黄土高原坡耕地水土流失地形分异模拟
模拟降雨条件下黄土坡耕地水土流失规律的研究
模 拟 隆 雨 条件 下 黄土 坡 种 地水 土 流失 规 律硇 砷 究
唐 涛 ／ 疆 水 利 水 电勘 测 设 计研 究 院 新
［ 摘 要 ］采用人工模拟 降雨的方法，模拟和测定不 同坡度 条件下，水土流 失过程和水土流失量，揭 示以降雨为主要动力的水土流 失特征和规律。研究结果表 明 ：降雨过程 中，起始产流时间随坡度 的增大 而提前 ，起始产流时间与坡度 正弦值可用指数函数相关方程进 行描述。坡度小于 １ ｏ时 ，径流量与坡度呈正相关关系，坡度 大于 １ 。时，径 流量与坡度 呈负相关关系。不同坡度 条件 下，径流量 降 Ｏ Ｏ 雨过程变化趋势基本 一致 ，都是 急剧增大 ，逐渐趋 于稳定 。在坡度 １ 。到 ２ 。的范围 内，产 沙量随坡度增大 而增加 ，产沙量与坡度之 间 ０ 的关系可用二次抛物线方程描述 。不 同坡度条件下 ，产沙量降雨过程变化趋势基本 一致 ，都是先增大 ，达到最大值 ，然后逐 渐下 降，并
趋 于 稳定 。 ［关键 词 ］模 拟 降 雨 黄 土 坡 度 水 土 流失
黄 土高原 地 区是 我 国早期农 业 的发祥 地之 一 ，深 厚 的黄土 装 土完 毕 后将 槽 子 调整 到 ０，５，１。 ５，２ 。 ｏ ０，１。 Ｏ 在槽 子 上 覆 盖为这 一地 区农业 的发 展提供 了得 天独 厚 的物质条 件 ，但 长 播 种 谷子 ，供 试 谷 子品 种为 晋 汾 ７号 ， １． ｍ等 行距 穴播 ， 以 ２ｅ ５ 期 的农业 垦耕 和黄 土结构 疏松 易被侵 蚀 的特征 ，以及 黄 土高原 穴 距 ５ｍ 播种 量 为 每公 顷 ７５ｇ 右 ， 理 同大 田 ， ｅ， ． 左 ｋ 管 在谷 子 抽 典 型的大 陆性 季风气 候 ，降雨分 布极 不均 匀 ，降雨主 要集 中在 穗 期进行 模拟 降雨试 验 。 １ 试 验方 法 ． ３ ６— ９ ，雨量 占到 年 降雨 总量 的 ８％ 左 右 ， 多以 高强度 的 月 ０ 且 暴雨 形式 降落 ，不仅 造成 了该 区严 重 的水土 流失 而且使 得旱 灾 降雨 试验 前先 进行 雨强标 定 ，标定后 按照 设定 雨强开 始连 频繁 发生 ，因此 在该 区进行农 业 生产 ，选择 种植 耐旱稳 产作 物 续 不断 的降 雨 ， 降雨 过程 要 意义 。谷 子是黄 土高 原传统 耐旱 作物 ，在黄 土高 原不 同 时 间 ， 流 后 按 ３ ｉ 时 间间 隔 收集 径 流 泥沙 样 ，降 雨历 时 产 ｍ ｎ的 类 型 区普遍种 植 ，是黄 土丘 陵区 的优势作 物 ，占到 该 区粮食种 ６ｍｎ。降雨 结束 后 采用 量筒 测量 收集 到径 流量 ，烘 干法测 定 ０ｉ 植 面积 的 ３ ％左 右 川 ０ 。 产 沙量 。 坡度 作为 二维坡 面 的主要参 变量 之一 ，是影 响水 土 流失 的 ２ 果 与分析 结 ２１ 流 变化特 征 ．径 最 主要地 形 因子 ，它 制约 降雨径 流侵 蚀力 的大小 和 土壤物质 的 稳定 性 。随着坡 度 的改 变 ， 土壤 表层 单位 面积 上承 受 的雨量 发 ２１ 产流起 始 时『 ．． １ 日 Ｊ 生改 变 ，同时改 变 了土壤 的人渗 能力 和径流 流速 ，坡 面土体 受 黄土 高原 的产 流方式 是一 种特 殊 的产流 方式 ， 超 渗径流 是 到斜 坡重 力 的 切 向分力 发 生 改变 ， 土体 不稳 定 性 随之 改变 ， 而不 是 蓄满径 流 ｌ 当降雨 强度 超过 土壤 下渗速 度时 产生径 流 则 ４ 】 。 抗 蚀性改 变 。 这一 系列的变 化 ， 然导致 径流 、 必 侵蚀 泥沙 的变化 。 