黄土丘陵沟壑区坡面产流能力及影响因素研究

坡面是黄土高原土壤侵蚀的重要来源,本文以团山沟流域的7个径流场9年的降雨－径流事件,对不同坡面和降雨特征下径流系数随坡面的变化进行了研究。结果表明,研究区存在降雨强度大、持续时间短的A型雨、降雨强度小持续时间长的C型雨以及居于二者之间的B型雨。不同雨型下坡面产流能力大小为A型雨>B型雨>C型雨,而产流尺度效应则为C型雨>B型雨>A型雨。坡度一定,A型雨下随着坡面长度增加产流能力先增加后减小,径流系数峰值出现在坡长为40m的坡面上,B型和C型雨坡面产流能力随坡面长度的增加而增加;坡长一定,峁坡区坡面产流能力随着坡度的增加而增加;A型雨下沟坡产流能力最小,而在B型和C型雨下,坡面产流能力相对有所提高。     

黄土丘陵沟壑区坡面径流侵蚀产沙过程的环境解释

应用数量分类(TWINSPAN)和排序(DCCA)方法对陕北吴起县典型坡面侵蚀产沙过程进行了环境解释。结果表明：环境因子对土样侵蚀产沙量的解释量达83%,其中DCCA排序轴前4轴的解释量占总排序轴解释量的69%,且分别与坡位、土壤质量、海拔、干根重显著相关。坡面径流侵蚀产沙量随冲刷时间呈波浪式变化,环境因子对侵蚀产沙过程影响甚微。坡面径流侵蚀产沙量按地形部位表现为梁峁顶<梁峁坡<沟坡<沟底,按地类则表现为灌木林<针阔混交林<针叶纯林<阔叶纯林。     

坡面土壤侵蚀临界坡度问题的理论与实验研究

本文首先在分析坡度对坡面流及坡面侵蚀的基础上,运用能量法及泥沙运动力学两种方法从不同理论角度探讨了坡面土壤侵蚀临界坡度问题;其次,通过室内外实验观测资料,结合与其他学者观点的比较分析,最后得出结论：坡面侵蚀以溅蚀为主时,临界坡度应小于２２°;以面蚀为主时,临界坡度为２２°～２６°左右;以沟蚀为主时,临界坡度会超过３０°;若以重力侵蚀为主,临界坡度可能会更大。     

论坡面侵蚀的临界坡度

尽管对坡面水力侵蚀中的临界坡度已作了大量研究，但对临界坡度的大小目前仍无一致结论。本文从坡面流的能量理论出发，对临界坡度进行了研究。结果表明，在流量一定时临界坡度在２４°－２９°之间，其大小视坡面水深与大于等于８４％的坡面颗粒的粒径而定。这一结果与众多室内外试验结果一致，从而从理论上解决了临界坡度的大小问题。     

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     

黄土丘陵沟壑区作物生产潜力影响因素分析——以王家沟流域为例

针对黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀非常严重、作物产量低而不稳以及农业生产力水平低下的特点,本文首先分析了近几年来王家沟流域不同种类和不同年份作物生产力变化的特征,然后在地理信息系统(GIS)技术支持下,利用基于土壤侵蚀条件下的YIELD作物生产力模型并结合各作物的实际观测资料,从降雨量、气温等气象因素以及地膜覆盖、施肥、梯田等耕作措施两方面分析了该小流域作物生产力变化的原因,结果表明在气象因素(大气降水)和土壤侵蚀的共同影响下,土壤水分和养分的变化是影响该区域作物生产力变化的主要制约因素。     

黄土丘陵沟壑区作物生产潜力影响因素分析——以王家沟流域为例

针对黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀非常严重、作物产量低而不稳以及农业生产力水平低下的特点 ,本文首先分析了近几年来王家沟流域不同种类和不同年份作物生产力变化的特征 ,然后在地理信息系统 (GIS)技术支持下 ,利用基于土壤侵蚀条件下的YIELD作物生产力模型并结合各作物的实际观测资料 ,从降雨量、气温等气象因素以及地膜覆盖、施肥、梯田等耕作措施两方面分析了该小流域作物生产力变化的原因 ,结果表明在气象因素 (大气降水 )和土壤侵蚀的共同影响下 ,土壤水分和养分的变化是影响该区域作物生产力变化的主要制约因素。     

延安市黄土丘陵沟壑区沟道土地整治适宜性评价研究

选择延安市作为研究区,以丘陵沟壑区沟道为基本单元,分析沟道土地整治的有利条件和限制因素,从沟道自然条件、用地现状和整治迫切度3个方面,构建沟道土地整治适宜性评价指标体系.在ArcGIS软件平台支持下,采用熵权法确定了指标权重,并计算了延安市沟道土地整治适宜性分值.根据评价结果,将土地适宜程度划分为4个等级,分析了各适宜等级沟道土地开发利用状况及其适宜性特征,提出了有效推进沟道土地整治、保障土地可持续利用的对策建议.     

