种植结构调整对区域水循环的影响分析

种植结构调整目前是我国大中型灌区节水改造的一个重点.区域大幅度的种植结构调整势必导致农作物耗用水量发生剧烈变化,由此引发区域水循环运移过程和转换通量发生变化,对区域用水和水资源赋存及形成过程产生深刻影响.应用水循环模型,对宁夏平原区实施种植结构调整下的区域水循环过程、经济系统与生态系统的耗水变化进行模拟分析,研究表明:...     

黄土区林草植被与降水对坡面径流和侵蚀产沙的影响

在一定地形地貌基础上,林草植被与降水是决定坡面产流产沙量的主要因素,而这些因素各因子之间合作用于坡地产流产沙,增加了影响机制的复杂性。为深入分析降水因子与林分结构因子对坡地降雨产流产沙的影响,为黄土区植被建设提供理论依据,对蔡家川流域典型样地的实验资料进行分析。结果表明,刺槐和油松林场降雨产流、产沙量与降雨量和降雨强度有较好相关性,但相关性随着林分郁闭度的增大而减小;当油松林林分郁闭度<0.6时,产流、产沙量与I30的相关性要更显著于与I10的相关性,而林分郁闭度在0.6以上时,则相反。在林分结构因子对坡面产流产沙的影响中,当林分覆盖度>40%时,林分减水减沙效益显著。林地枯落物和草本植物通过截持降水、增加地表糙率来削减坡面产流产沙量,刺槐和油松林地的枯落物年截流量占降雨总量的13.5%~22%。刺槐和油松林的稳渗速率随林分密度的增加而增大,但不与密度的增加幅度成正比,当刺槐、油松林的密度超过3 000株/hm2时,稳渗速率增加缓慢,从防蚀角度考虑,可将其作为林分密度的上限。在林分生物量>14.51 t/hm2时,植被具有极好的防护功能。通过对影响坡面产流产沙的影响因子的灰色关联分析,林分郁闭度和草本、枯落物生物量对坡面产流产沙影响显著,关联度值均>0.6。     

硅肥对苹果生长产量及品质影响的研究

通过不同品种不同地形生长的苹果施入硅肥后对其生长、产量及品质影响的研究表明，硅肥对苹果树体的生长发育具有良好的作用，施入适量的硅肥可使苹果增产１０％以上，并能大大改善苹果的品质。硅肥的这些影响在一定范围内是随着施入量的增加而增大的。     

广佛区域土地利用结构对非点源污染的影响

在野外布点采样的基础上分析了非点源污染评价指标,同时,利用GIS技术研究广佛区域内不同土地利用结构与非点源污染之间的关系.结果表明,在以单一土地利用类型为主控制的单元中,由林地和基水地控制的地表水水质明显优于以耕地或城镇、农村居民点为主的单元;在不同的土地利用类型的组合结构中,各项污染物浓度往往介于林地、基水地或耕地为主控制的研究单元之间;在其他条件相似时,随着研究单元内林地和基水地的增加,非点源污染降低,而随着耕地或城镇、农村居民点比例的升高,非点源污染有逐渐增大的趋势.此外,土地利用结构对非点源污染的     

2003-2017年植被变化对全球陆面蒸散发的影响

蒸散发是陆面水循环的关键环节和过程,是研究水循环对人类活动和气候变化响应的关键要素.过去十几年,全球下垫面的植被变化剧烈,但如何影响全球陆面蒸散发仍未得到清晰的揭示.本文采用500 m分辨率MODIS数据驱动PML-V2模型,定量解析了 2003-2017年植被变化对全球陆面蒸散发的影响.结果显示:在全球尺度上,植被变...     

