流域地貌系统的侵蚀演化与耗散结构

通过耗散结构的方法和概念,建立了流域地貌系统中熵产生和超熵产生的表达式。以此分析了流域系统的动力学机制,以黄土高原丘陵沟壑区为例,建立了流域地貌系统的侵蚀演化模型。定量描述了黄土高原丘陵沟壑区流域系统的侵蚀旋回,确定了流域的发育阶段。分析了流域系统侵蚀状况的空间不均匀性。     

基于DEM的沟谷网络节点水流累积量研究

以陕西省境内黄土高原丘陵沟壑区绥德县韭园沟、延川和宜君三个典型地貌区作为实验样区,基于栅格数字高程模型(Digital Elevation Mode,DEM)沟谷网络自动提取技术以及沟谷网络节点及其自动提取技术,得到了各样区沟谷网络节点,从地貌形态学,沟谷成因学以及水文学原理出发,对不同级别沟谷网络节点水流累积属性进行了深入分析,结合数理统计方法获得了同一沟谷系统不同分辨率沟谷网络节点水流累积量均值分级统计规律,不同地貌类型样区沟谷系统相同分辨率节点水流累积量均值分级统计规律。该数理统计结论能够有效解释黄土高原丘陵沟壑区各级沟谷系统的形成机理及其空间分异规律,同时能够合理地说明沟谷系统发育与地表侵蚀、切割强度之间的相互关系。因此,本研究对整个黄土高原丘陵沟壑区地表形态的研究具有重要的参考意义。     

黄土高原沟壑区干旱阳坡的地域分异特征

针对黄土高原沟壑区干旱阳坡这种典型的困难立地进行因地制宜的植被恢复建设。本文选取甘肃西峰、山西吉县、陕西安塞、宁夏固原为研究区,采用25 m分辨率的DEM为数据源,基于GIS提取相关地形信息研究其干旱阳坡的地域分异特征。结果表明：①不同类型沟壑区干旱阳坡面积比例占45%～54%,表现为高塬沟壑区＞过渡地带＞丘陵沟壑区。②不同类型沟壑区干旱阳坡面积比例随坡度的变化规律不同,高塬沟壑区呈左偏态分布,其他样区均基本呈近似正态分布,且丘五区和过渡地带呈双峰现象。③不同类型沟壑区梁峁坡面积比例关系为：高塬沟壑区>过渡地带>丘陵沟壑区;沟坡面积比例为：丘陵沟壑区>过渡地带>高塬沟壑区;川台地面积比例为：丘五区＞过渡地带＞丘二区＞高塬沟壑。④不同类型沟壑区各立地类型组所占的面积比例各不相同,除高塬沟壑区外基本呈阳向缓坡组＞阳向陡险坡组＞坡顶或沟底。研究成果可为黄土高原地区开展抗旱造林与植被重建提供理论依据。     

农业最佳管理措施在全分布式水文模型中的表达——以罗玉沟流域为例(英文)

农业最佳管理措施(BMPs)是为了减少由农业活动引起的非点源污染,防止污染物进入受纳水体的一系列措施。分布式水文模型是流域非点源污染模拟和BMPs评估的重要工具。利用分布式水文模型评估BMPs在水土保持、拦沙减污的有效性,首先要在模型中对BMPs进行刻画和表达。但是,在全分布式水文模型中,如何进行BMPs表达的研究比较缺乏。本文以黄土高原丘陵沟壑区典型小流域罗玉沟流域为例,基于一个全分布式模型,SEIM(Spatially Explicit Integrated Modeling)模型,逐步介绍如何在该模型中进行BMPs的表达,以及评估它们的水文响应。罗玉沟流域面积约为73 km2,流域内侵蚀严重,其中暴雨侵蚀占年平均输沙量的60%以上。本研究选择了3种BMPs,分别是退耕还林、梯田和免耕耕作,并在模型中对这些管理措施进行表达。措施表达的方法是通过修改该措施所在地块的主要物理参数,以此来描述其对流域水文过程的影响。通过在一个暴雨事件的情景模拟,结果表明梯田的减沙效益较高,最大到达97.3%,免耕措施的平均减沙率最小,约为9.5%,退耕还林的平均减沙率介于这两者之间,为75.6%。     

内蒙古准格尔旗新近纪哺乳动物化石群及其地质意义

准格尔旗地处黄河中下游,黄土高原北缘,出露的地层主要由二迭系、三迭系、侏罗系、新近系和第四系组成,沟谷密布,部分基岩裸露于地表。南部黄土丘陵沟壑区与黄土高原相连,哺乳动物化石出露于偏僻丘陵沟壑区新近系地层中。     