黄土丘陵沟壑区极端降雨事件及其对径流泥沙的影响

半干旱黄土丘陵沟壑区是我国水土流失的重灾区。在全球气候变化的大背景下,极端降雨事件时有发生,加重了区域水土流失防治的难度。因此,科学界定极端降雨事件、进而探讨其发生规律及其对径流侵蚀的影响尤为重要。通过整理定西市安家沟流域(35°35′N,104°39′E)17年的降水和径流侵蚀数据进行统计分析。以降雨量和最大30min雨强为指标,采用世界气象组织的标准划分了极端降雨事件。结果发现:(1)研究区内极端次降雨事件的雨量和雨强的临界值分别为40.11mm和0.55mm/min,次降雨量的多年平均值为18.87mm。17年间共发生12次极端事件,5月、7月、8月份的发生概率分别为16.67%、50%和33.33%。因此最佳防治时间段为7、8月份。(2)聚类分析表明极端降雨事件可分为三类:降雨量和雨强都大于临界值,占25%;降雨量大于临界值,而雨强小于临界值,占41.67%;雨强大于临界值,降雨量大于多年平均值而小于临界值,占33.33%。(3)在极端降雨事件作用下,径流系数和侵蚀模数要比对应的多年平均值高。总体而言,降雨量和雨强都很高的极端事件的破坏性最强,但高历时低雨强的极端事件所产生的破坏也不容低估。(4)沙棘林在生长演替的过程中显著增强了抵御土壤侵蚀的能力,对极端降雨事件有很好的防治作用。抵御极端降雨最弱的是坡耕地,主要是由于受到坡度大、植被覆盖率低以及人为干扰等因素的影响。     

黄土丘陵沟壑区流域系统侵蚀与产沙关系

从长期来看流域系统的侵蚀与产沙基本可以达到平衡,泥沙输移比约等于１。但次降雨或分年度泥沙输移比有相当大的变幅,在短期内会经常存在泥沙的滞留和滞留的泥沙被重新锓蚀搬运,而出现泥沙输移比小于１和大于１的情况。这主要与降雨的空间分布和洪峰增减幅度及径流深度增减幅度密切相关。流域系统次降雨泥沙输移比及各级沟道含沙水流的挟沙能力变化可用单位面积上洪峰增减幅度变化时暴雨洪水的剪切力的转化机制来描述。     

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。     

基于遥感和GIS的黄土高原中阳县土壤侵蚀评价

黄土高原地区是我国水土流失最严重的地区,定量评价土壤侵蚀量、土壤侵蚀强度及其空间分布特征,可以为水土流失防治措施的制定提供依据.基于遥感和GIS,应用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)对山西中阳县土壤侵蚀进行评价.结果表明,中阳县平均土壤侵蚀模数为2 874.25t/(km2·a),属于中度侵蚀地区,年平均土壤侵蚀量408.78×104 t.发生中度以上土壤侵蚀面积占总面积的29.95％,土壤侵蚀量占总侵蚀量的85.61％,这部分土地是土壤侵蚀防治的主要区域.黄土区发生轻度以上土壤侵蚀面积大,所占比例多,侵蚀程度严重.微度土壤侵蚀面积以有林地为主,轻度和中度土壤侵蚀面积主要是未成林造林地和灌木林地,发生强烈以上土壤侵蚀面积主要是疏林地、未利用地、灌木林地和农田,土地类型、植被覆盖与土壤侵蚀有着密切关系,林业生态工程建设对于中阳县控制水土流失和改善生态环境有着重要作用.     

黄土丘陵区小流域土壤氮素流失规律

以８．２７ｋｍ＾２纸坊沟流域和１：４００比例流域模型为研究对象,研究小流域土壤氮素随径流流失规律。结果表明：在模拟降雨下,当流域植被覆盖度分别为６０％、４０％、２０％和０时,流域模型土壤铵态氮流失量分别为８７．０８、４４．３１、２５．１６和１３．７１ｋｇ／ｋｍ＾２,硝态氮为８５．５０、７４．０５、６３．９５和５６．２３ｋｇ／ｋｍ＾２,全氮为０．８１、１．１８、１．９８和７．５１ｔ／ｋｍ＾２;在自然     

黄土高原侵蚀期研究

黄土高原在沉积的同时也存在着侵蚀,主要是流水、重力等因素造成的。这种侵蚀会受到气候、构造运动以及人类活动控制。资料显示,黄土高原存在3种基本的侵蚀期,一是气候侵蚀期,二是构造侵蚀期,三是人为因素侵蚀期。此外还有气候与构造共同作用产生的侵蚀期和构造与人类共同作用产生的侵蚀期。温湿期风尘堆积少,降水量增多,流水动力增强,是黄土高原理论上的侵蚀期。构造抬升引起侵蚀基准面下降,进而导致黄土高原加快侵蚀,出现构造侵蚀期。人类活动破坏了黄土高原的植被和土层结构,导致黄土高原侵蚀加剧,从而出现了人类因素引起的现代侵蚀加速期。在黄土发育的冷干期,由于植被稀疏,侵蚀量大于温湿期,但堆积量远大于侵蚀量。要改变现代侵蚀状况,就应当加强黄土高原生态环境治理。     