气候变化对水循环与水资源的影响研究综述

以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。     

干旱区绿洲不同土地利用方式和强度对土壤粒度分布的影响

以干旱区三工河流域下游绿洲作为研究区,应用SPSS数理统计软件,选择12种土地利用系统,采集上层（0～20cm）和下层土壤（20-40cm）样品,分析出不同土地利用系统对土壤粒度分布的影响。研究结果表明：（1）研究区土壤主要由砂和粉砂组成,土地利用系统对砂、粉砂和粘土粒度分布的影响显著,无论上层还是下层,不同土地利用系统土壤砂、粉砂和粘土含量差异明显。（2）绿洲土壤砂含量随着土地种植年限增加有降低的趋势,而粉砂和粘土含量有增加的趋势。在不同的土地利用强度下土壤粒度分布表现出了不同的特征。土地利用强度大的一年生作物和多年生作物土壤粉砂和粘土含量较高。土壤质量得到了逐步改善;而受人类活动干扰较小的土地利用系统土壤砂和粉砂含量高,土壤质地差。说明干旱区绿洲的人类农业活动基本趋于合理。绿洲生态环境正逐步得到改善并持续发展。     

新疆耕地变化对区域碳平衡的影响

基于“Bookkeeping”模型,对1975-2005 年期间新疆耕地变化对区域碳平衡的影响进行了分析。荒漠土地开垦和耕地转移是新疆耕地变化的两种主要方式,1975-2005 年这两种耕地变化方式使新疆碳储量增加了20.6 Tg C,其中土地开垦使区域碳储量增加了51.8 Tg C,而耕地转移则向大气排放了31.2 Tg C。在1975-1985 年期间,新疆耕地大规模转移,区域碳储量的变化趋势受耕地转移的影响较大;1985 年后随新疆土地开垦规模的增加,碳储量变化趋势主要受土地开垦影响。30 年间,新疆碳储量增加主要是由草地开垦为耕地引起,而耕地转移为草地是新疆碳储量减少的主要原因。新疆地区进行合理的水土开发活动有利于区域碳固定,且长期的耕作管理活动会进一步增强耕地的碳汇功能。     

青藏公路对区域土地利用和景观格局的影响——以格尔木至唐古拉山段为例

根据1995年和2000年土地利用数据,运用ARC/INFO软件和景观生态学方法,研究了青藏公路沿线格尔木、曲麻莱、治多3个县(市)的土地利用变化和景观格局变化,修订了单一土地利用类型动态度计算公式,重点分析了公路缓冲带的土地利用变化、景观格局变化和建设用地缓冲带的土地利用变化。主要结论如下:①研究区建设用地增加迅速,林地、水域、未利用土地增加,耕地大量减少,草地退化严重,其中曲麻菜县草地减少22.8%,未利用土地增加 43.96%;②景观破碎化程度加剧,分维数、多样性指数和景观破碎度均增加;③与其它交通干线对沿线的 “轴向”影响不同,该段青藏公路以“点”型的辐射效应为标志,且仅仅影响建设用地周围的区域,格尔木市的影响范围是3 km,五道梁的影响范围是1km; ④K=(Ua+Ub－2Uc)Ua－1T-1×100%,可准确地反映单一土地利用类型变化特点。     

西宁市土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响

分析了2003—2008年西宁市城市化背景下区域土地利用的变化情况,并计算由此导致的生态系统服务价值(ESV)变化。结果表明:研究期内,西宁市耕地、园地、牧草地和未利用地面积减少,耕地面积减少最多,林地、居民点及工矿用地、交通运输用地和水利设施用地面积增加,林地增加最多;研究区生态系统服务价值增加了51.43×106元,年变化率为0.21%,价值系数较高的林地面积大幅增加是造成这一结果的主要原因;在各项生态系统服务功能中,土壤形成与保护对生态系统服务价值的贡献最大;敏感性指数分析表明,生态系统服务价值对所指定的价值系数缺乏弹性,研究结果可信。西宁市生态系统相对安全,但是在增加林地和建设用地的同时,也应该充分考虑价值系数较高的草地保护。     

Effect of apple production base on regional water cycle in Weibei upland of the Loess Plateau

