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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
唐鹏 张建军 李阳 魏广阔 胡亚伟 赵炯昌
【目的】探究极端降雨对不同土地利用方式下浅层滑坡形态特征和空间分布的影响。【方法】以山西吉县蔡家川农地、次生林、人工林3种土地利用方式的小流域为对象，在2021年10月3日至6日的极端暴雨后采用无人机摄影测量调查浅层滑坡的形态特征和空间分布。【结果】（1）极端降雨在3个小流域内共诱发425处浅层滑坡，总体积为82 000 m~3。其中农地小流域179处，体积为43 138 m~3，人工林小流域196处，体积为33 489 m~3，次生林小流域50处，体积为5 373 m~3。（2）核密度分析表明农地小流域浅层滑坡密集程度最高，核密度峰值达到714处/km~2，且多位于侵蚀沟坡和农地间的斜坡上，次生林小流域的浅层滑坡多沿沟谷分布，人工林小流域浅层滑坡整体沿西北-东南走向的山脊线呈带状分布。（3）农地小流域浅层滑坡主要集中在20°～50°坡度范围和以正东、东南为主的阳坡；次生林小流域滑坡主要分布在40°～50°坡度范围，且受到坡向的影响较小；人工林小流域滑坡集中分布在50°～60°坡度和以正东、正西为主的坡向。【结论】本次调查发现在小流域尺度上植被能够有效减少极端暴雨造成的浅层滑坡，尤其次生林防治浅层滑坡的效果更佳。因此，在全球气候变化背景下，黄土高原大力营造仿拟自然植被，对提高植被的水土保持功能具有重要意义。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
石默杰 杨光 薛艳春 吴际 思彩花 刘一
【目的】探究黄土丘陵沟壑区降雨特征及其对不同土地利用类型坡面产流产沙的影响。【方法】2019-2021年,以内蒙古达拉特旗合同沟小流域为研究区,设置5个不同土地利用类型(裸地、天然草地、灌木林地、农地、乔木林地)径流小区,监测研究区的降雨特征指标(降雨量、降雨历时、30 min最大降雨强度(I30)、平均降雨强度、降雨侵蚀力),利用K-均值聚类法,以研究区的降雨特征指标为变量,对合同沟小流域的侵蚀性降雨进行分类;计算不同土地利用类型径流小区的径流深和土壤流失量,分析不同土地利用类型和不同降雨类型对坡面产流产沙的影响,最后分析了合同沟小流域降雨特征与不同土地利用类型坡面总径流深和总土壤流失量的相关性。【结果】(1)2019-2021年,合同沟小流域降雨分布不均匀,共发生降雨128次,其中侵蚀性降雨51次,侵蚀性降雨量占总降雨量的80.2%,且侵蚀性降雨主要集中在6-8月。(2)将侵蚀性降雨分为3类:Ⅰ类降雨(大雨量、长历时、高强度);Ⅱ类降雨(中雨量、中历时、中强度)和Ⅲ类降雨(小雨量、短历时、低强度)。与Ⅱ类降雨和Ⅲ类降雨相比,Ⅰ类降雨发生的频次较低,但其平均降雨侵蚀力较强;在同一土地利用类型下,Ⅰ类降雨造成的坡面径流深和土壤流失量均明显较大。(3)2019-2021年,不同土地利用类型径流小区坡面产流产沙特征差异明显,总径流深和总土壤流失量由大到小依次为裸地>农地>天然草地>灌木林地>乔木林地。(4)各降雨特征指标与不同土地利用类型的坡面总径流深和总土壤流失量均呈正相关关系,其中降雨量、降雨强度和I_(30)的影响较大。【结论】在黄土丘陵沟壑区,降雨量、降雨强度和I30是影响坡面产流产沙的最主要指标,天然草地、乔木林地、灌木林地的减流减沙效益较好,可知农地退耕还林还草工程是减少土壤侵蚀的有效措施之一。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
庄建琦 葛永刚
全球变化引起了一系列环境效应,土壤侵蚀是全球变化最为敏感环境效应之一。选择生态极其脆弱区小江流域作为研究对象,通过遥感影像和雨量站点获取3期土地利用和降雨变化信息,结合区域基础地理信息数据,利用通用土壤流失方程(USLE模型)对该区域土壤侵蚀对土地利用和降雨变化的响应进行了分析。研究表明:(1)降雨量在1981～1990年为降雨量较小年份,1991～2000年为降雨量较大时间段,2001～2005年降雨量开始急剧减少;(2)1987、1995和2005年的平均侵蚀量分别为:70.58、80.08和79.81t/(hm2.a),中度侵蚀以上面积分别占总面积的29.92%、33.83%和33.18...