黄土高原小流域土地利用系统结构优化与生态设计

改善和优化土地利用方式和结构是综合治理黄土高原人为加速侵蚀的关键。本文以陕北米脂县泉家沟流域为例，探讨了黄土丘陵沟壑区以小流域为基本单元的土地利用系统的优化设计模式，主要过程包括小流域土地利用系统分析；土地资源综合评价；土地利用系统结构优化；土地利用优化模型空间面积分配；土地利用系统生态设计等。     

地图与遥感

P208 2004021679基于DEM的黄土地貌类型提取与制图:以黄土高原丘陵沟扭实验样区为例二DEMb朋司landfom巧extraction anda蒯i-cation:a case study in tha hill梦即lly areas of thel一Plateau/朱红春,张友顺一//地球信息科学一2003,5(4)一no一113 以陕北绥德县刘家沟流域为实验样区,从地貌成因、形态和土地利用角度出发,分析了黄土高原丘陵沟壑区3种典型地貌类型的区域特征;以不同地貌类型的区域特征为 100·基础,在地理信息系统平台软件户JeView的支持下,利用数字高程模型(DEM)自动提取黄土丘陵区3种基本地貌类型的方法和技术.研究分…     

数字高程模型地形描述误差的量化模拟--以黄土丘陵沟壑区的实验为例

本研究以陕北黄土高原丘陵沟壑区为试验样区 ,综合运用统计分析及比较分析的原理与方法 ,通过数学模拟、对比分析、误差可视化分析 ,研究不同空间尺度下DEM地形描述误差的数学转换模型。实验结果证明 ,目前适用于欧洲地区的地形描述误差的模拟方程EtD=q·a·(EtD′) b,经过参数的修正 ,在我国黄土高原丘陵沟壑区具有较高的模拟精度。该模型的建立可以实现应用低空间分辨率的DEM数据在栅格水平模拟高空间分辨率DEM所提取的地形描述误差 ,从而 ,在一定精度范围内大大提高Et的计算速度和计算效率。并且 ,对我国其它地貌类型区类似模型的建立 ,都具有重要的参考意义     

靖边黄土地貌与地貌地名

在地名命名中,以地貌特征命名是一种常规方法。同时运用这类地名可追溯区域特征。黄土高原与鄂尔多斯过渡地带的靖边黄土地貌（北部风沙滩地区、中部梁峁涧地区和南部丘陵沟壑区）地区地名,具有显著的地貌地名特征。     

典型黄土地貌类型区的地形复杂度分形研究

黄土高原地貌形态与地形复杂度自南向北有序变化,构成了举世瞩目的独特的地理景观。选择陕西省南北剖面六个典型黄土地貌样区为基本实验区,以其1∶1万栅格DEM为数据源,探讨典型黄土地貌类型区的地形复杂度分形与空间分异特征。首先提出的元分维模型方法,以计算得到的DEM元分维值作为特征指标,研究样区的地形复杂度问题。这种通过滑动窗口的扩展分维分析方法,既可以用于分析该区域不同尺度下的地形复杂度变化情况,也可以探讨区域的局部单元复杂程度及其空间分布,从而不再局限于对全区域的单一分维评价。以此为基础,进一步应用元分维谱方法,研究地貌网格单元的元分维分级分布情况。实验结果表明:以绥德和延川为代表的黄土峁状丘陵沟壑区最为复杂,以宜君和甘泉为代表的梁状丘陵沟壑区居中,而以淳化为代表的黄土塬区和以神木为代表的风沙黄土过渡区最为平缓。实验进一步证明了扩展分形方法在黄土地貌研究中的可行性。     

黄土丘陵沟壑区土地利用类型与土地生产力关系模拟研究——以王家沟小流域为例

土地利用是人类对自然界影响的最主要方式,而土地利用类型则是影响土地生产力状况的关键因素。利用基于侵蚀条件下的土地生产力模型,研究黄土高原丘陵沟壑区不同土地利用类型与土地生产力之间的关系。结果表明,对于大多数的作物类型而言,土地生产力状况均表现为坝地>梯田>坡耕地>沟坡地。进一步研究了不同作物类型对土地利用的适宜性指数和生产力指数,均表现出相同的趋势。     

