黄土丘陵区小流域土地利用变化对生态环境的影响：以延安市羊圈沟？…

选择黄土丘陵沟壑区的羊圈沟流域,应用地理信息系统和野外采样技术,从小流域,坡面和单一土地利用类型三个尺度层次研究土地利用变化对流域土壤侵蚀,土壤养分和土壤水分的影响。结果发现：１９９６年比１９８４年该流域坡耕地减少４３％,林地增加了４２％,草地增加了５％,土壤侵蚀量减少了２４％。     

陕晋黄土丘陵区土壤侵蚀发展动态仿真研究

应用系统动力学理论建立了陕晋黄土丘陵区土壤侵蚀发展动态的ＳＤ模型,对该区３种治理模式－加速治理型、传统经营型和稳步发展型进行仿真研究,预测到２０４０年土地利用与土壤侵蚀的长期动态变化。结果表明：土壤侵蚀过程与土地利用和治理强度密切相关,轻度与中度侵蚀面积有明显的滞后增加趋势,即侵蚀过程的“长波”现象,加速型模式是促进该区农业发展生态环境良性循环的最佳模式。     

黄土丘陵区林区开垦地土壤退化研究

以林地及其开垦地土壤颗粒组成、有机质含量、>0 .2 5mm水稳性团粒含量、土壤容及土壤抗强度等性质为基础 ,分析比较了林地及林地开垦后侵蚀 10年内土壤退化问题。研究结果表明 ,林地一旦开垦后随侵蚀年限的增长 ,土壤性质逐年退化 :侵蚀 10年土壤粘粒和物理性粘粒比林地分别减少 2 .74 %和 3.0 1% ,粗粉粒增加 ,土壤颗粒组成粗化 ;有机质含量从林地的 4 5 .2 g/kg下降到侵蚀 10年开垦地的 9.8g/kg ,>0 .2 5mm水稳性团粒含量从林地的 6 0 .19%下降到侵蚀第 10年开垦地的 2 8.6 0 % ,土壤容重增大 ,土壤的抗剪强度从 0 .12 3kg/cm3 下降到0 .0 74kg/cm3 ;并将林地和开垦地土壤性质与土壤侵蚀强度进行相关分析发现 ,>0 .2 5mm水稳性团粒含量对土壤侵蚀强度影响最大 ,偏相关系数为 0 .972 8,其次为土壤粗粉粒和抗剪强度 ,偏相关系数为 0 .8879和 0 .6 0 2 0 ,说明了林地开垦后侵蚀土壤的退化 ,恶化了土壤侵蚀环境 ,造成土壤侵蚀更易发生 ,加剧着土壤侵蚀强度 ,表明恢复和重建森林植被在防治黄土高原土壤侵蚀中具有举足轻重的作用     

黄土丘陵小流域土壤物理性质的 空间变异

黄土丘陵小流域土壤物理性质在景观尺度上的空间变异以质地、容重和饱和含水量最小，稳定入渗率最大，团稳性与粘结力居中，不同土地利用类型之间诸项物理性质都存在显著差异，土壤质地以林地的砂粒含量显著偏低但粉粒含量显著高于其它土地利用类型，休闲地的粉粒含量显著较低；容重以林地显著偏大，耕地较小；饱和含水量以灌木地较大，林地显著偏低，土壤团稳性以林地显著偏高，耕地显著偏低；土壤粘结力以灌木地，林地，荒地和休闲地显著较强，耕地显著较弱；稳定入渗率以灌木地显著较高，间作地显著较低，就坡形来说，垂直与水平凹形坡的砂粒含量都显著较低而粉粒含量比较高，相反直形坡的砂粒比较高而粉粒含量显著较低；饱和含水量与稳定入渗率都是以垂直直形坡较高，垂直凹形坡则较低，就坡向而言，偏东坡的土壤粘结力显著低于偏西坡；偏北坡土壤质地比偏南坡粘性强，但稳定入渗率低，稳定入渗率还随坡度的增大而增高，随着海拔的升高，土壤砂粒含量与稳定入渗率增高，而粘粒含量与团稳性呈降低趋势。     