Weibei upland, located in southern part of the Loess Plateau, is a commercial apple production base in China. The enlargement of apple-planting area has a great impact on the regional water cycle. The effects of different land use on hydrological parameters are compared and studied in this paper. The main results are as follows: (1) The initial and steady infiltration rates in apple orchard are higher than those in other land use types such as grassland, idle land and farmland. Their initial rates of infiltration are 0.823 cm/min, 0.215 cm/min, 0.534 cm/min and 0.586 cm/min in apple orchard, grassland, idle land and farmland respectively. Their steady infiltration rates are 0.45 cm/min, 0.038 cm/min, 0.191 cm/min and 0.155 cm/min respectively. (2) There is no runoff generated in plot of apple orchard in all 8 storm events in observed natural rainfalls, while runoff is generated in winter wheat plot, corn plot and alfalfa plot with runoff coefficients of 2.39%, 1.58% and 0.31% respectively. (3) The transpiration of apple trees is strong and thus soil moisture is gradually depleted. The average soil water contents in 3-9 m soil profile in Changwu plots with apple trees of 14 and 32 years in age are 11.77% and 11.59% and in Luochuan plots with those of 15 and 28 years in age are 11.7% and 11.59% respectively, which are nearly 9.0% of wilting moisture of Changwu soil and 8.6% of wilting moisture of Luochuan soil. The pathway of rainfall percolating to groundwater is hindered by dry soil profile.     

Effect of apple production base on regional water cycle in Weibei upland of the Loess Plateau

Weibei upland of the Loess Plateau containing Xianyang city, northern part of Weinan city, southern part of Yan'an city and a part of Tongchuan city covers a total area of 30,000 km2 with an elevation of 900 to 1500 m above sea level and annual average precipitation is from 550 to 600 mm. The Luochuan and Changwu uplands are two of those large uplands in Weibei region. These uplands have been identified as a commercial apple production base for its special features of topography and climate…     

黄土高原西部植物耗水实验研究

针对兰州地区8种常见植物的盆栽试验,比较了其耗水量的变化特征,结果表明：在充分供水条件下,8种植物在试验期间内都能正常生长,植物耗水量从大到小排序为：柽柳＞柠条＞芨芨草＞侧柏＞甘蒙锦鸡儿＞紫穗槐＞红砂＞珍珠;在集雨条件下,植物耗水排序为：芨芨草＞珍珠＞柠条、侧柏、甘蒙锦鸡儿、＞红砂、紫穗槐＞柽柳,但柽柳和紫穗槐在集雨条件下生长出现干枝,生长不好。在雨养条件下,除红砂、甘蒙锦鸡儿、珍珠受到干旱胁迫不明显外,其余植物不同程度上有枯叶出现。紫穗槐死亡,柽柳接近死亡,其他植物耗水排序为：珍珠、芨芨草＞侧柏、甘蒙锦鸡儿、柠条＞红砂。     

甘肃黄土高原土壤水分变化对冬小麦产量的影响

甘肃黄土高原属半干旱和半湿润气候过渡区。潜在蒸散量大于降水量,土壤水是影响冬小麦生产最直接因素。运用甘肃西峰农业气象试验站1981-2010 年冬小麦大田试验及土壤湿度观测资料,对近30 年土壤水变化规律及与冬小麦各产量要素的关系进行分析。结果表明,冬小麦贮水量最大时段为冬前生长期,其次为返青期至拔节期,最小为孕穗期至成熟期。耗水量最大时段为孕穗期至成熟期,其次为冬前生长阶段,最小为返青期至拔节期。1981-2010年土壤100 cm土层、1990-2010 年200 cm土层贮水量呈减少趋势,耗水量呈增加趋势。冬小麦土壤水分利用率呈上升趋势,变化转折点出现在1998 年。200 cm、100 cm土层贮水量与冬小麦不孕小穗率相关性显著。不同生长阶段各层次土壤贮水量均与千粒重相关性显著,且随着深度加深,相关性愈加显著。冬前生长阶段、返青期至拔节期各深度层次土壤贮水量与单株成穗数相关性分别通过0.1、0.01 信度水平检验。在冬小麦各生长阶段,各层次土壤贮水量与单产相关性显著。5 月中旬100 cm 土层贮水量对产量影响较大,aj(t) 值达20 kg/hm²·mm。不孕小穗率与不同生长阶段100 cm土层耗水量均呈显著负相关关系。千粒重与冬前生长阶段的各深度层次耗水量相关性显著。单株成穗数与返青期至拔节期上层土壤耗水量相关性显著。单产与孕穗期至成熟期各层次耗水量相关性显著。从当年9 月到次年5 月100 cm土层耗水量对单产影响逐渐增大,5 月中旬aj(t) 达25 kg/hm²·mm。此后耗水量对产量的影响逐渐降低。     