黄土丘陵区人工油松林地土壤水分动态的时间序列分析

利用时间序列分析方法研究了黄土丘陵区人工油松林地土壤水分序列和降水序列之间的关系。在黄土丘陵区，降水时间序列不存在自相关关系，相反土壤贮水量之间存在自相关关系；这说明了前期降水对后期降水没有影响，而前期土壤含水量的高低影响了后期含水量的多少。降水时间序列与人工油松林地0～80cm土层总贮水量序列之间存在相关关系，同时油松林地贮水量与降水时间序列相比表现出1个滞后时间距(1月)，说明贮水量主要受当月和前一个月降水的影响。对于上部三个层次(0～10cm，10-20cm，20～40cm)的贮水动态与降水时间序列相关；而20cm以下的土层，与一个滞后时间距的降水时间序列相关系数增大；说明20cm以上土层的贮水量主要受当月降水的影响，20cm以下土层贮水量与当月和前一个月的降水有关。当月降水可以补充到40cm深土层。     

植被破坏对黄土高原加速侵蚀及土壤退化过程的影响

如何评价黄土高原自然侵蚀与人为加速侵蚀作用，恢复与重建植被的可能性和必要性等是近年来治理黄河的热点问题。通过定位试验和野外调查，研究了黄土高原子午岭林区植被破坏对土壤理化特性以及土壤侵蚀过程演变的影响；分析了人为破坏植被耕垦后坡面土壤侵蚀特征与土壤退化过程。表明：植被是影响土壤侵蚀最敏感的因子；人为破坏植被造成的加速侵蚀，是导致土壤退化和生态环境恶化的主要原因；恢复和重建植被，应为黄土高原加速治理和减少入黄泥沙的根本措施。     

黄土高原典型地区土壤侵蚀共性与特点

通过对黄土高原典型地区土壤侵蚀以往的研究结论进行综合分析，在比较土壤侵蚀相似性和差异性的基础上，对这些典型地区土壤侵蚀的共性与特点进行了研究，结果表明：1、黄土高原典型地区土壤侵蚀影响因素有降雨、地形及土地利用；2、黄土高原各典型地区主要侵蚀类型为水蚀及重力侵蚀；主要侵蚀发生时间为汛期；主要侵蚀空间分布特征为具有垂直分带性；3、绥德地区侵蚀产沙强烈，天水地区侵蚀相对轻微，安塞地区各种侵蚀特征典型。西峰地区土壤侵蚀特殊。     

Erosion environment in the sediment-rich area on the Loess Plateau

Based on the investigation and analysis of characteristics of precipitation, natural environment, socio-economic factors and soil erosion, this paper indicates that the precipitation is the main driving force for the soil erosion in the sediment-rich area, its variability determines the characteristics of soil and water loss; the natural conditions such as the drainage systems, geological and topographic features, the composition of soil and land surface materials, vegetation and climate determine the seriousness of soil and water loss; irrational socio-economic activities of human beings usually accelerated soil and water loss; meanwhile, the low preservation rate and inferiority of soil and water conservation measures made it impossible to make rapid progress on soil and water loss control. Furthermore, the characteristics of erosion environment endowed this area with more sediment that is the main reason for the flooding disasters by the Yellow River. Therefore, more emphasis should be placed on the enhancement of soil and water conservation. The soil loss prediction models will provide scientific basis for the planning of soil and water conservation, the designing of soil and water conservation measures and the valuation of effects of soil and water loss control. According to the analysis of the previous studies on soil loss prediction, and the water-sediment variation features, it is thought that study on soil loss prediction under various rainfall conditions and soil-water conservation measures should be carried out.     

Erosion environment in the sediment-rich area on the Loess Plateau

Based on the investigation and analysis of characteristics of precipitation, natural environment, socio-economic factors and soil erosion, this paper indicates that the precipitation is the main driving force for the soil erosion in the sediment-rich area, its variability determines the characteristics of soil and water loss; the natural conditions such as the drainage systems, geological and topographic features, the composition of soil and land surface materials, vegetation and climate determine the seriousness of soil and water loss; irrational socio-economic activities of human beings usually accelerated soil and water loss; meanwhile, the low preservation rate and inferiority of soil and water conservation measures made it impossible to make rapid progress on soil and water loss control. Furthermore, the characteristics of erosion environment endowed this area with more sediment that is the main reason for the flooding disasters by the Yellow River. Therefore, more emphasis should be placed on the enhancement of soil and water conservation. The soil loss prediction models will provide scientific basis for the planning of soil and water conservation, the designing of soil and water conservation measures and the valuation of effects of soil and water loss control. According to the analysis of the previous studies on soil loss prediction, and the water-sediment variation features, it is thought that study on soil loss prediction under various rainfall conditions and soil-water conservation measures should be carried out.