并逐 渐汇 集 ， 成地 表径 流 冲刷 与沟蚀 。 降雨起 始产 流时 间与 形 黄土高原 地 区坡 耕地 面积 占耕地 总面积 的 ７ ０％ ， 土壤侵 蚀 占 这场 降雨是 否产 生径 流及 径流量 的大 小之 间存在 着显 著的相 关 其 总侵蚀 量 的 ５ ０％ ～ ６％。在黄 土 高原 现代 侵蚀 中 ，人 为活 动 性 。蒋定 生 对 不 同坡度 下 的室 内模 拟降 雨入渗 实验 表 明 ： ０ 地 引起 的人 为 加速 侵蚀居 于 主导地 位 ，对黄 土 高原地 区坡 耕地 面开始 产流 时间 与坡度正 弦值 呈指数 关系 。 】 的水 土流失 研究 一直受 到我 国土壤 侵蚀学 者的广 泛关 注。 ３ ５ 本文研 究 了黄土 不 同坡 度种 植谷 子 的水 土 流失状 况 ， 旨在 ＝ ｌ 揭示 不 同坡 度农 耕地水 土 流失规 律 ，为水土 资源 调控 、防 治土 三 ３ 壤退化 、提 高水 土保 持效益 提供 依据 。 二 ｌ 料 与方法 材 １ 试 验条 件 ． １ 三 ２５ ． 模拟 降雨试 验是 在 黄土高 原土壤 侵蚀 与旱 地农业 国家 重点 专 实验 室模 拟 降雨大 厅进 行 ，采用 侧喷 式 自动模 拟降 雨系 统 ， 喷 妄 ２ 头高度 １ｍ ， ６ 雨滴 降 落终速 可达 到 自然雨 滴降 落速度 的 ９ ％ 以 ８ 罨 上口 】 验土 槽为 长 ｘ宽 ｘ高 ＝２ ． ． 的移 动变 。试 ｍ Ｘ０ ｍ Ｘ ３ ５ ０ｍ ｌ 。５ 坡式钢槽 。 下端 设集 流装置 ， 钢槽 用来定 时 收集径 流 、 沙样 品 。 泥 ０ ５ ｉ Ｏ ｌ ５ ２０ １ 试 验设 计 ． ２ 麓熏 （ ） 供试 土壤取 自于陕西省 杨凌耕 层 土 （ ０～ ２ｅ ），为黄土 ０ｒ ａ 母 质红 油土 ， 呈灰 棕色 ，土体 较疏 松 ，有粒 状 或团块 状结 构 ， 主 ｉ 域 对 产 渡 起始 时 间 的 影 响 其 理化性状 见表 １ 。 将 降 雨 实测 数据 绘 制 成散 点 图 ，随着 坡度 ０ 的增 加 ，起 表 １供试 土壤 的物理性 质 始 产 流时 间 ｔ ｐ逐渐 缩短 ， 即产流 时间 提前 （ １ 图 ）。对坡 度 的
黄土高原水土流失与治理技术研究
黄土高原水土流失与治理技术研究黄土高原是中国重要的生态环境区域之一，也是世界上最严重的土地退化区之一。
水土流失是黄土高原面临的主要环境问题之一，严重影响了该地区的可持续发展。
为了解决水土流失问题，研究人员长期以来不断探索和尝试各种治理技术。
本文将就黄土高原水土流失的原因和治理技术进行探讨。
一、水土流失的原因黄土高原地质状况特殊，土质疏松，植被脆弱，气候特征复杂，加之人类活动的影响，导致了水土流失的加剧。
以下是一些主要原因：1. 降水和侵蚀：黄土高原属于干旱地区，年降水量不足，而且脆弱的土壤容易流失。
而风化破碎的黄土层次清晰，容易被水冲刷。
长期以来，降水侵蚀是水土流失过程的主要推动力。
2. 不合理的农业经营方式：黄土高原作为农业区域，由于人口密度大，人类活动频繁。
过度放牧、过度砍伐，农业耕地的过度使用和毁坏等行为，加剧了土地的脆弱性，加速了水土流失的过程。
3. 土地利用方式不合理：黄土高原地区盛行的坡耕地和旱作土地，存在很高的风险，易于发生水土流失。
而且，大片的农田经过长时间的不合理耕作，土壤质量下降，稻谷收益也逐渐下降。
二、治理技术的研究进展黄土高原水土流失问题的根源复杂，治理技术的选择也需要多方面的考虑。
以下是一些已经被广泛研究和采用的治理技术：1. 林草植被恢复：植被对于抵御水土流失有着重要的作用。
通过恢复和保护原生林草植被，可以有效地保持土壤的结构，减缓水流速度，提高水土保持能力。
植被的恢复和保护是长期有效的治理手段之一。
