简介：基于遥感、GIS技术和景观生态学方法,以黄土高原沟壑区陕西省长武县为研究对象,在2005年TM影像的基础上,分析土地利用与景观格局的总体特征。结果表明：景观构成上,长武县以园地、林地为景观基质,其他景观类型作为斑块镶嵌其中;在景观总体水平上,研究区景观多样性较低,分布均匀性较强,而异质性较弱,整体景观破碎化程度和分离程度均较低;景观类型水平上,从斑块平均面积和斑块密度反应出研究区农地、园地斑块的破碎化程度最大,而林地的破碎化程度最低;景观指数的相关性分析表明,园地面积与林地面积之间存在极显著负相关,优势度指数与聚集度指数间存在极显著正相关。各个乡镇景观指数的分析结果是,高优势度、高聚集度和低分维数的区域为彭公乡,土地利用以大面积的园地、林地为主导。

简介：在完成模型调试的基础上,设定一系列的施肥和灌溉情景（N1、N2、N3、N4、N5,分别表示纯氮施用量100、200、300、400、500kg/hm2;M0、M1、M2、M3,分别表示有机肥料施用量为0、7500、15000、22500kg/hm2;I0、Ib、Ik、Ig,分别表示不灌溉,在春玉米拔节期、开花期、灌浆期分别灌水50mm）,利用DSSAT模型在平水年2005年的光照、气温、降雨等条件下模拟不同情景下春玉米的生长情况。结果表明：1）在雨养条件（不进行灌水处理,生育期水分全部由降雨补充）下,可以在控制氮用量的同时通过增施有机肥料来弥补由于少使用氮肥而带来的产量损失;2）M1N4处理（7500kg/hm2的有机肥、400kg/hm2的纯氮处理）和M2N3处理（15000kg/hm2的有机肥、300kg/hm2的纯氮处理）下,春玉米产量前者为14313kg/hm2,后者为14711kg/hm2,生物量前者为24803kg/hm2,后者为24349kg/hm2,N的产量生产率前者为40.8kg/kg,后者为41.1kg/kg,N的干物质生产率前者为70.7kg/kg,后者为70.4kg/kg,均相差不大,且处于较高水平;3）在模拟灌溉条件下,肥料用量较小时,灌水对春玉米产量影响不大,此时产量的限制因素可能是肥料,肥料用量较大时,灌水的增产效果很明显,尤其在灌浆期,保证玉米水分供应对产量有着重要的意义。

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：充分认识黄土高原不同气候区降水时空分布特征,对于揭示该区域水土保持及自然环境变化的驱动因素至关重要。以黄土高原73个气象站点、1961—2014年的降水日值数据为基础,通过变差系数、集中度与集中期、Mann-Kendall检验和Kriging空间插值等研究方法,探讨黄土高原全区和4个气候分区的降水时空变化特征。结果显示：近50年间,黄土高原及各个气候区的年际降水量均呈波动下降趋势,年内降水均集中于夏秋季节,且存在集中度逐渐升高和集中期逐渐推后的现象。空间上降水由东南半湿润区向西北干旱区呈阶梯状递减,变差系数恰与之相反;集中度表现为由南向北递增,集中期则受地形影响显著,体现为平原和谷地地区早于高原和山地地区。因地理位置和季风强度的差异,各气候区年降水量及其波动幅度和集中性差异较大。该研究旨在揭示黄土高原降水的时空分布规律,为合理利用配置水资源、规划部署水土保持工作等,提供一定的参考。

简介：在整理、分析黄土高原西峰等水土保持试验站径流、泥沙观测资料的基础上,研究了该地区水平梯田的蓄水保土效益.结果表明:其效益的平均值为86.7%和87.7%,但差异悬殊,主要是受暴雨、大暴雨质量的影响.次降雨综合参数PI、汛期降雨量和年产流降雨量分别小于20.0mm2/min、350mm和125mm时,蓄水保土效益均为100%,大于这些数值时,效益降低,两者呈负相关;同时,梯田的质量也影响蓄水保土效益.

