水土保持研究所
《水土保持研究》投稿须知
‘水土保持研究“投稿须知‘水土保持研究“由中国科学院主管,中国科学院水利部水土保持研究所主办,属地球科学的学术类期刊,创刊于1985年,双月刊,国内外公开发行㊂先后被编入‘中文核心期刊要目总览“, 中国科技论文统计源期刊 (即中国科技核心期刊),‘中国农业核心期刊概览2006“等,获2007年度陕西省科技期刊出版形式规范优秀期刊奖,2012年㊁2014年㊁2018年陕西省科技期刊优秀奖,2016年陕西省科技期刊精品奖㊂本刊主要刊登水土保持和生态环境建设及相关学科㊁边缘学科㊁交叉学科的原创性学术论文,集中展示大型科研项目的研究成果㊂办刊宗旨为立足世界科学发展前沿,展示水土保持和生态环境建设方面的研究成果,兼顾理论探索与应用开发,开展地域与国际间的学术交流,以不断创新为目标㊂1篇幅及投稿方式文章要求精炼,以4~5个印刷页为宜(约8000~10000字)㊂投稿请登录我刊网站h t t p:ʊs t b c y j.p a p e r o n c e.o r g在线投稿㊂请完整填写文章所有作者的姓名㊁姓名拼音㊁工作单位(中英文)㊁通信地址㊁邮箱地址,至少留有第一作者或通信作者的电话㊂标注的通信作者应与文章发表时标注的通信作者一致㊂2文章格式2.1题名和作者题名用词务必简明㊁准确㊁规范,不超过20个汉字,一般不用副标题,中英文题目应一致㊂多位作者(一般不超过6名)应注明通信联系人㊂所有单位要有准确的中英文名称㊁城市名称和邮政编码㊂2.2摘要和关键词摘要须说明论文的目的㊁方法㊁结果(包括主要数据)和结论,着重于创新与发现,以300~400字为宜㊂关键词3~8个,规范㊁准确,中英文摘要及关键词须对应并同序㊂2.3中图分类号和基金项目文章需注明 中图分类号 ,参见‘中国图书馆图书分类法“(第5版),置于关键词下㊂正文首页左下脚须注明论文基金资助项目及其编号㊂2.4正文格式与要求引言:要明确提出科学问题㊁研究工作的目的㊁意义和背景以及本项研究的主要任务㊂材料与方法:供试材料应提供名称㊁数量和制备方法㊂研究方法一般引用文献,如方法有改进则须说明,如果作者自己创新的方法则宜详述㊂结果与分析:提出观察和实验证据,力求简明扼要㊂讨论:提出实验结果所论证的原理㊁相互关系;阐明研究结果与前人的研究是否一致,有无创新,指出本实验的不足之处,以及未能解决的问题㊂2.5参考文献一般不超过15个,未公开发表的文献或资料不得作为参考文献引用,如确需引用,征得作者同意后在本页以脚注方式引用,有关著作权责任作者自负㊂参考文献序号的编排,按其在论文中出现的先后顺序编号,外国作者按姓前名后,且姓为全称并且首字母大写,名缩写但不加缩点,文献作者3人以上,只列出前3人,后用 等 或 e t a l ,文献著录格式如下:(1)专著:著者.书名[M].出版地:出版者,出版年:起止页码.(2)期刊:作者.题名[J].刊名,出版年份,卷号(期号):起止页码.(3)学位论文:作者.题名[D].保存地点:保存单位,年份.(4)论文集:作者.题名[C]ʊ编者.文集名.出版地:出版单位,出版年份:起止页码.(5)电子文献:作者.题名[E B/O L].[引用日期].获取和访问途径.2.6作者简介篇首页下附第一作者简介及通信作者简介,内容包括:姓名(出生年 ),性别,籍贯,学位,职称,研究方向,E-m a i l地址及联系电话㊂3图表要求图㊁表力求精简,同一个数据不能以图㊁表的形式同时出现㊂要求论文插图宽度(包括纵坐标上名称㊁单位)半栏为70~ 80mm,通栏ɤ150mm,图中主要文字字体用8磅宋体,图中注释文字(图例㊁图注等)用7磅宋体;插图高度无专门限制,作者可根据需要适当调整㊂论文中E x c e l,O r i g i n,S i g m a P l o t等软件输出的插图要能在W o r d文件中编辑并带有数据源, A r c G I S等软件输出的图片影像需清晰,反差适中,其中灰度图片,图例应能区分㊂表格尽量采用 三线表 ,表中数据实测为零,计 0 ;未测则计为 ;其它均如实注明㊂4计量单位㊁符号和学名按国家计量局颁布的‘中华人民共和国法定计量单位“使用,如c m,k g,s,m o l/L,P a,J等,图表中复合单位一律使用负指数形式;国外地名以‘世界地名手册“为准,国际组织名称以‘联合国及有关组织机构译名手册“为准;文中首次出现的生物学名称要注明拉丁文学名,统计学常用符号及公式中的变量都要用斜体㊂5稿件处理辑部在稿件登记入库后通过电子邮箱给所有作者发送收稿通知㊂上传的稿件内容最好是W o r d2003格式(d o c格式),所投稿件在收到本刊的正式退稿信前请勿再投其他刊物,如因某些原因需要撤稿改投,请通知编辑部在系统中对稿件作相关处理后再改投,以免造成一稿多投的情况㊂对于刊出稿件,每文可赠送样刊3册㊂编辑部对采用的稿件可作必要的文字加工㊁技术处理和内容删节㊂6文责作者来稿发表后,文章著作权归作者所有,其编辑版权属本刊所有㊂本刊有权将其编辑的刊物制成光盘版或被其正式出版的光盘版收录,对此作者如不同意应在投稿时向本刊声明,否则视为同意㊂来函请寄:陕西省杨凌区中国科学院水利部水土保持研究所‘水土保持研究“编辑部邮编:712100水土保持研究官方投稿网站:h t t p:ʊs t b c y j.p a p e r o n c e.o r g电子信箱:r e s e a r c h@m s.i s w c.a c.c n联系电话:029-********Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
海河流域生长季植被覆盖度时空变化及驱动力分析