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
唐鸿磊 陈菊 沈春颖 张科 姚新梅 冉启华
黄土高原的大规模退耕还林极大改变了浅层土壤物理性质,在减水减蚀的同时,也影响了山坡-河谷坡体稳定性的水文过程。为阐明黄土高原植被恢复背景下土壤饱和导水率纵向异质性对降雨诱发型浅层滑坡的影响,该文采用耦合综合水文模型(integrated hydrology model,InHM)和无限边坡稳定分析(infinite slope stability analysis,ISA)模型的方法,探讨黄土高原植被恢复背景下,土壤饱和导水率纵向异质性对降雨引发的浅层滑坡的影响。通过分析不同植被恢复条件下的土壤饱和导水率纵向异质性特征,对黄土高原佘家沟小流域进行基于物理过程的数值模拟。结果表明:草地、灌木覆盖的坡体失稳风险比无植被恢复的坡体更大,且植被恢复期越长,失稳风险越大,水分累积层最先失稳,深度与土壤纵向异质性有关;林地覆盖的坡体因高饱和导水率,表层土壤失稳持续时间较短,稳定性恢复较快,较草地和灌木覆盖的坡体更稳定;由连续暴雨和入渗造成的前期高含水率可显著增大坡体失稳的风险,而林地会放大这种影响,增加入渗深度并增大下一次降雨引发滑坡的风险;饱和导水率层间纵向异质性越大,越有利于层间水分积累,从而增加坡体失稳的风险。该研究结果揭示了植被恢复对浅层坡面稳定的影响,为黄土高原植被恢复和水土保持工作提供理论指导。
[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] 自然资源学报
[作者]
孙文义 郭胜利 宋小燕
研究地形和土地利用类型共同作用下表层土壤有机碳空间分布特征,对准确评估区域土壤有机碳的空间分布和变异特征具有重要意义。以黄土丘陵沟壑区燕沟流域3种地形部位(峁顶、峁坡、沟底)和8种土地利用类型(农田、果园、天然与人工草地、天然与人工灌木林、天然与人工乔木林)为研究对象,采集表层(0~20 cm)314个土壤样品用于研究地形和土地利用方式对黄土丘陵沟壑区小流域表层土壤有机碳空间分布的影响。地形和土地利用方式极显著(P峁坡>峁顶的变化趋势,土壤有机碳含量沟底(8....
