黄土高原典型区植被对水土流失影响研究

通过对天水梁家坪、西峰南小河、绥德辛店沟1945~1986年坡面径流场的植被覆盖度及产沙数据进行定量分析,研究黄土高原典型区植被对水土流失的影响。结果表明,绥德、西峰、天水地区降雨量P（mm）、平均雨强I 平均（mm/min）、最大雨强I 最大（mm/min）、植被覆盖度C（％）与水土流失量之间多呈M＝KHa（I 平均）b（I 最大）cCd回归关系。其中,南小河沟流域的“有效植被度区间”为40％～60％,绥德辛店沟的“有效植被度区间”为20％～40％。     

基于通径分析和灰色关联理论的坡面产流产沙影响因子分析

基于坡面不同植被措施下多场室外人工模拟降雨试验,采用通径分析和灰色关联理论研究了植被、降雨及下垫面等因素对坡面次降雨径流总量和泥沙总量的不同影响作用。结果表明:1)通径分析与灰色关联分析结果基本一致;2)降雨强度、植被覆盖度和土壤前期含水量是影响坡面次降雨径流总量的3个最重要因子,其次分别为植被类型、降雨历时、植被生长阶段和坡度;3)植被覆盖度和降雨强度是影响次降雨泥沙总量最重要的两个因子,降雨历时对泥沙总量的影响作用最小。     

花岗岩侵蚀区坡面产流产沙规律的研究

根据多年的实测资料，分析了降雨量和最大１０分钟雨强对花岗岩区坡面产流产沙的影响规律，提出了坡面产流产沙预测预报模型。     

山区流域泥沙输移比计算公式

本文在分析影响泥沙输移比主要因素的基础上，分别对坡面上单位面积输沙率ｑｓ和坡面上单位面积产沙率Ｓｙ进行了量纲分析，得出了ｑｓ和Ｓｙ的数学表达式，从而获得了山区流域泥沙输移比的计算式。采用湖北省石桥铺径流实验站的实测降雨、径流和泥沙统计资料对泥沙输移比公式进行了验证，其相关系数为０．８５，因此本文推出的计算泥沙输移比的公式是合理的。     

Sediment yield computation of the sandy and gritty area based on the digital watershed model

The Yellow River is well known as a sediment-laden river, which is the main reason that it cannot be controlled as easily as other rivers. Many researchers, such as Qian Ning et al., have found that the sediment load of the Yellow River comes mainly from the sandy and gritty area of the Loess Plateau. Therefore, it is very important to simulate the sediment yield in this area. This paper proposes a method to compute the sediment production in the sandy and gritty area based on the digital watershed model. The suggested model is calibrated and validated in the Chabagou basin, which is a small catchment in the study area. Finally, the model simulates the sediment yield of the sandy and gritty area in 1967, 1978, 1983, 1994 and 1997, which represents a high water and high sediment year, a mean water and mean sediment year, a high water and low sediment year, a low water and high sediment year, and a low water and low sediment year separately. The simulation results, including the runoff depth and erosion modulus, can well explain the "low water and high sediment" phenomena in the Yellow River basin. The total amount of the sediment production and its distribution generated by the model is very useful for water and soil conservation in the sandy and gritty area of the Loess Plateau.     

生草覆盖条件下不同降雨强度对紫色土坡面侵蚀产沙的影响

造林种草,增加植被覆盖度是防止土壤侵蚀的重要措施.通过人工模拟降雨试验,探讨生草覆盖下紫色土坡面侵蚀产沙的动态变化.结果表明,有生草覆盖的坡面径流含沙量较裸地的径流含沙量更快达到稳定状态;坡面侵蚀产沙率随覆盖度增加呈指数型递减,且坡下种草的减沙效果最好;覆盖度与降雨强度对坡面侵蚀产沙量的影响存在对比消长关系,但生草覆盖度对产沙量的影响小于降雨强度的变化对产沙量的影响.     

黄土丘陵沟壑区小流域水土养分流失特征研究

采用人工模拟降雨和定位观测相结合的方法, 研究了典型的黄土丘陵沟壑区王家沟流域水土养分流失特征, 提出了水土流失量与降雨量、前期土壤含水率、土壤、地形、植被等有关自然因素间的定量关系. 研究结果显示坡地损失的养分总量占其养分输出总量的近 80%. 流失泥沙中的细小颗粒是养分流失的主要载体, 采用综合治理措施能有效控制小流域土水养分流失.     