黄土丘陵林地土壤侵蚀与土壤性质变化

以黄土丘陵子午岭土壤侵蚀和生态环境观测站1989~1998年的观测资料为基础,研究分析了林地开垦10年内土壤侵蚀与生态环境变化的相互效应关系。分析指出:林地开垦人为改变侵蚀环境,引起的人为加速侵蚀速率为自然侵蚀速率的1000倍以上;以单位降雨侵蚀力引起的侵蚀量作为衡量指标,指出林地开垦地土壤侵蚀强度随侵蚀年限增长呈递增加剧趋势;通过分析土壤物理力学性质表明,林地开垦侵蚀10年土壤粘粒和物理性粘粒比林地分别减少2.74%和3.01%,土壤向粗骨化趋势发展,>0.25 mm水稳性团粒含量减少58.7%,土壤容重增大,抗剪强度下降,抵抗径流冲刷能力减弱,造成土壤侵蚀更易发生;应用相关分析表明,>0.25 mm水稳性团粒含量的改变对土壤侵蚀强度影响最大,其偏相关系数为0.9728,其次是土壤的粗粉粒和抗剪强度,偏相关系数分别为0.8879和0.6020;分析>0.25 mm水稳性团粒含量和抗剪强度与土壤侵蚀强度关系表明,林地开垦后侵蚀1年和侵蚀7年为土壤侵蚀加剧的转折年限,说明退化的侵蚀土壤和退化的生态环境加剧了土壤侵蚀的发生和发展。     

黄土丘陵区典型退耕恢复植被土壤生态化学计量特征

为探究不同植被土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征及其影响因素,以黄土丘陵区油松、刺槐、沙棘和草地4种典型退耕恢复植被0～100 cm土壤为研究对象,分析不同植被土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)含量及其化学计量特征。结果表明:(1)不同恢复植被对土壤养分含量有显著影响,刺槐的SOC、STN最高,油松的SOC、STN最低,STP表现为草地>刺槐>油松>沙棘。(2)不同恢复植被土壤养分具有“表聚性”,随土层深度增加,SOC和STN含量呈下降趋势,而STP的变异性较弱。特别是刺槐的SOC和STN在60～100 cm呈增加趋势。(3)不同恢复植被土壤SOC:STN(C:N)、SOC:STP(C:P)差异不显著(P>0.05),刺槐的土壤STN:STP(N:P)显著高于其他植被类型(P<0.05),土壤C:N、C:P、N:P均低于全球及全国平均水平,研究区有机质的分解速率较快,P的有效性高,植被生长主要受N元素限制。(4)研究区土壤C:N、C:P和N:P主要受SOC和STN影响;土壤养分与土壤含水量(SWC)和土壤容重(BD)呈负相关,与...     

黄土丘陵区典型小流域土地利用变化研究——以陕西延安地区大南沟流域为例

利用航片解译和景生态学方法研究了陕北黄土丘陵区大南沟流域在20世纪70年代和90年代的土地利用结构的特点和变化，结果表：从1975年到1999年，梯田，坡耕地，稀疏林地，灌丛面积减少，所占百分比呈下降趋势，而有林地，果园，荒地所占百分比呈上升趋势，梯田，有林地，灌丛和茺地平均斑块面积在增大，而坡耕地，稀疏林地，果园的平均斑块面积在减小，果园和坡耕地分维数在变大，斑块形状趋于复杂化，而有林地，稀疏林地，灌丛，梯田和荒地的斑块分维数在变小，斑块形状趋势规则小，有林地，灌丛，果园，荒地的分离度在下降，稀疏林地，梯田和坡耕地的分离度在上升，说明有林地，罐丛，果园和荒地的地位在上升，而稀疏林地，梯田和坡耕地的地位在下降，全区单位面积的斑块数目的磁大，在一定程度上表明农田中地块之间的边界增多，其结果是导致一些土地资源和浪费和不利于土地管理，景观多样性指数和土地利用相对合理指数在增大，但变化较小，1997年与1975年相比，整体上土利用结构稍有好转，但这种土地利用结构远未达理想状态。     

植被恢复方式对黄土丘陵区土壤理化性质及微生物特性的影响

对甘肃省定西市黄土丘陵区不同植被恢复方式下的土壤水分、pH、有机碳（SOC）、全氮（TN）、碱解氮（AN）、全磷（TP）、速效磷（AP）、速效钾（AK）及微生物生物量、呼吸速率、呼吸熵（qCO₂）以及微生物熵（q_MB）进行了测定与分析。结果表明：不同植被恢复方式下,土壤pH值变化差异不显著（p>0.05）;0~20 cm土SOC、TN、AN、TP、AP、微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）含量及微生物呼吸速率（MR）均为天然植被（CL）下最高,AK为自然恢复（Q）方式下最高,qCO₂与q_MB在人工重建+自然恢复（RZ）方式下最高;20~40 cm土壤的SOC、TN、AN、TP、AP含量变化同0~20 cm,AK、SMBC、SMBN、 q_MB及MR在RZ方式下最高;40~60 cm土壤的SOC、TN、AN、AP及TP含量在CL方式下最高,SMBC、SMBN、 q_MB及MR在RZ方式下最高,AK、 qCO₂在Q方式下最高。相同植被恢复方式下,随土层深度增加,SOC、TN、AN、TP、AP、AK、SMBC、SMBN含量及q_MB、MR均逐渐降低,但qCO₂逐渐升高（除RZ方式）。不同植被恢复方式,SOC、TN、AN、SMBC、SMBN、q_MB、MR及qCO₂之间存在不同程度的相关性。     