黄土高原丘陵沟壑区单元流域次暴雨输沙模型

黄土高原尤其是黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀异常严重,在该区开展单元流域产沙模拟对于流域侵蚀产沙及沟道系统泥沙输移比研究有着重要的意义。本文选取陕北岔巴沟单元流域团山沟为研究对象,利用1961-1969年间水文泥沙资料,构建了流域产沙模型:以流域输沙关系表达式Ms=CsH为理论框架,经分析发现洪峰流量、最大含沙量、平均流量与次洪含沙量相关性显著,近而以洪峰流量、平均流量、最大含沙量及径流深为模型变量,通过模拟误差分析,构建并选取了以径流深和洪峰流量、径流深和最大含沙量为变量的经验模型:Ms=H(109.2ln(Qz)+546.1);Ms=H(Cz-141.2)。与目前已有模型相比,以上模型具有很好的模拟效果,尤其是在模拟小产沙事件时模拟效果较好,模型在临近流域水旺沟上的应用效果也较好。另据研究发现,高含沙水流的存在,使得在不同产沙模数水平下产沙模拟响应机制不同,对产沙模数小于300 t/km2次暴雨事件,流量的对数函数拟合效果明显优于幂函数拟合;对产沙模数大于1000 t/km2次暴雨事件,流量的幂函数拟合效果好于对数函数拟合,但差异不大。     

黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用变化对水沙关系的影响

以黄土丘陵沟壑区内相邻的2条支沟(桥子东沟和桥子西沟)为研究对象,基于遥感影像获得土地利用数据,利用水文站1986-2004年观测的次降雨-径流-泥沙过程资料,研究了小流域土地利用变化(主要以增加水土保持措施为主)对径流输沙的影响。结果表明:在黄土丘陵沟壑区,增加土地利用/土地覆被能够有效地减少小流域的径流量、产沙量;在次降雨量、降雨强度较小,土地利用变化不明显的情况下,两流域次降雨水沙关系差异不显著,在次降雨量、降雨强度较大和土地利用变化明显时,两流域次降雨水沙关系差异显著,坡耕地改梯田的农田水利建设可能是导致水沙变化的主要原因。     

基于不同分辨率影像的山区耕地细碎化评价及其尺度效应

研究耕地细碎化的尺度效应对山区耕地细碎化遥感监测、耕地整治与可持续利用具有重要意义。选取贵州省坝区孙家村、丘陵区亚鱼村和山地区小坝村3个不同地貌背景的典型村为案例区,在构建细碎化测度模型基础上,量化分析0.1 m、1 m、2 m、5 m、10 m分辨率下耕地细碎化程度的尺度效应。研究结论：① 随着影像分辨率下降,不同地貌背景下的耕作地块特征有明显的尺度效应。② 不同地貌背景下的耕地细碎化程度存在差异,丘陵区的细碎化程度最高,坝区次之,山地区最低。不同影像分辨率下的耕地细碎化程度具有明显的尺度效应,3个典型村的耕地细碎化指数均呈现幂函数式下降;且不同地貌背景的耕地细碎化程度对尺度变化响应程度不同,坝区的耕地细碎化粒度响应最为强烈,丘陵区次之,山地区最弱。③ 以前1个尺度为参照计算耕地细碎化程度的损失精度时,坝区和丘陵区的耕地细碎化程度在影像分辨率由2 m变为5 m时最敏感,山地区小坝村对尺度变化的敏感度从2 m处呈现升高趋势;以基础尺度为参照时,丘陵区的耕地细碎化程度对尺度变化的敏感度最高,山地区次之,坝区最低。研究旨在为山区的耕地细碎化调查、评价以及治理提供借鉴。     

20世纪末中国土壤侵蚀的空间分布特征

通过对中国2000年第二次土壤侵蚀遥感调查成果的分析,讨论了20世纪末中国土壤侵蚀空间分布特点。结果表明,水土流失仍然是我国持续影响面最大的环境问题。西部是我国土壤侵蚀的主要分布地区,轻度侵蚀对整个土壤侵蚀格局影响最大。水蚀的分布明显体现出地形的影响,轻度水蚀基本上分布在山地丘陵区 (含黄土地形区),严重水蚀近半分布在黄土地形区。轻度水蚀主要分布在耕地、林地、草地。严重水蚀、轻度风蚀面积均约半数分布在草地,各类草地的保护与整治均应是水、风蚀区水土保持的重要内容。土壤资源中,黄绵土是受到土壤侵蚀威胁最严重的类型。但对我国土壤侵蚀的进一步分析还需要更多对方法和相关数据分析的研究工作。     