基于锆石U-Pb年龄的黄土高原红黏土沉积序列物源示踪

黄土高原广泛沉积的新近纪红黏土序列对东亚古气候具有重要的指示意义。通过甘肃灵台红黏土剖面7.0、6.5、5.5、3.2 Ma沉积物和山西保德红黏土剖面6.56、5.24、3.50 Ma沉积物碎屑锆石U-Pb年龄的对比,表明黄土高原不同区域红黏土沉积物物源在空间上具有一致性,而在时间上具有差异性。通过与周缘潜在物源区碎屑锆石U-Pb年龄对比,可将黄土高原红黏土沉积物物源的差异划分为3个沉积阶段:第一阶段(5.7～7.0 Ma)物源主要为西昆仑山、帕米尔高原;第二阶段(3.4～5.7 Ma)物源主要来自塔克拉玛干沙漠;第三阶段(2.6～3.4 Ma)物源主要为阿拉善区域。红黏土沉积物物源的变化表明2.6～7.0 Ma处于西风逐渐减弱伴随东亚季风逐渐增强的过程,物源的两次变化对应于约5.7 Ma墨西拿盐度危机和约3.4 Ma青藏高原的隆升,说明青藏高原以及中国西部山脉的隆升和板块运动控制下的特提斯洋演化是影响黄土高原风成沉积的重要因素。     

土壤湿度的空间变异特征及尺度效应分析

基于遥感信息分析了土壤湿度的空间变异及尺度效应问题.利用多尺度遥感数据获得了归一化植被指数和地表温度,并基于此参数提取了干旱/半干旱地区的土壤湿度指数;基于分形理论,利用表面积计算方法,通过计算一系列不同尺度窗口像元的曲面面积,研究了三维曲面面积随尺度变化的规律,即定量描述了不同尺度遥感图像提取的土壤湿度指数值的变化特性,随着尺度的增加,驻点像元数减少,说明其空间异质性降低;并利用半变差函数研究了不同空间分辨率下土壤湿度的异质性特征.结果表明:空间分辨率越大,其整体空间异质性程度越小,与实际情况相符,说明利用分形几何学和地统计学方法分析土壤湿度指数的空间异质性特征是可行的.通过该研究可以有效地确定土壤湿度遥感监测的尺度,更好地了解区域尺度的土壤干旱程度及水资源情况.     

多云雾山丘地区遥感定量化理论及应用进展

在分析光学与微波遥感各自的应用现状及面临的挑战的基础上,从数据层、数据预处理和定量化理论与方法3个层面详细分析和总结了适用于多云雾山丘地区复杂环境的遥感定量化应用理论与方法,包括面向对象的反演策略、主被动遥感协同、时间序列建模、前向模型地形效应修正、弱敏感参数反演等。同时,结合研究团队近年在多云雾山丘地区遥感定量应用的研究实践,给出西南地区的土地连续变化监测、森林火灾风险评估、干旱监测、植被覆盖条件下的土壤水分主被动遥感反演等方面的应用实例。     

水土保持构建黄河水沙调控体系的地位及模式

论述了黄土高塬沟壑区水沙在时空分布、功能和效益上的差异性,提出通过对径流的调控实现对泥沙的调控,径流的调控利用就成为构建协调的水沙关系的主要技术手段.首次提出了基于径流调控利用的多元综合治理模式,以汇水单元为径流调控利用单元,在治理顺序上,根据治理效益依次按照塬面、沟谷、阴坡、阳坡的顺序进行治理.采取"调蓄汛期径流,减少入黄泥沙"是构建黄土高塬沟壑区水沙调控体系的技术关键,也就是就地拦蓄汛期的雨洪资源,达到就地截留、入渗、集蓄、转化或利用,大幅度减少泥沙的流失,减轻黄河下游泥沙淤积危害.同时分析了该区水土流失具有径流的主导性、多因子、多单元、多手段、多效益和多目标的特点,总结出了20种径流泥沙调控利用范式,该模式已在黄河水土保持生态工程建设中得到推广应用并取得了显著成效.     

基于分形理论的喀斯特流域枯水资源影响因素分析

通过对贵州省19个喀斯特流域为研究样区,以1991至1995年水文资料和遥感解译数据为基础,运用灰关联度和关联维分析方法,分析土地利用类型、岩石组成类型、植被类型对喀斯特枯水径流的影响识别。     

岷江上游典型流域林冠截持降雨遥感模型与反演

在对岷江上游典型流域研究区实地踏勘和定位观测的基础上,综合利用ETM和ASTER遥感数据、地面实测数据和常规观测数据等资料,结合森林水量平衡原理,建立了岷江上游典型流域林冠截持降雨遥感信息模型。以遥感图像中单个像元作为测算单位,对模型参数叶面最大持水度、覆盖度、叶面积指数(LAI)进行了计算,并对岷江上游毛儿盖地区林冠截留降雨量进行了反演。并利用研究区实测数据、生态环境本底遥感调查数据和水文气象数据对上述模型反演结果进行验证和精度分析。结果表明,模型反演结果精度较高,能较好反应研究区植被冠层截留量的实际状况。     

Soil erosion and sediment transport in the gullied Loess Plateau: Scale effects and their mechanisms

Scale effects exist in the whole process of rainfall―runoff―soil erosion―sediment transport in river basins.The differences of hydrographs and sediment graphs in different positions in a river basin are treated as basic scale effects,which are more complex in the gullied Loess Plateau,a region notorious for high intensity soil erosion and hyper-concentrated sediment-laden flow.The up-scaling method of direct extrapolation that maintains dynamical mechanism effective in large scale application was cho-sen as...     