简介：土壤侵蚀作为山区生态系统退化最主要的驱动力,严重干扰着植被的发育演替过程,植被则通过采用不同的繁殖方式、形态与生理补偿等方式来克服和适应土壤侵蚀造成的负面压力,使植物本身对土壤侵蚀环境的适应性增强,继而发展成为可抵抗土壤侵蚀的植物和群落。凡具有适应土壤侵蚀环境能力,能在土壤侵蚀条件下生存,并能保护改良土壤和具有防止土壤侵蚀的作用,具有繁殖更新能力,可维持群落稳定与可持续发展的植物,称之为抗侵蚀植物。在对黄土丘陵沟壑区植被恢复中不同抗侵蚀植物进行分类、及其侵蚀学特征与土壤侵蚀环境演变特征分析的基础上,提出从土壤侵蚀学观点出发,对植被恢复过程中先后出现的植物和群落的形态学、生理学和生态学特征及防蚀功能进行系统研究,以更好地发挥植物和植被保持水土与改善环境的生态功能。

简介：黄土高原是我国生态环境最为脆弱的地区之一。探讨黄土高原地区植被覆盖动态变化对于区域植被恢复和生态系统重建具有积极意义。利用空间数据分析软件GeoDa和ArcGIS地统计分析模块，采用1998、2003、2008和2012年8月21日的SPOT—VGTNDVI数据代表黄土高原地区相应年份植被覆盖最大的时期，对黄土高原植被覆盖随时间的演变特征进行分析。结果表明，1998--2012年，黄土高原植被覆盖经历了先降低后增加的过程，且1998、2003、2008和2012年的归一化植被指数（NDVI）数值均有明显的空间自相关关系，NDVI值冷点区的位置和范围均较为稳定，热点区变化较大，主要分布在陕西和山西境内。

简介：在分析黄土高原水土保持工作难度的基础上，进一步研究区域水土保持的科学内涵，以及水土保持与雨水资源化的关系。认为：黄土高原水土保持的关键与核心在于如何实现雨水资源化；降雨径流调控与利用不仅可实现雨水资源化，而且可以同步解决制约该区发展的干旱缺水与水土流失并存2大难题。在此基础上，提出了黄土高原水土保持亟待研究的科学问题与技术问题，并初步构建了黄土高原水土保持与雨水资源化的技术体系框架。

简介：植被覆盖是控制或加速水土流失最敏感的因子。以黄土高原为研究对象,利用1988—2005年NOAA/AVHRR植被指数（NDVI）月最大值合成的7月份资料分析不同地貌类型区NDVI值的时空变化规律,并通过计算NDVI值与同期降雨量的相关系数分析降雨量对不同地貌类型区NDVI的影响,探讨黄土高原典型区县退耕还林政策对NDVI的影响。结果表明：1）黄土高原整体植被覆盖度较低,NDVI多年平均值为0.29,平原区、石质山地、黄土低山、黄土塬及其周围地区NDVI值在0.30～0.40之间,梁、卯、片沙黄土丘陵区NDVI值在0.18～0.22之间,其余地貌类型区均低于0.15;2）1998年之后8年NDVI的平均值比前10年的NDVI平均值略有增加,整体增加幅度为4.5%,不同地貌类型区NDVI值变化表现出明显的地带性,呈东北西南走向,黄土高原主体部分中的黄土塬、黄土破碎塬、梁状黄土丘陵均增加10%以上,峁状黄土丘陵、风蚀沙化丘陵略有减少,减少的区域没有增加的区域大;3）除石质山地、黄土低山和平原地区外,其他地貌类型区7月最大NDVI值与5—7月累计降雨量存在很好的相关性,R2在0.60以上;4）地处梁状黄土丘陵区的吴旗县,1998年后形成了一个明显的以县为边界的NDVI值增长区,增幅达40%,远远高于该地貌类型区的平均增长值14%。初步结论：除平原地区外,降雨量决定黄土高原植被覆盖度的空间分布,1998年前后黄土高原植被变化的决定因素是降雨量;吴旗县的实例证明,只要水土保持资金到位、林草建设因地制宜、管理保护措施完善,退耕还林政策将会对植被覆盖度的增加起到积极作用。

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：在总结分析前人有关黄河下游冲淤平衡时不同含沙量的临界流量和水体污染物质量浓度研究成果的基础上,利用花园口、高村水文站逐日水沙资料,推算不同水文年黄河下游水沙冲淤平衡时的临界输沙量为平水年6.54亿t、丰水年8.83亿t、枯水年3.95亿t,平均6.44亿t。以氨氮和全磷为指标,分析三门峡、花园口和高村断面因水土流失引起的非点源污染状况,参照地表水环境质量标准,得到黄河下游河道达到Ⅲ类和Ⅱ类水质标准的临界输沙量三门峡至高村河段平均为7.93亿和5.20亿t。同时,以黄河下游河道水沙平衡和满足某一水质标准为河流健康的约束条件,结合水利水土保持措施减沙量、头道拐水文站多年平均输沙量和黄土高原泥沙输移比的研究成果,推算黄河下游河道水沙平衡且分别达到Ⅲ类或Ⅱ类水质标准时,黄土高原土壤容许流失量相应为9.41亿和8.41亿t。研究结果可为黄土高原水土流失治理提供科学依据。