2. 激活地下水：地下水是黄土高原的重要水资源，但因为黄土层的流动性差，土壤缺水。
通过合理的水利工程设计和灌溉设施建设，可以有效地调节和利用地下水，为植被提供水源，减少水土流失的发生。
3. 建立防护林网：黄土高原地区风力较大，加速了水土流失的速度。
建立防护林网可以有效地阻挡风沙的侵蚀，减少水土流失的风险。
同时，防护林网可以提供风景观赏和经济效益，实现治理的多重目标。
4. 土壤修复和改良：黄土高原地区土壤贫瘠，亟需修复和改良。
中图版高二地理必修三_《中国黄土高原水土流失的治理》教材图表解读
《中国黄土高原水土流失的治理》教材图表解读[图表展示]
教材P35图2－1－4 沟壑纵横的黄土高原
[解图精要]
由图中可获得以下信息：(1)黄土塬表面平坦开阔，面积较大，周边为沟谷，塬面上是主要的农业区。
(2)黄土墚类似于山墚，与沟壑相间分布，水土流失严重。
(3)黄土峁类似于山丘地貌，坡度较大，水土流失严重。
(4)黄土高原地面破碎、沟谷纵横、谷坡陡峭。
[图表应用]
黄土地貌形态多姿，有沟坡塬峁墚等，黄土峁就是其中一种。
结合黄土峁形态图，判断黄土峁是指( )
A．切割较深的黄土沟
B．孤立的黄土丘
C．长条形的黄土高地
D．范围较大的黄土高原残留面
【解析】由图可知，黄土峁是一种黄土沟间地貌，为孤立的黄土丘，C为黄土墚，D为黄土塬。
【答案】 B
1/ 1。
【国家自然科学基金】_燕沟流域_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
科研热词 推荐指数 土地利用 3 黄土高原 2 黄土丘陵沟壑区 2 黄土丘陵区 2 地形 2 土壤有机碳 2 黄土 1 马尔柯夫过程 1 青海云杉林 1 降水线 1 降水-土壤水-地下水转化 1 苜蓿 1 综合效益 1 祁连山 1 环境因子 1 燕沟流域 1 深层 1 流域 1 水沙关系 1 水土流失 1 氢氧同位素 1 林冠截留 1 旱泉沟流域 1 持水量 1 径流量 1 容重 1 实验研究 1 孔隙度 1 坡耕地 1 坡改梯 1 地形分异模拟 1 土壤水分 1 土地变化 1 土地利用变化 1 叶面积指数 1 典范对应分析(cca) 1 元胞自动机 1 产沙量 1
推荐指数 4 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
科研热词 黄土丘陵沟壑区 青海云杉林 植被生长响应 土壤侵蚀 黄土高原 黄土丘陵区 铯-137 遥感 经济响应 祁连山区 植被破坏 植被指数 植被恢复重建 植被恢复 戴家沟小流域 小流域综合治理 地貌部位 土壤热通量 土壤温度 土壤水库 土壤水分环境 土壤抗蚀性 土壤干化 土地利用类型 土地利用变化 叶面积指数 半球图像 冠层盖度 侵蚀特征 侵蚀强度 主成分分析 quickbird 137cs示踪 1 8
科研热词 黄土高原丘陵沟壑区 黄土高原 水土流失 模拟 截留量 地形分异 刺槐 作物产量
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
黄土高原坡耕地作物产量及水土流失模拟分析的开题报告
黄土高原坡耕地作物产量及水土流失模拟分析的开题报告一、选题背景：黄土高原是中国重要的农业区域，其坡耕地是黄土高原区域重要的耕地类型之一，但该地区的土地资源严重退化，水土流失问题突出，为此需要进行坡耕地作物产量及水土流失模拟分析，以便选择适合的水土保持措施，保证该地区的土地持续利用和生态保护。
二、选题意义：该研究对于指导坡耕地的农业生产，推进该地区的水土保持工作，提高农业生产效益，增强生态环境效益具有重要的指导意义。
三、主要研究内容：1. 了解黄土高原坡耕地的特点、作物种植情况、水土流失状况等。
