土壤侵蚀量,但随着雨强的增大,其影响也随之降低。     

自然降雨条件下不同生态措施坡地的径流数值模拟

从动量定理和水量平衡原理出发,以Saint Venant方程为基础推导出自然降雨条件下不同生态措施(即同时考虑变雨强、降雨动量和不同生态措施影响下的坡地径流过程)坡地的径流基本方程。在考虑一般问题定解条件的基础上,采用Preissmann隐式格式对模型进行数值求解。利用3个处理(裸地、百喜草覆盖和百喜草+果树覆盖)、5组实测资料(不同雨型)对模型进行了验证,结果表明3个处理的计算值与实测值的平均相对误差分别为:14.97%、13.59%、15.15%,说明模型的计算结果是可靠的,对于模拟预测自然降雨条件下不同生态措施坡地径流过程是可行的。     

自然降雨条件下不同生态措施坡地的径流数值模拟

从动量定理和水量平衡原理出发,以Saint Venant方程为基础推导出自然降雨条件下不同生态措施(即同时考虑变雨强、降雨动量和不同生态措施影响下的坡地径流过程)坡地的径流基本方程。在考虑一般问题定解条件的基础上,采用Preissmann隐式格式对模型进行数值求解。利用3个处理(裸地、百喜草覆盖和百喜草+果树覆盖)、5组实测资料(不同雨型)对模型进行了验证,结果表明3个处理的计算值与实测值的平均相对误差分别为:14.97%、13.59%、15.15%,说明模型的计算结果是可靠的,对于模拟预测自然降雨条件下不同生态措施坡地径流过程是可行的。     

Effects of soil and vegetation on runoff along a catena in semi-arid Spain

Runoff and infiltration were investigated on abandoned fields of patchy vegetation in semi-arid Spain during 15 months of natural rainfall and by rainfall simulations. The aim was to ascertain sources and sinks of runoff and the effects of soils and plant cover. Soils of the catena developed from mica schists of the upper hillslopes, fan deposits of the lower hillslopes, and an alluvial terrace at the bottom. Runoff from natural events were from three sets of three pairs each of 10 × 2 m runoff plots. The pairs of each set had different densities of plant cover; the sets were vegetated with tussock grass, Stipa tenacissima, a shrub, Anthyllis cytisoides, and a bush, Retama sphaerocarpa. Nineteen natural rainfall events of intensities up to 18 mm/h produced 400 mm of rain during the study period. Because the rainfall threshold for runoff production was about 20 mm, only eight events produced runoff. The rainfall simulations used a sprinkler that produced 50 mm/h of rain for 30 minutes; runoff was recorded each minute in 0.24 m² bounded plots.The depth and structure of the soil mantle provide the main controls on runoff rates, which are lowest on the lower fan deposits and highest on the thin upslope soils. The river-bank terrace, with a surface covered by crusts and mosses, also yields relatively high runoff. In general, vegetation density varies inversely with runoff. Nevertheless, shrub and bush litter favor runoff, as does a particular spatial distribution of individual plants on the hillslope. Settling of the upper few centimeters of soils of the alluvial fan following cessation of cultivation 15 to 40 years ago has produced a near-surface compacted layer favoring shallow subsurface runoff. Apparently contradictory results between runoff plots and rainfall simulations are the result of differing processes.     

中国典型石漠化地区土地利用与石漠化的关系

定量研究了贵州省盘县中南部峰丛洼地典型石漠化地区不同岩性的土地利用分布规律和不同土地利用类型的石漠化发生率。结果表明,难利用的、岩石裸露的石旮旯地在连续性石灰岩、石灰岩夹碎屑岩和石灰岩与白云岩互层分布区的比例很高。不同等级石漠化与不同土地利用类型和岩石类型存在着相关性,如坡耕地中以连续性石灰岩发生轻度石漠化的比例最高,其次是石灰岩碎屑岩互层分布区;研究区的轻度石漠化中,土地覆被以灌丛所占的比例最高,坡耕地占11.67%;中度石漠化中,土地覆被以中覆盖度草地所占比例最高;强度以上石漠化中,土地覆被以难利用地的石漠化比例最高。从1995到2000年,中覆盖度草地和难利用地中强度和极强度石漠化比例有所增加。基于上述研究,对研究区的石漠化土地覆被作了进一步的分类,指出了研究区的石漠化的形成过程和治理重点。     