简介：利用黄土高原65个小流域2441场次降雨数据,分析黄土高原小流域次暴雨洪峰流量与降雨、地形和径流参数的相关关系,探讨不同副区、不同流域面积尺度和不同降雨月份对上述相关性规律的影响。结果表明：1）黄土高原小流域次暴雨洪峰流量与雨量雨强参数（降雨量与降雨强度的乘积）、流域面积、主沟道长度、流域宽度、主沟道比降以及径流量、径流深和径流系数等参数存在着较好的相关关系;2）各参数与洪峰流量的相关性受各副区自然地理条件和流域面积尺度的影响显著;3）为准确预测黄土高原小流域次暴雨洪峰流量,可以将雨量雨强参数、流域面积和径流量等参数作为参考变量,在各副区和各流域面积尺度分别建立洪峰流量经验公式,构建黄土高原小流域次暴雨洪峰流量经验模型,为小流域水土保持工程措施的设计奠定基础。

简介：分析退耕还林以来黄土高原气候的时间变化特征和空间分布特征,研究黄土高原局域气候变化的时空差异性及其与植被恢复的相关性,旨在探讨区域气候是否会对植被覆盖变化做出响应。使用GIS和统计学方法,基于黄土高原区1981年以来的气象数据和2000—2013年的MODIS/NDVI数据,使用趋势分析和Kriging插值,分析气候要素的时空变化特征,结合线性相关性,分析植被恢复和区域气候变化的关系。研究结果表明：1）近30年来黄土高原的气候变化总体趋势是气温上升,而其他气候要素无显著变化;退耕还林以后表现为降水增加、气温不再升高、风速降低、湿度减小。2）2000年以来,黄土高原最高气温变化率、最小相对湿度变化率空间特征表现为条带状,且与夏季NDVI变化率具有相似的空间分布特征。3）植被NDVI与1—4月份的最低气温正相关性显著,与7月份的最高气温负相关性显著,与5—9月份风速负相关性显著,与5月和7月的相对湿度正相关性显著。4）南温带植被NDVI与年均最大风速的负相关性显著,中温带植被NDVI与年均最小相对湿度的正相关性显著,还与春、秋季平均最小相对湿度的正相关性显著。总之,黄土高原的气候变化受到全球气候变化的影响,但是植被覆盖变化也是局地气候变化的1个因素,在温度、风速和湿度方面表现比较明显。

简介：利用长武县气象局1957—2006年的日降水量资料,分析该地区降水的年内、年际变化、概率分布特征等。结果表明：该区降水量季节分布不均,主要集中在7—9月;降水量的年际变化幅度较大,多年变化呈明显的丰水、平水、枯水年交替发生现象;降水量的年际变化大于年降水时间的年际变化。对侵蚀性降雨研究发现,其主要发生在7、8月,以降雨量小于30mm的降雨次数较多;降雨强度随降雨量增加而减小;同时,以短历时降雨为主,历时在30min以内的降雨次数较多,其他时段相对较少。

简介：研究植被叶面积指数（LAI）时空变化特征,对植被的水土保持效具有重要意义。利用MOD15A2H遥感产品,基于Mann-Kendall趋势检验与Sen斜率分析方法,提取区域尺度与像素尺度上的植被LAI变化特征,并基于不同子流域、坡度、坡向及植被覆盖类型,对植被LAI的变化特征进行分析。基于MOD44B遥感产品,利用线性回归和偏相关系数,分析植被LAI的变化原因。结果表明：1）黄土高原2000—2014年,植被LAI呈显著增加趋势,其年绝对变化幅度为0.042,年相对变化程度为2.71%。2）空间上,在黄土高原58.6%的区域,LAI呈现显著增加趋势,仅有0.9%的区域LAI呈现显著减少趋势。植被LAI剧烈增加,主要发生在河口—龙门区间,包括皇甫川、窟野河、无定河和延河。植被在15°-35°的坡度上,LAI变化程度最剧烈,其变化在各坡向上没有显著差异,农田和草地的LAI变化程度最剧烈。3）与植被总覆盖度相比,植被垂直维结构与黄土高原植被LAI的变化更为相关,其中树木覆盖度的增加,是植被垂直维结构变化的重要原因之一。