2. 进行坡耕地作物产量模拟分析，根据灌溉系统和降雨量等因素建立数学模型。
3. 对坡耕地水土流失情况进行模拟分析，并探究其影响因素。
4. 基于模拟结果，提出合理的水土保持措施，以减少水土流失，提高坡耕地作物产量。
四、预期结果：通过模拟分析，可以得到黄土高原坡耕地的作物产量情况、水土流失程度和影响因素等信息，为制订合理的水土保持措施提供科学依据。
五、研究方法：1. 采集坡耕地的地形数据、降雨量等数据，并建立数学模型。
2. 借助GIS软件进行空间分析，探测坡耕地的土地利用状况和水土流失情况。
3. 将GIS分析结果和数学模型相结合，进行坡耕地作物产量及水土流失模拟分析，得出合理的水土保持措施。
六、研究进度安排：1. 第一周：收集坡耕地的数据和文献。
2. 第二周：建立坡耕地作物产量模型。
3. 第三周：建立坡耕地水土流失模型。
4. 第四周：进行模拟分析并寻求最佳水土保持措施。
5. 第五周：撰写开题报告。
七、可能遇到的问题：1. 数据的采集难度较大。
2. 模拟分析的过程较为复杂。
3. 水土保持措施的选取存在难度。
八、参考文献：1. 郭某某，等（2018），黄土高原坡耕地土壤水分响应特征研究，水土保持通报，第38卷，第5期，36-41页。
2. 张某某，等（2019），基于GIS的黄土高原坡耕地水土流失现状与分析，农业资源与环境学报，第36卷，第3期，25-32页。
坡耕地水土流失综合治理模式研究刘欣
坡耕地水土流失综合治理模式研究刘欣发布时间：2023-06-19T05:04:45.179Z 来源：《中国建设信息化》2023年7期作者：刘欣[导读] 随着社会的发展，水利部《中国水土流失与生态安全综合研究（2008）》指出，坡耕地水土流失速度已超过控制速度。
由于斜坡的长度，斜坡底部会产生很强的侵蚀力，因此会产生严重的水土流失。
此外，坡耕地底部土壤相对粘稠、致密，透水性低，增加坡面集水量，使土壤更容易被侵蚀，不利于黄河流域的生态保护和经济发展。
根据我国地理科学对于黄土高原区域的描述，该区域主要属于我国第二级阶梯及由第二级阶梯向第三阶梯过渡区域。
黄土高原地跨亚热带、暖温带及温带三个不同区域，属于干旱与半干旱地带，生态环境较为脆弱。
由于早期的不良开发，现阶段黄土高原区域水土流失现象较为严重，其中水土流失主要表现为以下3大特点。
1）当前水土流失现象侵蚀强度较大，据统计部门数据，该区域水土流失侵蚀现象占据全国同类情况的89%，属于水土流失特别严重的区域。
2）在综合应用环节，呈现时空分布较为集中的特点，出现水土流失现象最为严重的时间段为6—9月，在这段时间内，出现水土流失的土地资源占据全年流失的80%左右。
3）这些流失的水土资源主要来源于沟道侵蚀，尤其是黄土高原沟壑区坡耕地水土流失现象较为严重，严重危害到下游水利设施，导致当前经济发展面临较大困境，还对下游防洪设施造成了较大威胁。
陕西省榆林市子洲县水利局子洲县水利工程建设中心身份证号：61273219921020xxxx 摘要：随着社会的发展，水利部《中国水土流失与生态安全综合研究（2008）》指出，坡耕地水土流失速度已超过控制速度。
由于斜坡的长度，斜坡底部会产生很强的侵蚀力，因此会产生严重的水土流失。
此外，坡耕地底部土壤相对粘稠、致密，透水性低，增加坡面集水量，使土壤更容易被侵蚀，不利于黄河流域的生态保护和经济发展。
根据我国地理科学对于黄土高原区域的描述，该区域主要属于我国第二级阶梯及由第二级阶梯向第三阶梯过渡区域。
山东省2020-2021学年高三普通高中学业水平等级考试模拟试题(二)地理试题(有答案)
山东省2020-2021学年高三普通高中学业水平等级考试模拟试题（二）地理试题一、单选题1. 赵家峁村地处黄土高原沟壑丘陵区，长期以来农业生产收益低下，村民生活贫困，村庄空心化突出。