第30卷第4期2023年8月水土保持研究R e s e a r c ho f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .30,N o .4A u g.,2023收稿日期:2022-06-07 修回日期:2022-07-06资助项目:流域水循环模拟与调控国家重点实验室自由探索课题(S K L 2022T S 01);国家重点研发计划(2021Y F C 3200200);国家自然科学基金(52025093,51979284) 第一作者:钤会冉(1997 ),女,河南清丰县人,硕士,研究方向为水文水资源研究㊂E -m a i l :qi a n h u i r a n 123@163.c o m 通信作者:翟家齐(1984 ),男,河南信阳人,博士,正高级工程师,主要从事平原区水循环模拟㊁农业节水潜力评估㊁区域干旱评估研究㊂E -m a i l :j i a qi z h a i @163.c o m h t t p :ʊs t b c y j .p a p e r o n c e .o r gD O I :10.13869/j.c n k i .r s w c .2023.04.037.钤会冉,翟家齐,马梦阳,等.海河流域生长季植被覆盖度时空变化及驱动力分析[J ].水土保持研究,2023,30(4):309-317.Q I A N H u i r a n ,Z H A I J i a q i ,MA M e n g y a n g ,e t a l .T e m p o r a l a n d S p a t i a l V a r i a t i o n o fV e g e t a t i o nC o v e r a g e a n d I t sD r i v i n g F o r c e sD u r i n gt h eG r o w -i n g Se a s o n i nH a i h eR i v e rB a s i n [J ].R e s e a r c hof S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,2023,30(4):309-317.海河流域生长季植被覆盖度时空变化及驱动力分析钤会冉1,2,翟家齐2,马梦阳2,赵勇2,凌敏华1,王庆明2(1.郑州大学水利科学与工程学院,郑州450001;2.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100038)摘 要:[目的]了解海河流域生长季植被覆盖度(F V C )的时空变化及其驱动力,以期为海河流域的生态保护㊁建设与可持续发展提供参考㊂[方法]基于MO D I SN D V I 遥感数据和同时期的18种影响因子,采用趋势分析法和M -K 显著性检验分析了2001 2019年海河流域生长季植被覆盖度的时空变化特征;并利用地理探测器探讨了其空间分异特征与驱动力㊂[结果]2001 2019年海河流域生长季植被覆盖度总体呈显著上升趋势,线性倾向率为0.063/10a ,2011年之后增速减缓㊂空间分布差异明显,植被覆盖度总体较高,仅环渤海湾地带和一些城市区域植被覆盖率较低㊂改善区域的面积远大于退化面积,其中改善部分以极显著改善为主,占流域总面积的60.42%㊂海河流域生长季植被覆盖度的空间分布差异主要由林地比例和林草混合地比例所决定,解释力均在30%以上㊂对海河流域生长季植被覆盖度交互作用解释力最强的是林草混合地比例和农田比例㊂[结论]海河流域植被覆盖度总体显著上升,空间分布差异主要驱动力为林地比例和林草混合地比例㊂关键词:植被覆盖度(F V C );生长季;地理探测器;海河流域中图分类号:Q 948 文献标识码:A 文章编号:1005-3409(2023)04-0309-09T e m p o r a l a n dS p a t i a lV a r i a t i o no fV e g e t a t i o nC o v e r a g e a n d I t sD r i v i n gF o r c e sD u r i n g t h eG r o w i n g Se a s o n i nH a i h eR i v e rB a s i n Q I A N H u i r a n 1,2,Z H A I J i a q i 2,MA M e n g y a n g 2,Z H A O Y o n g 2,L I N G M i n h u a 1,WA N G Q i n g m i n g2(1.S c h o o l o f W a t e rC o n s e r v a n c y E n g i n e e r i n g ,Z h e n g z h o uU n i v e r s i t y ,Z h e n g z h o u 450001,C h i n a ;2.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f S i m u l a t i o na n dR e g u l a t i o no f Wa t e r C y c l e i nR i v e rB a s i n ,C h i n aI n s t i t u t e o f W a t e rR e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e rR e s e a r c h ,B e i j i n g 100038,C h i n a )A b s t r a c t :[O b j e c t i v e ]I no r d e rt o p r o v i d er e f e r e n c ef o re c o l o gi c a l p r o t e c t i o n ,c o n s t r u c t i o na n ds u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t o fH a i h eR i v e rB a s i n ,t h e t e m p o r a l a n d s p a t i a l c h a n g e s o f v e g e t a t i o n c o v e r a ge (F V C )i n g r o w -i n g s e a s o na n d i t s d r i v i n gf o r c e sw e r e i n v e s t ig a t e d .