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[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王晓燕 毕华兴 高路博 常译方 许华森
【目的】研究不同空间尺度下晋西黄土区径流的主要影响因子,为当地生态建设和水土流失治理提供参考。【方法】通过对晋西黄土区坡面和小流域2个不同空间尺度下生态水文过程进行长期定位和半定位监测,应用SPSS统计分析软件和灰度关联方法分析了2个空间尺度下径流的主要影响因子。【结果】在坡面尺度,对径流影响最大的是降雨强度和郁闭度,权重分别为21.84%和21.81%;其次为雨前土壤含水量和降雨量;对坡面径流影响最小的因子为坡度,权重为16.39%。在小流域尺度,对径流影响最大的是降雨量和流域面积,权重均为18.11%;其次为形状系数、降雨强度和森林覆被率;沟道比降对径流的影响最小,其权重为14.05%。【...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张建军 董煌标 纳磊 王鹏
水文观测是水文学的基础,尺度转换问题是水文学的热点问题之一,利用野外定位观测资料开展黄土区不同尺度小流域径流过程的研究对该区水文模型的构建与尺度转换问题的解决具有重要意义。该文通过在不同降雨条件下,对不同尺度小流域径流系数、径流深、洪水过程线的对比分析得出:不同尺度小流域的径流深、径流系数差异显著;雨强是影响小流域洪水过程线的主要因素;在小尺度上,不同雨量条件下小流域的洪水过程线相似,而在较大尺度上,不同雨量条件下流域的洪水过程线差异显著;如何定量描述下垫面覆盖、地形的变化和定量描述雨强、雨型的空间分布是水文模型构建与水文尺度转换的关键。
关键词：
径流 降雨 洪水过程线 尺度转换 黄土区
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李笑吟 毕华兴 张志 刘鑫 纳磊
为分析黄土区坡面尺度地形因子对土壤水分的影响,该文选择山西省吉县蔡家川小流域典型梁峁坡面为研究对象,基于数字高程模型(DEM)提取研究区域坡向、坡度、坡位3个地形因子分布图,并与研究区土壤水分的克立格(Kriging)插值图叠加.通过主成分分析得出:在0～30cm土层,地形因子对土壤水分影响的次序依次为坡向>坡位>坡度;在30～60cm土层,其影响强弱顺序依次为坡度>坡位>坡向.对主成分地形因子(坡向、坡度)的单因素分析得出:自土壤水分最高区域(坡向N337.50°)以顺时针方向,土壤水分呈现先减少后增加,再减少至最低(坡向N202.50°(0～30cm土层)、N191.25°(30～60cm...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
许文旭 毕华兴 王亚娟
【目的】在气候变化与人类活动共同作用影响下黄土高原地表植被覆盖情况发生了显著的变化，探究不同流域景观格局对水文过程和水分循环要素分配的影响，为优化流域植被空间配置与加强水资源管理提供理论依据。【方法】以蔡家川小流域主沟道及其内部4个子流域为研究对象，通过遥感影像解译土地利用现状，并基于2016-2019年5个小流域场次暴雨径流数据，采用偏最小二乘回归和皮尔逊相关分析，探究流域景观格局变化对径流组分的影响。【结果】（1）不同土地利用方式对径流形成的作用不同，相较农地（旱地），乔木林地、灌木林地、草地和果园的增加将减少流域产流。（2）流域径流总量与斑块密度、边缘密度和香农多样性指数呈显著正相关（P <0.05），与聚集指数、蔓延度指数和斑块凝聚度指数呈显著负相关（P <0.05），景观破碎程度减小或连通度与聚集度的提高，对流域径流总量具有明显削减作用。（3）不同土地利用方式的面积占比、斑块和景观水平的景观格局指数，均与流域基流指数间未见显著相关性，景观格局对流域基流影响较小。【结论】景观格局变化对流域径流总量具有较强调控作用，但对径流中的基流影响较弱。研究成果可为流域景观格局优化与水资源综合管理等提供有益参考。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
毕华兴 朱金兆 张学培
该文研究黄土区以小流域为尺度的暴雨径流泥沙规律，为该地区林业生态工程建设和林业生态工程效益评价提供理论依据．该文以森林水文的较大研究尺度流域综合试验为出发点，在晋西黄土区小流域分类的基础上，选择了具有代表性的典型小流域１１个，对这些小流域进行了３～８ａ的定位观测，获得了１３１场暴雨产流和产沙资料．在分析这些资料的基础上，系统地研究了降雨、土壤入渗、流域产流、汇流及输沙的理论与方法，获得精度较高、适用性较强的流域径流、泥沙统计模型和数理模型．
关键词：
黄土高原,小流域,降雨-径流-泥沙,模型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
贺康宁 张建军 朱金兆