简介：为进一步检验水蚀预报模型WEPP在黄土高原的适用性,并提供必要的数据准备,根据安塞水土保持综合试验站1986-2003年的日序列的降雨量、最高温度、最低温度和平均风速的实测值及全美范围内选择参照站得到的其他气象因子,对随机气候生成器在黄土高原的适用性进行了检验.结果表明：随机气候生成器能够较好地模拟单个气象因子,并未考虑各个气象因子之间的相互关系;同时,能准确地模拟年降水及其月分布,日最高温度、日最低温度的月分布,而风速模拟值的月均值、标准差普遍高于实测值的月均值、标准差.为此,选择参考站点时应综合考虑各个气象因子.按月计算的降水-降水的概率和不降水-降水的概率的模拟月均值比实测值偏低.

简介：退耕坡地是近年来黄土高原整治生态环境和控制水土流失的关键措施,但对于如何退耕,学术界存在多种不同观点,实践方面存在多种不同模式。以延安燕沟流域坡改梯为例,利用2005年延安站的逐日气象数据和燕沟流域地貌、土壤及土地利用等资料,借助WIN-YIELD软件,对不同地形坡度条件下坡改梯在作物增产、保水减沙效益以及燕沟流域坡改梯实践效果进行模拟、对比和实证分析。结果表明：地形坡度越大,坡改梯作物增产、保水和减沙效益越显著;坡度小于5°的坡耕地可以不进行梯田改造,坡度大于15°的坡耕地应及早实施坡改梯或退耕还林（草）。

简介：浅沟侵蚀是黄土丘陵沟壑区重要的侵蚀类型，浅沟水流的水动力学参数研究是建立浅沟侵蚀物理模型或概念模型的基础。以黄土丘陵沟壑区延安市燕儿沟小流域的坡地为对象，通过野外放水冲刷实验，对浅沟水流的水动力学参数变化特征进行研究。结果表明：浅沟水流属于紊流范围，大多数情况下是急流；在坡度18°左右时，携沙水流的流速最小，阻力最大，此时水流的能量分配在侵蚀与携沙之间达到平衡；浅沟水流在坡度26°左右时流速达到最大，水流功率达到最大，最利于浅沟侵蚀的发生和发展。研究结果可为黄土区浅沟侵蚀物理模型的建立提供理论支撑。

简介：深入研究植被恢复过程中植被变化与环境因子的响应规律，对于当前西部地区生态环境建设中有关林草措施的配置问题具有重要理论意义和实践价值。根据黄土丘陵沟壑区安塞42个退耕地植被样地的调查数据，采用典范对应分析和偏典范对应分析从单因子、分组变量及显著因子3方面分析立地环境因子对植被恢复的影响。结果表明：7组环境因子、33项环境因子指标中，影响黄土丘陵沟壑区植被物种变化的关键环境因子为土壤有机质、全磷、速效磷、土壤含水量（0～40cm）、土壤结构性颗粒指数、〈0．001mm黏粒、蔗糖酶、坡向及退耕年限。建议黄土丘陵沟壑区退耕地的植被恢复遵循立地条件，以自然恢复为主，并进行适当的培肥、引种等人工干预调控，以促进退耕地植被恢复的进程。

简介：采用1种遥感影像和单纯的监督分类方法,在黄土丘陵沟壑地区的土地利用调查中,难以获得高精度的土地利用数据.为解决此问题,以陕北无定河流域为研究区,以主成分变换的方法,对多源遥感影像(TM多光谱数据和SPOT全色波段数据)进行融合处理;同时,在分类中,采用监督分类与非监督分类相结合的混合分类法,改进训练样本选取方法,先以非监督分类获得初始训练样本,在对样本进行删除、增补、合并等调整的基础上,再进行监督分类.2种方法的结合使用,使土地利用信息自动提取的精度明显提高.与仅以TM影像为信息源,采用单纯监督分类法的分类结果对比可知:土地利用各类别的提取精度都有不同程度的提高,分类总精度从82.0%提高到89.2%;水体、水田和城镇用地等面积较小类别的精度,提高了10%以上;坡耕地与林草地的混分现象明显减少,精度均提高了5%以上,取得了良好的分类效果.研究结果为陕北黄土丘陵沟壑区土地利用变化动态监测,提供了重要的技术支持和借鉴.