简介:采用集水区对比分析方法,探讨凉水国家级自然保护区不同森林类型对溪流水化学特征的影响。结果表明:保护区内各集水区溪流水均呈弱酸性至中性;主要离子中阳离子均以Ca^2+的质量浓度最高,Na^+次之,阴离子均以HCO3^-的质量浓度最高,SO4^2-次之;不同集水区溪流水中TP月平均质量浓度为0.031—0.077μg/L,TN为0.682-0.942mg/L,NO3^-N的质量浓度高于NW4^+-N;Fe的月平均质量浓度为0.030-0.037mg/L,Mn为0.010~0.012mg/L。溪流水化学季节变化规律表现为:除HCO3^-、SO4^2-、Ca^2+、Fe和Mn外,其他元素在融雪期(4、5月)含量均较高;大多数元素在雨季的质量浓度比9月份低,而TN、TP、Fe、Mn表现为9月份的质量浓度低于雨季。保护区内原始阔叶红松林集水区溪流水质为最优,其他研究集水区溪流中的溶解物质含量增高,但除TP和SO4^2-(P〈0.05)外,差异性均不显著。说明凉水国家级自然保护区内虽进行过森林采伐和人工造林等人为干扰,但对于溪流水质并没有显著影响。
简介:侵蚀沟的演变是东北水土流失过程的重要方面。利用1968和2009年亚米级遥感影像,获取典型黑土区村级尺度的侵蚀沟分布、耕地垄向和土地利用数据,基于1∶1万地形图获取等高线、坡度、坡长和垄向坡度数据,在地理信息系统和遥感技术的支持下,分析典型黑土区41a村级尺度侵蚀沟的动态变化及其影响因素。结果表明:1)41a间,典型黑土区侵蚀沟密度有明显增加的趋势,基于分辨率为亚米级遥感影像解译的侵蚀沟密度较以往研究结果大幅增加;2)自然坡度0.25°~1.5°范围内为该区域侵蚀沟密度变化最大的区域,8°以上区域由于实施退耕还林措施,侵蚀沟密度降低;3)300~500m坡长区域侵蚀沟密度出现极值;4)由于实施改垄措施,41a后垄向坡度在0~0.25°范围内耕地面积增加,大于0.25°范围内耕地面积均减少。
简介:为研究黄土高原丘陵沟壑区降水、地表水和地下水间的转化特征,以绥德县韭园沟流域作为研究对象,通过测定雨水、沟道水和井水的氢氧同位素组成,分析各水体的δD-δ18O特征、氢氧同位素的时间变化和沿程变化,明确各不同水体间的补给关系,估算流域上游沟道水补给井水的过程中因蒸发损失的水量。结果表明:韭园沟流域沟道水和井水的δD和δ18O之间具有良好的线性关系;井水氢氧同位素相对于沟道水较富集且稳定,降水、气温、风速等气象因子对沟道水氢氧同位素影响强烈,对井水影响较弱;流域沟道水与井水均来源于大气降水,能够有效补给地下水的大气降水氢氧同位素加权平均值为:δ18O=-11‰,δD=-79.80‰;沟道水向井水的转化以单向排泄补给为主,两者转化过程中由于蒸发作用引起的水量损失占补给源水量的7%。
简介:为研究半干旱黄土区长期封禁条件下植被自然恢复过程的动态特征,选取黄土丘陵沟壑区梁峁坡为研究区,基于2009和2016年样方调查数据,应用地统计方法,分析封禁25-32年之间坡面草本植物群落物种组成、结构和空间分布的变化特征。结果表明:1)2009年到2016年物种新增16种,坡面优势种由菊科、禾本科加豆科变为菊科、禾本科、豆科和莎草科。2)坡面生物量的平均值由2009年的98.57g/m2增加到2016年的141.27g/m2,坡下部的生物量明显增加,生境差异对生物量的影响减弱,群落更加稳定。3)Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数的均值都明显增加,坡面总体上物种更为丰富,群落稳定性增大;半阳坡坡下物种基本达到稳定状态;其他立地类型物种多样性明显增加。4)与2009年相比,2016年植被盖度、高度、生物量和干鲜质量比的空间自相关性均减弱;2009—2016年Margalef指数空间自相关性由弱变强,自相关距离约为60m;Shannon-Wiener指数空间自相关性持续微弱,Pielou指数由空间正相关变为负相关。总体上梁峁坡面植物物种更加丰富,空间分布更加均匀,群落稳定性增强。经过32年的封禁,在半干旱黄土梁峁坡面,植物生活型依然以多年生草本植物为主,半灌木的优势度明显增加,群落正在向更稳定的方向演替;但植被演替过程缓慢,为了加速植被恢复,适当的人工干预是必要途径。