A RBF classification method of remote sensing image based on genetic algorithm

Alongwith the increases of resolution of satellite re-mote sensing image and aerial remote sensing image,people may obtain more useful data and information fromthe remote sensing image[1,2]. Following " the digitalEarth" concept proposed, more and more civil situationsneed to use the remote sensing image, including re-sources investigation, natural disaster observation,weather forecast and so on. Because the applications ofremote sensing image in different situation has put for-ward for differ…     

河口悬浮泥沙浓度遥感反演模型的探讨

介绍了河口区悬浮泥沙浓度遥感反演的理论基础及反演模型的建立方法,通过对国内外近年研究的主要悬浮泥沙遥感反演模型进行简单分类、对比分析得出其优缺点,并针对现有悬浮泥沙遥感反演模型的不足,在提高精度和普适性方面提出一些建议.     

不同土地利用方式坡面产流输沙过程模拟研究

针对目前多数坡面侵蚀预测模型难以模拟土地利用变化对坡面产流输沙过程影响的问题,基于运动波方程和泥沙输移公式,给出了一种能够反映不同土地利用方式下坡面产流输沙时空变化的简化模型,并利用裸地、草地、坡耕地、灌木地及幼林地的试验及自然降雨条件下坡面产流输沙实测资料对模型进行验证,符合较好.利用该模型对黄土高原不同降雨条件下不同土地利用场景坡面产流输沙特征进行了模拟,结果表明:典型降雨条件下,5 a树龄以上的林地或覆盖度在60％以上的草地坡面标准小区基本不再发生侵蚀;坡度小于15°的裸地坡面中下部发生轻度侵蚀;十年一遇降雨条件下,10 a树龄以上的林地坡面土壤侵蚀基本得到控制,而草地调控坡面水沙的能力有限,裸地更差.对低强度短历时降雨,草地调控水沙的见效较快;对高强度长历时降雨,林地调控水沙的作用较大,两者宜配合进行;对不同坡度裸地,要严格控制坡面坡长.研究结果为优化土地利用方式提供了理论支撑.     

Vegetation Growth Monitoring Under Coal Exploitation Stress by Remote Sensing in the Bulianta Coal Mining Area

Coal exploitation inevitably damages the natural ecological environment through large scale underground exploitation which exhausts the surrounding areas and is the cause of surface subsidence and cracks.These types of damage seriously lower the underground water table.Deterioration of the environment has certainly an impact on and limits growth of vegetation, which is a very important indicator of a healthy ecological system.Dynamically monitoring vegetation growth under coal exploitation stress by remote sensing technology provides advantages such as large scale coverage, high accuracy and abundant information.A scatter plot was built by a TM (Thematic Mapper) infrared and red bands.A detailed analysis of the distributional characteristics of vegetation pixels has been carried out.Results show that vegetation pixels are affected by soil background pixels, while the distribution of soil pixels presents a linear pattern.Soil line equations were obtained mainly by linear regression.A new band, reflecting vegetation growth, has been obtained based on the elimination of the soil background.A grading of vegetation images was extracted by means of a density slice method.Our analysis indicates that before the exploitation of the Bulianta coal mining area, vegetation growth had gradually reduced; especially intermediate growth vegetation had been transformed into low vegetation.It may have been caused by the deterioration of the brittle environment in the western part of the mining area.All the same, after the start of coal production, vegetation growth has gradually improved, probably due to large scale aerial seeding.Remote sensing interpretation results proved to be consistent with the actual situation on the ground.From our research results we can not conclude that coal exploitation stress has no impact on the growth of vegetation.More detailed research on vegetation growth needs to be analyzed.     

农业干旱监测指标研究进展

从传统监测指标和遥感监测指标两个方面对农业干旱表征指标进行了综述.传统农业干旱监测指标主要包括降水量指标、土壤含水量指标以及作物需水量指标等;遥感监测指标包含基于裸露地表和基于有植被覆盖地表的干旱遥感监测指标两大类.由于遥感方法具有大范围、宏观、动态监测的优势,目前得到了较为广泛的使用.未来农业干旱监测应建立广义的、适合于作物各时期的监测模型,并在此基础上对双层模型进一步简化.     

森林植被变化对潜山流域径流量的影响

采用流域自身对比法,利用潜山流域水文站实测的44 a降雨量—径流量数据,定量分析了该流域降雨量—径流量变化关系.选择1987年、1999年和2007年3个典型年份,结合植被覆盖度分级图,定量分析研究了大别山地区潜山流域森林植被变化对该区域森林水源涵养关系的影响.研究发现,2007年低植被覆盖区比1987年减少56%,中植被覆盖区比1987年增加12%,高植被覆盖区比1987年增加24%,2007年平均降雨量较1987年减少52%,而平均径流量较1987年减少69%,表明森林覆盖率提高能减少径流,显著降低径流系数,增强流域抗洪能力,使得森林水源涵养能力得到提升.