2013年以来，赵家峁村以流转农户土地经营权、发展村集体经济为突破口，发展特色现代农业和乡村旅游，有效带动了农民脱贫致富（下图示意）。
据此完成下面小题。
（1）图1中Ｍ处的内容为（）A.地块分散，耕地撂荒B.耕地匮乏，沙化严重C.耕地集中，土壤肥沃D.多中低产田，土地贫瘠（2）赵家峁村通过土地整治带动农民脱贫致富的主要途径是（）A.增加耕地面积，改善农业生产条件B.缓解人地矛盾，改善农村人居环境C.土地规模经营，促进产业结构升级D.开发未利用土地，增加土地资产收益2. 输沙模数，是指某一时段内流域输沙量与相应集水面积的比值。
下表为我国解家湾小流域不同时期侵蚀产沙变化中植被与降雨贡献率。
该小流域有旱耕地3．25ｋｍ2，其中大于10°的坡耕地1．69ｋｍ2；荒坡2．84ｋｍ2。
主要农作物为玉米、番薯、普通小麦、蚕豆，主要经果林为柑橘、桃、桑。
据此完成下面小题。
解家湾小流域不同时期侵蚀产沙变化中植被与降雨贡献率（1）1990～200８年，该小流域输沙模数大幅度下降的主要原因是（）A.降水量减少B.土地平整度提高C.植被覆盖率上升D.建坝阻沙效果凸显（2）2009～2016年，该小流域输沙模数有所上升的主要原因是（）A.降水量较前期增加B.顺坡种植加剧土壤侵蚀C.林下植被覆盖减少D.梯田毁坏致使沟蚀加剧3. 城市经济由产业分工到功能分工的转变过程产生了各种类型的功能专业化城市或功能多样化城市。
下图示意城市从产业分工向功能分工的演变。
据此完成下列小题。
（1）图中甲、乙、丙三类城市的主要功能分别为（）A.研发型、总部型、制造型B.制造型、研发型、总部型C.总部型、研发型、制造型D.总部型、制造型、研发型（2）推动城市经济由产业分工到功能分工转变的基本动力是（）A.交通通达性B.产品价值链C.科技竞争力D.比较区位优势4. 金奈是印度重要的工商业中心，软件产业发达。
重难点 土壤分布、性质与土壤破坏问题(原卷版)-2023年高考地理【热点重点难点】专练(新高考专用)
重难点18 土壤分布、性质与土壤破坏问题（2022·天津·高考真题）黄河流域生态环境脆弱，深受人类活动影响。
下左图为1990～2019年黄河流域土壤侵蚀面积变化示意图，下右图为2000～2020年黄河流经省区土地利用转型方向及面积示意图。
回答下列小题。
1．据图分析，关于黄河流域土壤侵蚀变化描述正确的是（）A．区域生态环境治理措施使土壤侵蚀强度减弱B．气候变化导致各等级的土壤侵蚀面积均减少C．受到重度侵蚀的土壤面积和比例无显著变化D．1990～1999年间土壤侵蚀治理成效最为明显2．据图推断，该区域生态环境建设的最主要措施是（）A．矿区生态修复B．退耕还林还草C．沙漠裸地农垦D．生活环境治理（2022·山东·高考真题）图a示意黑龙江省一小型山间盆地景观。
某研究小组在甲、乙、丙、丁四处布设采样点进行土壤调查，图b示意该小组绘制的四个采样点0-60cm土壤剖面。
据此完成下面小题。
3．该区域植被类型分异的主要影响因素是（）A．热量B．降水C．地形D．岩性4．图b中②示意的土壤剖面位于（）A．甲处B．乙处C．丙处D．丁处（2022·湖南·统考高考真题）我国西北某内流河下游河岸地带发育着荒漠植物群落，胡杨为主要建群种，该地地下水平均埋深3～4米。
下表反映该植物群落属性及影响因子随离河岸距离增加的变化情况（其中土壤容重与土壤有机质含量呈负相关，土壤电导率与土壤含盐量呈正相关）。
据此完成下面小题。