简介:浅沟侵蚀是土壤水蚀的一种重要形态。卷尺法是测量浅沟体积的重要方法。在使用卷尺法测量垄作耕地中的浅沟时会遇到一个难题,即:浅沟深度的测量位置只能选在垄台或垄沟,但无论选在哪里,所测得的浅沟深度都不能直接用来计算浅沟体积,而是需要先将其换算成无垄状态下的浅沟深度;而如何进行这种换算,尚缺乏相关报道。本研究旨在:建立1个可以将在垄台处测得的浅沟深度(测量深度)换算为无垄状态下的浅沟深度(换算深度)的换算公式,以辅助今后的浅沟测量工作;并结合该换算公式和东北黑土区的实测浅沟数据,计算不换算(直接使用测量深度计算浅沟体积)情况下的误差,以探讨换算的必要性。为此,本研究利用平面几何知识建立换算公式,并在黑龙江省鹤山农场鹤北2号小流域加以应用。结果表明:1)换算深度是1个以测量深度和垄台形态(高度、上宽、下宽)为自变量的函数。2)如果不换算(直接使用测量深度计算浅沟体积),会造成高估。垄作影响到浅沟深度的测量,但只要知道垄台形态,就可以将测量深度换算为换算深度。研究结果可以辅助今后的浅沟测量工作,具有一定实用价值。
简介:为了解退耕还林(草)工程对黄土高原农牧交错区小流域土地利用及景观格局的影响,利用RS、GIS技术和景观生态学方法,选择景观格局指数,对研究区退耕还林(草)前(1995--2002年)后(2002--2010年)的土地利用和景观格局时空变化特征进行分析研究。结果表明:1)退耕还林(草)前,景观格局变化幅度较小,具体表现为研究区面积比例、聚集度指数以及各景观类型的变化幅度比较小,退耕还林(草)后,小流域景观格局发生了剧烈演变,具体表现为耕地面积比例急剧减小,林草地面积比例迅速增加以及斑块边界复杂性下降;2)1995--2010年,研究区景观蔓延度指数从46.26升高到47.54,多样性指数从1.67下降到1.65,从以耕地、草地和林地为主的景观生态系统转变为以草地和林地景观为主的景观异质程度较低的景观生态系统;3)退耕还林(草)工程是研究区景观格局良性演化的主要驱动力。
简介:切沟侵蚀作为一种常见的土壤侵蚀现象,不仅破坏土地资源,也是河流泥沙的主要来源之一;但是,由于切沟侵蚀机制复杂,研究手段欠缺,切沟侵蚀研究进展缓慢。切沟侵蚀监测技术是研究切沟不同发育阶段侵蚀速率和构建切沟预报模型的基础。近年来,高精度GPS、三维激光地形测量以及RS和GIS等切沟侵蚀监测技术取得了新进展,尤其是高分辨率遥感的应用为较大时空尺度的切沟侵蚀监测提供了可能性。世界范围的切沟侵蚀监测成果表明不同地区切沟侵蚀速率主要为0.16~15m/a。切沟侵蚀预报技术进展缓慢,现阶段还没有广泛应用的切沟侵蚀预报模型。利用高分辨率航空和卫星影像及三维激光测量等新技术,开展较大尺度的切沟侵蚀监测是近期的研究热点和主要发展趋势,而从长远来看,发展切沟发育和侵蚀的经验和机制模型、进行不同时间尺度的切沟侵蚀预报是切沟研究领域的发展方向。
简介:我国是土壤侵蚀最严重的国家之一,黄土高原地区的水土流失造成严重的生态环境恶化问题。为探求黄土细沟流的水动力学特性,从水力学及河流运动力学的角度出发,系统研究6种坡度(2°、4°、6°、8°、10°、12°),5种流量(8、16、24、32和40L/min)组合水槽冲刷试验条件下细沟水流水动力学特征。结果表明:细沟流平均流速与径流流量呈幂函数关系,坡度对其影响较小,其原因同水流强度与床面形态的相互制约有关;黏性底层厚度与坡度、流量均呈现负相关关系;阻力系数与雷诺数无关,说明水流强度增加的同时,床面形态发育愈显著,即水流耗散能量增加愈显著,其值在0.16~1.45之间变化。研究结果对细沟水流水动力学的探究具有一定的理论价值,进而对黄土坡面水土流失治理及生态修复均具有一定的指导意义。
简介:运用经验公式法、双累积曲线法和不同系列对比法计算岔巴沟流域1971—1980年水土保持措施的减水作用分别为10.55%、6.18%和26.67%,减沙作用为58.74%、63.40%和72.77%;经过对计算结果和前人研究成果的分析得到如下结论:1)岔巴沟流域库坝等工程措施为主的水土流失治理方式在措施生效期间能够有效减少流域输沙量,减沙作用为65%左右,能够有效拦截洪水,减少洪峰流量,汛期减水作用大于25%;2)库坝等工程措施对流域年径流量的影响不大,减水作用在7%左右,地下径流占总径流比例提高了20.4%,对地下水的补充起到了很好的作用;3)库坝等工程措施不能改善流域坡面和沟坡侵蚀条件,故而无法真正改善流域水土流失的状况,其减沙效果随着淤积量的增加而减小,需要不断投入以维持其减沙作用,而限于自然条件,库坝等工程措施对流域的治理是不可持续的。解决水土流失问题的根本途径在于恢复流域自然植被,顺应自然规律的发展,并采取适当的人工辅助措施。