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
杨云斌 张建军 李梁 孙若修 张海博 张佳楠
【目的】探究降雨过程(雨型)对小流域产流过程的影响,为小流域尺度上产汇流分析提供依据。【方法】以山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站的蔡家川小流域为研究对象,利用蔡家川小流域2007—2017年场降雨径流数据,根据雨量在降雨过程中集中的位置进行雨型划分,并采用LSD多重比较法分析不同雨型的特征,在不同土地利用类型的小流域尺度上探究雨型特征与产流的响应关系。【结果】(1)蔡家川流域的降雨可划分为前期型降雨(I型)、中期型降雨(Ⅱ型)、后期型降雨(Ⅲ型)和均匀型降雨(Ⅳ型)。Ⅰ型降雨为短历时强降雨,是主要降雨雨型,占总降雨频次的44.6%,平均雨量为24.6 mm,降雨侵蚀力最强,集中分布在6—8月;Ⅳ型降雨为长历时小雨强降雨,平均历时716 min,平均雨量为17.84 mm,降雨侵蚀力最弱,多出现在雨季的前期(5月份)和后期(9月份);Ⅱ型和Ⅲ型降雨的特征介于Ⅰ型和Ⅳ型降雨之间,多发生在6—8月,降雨量和频次相对均衡。(2)不同雨型条件下小流域的径流深、洪峰流量排序为:Ⅰ型降雨>Ⅲ型降雨>Ⅱ型降雨>Ⅳ型降雨,洪峰滞后时间排序为:Ⅳ型降雨>Ⅱ型降雨>Ⅲ型降雨>Ⅰ型降雨。(3)Ⅰ型、Ⅲ型降雨条件下农地小流域的径流深和洪峰流量高于封禁小流域,Ⅱ型和Ⅳ型降雨条件下封禁小流域的径流深和洪峰流量略高于农地小流域,封禁小流域的洪峰出现时间均滞后于农地小流域。(4)降雨量和历时对农地小流域产流的影响更大,雨强分布对封禁小流域产流的影响更大。【结论】不同雨型的降雨特征差异性显著,Ⅰ型降雨是引起小流域产流的主要雨型,大雨量强降雨更易造成流域的水土流失;封禁小流域削减径流、延长洪峰出现时间的作用显著,尤其对大雨量强降雨的调节作用更明显;在晋西黄土区降雨量、降雨历时和降雨过程中的雨强分布是影响小流域产流过程的重要因素。
关键词：
雨型 降雨过程 径流 洪峰流量 黄土区
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
鲍彪 毕华兴 云雷 高路博 许华森 安云
通过野外坡面降雨试验,对晋西黄土区刺槐林地内土壤水分进行连续定位观测,以揭示晋西黄土区坡面土壤水分对降雨的响应,旨在为黄土高原区水土流失治理提供一定的理论依据。结果表明:1)坡面土壤含水率受植被密度影响较明显,密度较高的刺槐林地相对于密度较低的林地或裸地而言,其林地内坡面土壤水分对降雨的响应较平缓。2)垂直方向上,0～20cm土层土壤含水率对降雨的响应最为直接和迅速。植被密度不同,各测点次表层(10～20cm土层)土壤含水率的上升有先后之分,与表层(0～10cm土层)相比,次表层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,体现出土壤水分入渗的先后过程。深层(20～150cm土层)土壤含水率对降雨几乎无...
关键词：
晋西黄土区 刺槐林 土壤水分 降雨
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
落合博贵 陈丽华
通过对现场黄土进行的单轴剪切实验,分析了晋西不同黄土的力学强度特性,并试图揭示该地区产生滑坡、滑塌现象的机理.结果表明:非饱和土壤的粘聚力大约是饱和土壤的3倍,内摩擦角约为30～45度;马兰黄土天然含水状态下的粘聚力是饱和时的10倍,而午城黄土的同一数值为6～7倍.黄土在饱和与非饱和时强度特性的差别有待于今后继续深入研究.
关键词：
黄土 单轴剪切实验 抗剪强度 滑坡
[期刊] 自然资源学报
[作者]
尹秋龙 焦菊英 寇萌
为了解黄土丘陵沟壑区极端强降雨条件下土壤水分与植被之间的关系,对2013年7月极端强降雨条件下黄土丘陵沟壑区5种主要植物群落,即刺槐(Robinia psendoacacia)、柠条(Caragana intermedia)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)、长芒草(Stipa bungeana)、白羊草(Bothriochloa ischaemun)群落的土壤水分进行了调查与分析,结果表明:1极端强降雨下,植被是影响土壤含水量的主要因素;2草本群落的土壤水分明显好于人工林,其中长芒草群落的土壤含水量、土壤贮水量和土壤有效贮水量均最高,分别为17.8%、961.2 mm和691....
[期刊] 自然资源学报
[作者]
唐丽霞 张志强 王新杰 王盛萍 查同刚
近50 a来,在气候变化和生态恢复与治理工程实施的背景下,黄土高原的侵蚀产沙特征发生了明显的变化。以黄土高原典型中尺度流域清水河流域(面积436 km2)为研究对象,利用1959、1986、2007年的土地利用解译结果和1960—2005年该流域实测输沙和降水资料,采用非参数Mann-Kendall趋势分析法和滑动t检验法研究了该流域年输沙量、降雨量的变化趋势和突变点,并与通用土壤流失方程相结合分析了该流域土地利用和降雨变化对输沙量变化的贡献率。结果表明:该流域年输沙量47 a间有显著的下降趋势,突变点位于1980年;降雨量没有明显的趋势性变化,极端降雨指数下降。降雨因素对输沙量减少的贡献率为...