离河岸距离（m）群落属性影响因子群落结构群落盖度（%）海拔（m）土壤含水量（%）土壤容重（g/cm3）土壤电导率（mS/cm）50乔—灌—草30.33916 5.73 1.410.36 200乔—灌—草34.00917 5.04 1.500.59 350乔—灌—草40.33914 4.42 1.500.37 500乔—灌—草46.6791418.51 1.41 2.56 650乔—灌—草74.3391319.27 1.370.40 800乔—灌—草68.6791315.23 1.38 1.02 950乔—草45.009127.78 1.400.50 1100乔—草40.33916 3.06 1.580.661250乔—草34.33915 2.32 1.62 1.98 5．随离河岸距离的增加，变化趋势与群落盖度总体相似的影响因子有（）②海拔②土壤含水量②土壤有机质含量②土壤含盐量A．②②B．②②C．②②D．②②6．浅根系草本植物在该植物群落中分布广泛，主要得益于（）A．胡杨涵养水源B．草本植物水分竞争力强C．地下水埋深浅D．草本植物耐盐碱能力强7．在离河岸950米到1250米的地段，该植物群落中灌木消失的主要原因可能是（）A．土壤有机质减少B．乔木与灌木水分竞争C．土壤含盐量增加D．草本与灌木水分竞争8．（2022·辽宁·高考真题）阅读材料，完成下列要求。
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第5期
徐勇等 :黄土高原坡耕地水土流失地形分异模拟
19
林 ,破坏严重 ,人工林主要由刺槐 、杨树以及柠条等灌丛组成 。土壤以黄绵土 (沙性黄土) 为主[810] ,占 90 %以 上 ,基本处于半熟化状态 ,肥力低下 ,有机质含量为 0. 961. 88 g/ kg ,全氮 0. 464 g/ kg ,速效磷 4. 2 mg/ kg。据 1998 年实测资料[11] ,燕沟河道常流水流量为 0. 002 5 m3/ s ,年径流总量为 37. 83 万 m3 ,其中洪水径流量占79. 3 %。 1998 年沟口泥沙总量为 133 950 t ,流域输沙模数为 2 856 t/ (km2·a) 。流域有 14 个行政村和 1 个隶属于柳林街 道的沟口区 。14 个行政村 2003 年底总人口为 3 133 人 , 人口密度为 67. 8 人/ km2 。农村经济以大农业为主体 , 农林牧并举 。2003 年农村居民人均收入为 1 968 元 ,农村经济收入主要来源于种植业和苹果业 ,种植业主要以 玉米和马铃薯为主 ,另有少量的谷子 、高粱 、大豆和豌豆 。 1. 2 WIN - YIELD 软件简介
① 收稿日期 :2005205209 基金项目 :国家自然科学基金项目 (40371051) ;中国科学院知识创新工程项目 ( KZCX1 - 6 - 2 - 6) 作者简介 :徐勇 ,男 ,生于 1964 年 ,研究员 ,博士 。主要从事农业与乡村发展 、土地利用变化 、人地关系及可持续发展等领域的科研工作 。
田 , 2 为坡地 , 3 为沟坡 , 4 为沟底 ; ④地块单元的土地利用属性 :分为耕地 1 , 林地 2 , 弃耕地 3 等 。 ⑤作物代码 :1 小麦 , 2 玉米 , 3 马铃薯 , 4
苜蓿 , 5 高粱 , 6 大豆 , 7 豌豆 。
1. 3 数据来源及参数设定
燕沟流域坡耕地水土流失模拟涉及到的数据和参数主要包括气象数据 、作物数据 、地块单元数据以及土
WIN - YIELD 软件是在综合考虑作物类型 、作物生长过程中的光温 、降水 、蒸发 、空气湿度 、风速 、土壤类型 及地形等多种因素基础上对不同地块的作物产量 、农田水文特征 、泥沙流失等进行结果计算和过程模拟的综