地表物质组成与土地沙漠化

土地沙漠化是在干旱、半干旱地区,由于特定的自然条件和人类不合理地利用自然资源,所引起的环境退化过程。随着这个过程的进一步发展对人类的不利影响越来越大。因此,对土地沙漠化的问题,也越来越得到人们的普遍重视。在内蒙伊克昭盟及宁夏、陕北地区,沙漠化的土地面积,分别占总土地面积的32%、25.2%和45.9%。这说明了在上述地区土地沙漠化是相当严重的。造成土地沙漠化的自然因素,除气候的干旱、多风外,地表物质的组成是其物质基础。而地表物质组成与沉积条件密切相关,因此,不同的沉积环境形成不同的沉积物,其质地性质差异很大。这些不同的沉积物,对土地沙漠化的发生及发展速度、类型和治理措施都有直接关系。因此,研究地表物质组成与土地沙漠化之间的关系是极为重要。     

黄土丘陵沟壑区典型小流域侵蚀产沙过程模型

在分析现存土壤侵蚀产沙模型基础上，依据大量小流域野外试验小区观测与模拟降雨试验资料，建立了一个适用于黄土丘陵沟壑区小流域预测侵蚀产沙量的侵蚀产沙过程模型。由于黄土丘陵沟壑区小流域的复杂地形和侵蚀产沙的垂直分带规律，土壤侵蚀产沙的空间变化要比现有模型复杂得多，因此，本模型由三个子模型组成：坡面子模型、沟坡子模型、沟道子模型，它可以计算小流域每场暴雨的径流量与侵蚀产沙量。本文较为详细地描述了模型中计算     

黄土丘陵区坡面形态和植被组合的土壤侵蚀效应研究

以位于陕北黄土丘陵区的羊圈沟流域为重点研究区,针对不同坡面类型（坡长、坡形、坡度）和植被组合进行野外土壤采样,利用¹³⁷Cs元素示踪方法评估坡面的土壤侵蚀效应。研究发现：① 坡面形态对土壤侵蚀具有重要影响。自坡顶至坡脚,“直-凹”组合的坡型一般具有相对较低的土壤侵蚀模数,整体上起到“汇”的作用;但“凹-直/凸”组合的坡型具有相对较高的土壤侵蚀模数,在土壤侵蚀方面起到“源”的作用;其他坡型,如直坡、凸坡、“直-凸”和复杂性坡型的土壤侵蚀模数介于两者之间。② 坡面不同植被空间配置对土壤侵蚀的影响具有明显差异。研究发现,坡面植被组合（自坡顶至坡脚）为荒草地-果园、有林地-其他植被类型组合和荒草地-其他植被类型的坡面具有相对较低的土壤侵蚀模数,起到了一定“汇”的功能,但人为干扰较为强烈的景观坡面（无水土保持措施）具有相对较高的土壤侵蚀模数,整体上表现为土壤侵蚀的“源”区。     

Soil erosion in China based on the 2000 national remote sensing survey

This paper discussed the spatial distribution of soil erosion in China at the end of the 20th century based on the second national soil erosion survey. The result indicated soil erosion is still the prime environmental problem in China. Soil erosion mainly occurs in the western regions of China, and the slight erosion type, ion the whole, exerts the greatest impact on soil erosion pattern. The distribution of water erosion shows the impact of landforms: slight water erosion mainly in mountainous and hilly areas, and half of violent water erosion on the loess landforms. Farmland, forestland and grassland are the major land use types of slight hydraulic erosion distribution, while the serious hydraulic erosion and slight wind erosion mainly occur on grassland. Thus, the conservation of the grassland is the key to either hydraulic and wind erosion control. The huangmian soil (a major type of cultivated soil developed from loess mother material) is the one facing the most serious threat from soil erosion in Chinas soil resources. Further discussion on the soil erosion distribution still needs more research on the method and relevant data analysis.     

基于CLUE-S模型的黄土台塬区土地利用变化模拟——以陕西省咸阳台塬区为例

本文以2000 年的TM遥感影像解译数据以及水文水资源数据为基础, 综合运用Binary Logistic、CLUE-S模型以及SPSS19.0 统计分析软件, 测评了咸阳黄土台塬区水土资源在数量和空间上的配置, 并在此基础上模拟了咸阳台塬区未来土地利用变化的图谱。分析发现:①从水土数量优化配置的结果可知, 耕地、草地、水域及未利用地面积减少, 而林地和建设用地面积则有增加的趋势;②从面向生态的角度出发, 黄土台塬区的水土优化配置结果反映了台塬区土地生态系统的生态价值和经济效益, 台塬区的生态效益由2000 年的1.5313 亿元增加到2020 年的1.5445 亿元;而台塬区的土地经济收益则由2000 年的68.4901 亿元增加到2020 年的71.9021 亿元;③从水土空间优化配置的结果可以看出, 咸阳台塬区建设用地在过去10 年以及未来10 年变化极为明显, 建设用地主要在原有建设用地周边进行拓展, 其中, 建设用地变化最为明显的区域主要集中在咸阳市的秦都区以及三原县。