沙盖黄土丘陵坡地土壤理化特性随地形变化规律研究

在陕西神木县与内蒙古东胜市交界的饮马泉小流域,选择有代表性的坡面进行地形剖面和土壤层垂直方向的系统采样。每个样品进行了粒级、土壤质量含水量、土壤有机质测试。经数据的分析模拟,得以下结论:①土壤粒级构成和物理性粘粒含量特征,可以指示研究区土壤的沙化程度和演化趋向,其具有向西北更干旱粗化方向过渡的倾向。②土壤水分随地貌部位的变化规律比较明显,在峁坡顶部和上部,垂向上具有自上而下增加的趋势,而在峁坡下部和坡脚却正好相反。不论何种地貌部位都存在一个相近的土壤蒸发、渗漏、持水能力相对的平衡深度。③土壤的物理性粘粒含量与土壤的水肥关系密切,物理性粘粒含量相对高的土壤剖面,土壤的水肥组合效果较好。④土壤水肥质地的组合效果,丘陵顶部的最差,依次过渡到坡脚的组合效果最好。其进一步表明,地貌因素在土壤形成后的一系列熟化、退化、被侵蚀和沙化的演化过程中,地貌仍起着至关重要的作用。     

四川盆地丘陵区土壤水分空间变异及其时间稳定性分析

土壤水分在空间分布上的不均匀性以及空间分布结构在时间上的稳定性,对深入理解土壤水分空间变异具有重要的意义。在四川盆地丘陵区旱坡地选取150m&#215;150m的地块范围,利用传统统计学、地统计学以及时间稳定性指数对土壤水分空间变异特征及时间稳定性的进行了分析。结果发现：在垂向变异上,土壤水分变异含量随深度的增加而降低,变异系数则相反;在空间变异结构上,0～30cm土壤水分的基台值、块金效应在不同时间发生明显波动,但仍以空间相关性为主,30～40cm的块金效应波动小,空间自相关程度高且比较稳定;球状、指数、高斯模型可用来模拟土壤水分的空间变异;空间分布格局均呈基本带状分布;土壤水分的相对值在1左右波动,稳定性指数各随土壤深度的增加而降低。     

Issues of Spatial and Temporal Variability in Climate Impact Studies

The accuracy of impact estimates relating climate change to regional-scale agricultural production is constrained by the temporal and spatial resolution of climate change projections. Several techniques have been used to compensate for these limitations in order to provide reasonable estimates of the impact of climate change on crop yield. One approach assumes that variability over time can substitute for spatial variability, thereby reducing the need to estimate the impacts at a spatially dense network of stations—an assumption that has not been generally tested. This study evaluates this assumption using methods similar to those employed in the climate impact literature. The findings suggest that current practices are generally defensible if the goal is to provide a range of possible crop responses to climate change. However, the results also show that the assumption is highly sensitive to specific interactions at the soil-plant-atmosphere interface and, consequently, does not hold under certain circumstances.     

黄土高原0.8Ma以来地面抬升的时空特征研究

根据黄土高原地区黄河阶地的形态特征和成因分析,认为其形成主要是地面抬升所致并且在黄河达到均衡状态下形成,可以推断黄土高原的地面抬升。根据对黄土高原地区黄河0.8 Ma阶地的研究并结合相关文献资料,选取兰州段、黑山峡段、晋陕峡谷段和三门峡段作为典型研究区域,得出黄土高原0.8 Ma以来的地面抬升存在显著的时空特征,即空间特征表现为地面抬升量有西大东小的规律,时间特征表现为地面抬升速率有后期加速趋势、特别是晚更新世以来。并认为黄土高原0.8 Ma以来的地面抬升与青藏高原的构造抬升有成因上的联系。     