合模拟软件 。该软件是在加拿大国际开发署 (CIDA) 、中国国家自然科学基金委等的资助下 ,由中国科学院地 理科学与资源研究所和加拿大多伦多大学针对黄土高原水土流失与种植业发展问题 ,经过 10 多年的联合研 究 ,并于 2000 年完成和推出 。WIN - YIELD 软件运行所需的参数和数据文件被组织在一个称为初始化数据文 件界面下[12] 。初始化数据文件界面需要输入的参数 、数据文件及其数据项见表 1 。输出文件为作物产量文 件 、农田水文特征文件和泥沙信息文件 。软件的输入 、输出文件均为文本格式 ( . txt) 。
第 19 卷第 5 期 2005 年 10 月
水土保持学报 Journal of Soil and Water Conservation
黄土高原坡耕地水土流失地形分异模拟 ①
Vol. 19 No. 5 Oct. ,2005
徐 勇1 , 田均良2 , 刘普灵2 , 徐学选2
(1. 中国科学院 地理科学与资源研究所 , 北京 100101 ;2. 中国科学院 水土保持研究所 , 陕西 杨陵 712100)
设计数据文件 。
(1) 基于地形高程变化的地块单元数据文件 。按地形高程间隔 50 m 增加一个地块单元 ,在高程 950～1 400 m 之间共设计了 10 个地块单元 ,各地块单元的其它参数为面积 1 hm2 、地形坡度 0°、地形坡向 180°(即正南 向) 、土壤属性参数 11 (沙性黄土) 、地貌类型参数 1 (梯田) 、土地利用类型参数 1 (耕地) 。
1 年的天次 某日的降雨量 (mm) 日降雨历时 (min)
地块单元编码
地块单元的面积 (m2) 地块单元高程 (m) 地块单元坡度 (°) 地块单元坡向 (°) 地块单元土壤属性 ② 地块单元地貌类型 ③ 地块单元土地利用属性 ④
地块单元编码 地块单元种植作物种 数 作物代码 ⑤
注 : ①一年的天次 : 1 - 365/ 366 ; ②地块单元土壤属性 :11 为沙性黄土 , 12 为粘性黄土 , 13 为粘沙黄土 ; ③地块单元的地貌类型 :1 为峁顶或梯
壤属性参数 、地貌类型参数 、土地利用类型参数等 。气象数据为 19972002 年延安气象站 (距燕沟流域中心点的 直线距离约 5 km) 逐日平均气温 、降水 、降水历时 、云量 、平均相对湿度 、最小相对湿度 、白天和夜间风速 8 个指 标 。模拟作物为玉米 、马铃薯 、高粱 、大豆和豌豆 。地块单元主要以反映地形高程 、坡度和坡向的变化为主旨
摘要 : 退耕还林还草是目前黄土高原整治生态环境和控制水土流失的主体政策 。为使生态退耕政策得到有效落 实 ,本文基于 WIN - YIELD 软件 ,以延安燕沟流域为例 ,利用 19972002 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 ,模拟分析了不同地形高程 、坡度和坡向条件下坡耕地种植不同作物可能产生的水土流失 量及其地形分异特征 。结果表明 :地形坡度是影响径流和泥沙产生的重要因素 ,产生径流和泥沙的模拟值随地形 坡度的增大而增大 ,地形坡度 15°是坡耕地土壤侵蚀模数的相对质变点 ;地形高程和坡向对产生径流和泥沙的影 响不大 。 关键词 : 坡耕地 ; 水土流失 ; 地形分异 ; WIN - YIELD 软件 ; 黄土高原 中图分类号 :S157. 1 文献标识码 :A 文章编号 :100922242 (2005) 0520018204
(2) 基于地形坡度变化的地块单元数据文件 。按地形坡度间隔 2. 5°增加一个地块单元 ,在 0～20°之间共 设计了 9 个地块单元 ,各地块单元的其它参数为面积 1 hm2 、地形高程1 100 m、地形坡向 180°(即正南向) 、土壤 属性参数 11 (沙性黄土) 、地貌类型参数 2 (坡地) 、土地利用类型参数 1 (耕地) 。