该文以坡面径流泥沙观测场为基本观测手段，对晋西黄土残塬沟壑区不同地类的坡面进行了为期３年的现场观测．结果表明：在黄土地区降雨量与径流量的关系不明显，径流的发生决定于雨强和土壤性质；现有的人工林和天然灌木林具有良好的拦蓄径流、固持土壤的防护功能．
关键词：
坡面径流,径流量,侵蚀量,超渗产流
[期刊] 地理科学进展
[作者]
丁婧祎 赵文武 王军 房学宁
自黄土高原退耕还林还草政策实施以来,在水源涵养功能明显提升的同时径流显著减少,导致该区域出现了水源涵养服务与水供给服务间的权衡问题。为探究径流减少的原因,进而为不同空间尺度的生态系统服务权衡提供支撑,本文分析了陕北黄土丘陵沟壑区2006-2011年降水和植被变化对径流影响的尺度效应。结果表明:研究区域内汛期降水量呈现出由东南向西北逐渐减少的空间分异特征;在研究时段内,植被恢复效果明显,近8成地区植被覆盖状况得到了改善,尤其是植被覆盖较差的地区恢复效果更为显著;在各子流域中,降水与径流间呈现出显著的正相关性,二者的相关系数随着子流域面积的增加而增大,表现出明显的尺度效应。随着子流域面积增大,15°以上土地比例增加,陡坡植被覆盖类型趋于均一化,具有显著截流功能的林地呈现减少趋势是尺度效应形成的主要原因。NDVI与径流的相关性不显著,二者的相关系数随着子流域面积变化的规律性不强,植被对径流影响没有明显的尺度效应。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张建军 毕华兴 魏天兴
利用小型人工降雨器 ,以渗透量、稳渗速率、初损雨量、初损历时、产流量、产沙量等为指标 ,对不同密度林地的水土保持作用进行了对比分析 .研究得出 ,刺槐林地、油松林地的稳渗速率随林分密度的增加而增大 ,产流量和产沙量随密度的增加大幅度减少 .在该地区利用刺槐和油松营造水土保持林时密度应该以 30 0 0株 hm2 为宜 .
关键词：
林分密度 水土保持作用 黄土区
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王彪 陈立欣 吴应明 胡旭 付照琦 高雅洁 葛艳灵 田沁瑞 林峰
【目的】探究干旱胁迫对晋西黄土区刺槐人工林蒸腾耗水的影响，揭示干旱胁迫下环境和生理对刺槐蒸腾耗水的调控机制，为晋西黄土区刺槐人工林的经营和水分管理提供理论依据。【方法】以晋西黄土区刺槐人工林为研究对象，通过降雨拦截试验（整个生长季减雨50%），连续监测刺槐的树干液流变化，并同步监测环境因子和水分生理变化，分析环境和水分生理对树干液流的影响。【结果】（1）干旱处理显著降低了刺槐的液流速率（J_s），干旱处理下平均J_s(0.92 g/（cm_2·h））显著低于对照处理下的平均J_s (1.87 g/（cm_2·h）），但其变化规律相似。（2）干旱处理影响了刺槐的枝、叶相对含水量，且随着干旱处理时间的延长，枝、叶相对含水量降低。不同处理条件下，刺槐枝、叶水势和水容均呈“V”字型变化，干旱处理下的枝、叶片水势（-1.22 MPa、-0.72 MPa）低于对照处理（-1.15 MPa、-0.60 MPa）。干旱处理下枝、叶水容降低，分别为0.52 g/（cm_3·MPa）和1.05×10_-~2 g/（cm_2·MPa）。（3）刺槐树干液流的变化受气象因子、土壤水分条件和水分生理因子的共同影响，不同处理条件下蒸散的主控因子均为太阳总辐射，干旱处理下枝、叶水容对刺槐树干液流速率的影响减弱，表明相较于干旱处理，对照条件下刺槐更依赖于组织水容储水来满足蒸腾耗水。【结论】研究揭示了干旱胁迫显著降低了刺槐液流速率，但未改变其液流活动规律。刺槐人工林树干液流变化受多种因子的共同影响，主导因子依次为气象因子、土壤水分和水分生理因子。研究结果有助于深入理解干旱条件下人工林的蒸腾耗水过程的变化特征，对评估气候变化条件下黄土区人工林生态系统的稳定性和生态水文过程具有重要意义。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
魏文焱 林田苗 毕华兴 赵丹阳 云慧雅 魏立娟 沈晔
[目的]分析晋西黄土区不同林分密度刺槐人工林下植物的多样性特征及其差异,为确定刺槐人工林的合理林分密度及其健康可持续经营管理提供理论依据。[方法]以山西吉县蔡家川流域5种不同密度(675,1 025,1 575,2 175和2 500株/hm~2)刺槐人工林为研究对象,对其林下灌、草植物的种类、数量及盖度进行调查分析,计算不同林分密度刺槐林植物多样性指数。确定了10项评价指标,采用主成分分析法对各个林分密度刺槐人工林植物多样性进行综合评价。[结果](1)刺槐人工林群落内灌木和草本植物主要为菊科、蔷薇科及禾本科,重要值较高的植物种主要为黄刺玫(Rosa xanthina)、杠柳(Periploca sepium)、茅莓(Rubus parvifolius)和艾蒿(Artemisia argyi)。(2)随着刺槐人工林密度的增大,林下植物多样性指数呈先增大后减小的趋势,密度适中(1 575和2 175株/hm~2)时的刺槐林下植物多样性指数最大,林分密度为1 575株/hm~2的刺槐林灌木层Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数与密度为675和2 500株/hm~2刺槐林间均存在显著差异(P