科尔沁沙地奈曼地区地下水水质时空变化特征

区域地下水水质是水质评价的重要内容,也是合理制定地下水开发利用及保护治理方案的基本前提。以科尔沁沙地奈曼地区地下水水质为研究对象,选取2005-2014年地下水水质监测数据,分析地下水水质时空变化特征。结果表明：近10年来奈曼地区地下水水质各指标均值均低于地下水Ⅱ类标准,pH值、NO₃^-含量、化学需氧量（COD_cr）在局部地区出现超标现象,但水质总体较好;该地区地下水矿化度（TDS）与Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、HCO₃^-、SO₄²⁺浓度及COD_cr具有明显的正相关关系,即随着Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、HCO₃^-、SO₄²⁺、COD_cr浓度的增加,TDS也会增加;各主要指标浓度随时间呈下降趋势,SO₄²⁺、Na⁺、HCO₃^-浓度及TDS较稳定,而Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、PO₄^3-浓度及COD_cr随时间变化较为明显;Ca²⁺、Mg²⁺ 、HCO₃^-、SO₄²⁺浓度及TDS农田非灌溉井> 农田灌溉井> 沙地水位井,Na⁺、COD_cr浓度沙地水位井> 农田非灌溉井> 农田灌溉井,NO₃^-浓度沙地水位井> 农田灌溉井> 农田非灌溉井;该地区地下水水质变化主要与碳酸盐岩溶解、农药化肥的使用、工业及生活污水排放有关。     

库姆塔格沙漠周边地区极端降水的时空变化特征

根据中国气象局信息中心提供的库姆塔格沙漠周边地区20个气象站1960-2014年逐日降水量资料,分析了库姆塔格沙漠周边地区1960-2014年极端降水的时空变化特征。结果表明：（1）库姆塔格沙漠周边地区极端降水主要集中在夏季且存在很大的地域性差异。（2）1960-2014年库姆塔格沙漠周边地区极端降水事件、年大雨频次、年大降水事件降水量和年降水量显著增加。（3）库姆塔格沙漠周边地区西部极端降水主要由频数很少的暴雨贡献,而东部极端降水则由暴雨和大雨共同贡献。（4）库姆塔格沙漠周边地区极端降水指数在夏季和年尺度的空间分布相似,且强降水指数在年和夏季尺度的空间分布均呈“鞍型场”型。     

2000-2012年陕甘宁黄土高原区地表蒸散时空分布及影响因素

分析陕甘宁黄土高原区地表蒸散变化特征及其影响因素,可以为区域水资源规划、生态环境改善提供依据。本文利用MOD16蒸散数据,统计分析了陕甘宁黄土高原区2000-2012年地表实际蒸散量的时空变化特征,并结合国家气象站点观测数据和基于像元的相关分析法探讨了其影响因素。结果表明:(1) 2000-2002年蒸散量迅速上升,在2003年达到最高值378.6 mm, 2003-2006年蒸散量呈下降趋势,2006年之后蒸散量呈现缓慢上升趋势。(2) 近13年来,陕甘宁黄土高原区多年平均蒸散量具有明显的空间差异,蒸散量自西北至东南递增,最南部的六盘山、子午岭、黄龙山地是3个主要的高值区;年蒸散量以夏季最多,其次是春季,秋季和冬季最少,且季节蒸散的分布与年蒸散的空间分布格局基本一致。(3) 陕甘宁黄土高原区蒸散量草地和耕地的贡献率最高,密灌丛、疏灌丛次之,常绿针叶林、森林草原贡献率则较小。(4) 陕甘宁黄土高原区动力因素对地表蒸散量影响以正相关为主,风速对该区影响较大;热力因素对地表蒸散量影响以负相关为主,其中气温与蒸散在空间上呈负相关的区域较大,日照时数与蒸散在空间上的负相关区域的面积次之;水分条件(降水量、相对湿度)对蒸散的影响也以正相关为主。     

横断山区土壤相对湿度时空分异

以1992～2010年横断山区16个观测站土壤相对湿度资料为基础,通过Kriging插值法分析土壤相对湿度季节分异和空间分异特征。结果表明:横断山区年土壤相对湿度自1992年以来整体呈波动增加趋势,年际变化倾向率为0.51%/a;横断山区土壤相对湿度表现为西南和东北部较高,东南和西北部较低,中部土壤相对湿度增加趋势强于边缘,深层土壤的相对湿度整体大于浅层土壤。春、夏季土壤相对湿度增加趋势比秋、冬季明显。     

小流域土壤水分空间分异特征及时稳性分析

利用常规统计方法对川中丘陵区盐亭县截流小流域土壤水分空间监测资料进行了分析。结果表明,小流域土壤水分空间分异明显,且主要受地形和微地貌控制,台地水分含量明显高于坡地;土壤剖面垂直变化复杂,水分分层不明显;流域多级台地中,中、高台位土壤水含量大于低台位,中台位大于高台位;土壤水分随坡向的分异规律有:北向坡>南向坡>西向坡;同台林地水分含量大于农地;土壤水分空间分异随时间变化小,具有时稳性。研究还表明,流域内存在可反映流域表层土壤平均水分状况的均值点,可作为流域平均土壤含水量的监测点。