关键词：
黄土高原 降雨 土地利用 侵蚀产沙
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
云雷 毕华兴 马雯静 田晓玲 崔哲伟 周晖子 朱悦
以晋西黄土区典型刺槐×天然草复合系统为研究对象,分析复合系统土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量的分布特征及边界效应,旨在为该地区植被恢复、土地合理利用和林草复合系统的可持续经营提供一定的科学依据。结果表明:1)复合系统内土壤养分分布不平衡,不同斑块类型土壤养分含量存在差异,在0～20cm土层体现得尤为明显;2)土壤养分含量在复合系统土壤剖面中有明显的层次性,0～20cm土层的养分含量高于20～40cm土层的;水平方向上,在草地内土壤养分含量变化相对平稳,随着距林缘距离的增加而增加;而在林地内水平变化较为复杂,变化曲线呈波浪型;3)移动窗口法表明,复合边界土壤养分具有较明显的边界效应,综合考虑...
[期刊] 西南农业学报
[作者]
何海燕 张丹 张瑜 青会 杨蒙岭 杨洋
研究了黑龙江省海伦市黑土区４种土地利用方式下黑土土壤的微形态特征，通过分析土地利用方式对土壤微形态的影响，为今后合理利用黑土资源提供参考。结果表明：１黑土土壤粗颗粒矿物组合基本一致，主要是石英和长石矿物，偶有云母；人类耕作活动导致土壤侵蚀加剧，粒径较小的颗粒流失，表土层粗颗粒的特征值（面积、周长、等圆直径、长径、短径）变大。２天然草甸黑土的土壤孔隙度很少且孔隙以管道状为主；人类耕作活动影响的耕地、撂荒地、人工林地孔隙度较大，且孔隙形状不规则，呈堆集性孔隙；退耕还林及土地撂荒对孔隙结构有改善，孔隙度增加。３土壤形成物主要是粘土矿物，Ｂ层和Ｃ层还有一些呈絮状凝团和斑状的铁锰新生体；土壤有机物在Ａ层．．．
关键词：
黑土 土壤微形态 土地利用方式
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张洪江 北原曜 解明曙 远藤泰造
在野外小区径流实验基础上,通过经转换的曼宁公式,对不同坡地地表的糙率系数(n)进行了定量研究.结果表明:林地上的糙率系数(n)与林地地表残存的枯落物量、林下草量呈正相关关系;不同土地利用现状的地表糙率系数(n)按由低到高的顺序排列,依次为土质路面、农耕地、核桃果园、人工刺槐林地、灌木林地和人工油松林地.本文还探讨了糙率系数(n)与地表水分渗透量的关系,初步结果表明:糙率系数值较大的地表其水分渗透能力也较大.
关键词：
糙率系数 渗透 枯落物 土地利用
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
王月容 卢琦 周金星 周志翔
以洞庭湖退田还湖区杨树林地、园地、旱地(包括棉花地、甘蔗地及玉米地)、水田、荒地等为研究对象,考察不同土地利用方式下的土壤重金属(Cu、Zn、Mn、Pb、Cd、As、Hg)的分布、污染及其影响因子。结果表明:0～25cm土层中Cu、Zn、Pb、As和Hg含量以9a杨树人工林地最高,Mn、Cd含量分别以2a杨树人工林地和水田最高;25～50cm土层中Cu、Mn、Hg含量以2a杨树人工林地最高,Zn、As含量以水田最高,Pb、Cd含量分别以甘蔗地、4a杨树人工林地最高;4a和6a杨树人工林地、甘蔗地、水田土壤已受到Cd污染;不同土地利用方式综合污染指数以水田最高,荒地最低;主成分分析及双重筛选逐步...
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