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
毕华兴 李笑吟 刘鑫 李俊 郭孟霞
土壤水分的空间分布存在着一定的随机性和结构性特征,而对不同尺度土壤水分空间变异规律的研究是土壤水分研究中的热点问题.该文通过2004—2005年对山西吉县蔡家川小流域不同取样尺度(20 m×20 m、2 m×2 m)391个样点土壤水分的测定(TDR土壤水分测定法),使用地统计学方法进行土壤水分的空间异质性分析,以区域化变量理论为基础,以变异函数为主要工具,以克立格法为基本方法进行土壤水分异质性研究.结果表明:研究区土壤水分的理论变异模型为球状模型,20 m×20 m网格取样变程为494.16 m,2 m×2 m网格取样变程为27.4 m,试验区土壤水分的变异属于中等程度的变异;通过克立格插值...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘俊廷 张建军 孙若修 李梁
【目的】通过分析不同退耕年限林地土壤物理性质的变化,探讨退耕还林工程对土壤物理性质的改良作用。【方法】以晋西黄土区不同退耕年限的荒草地、纯林地、混交林地为研究对象、以农地为对照,通过野外调查,研究了退耕年限对土壤密度、孔隙度、毛管孔隙度等土壤物理性质的影响。【结果】退耕地土壤密度随土层深度的加深显著增加,0～60 cm土层平均密度分别为:农地(1.38 g/cm~3)>荒草地(1.27 g/cm~3)>纯林地(1.20 g/cm~3)>混交林地(1.18 g/cm~3),退耕还林后纯林地、混交林地与农地、草地的土壤密度差异显著(P 林地(52.87%)>农地(47.82%)>荒草地(45.97%)。退耕后形成的纯林地、混交林地与农地、草地的孔隙度差异显著(P 0.05)。土壤毛管孔隙度随退耕年限的增加呈显著增加趋势。混交林地、纯林地毛管孔隙度分别为51.21%和50.37%,与农地的毛管孔隙度(45.62%)显著差异。【结论】退耕还林工程能明显改善土壤物理性质,且混交林对土壤改良效果好于纯林。
关键词：
晋西黄土区 退耕年限 物理性质 土层深度
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
赵耀 王百田
【目的】探索不同林地林下植物多样性特征及其与环境因子的相关性,为黄土高原地区植被恢复与重建工作提供科学依据。【方法】以山西吉县蔡家川流域3种人工林(油松林、刺槐林和油松×刺槐混交林)和2种天然次生林(山杨次生林、辽东栎次生林)为研究对象,采用标准样地调查法进行植被调查。【结果】结果表明:5种林地类型共出现林下植物52种(灌木植物17种,草本植物35种),且不同林地类型林下植物物种组成及分布差异较大,天然次生林的灌木物种数量明显多于人工林,而草本物种数量却要少于人工林。5种林地类型的灌木层均匀度指数无显著差异,物种丰富度指数和多样性指数表现为天然次生林>人工林,而草本层物种丰富度指数、均匀度指数及多样性指数均表现为人工林>天然次生林。环境因素对林下植物多样性的影响较大,尤其是郁闭度、土壤含水量及毛管孔隙度对林下植物多样性的影响较为显著。【结论】不同林地林下植物多样性差异显著,综合考虑灌木及草本层植物组成及多样性特征,油松×刺槐混交造林方式优于纯林造林方式,应该在该地区合理扩大油松×刺槐混交造林的面积;郁闭度是影响林下植物多样性的主要环境因子,因此可以通过适当开窗疏林来提高林下植物多样性。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张建军 纳磊 方家强
坡面糙率是研究地表径流最为重要的参数之一,对坡面水文过程和土壤侵蚀过程模拟具有重要意义.该文采用野外实地冲刷水槽法,在测定不同地类地表糙率的基础上,研究了地表鲜草量、枯枝落叶量和地表硬度对地表糙率的影响,并探讨了地表糙率与地表径流泥沙含量的关系.研究结果表明,不同地类地表糙率差异显著;地表糙率与鲜草量成线性关系;枯枝落叶对地表糙率的影响存在极值;地表糙率随土壤硬度的增加而减小,且成幂函数关系;地表径流的泥沙含量随地表糙率的增加而减小,二者成对数关系.
关键词：
糙率 地表径流 泥沙含量 黄土区
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
黄胜 梁川
基于混沌理论和神经网络理论,研究水文科学的尺度问题,将混沌神经网络分析方法应用于径流的降尺度分析。首先通过对年径流量分解到月径流量的分解系数的分析,证明了分解系数具有混沌特性;其次利用相空间BP神经网络模型对分解系数进行预测,并根据预测结果进行月径流量的降尺度计算。实例研究表明,用神经网络拟合分解系数相空间的相点演化非线性关系和用相空间神经网络模型对径流作降尺度分析是可行的。
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