坡地土壤氮素与降雨、径流的相互作用机理及模型

坡地土壤氮素径流损失表现为两种形式 ,溶解于径流中的矿质氮随径流液流失 ,吸附于泥沙颗粒表面以无机态和以有机质形式存在的氮素。坡地土壤氮素流失过程实际上是表层土壤氮素与降雨、径流相互作用的过程 ,土壤氮素流失的多少主要受相互作用的限制。从分析土壤与降雨、径流相互作用入手 ,分析了土壤氮素与降雨、径流相互作用过程及机理 ,并对相互作用模型进行探讨。     

广西不同石漠化程度下典型植物水分来源分析

以广西岩溶地区不同石漠化程度下的典型优势灌木为研究对象,利用氢氧和碳稳定同位素技术,结合叶片水势和土壤水势等,分析广西石漠化地区典型植物的水分利用来源。实验结果表明：随着石漠化的加剧,植物叶片水势和d¹³C值呈降低的趋势,但并没有呈直线下降,且不同石漠化程度下植物的水势和碳同位素差异性均不显著。在轻度和中度石漠化环境下,灌木主要以吸收土壤水（＞70%）为主;重度石漠化环境下,黄荆以夏季早期降雨储存在裂隙孔隙中的水（71.1%）为主要水源,而红背山麻杆则主要吸收土壤水（57.6%）和夏季早期降雨储存在裂隙孔隙中的水（42.4%）。土壤水是石漠化地区植物水分利用的重要来源,在重度石漠化环境下,植物对岩溶裂隙水的利用比例增大。为适应石漠化地区水分不足的现象,植物具有相似的水分利用策略：保持比较低的水势,较高的水分利用效率。植物对不同水源的利用存在转移以适应石漠化环境的加剧。     

用雨量和雨强计算次降雨侵蚀力

降雨侵蚀力反映由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力 ,是定量预报土壤流失的重要因子。降雨动能与最大 30min雨强的乘积EI30 是最常用的降雨侵蚀力指标 ,但计算复杂 ,且资料难以获得。本文从利用易获取的气象资料计算降雨侵蚀力出发 ,通过对全国 13个代表性小区侵蚀资料和 12个气象站降雨资料的分析 ,确定我国降雨侵蚀力指标为雨量和最大 10min雨强的乘积PI10 ,其精度与常用的侵蚀力指标EI30 相当。为方便对比分析并统一单位 ,进一步建立了指标PI10 与EI30 的转换关系 :(EI30 ) =0 1773(PI10 )。这样可充分利用覆盖全国的气象站整编资料 ,计算全国降雨侵蚀力 ,为水土保持规划服务     

RUNOFF PRODUCTION AND EROSION PROCESSES ON A DEHESA IN WESTERN SPAIN*

ABSTRACT. Runoff generation and soil erosion were investigated at the Guadalperalón experimental watershed (western Spain), within the land‐use system known as dehesa, or open, managed evergreen forests. Season and type of surface were found to control runoff and soil‐loss rates. Five soil units were selected as representative of surface types found in the study area: hillslope grass, bottom grass, tree cover, sheep trails, and shrub cover. Measurements were made in various conditions with simulated rainfall to gain an idea of the annual variation in runoff and soil loss. Important seasonal differences were noted due to surface cover and moisture content of soil, but erosion rates were determined primarily by runoff. Surfaces covered with grass and shrubs always showed less erosion; surfaces covered with holm oaks showed higher runoff rates, due to the hydrophobic character of the soils. Concentrations of runoff sediment during the simulations confirmed that erosion rates at the study site depended directly on the sediment available on the soil surface.     

The hydrological response and nutrient loss of certain horticultural ecosystems

Surface runoff, sediment output, and input and output of precipitation nutrients were studied in ber (Zizyphus mauritiana) and pomegranate plantations in the Indian arid zone of Rajasthan during 1993–96. Over 77% of rainfall events were small with low intensity and prolonged duration. High magnitude rainfall (>50 mm) accounted for less than 2% of the rainfall events. Surface runoff was significantly different across the plantations and size of micro-watersheds. Average surface runoff was less than 10% of incidental rainfall, indicating the prominence of deep percolation. Sediment output was positively related to surface runoff. Rainfall added a significant amount of nutrients to the orchards. The extra-system of input was greater than loss through surface runoff plus sediment output. Nutrient loss as particulate matter was more than in solution.