1979-2012年夏季黄土高原空中云水资源时空分布

利用欧洲数值预报中心(ECMWF)发布的新一代全球全分辨率ERA-Interim再分析数据,采用经验正交函数(EOF)、小波分析、回归分析等方法,分析1979-2012年夏季黄土高原空中云水资源分布特征。结果表明:(1)夏季黄土高原空中云水资源远大于该地区实际年降水量,具有较大空中云水资源开发利用潜势;(2)空间上云水资源表现为两种模态--西北部、东南部反位相振荡(EOF1)以及中部云水资源偏多西北、东南两端偏少(EOF2),且具有显著年际变化周期;(3)黄土高原的空中云水资源主要来自东海,当水汽输送反气旋环流中心偏南(北)时,影响EOF1(EOF2)空间模态;(4)云水、云冰量峰值分别出现在700 hPa、400 hPa左右,当700 hPa存在水汽辐合及上升运动时有利于黄土高原空中云水资源开发。     

渭北高原植被水源涵养功能及价值测评

根据陕西植被图，在MapInfo4.0上建立渭北高原植被类型数据库，从林冠层、枯枝落叶层、土壤层三个层次分析了渭北高原植被水源涵养的物质量，并利用影子工程法、成本估算法等方法对其生态功能进行了货币化评定。结果表明林冠层的截留量为236378.35万t，枯枝落叶层的截卵巢量为9761.00万t，土壤层的截留量为255682.49万t，三个层次总截留量为501821.84万t，水源涵养总价值量为336220.63万元。这对于本地区水资源的合理利用以及生态环境建设着积极的作用。     

黄土高原作物产量及水土流失地形分异模拟

退耕坡地是近年来黄土高原整治生态环境和控制水土流失的有效措施。基于WIN_YIELD 软件, 以延安燕沟流域为例,利用2005 年延安站的逐日气象数据和燕沟流域地貌、土壤及土地利用等资料, 模拟分析了不同地形高程、坡度和坡向条件下不同作物产量及水土流失的分异特征。结果表明： 在黄土高原, 地形坡度是影响作物产量、径流和泥沙的重要因素, 地形高程和坡向的影响普遍较微弱; 地形坡度越大, 作物产量越低, 高粱和玉米在坡度为25^o 时的产量模拟值分别较0^o 时下降15.44%和14.32%, 大豆、绿豆和马铃薯的下降幅度依次为5.26%、4.67%和3.84%; 产生径流和泥沙随地形坡度的增大而增大, 在坡度20^o左右存在一个高值区间; 不同作物的水土保持效益由高到低依次为大豆、绿豆(豆类)、马铃薯、玉米和高粱; 坡度小于5^o的坡耕地可以不进行梯田改造, 坡度大于15^o 的坡耕地应及早实现退耕还林还草。     

基于SMOS的黄土高原区域尺度表层土壤水分时空变化

用SMOS土壤水分数据、MODIS植被指数数据和TRMM月降水数据,通过对黄土高原区域尺度表层土壤水分含量时空变化的研究,对表层土壤水分的时空变化特征及其对降水的响应进行了分析。结果表明：黄土高原表层土壤水分空间分布主要表现为西部和东北部低、东南部较高。青海石质高山区及山西西南部等区域土壤水分含量与整个区域存在差异。黄土高原西部与河套平原部分区域表层土壤水分含量季节性变化较大。在不同降水条件下,土壤水分含量与降水量相关性呈显著差异。     

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。     

黄土高原干旱指数分析

采用田间持水量差额与土壤最大有效含水量的比值作为干旱指数,描述了黄土高原的干旱规律。在此基础上,根据年干旱月数,把黄土高原地区划分为５种干旱型,并提出了各干旱型的农业生产防旱和抗旱措施。