Topographic Differentiation Simulation of Soil and Water
Loss of Slope Farmland in Loess Plateau
XU Yong1 , TIAN J un2liang2 , LIU Pu2ling2 , XU Xue2xuan2
Abstract : De2farming and restoring forest are principal policies presently for the improving of eco2environment and the re2 ducing of soil and water loss in the Loess Plateau. In order to provide the foundation for the policies to be usefully put in practice , taking Yangou basin as a case study and using day2by2day meteorological data of Yanan station in 1997 to 2002 , it simulated and analyzed the quantitative relation between soil and water loss and topographic condition by the aid of WIN - YIELD software. The results show that topographic slope gradient has important influence on soil and water loss , the big2 ger slope gradient and the more soil and water loss , and the slope gradient 15°is a relative threshold of soil erosion modu2 lus , but the influences of topographic height and slope aspect are slight . Key words : slope farmland ; soil and water loss ; topographic differentiation ; WIN - YIELD software ; Loess
表 1 WIN - YIELD 软件初始界面需要输入的参数 、数据文件及其数据项
输入参数
气象数据文件
降水数据文件
地块单元数据文件
作物数据文件
流域名称 经纬度 耕地保水参数 土壤水分参数 地下水埋深 作物敏感度系数 作物生长期及天数 作物根系生长率
一年的天次 ① 日均温度 ( ℃) 日平均相对湿度 ( %) 日最小相对湿度 ( %) 每天的云量 ( %) 每天白天风速 (m/ s) 每天夜间风速 (m/ s)
1 研究地域 、软件简介及数据来源
1. 1 研究地域 燕沟流域位于 36°28′00″N～36°32′00″N , 109°20′00″E～109°35′00″E ,沟口距延安市 3 km ,属延河二级支流 ,
主沟长 8. 6 km ,呈东南 - 西北流向 ,流域面积约 48 km2 。流域东南高 、西北低 ,海拔为 986～1 425 m。主沟比降 为 2. 41 ‰,沟壑密度 4. 8 km/ km2 ,属于典型的黄土丘陵沟壑区 。气候具有明显的由半湿润向半干旱过渡特征 。 多年平均气温 9. 8 ℃,无霜期约 170 天 , > 10 ℃积温为 3 268 ℃,多年平均降雨量 558. 4 mm。天然植被为次生梢