简介:为定量研究沟壁侧面蒸发对加速黄土高原环境旱化的作用,在侵蚀强烈的水蚀风蚀交错带选择典型冲沟,分别在沟岸地(邻近沟缘的沟间地部分)距冲沟沟缘20、100、200、300、400、500、600cm处布设中子管,研究沟岸地土壤水分的垂直分布及其动态变化。结果表明:土壤水分在距沟缘500cm范围内随距离增加而增加,证明了沟壁侧面蒸发作用的客观存在;对距沟缘不同距离0~300cm土层土壤储水量动态变化的研究表明:降雨发生时,不同距离各点的储水增量并无显著差异,但距沟缘20cm处土壤水分损失最快,而500cm土壤水分损失最慢,证明了沟壁侧面蒸发通过加速土壤水分蒸发加速黄土高原环境旱化的客观事实。沟岸地土壤储水量与距沟缘距离幂函数关系的确定为定量化研究沟壁侧面蒸发加速黄土高原环境旱化程度奠定了初步基础。
简介:为给小流域坝系工程建设的前期规划工作与科研提供科学依据,根据西黑岱沟流域治理现状及影响坝系稳定有关因子的实测资料,对坝系的相对稳定性进行分析.结果表明,小流域坝系实现相对稳定,其淤地面积虽是最基本条件之一,但不是唯一的条件.衡量坝系是否实现了相对稳定性,必须同时满足以下4个条件:一是每km^2的坝控面积范围内应有坝地7.8hm^2,坝地面积与坝控面积的比值,即坝系相对稳定系数达到1/12.7;二是坝系运行15a后,每隔3~5a要对坝体进行维修加高,使坝系防洪能力长期保持100年一遇或大于100年一遇的防洪标准;三是在每km^2的控制范围内,要有骨干坝0.3座、淤地坝1.0座,坝系的整体布局与结构要达到合理,使暴雨洪水达到均衡分配;四是坝系的安全系数小于1.建设目标实现后,坝系进入相对稳定状态,在设计频率100年一遇的暴雨洪水标准下,坝系安全系数等于0.94,坝地种植的高秆作物可以达到保收,此时,坝系安全和坝地保收能力可趋向于统一.
简介:崩积体是崩岗的重要组成部分,因土质疏松,极易被侵蚀。细沟侵蚀特征是探讨崩积体侵蚀机制的重要内容。采用人工模拟降雨试验,研究多场次降雨条件(1.00、1.67、2.33mm/min分别降3次雨)对崩积体30°坡面(5m×1m)细沟侵蚀产沙过程及发育形态特征的影响。结果表明:1)1.00mm/min降雨强度条件下,3次降雨的后期产沙过程趋于一致,而1.67和2.33mm/min降雨强度条件下,前2次降雨后期产沙过程趋于一致,但第3次降雨后期产沙率急剧增大;2)各降雨强度条件下,沟头溯源作用、细沟平均宽度及深度随着降雨场次的增加而增加;3)不同降雨强度条件下的细沟特征存在差异,1.00和1.67mm/min降雨强度时,随着降雨场次的增加,坡面的细沟数及细沟密度增加,宽深比减小,但在2.33mm/min降雨强度条件下的结果恰好相反;4)各降雨强度条件下细沟侵蚀量及其增加幅度均增大,细沟侵蚀愈剧烈。
简介:区域沟蚀调查结果是进行沟蚀治理的依据,但目前应用的遥感调查方法难以识别浅沟和规模较小的切沟。本研究在全国第1次水利普查土壤侵蚀抽样调查方法基础上,设计了基于调查单元的沟蚀调查方法,并在东北地区的辽宁省辽阳县和彰武县、黑龙江省嫩江县和内蒙古阿荣旗的112个野外调查单元进行了沟蚀调查。结果表明:辽阳、彰武、嫩江和阿荣旗4个县(旗)沟壑密度分别为1.70、0.61、1.51和5.04km/km2,沟蚀强度分别为中度、轻度、中度和剧烈;4个县沟蚀条数分别为14.7、9.3、12.4和44.0条/km2,其中浅沟比例分别为46.9%、44.1%、71.0%和66.1%;以丘陵地形为主的辽阳县切沟比例高,以漫岗地形为主的嫩江县和阿荣旗浅沟比例高,以台地缓丘为主的彰武县沟蚀相对较弱,发生沟蚀时多以切沟为主;沟蚀主要发生在耕地,浅沟数量在旱地的比例高达88.8%-100%,切沟数量比例也达到40.1%~99.1%。本方法不仅能够客观、定量地反映区域沟蚀强度,而且能够通过在同一调查单元调查片蚀和沟蚀,实现片蚀和沟蚀强度评价和侵蚀贡献估算。