[M e th o d s ]B a s e do n MO D I SN D V I r e m o t e s e n si n g da t a a n d 18i n f l u e n c i n g f a c t o r s o f t h e s a m e p e r i o d ,t r e n d a n a l y s i s a n d M -Ks i g n i f i c a n c e t e s tw e r eu s e d t oa n a l yz e t h e s p a t i o t e m p o r a l v a r i a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f v e g e t a t i o n c o v e r a g e d u r i n g t h e g r o w i n g s e a s o no fH a i h eR i v e r B a s i n f r o m2001t o 2019.T h e s p a t i a l d i f f e r e n t i a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s a n dd r i v i n g f o r c e s a r e d i s c u s s e db y me a n s ofg e o g r a phi c d e t e c t o r .[R e s u l t s ]D u r i n g t h e g r o w i n g s e a s o no fH a i h eR i v e rB a s i nf r o m2001t o2019,t h e v e g e t a t i o n c o v e r a g e s h o w e d a s i g n i f i c a n t u p w a r d t r e n d ,w i t ha l i n e a r t e n d e n c y ra t e o f 0.063/d e c a d e ,a n d t h e g r o w t h r a t e s l o w e dd o w na f t e r 2011.T h ev e g e t a t i o nc o v e r a g ew a s r e l a t i v e l y h i g h i n t h eB o h a i B a y ar e aa n d s o m eu r b a na r e a s .T h ea r e ao f i m p r o v e m e n ta r e aw a s m u c hl a r g e r t h a nt h a to fd e gr a d a t i o na r e a ,a n dt h e Copyright ©博看网. 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K e y w o r d s:f r a c t i o n a l v e g e t a t i o n c o v e r a g e(F V C);g r o w i n g s e a s o n;g e o g r a p h i c a l d e t e c t o r;H a i h eR i v e rB a s i n植被作为陆地生态系统中一个重要的组成部分,在陆地生态系统物质循环㊁能量流动㊁信息传递等方面起到了重要的枢纽作用[1],既能促进地球生态系统平衡㊁水循环㊁气候变化[2-3],还可以用来监测生态环境变化[4]㊂植被覆盖度(f r a c t i o n a l v e g e t a t i o n c o v e r a g e,F V C)指植被(包括叶㊁茎㊁枝)在地面的垂直投影面积占观测区总面积的百分比[5],其变化能够直接或间接改变陆地地表下垫面属性,进而对气候调节㊁水土保持以及生态系统的稳定性等产生影响[6]㊂因此,开展流域尺度植被覆盖变化研究以及揭示其驱动力机制,有利于深刻认识陆地生态系统内部的相互作用,对进一步掌握生态系统恢复成效具有极大意义[7]㊂目前,国内外学者深入研究了不同区域尺度的植被覆盖时空变化规律,主要集中于海河流域㊁黄土高原地区等植被变化显著的区域[8],多年来一直是生态环境等领域研究的热点㊂对于植被覆盖度时空变化驱动力的研究主要运用多元线性回归分析㊁相关性分析等传统数学统计方法㊂为弥补仅把气温㊁降水等气候因子作为驱动因素来进行归因分析的片面性,国内外学者先后提出了残差趋势法[9]㊁回归模型法[10]㊁基于生物物理过程的模型方法[11]和地理探测器法[12]等,来定量分解气温㊁降水等自然因素和人类活动强度等人为因素对植被变化的相对贡献㊂其中,地理探测器法以统计学原理的空间方差分析为基础,对变量无限性假设,不仅能够检验气候㊁地形㊁人类活动㊁土壤等多种因子是否是形成植被覆盖时空格局的原因,还可以量化不同因子之间的交互作用对植被覆盖空间分布及其变化的影响程度,并且对数据要求低㊁运算速度较快且精确度高,能够极大程度提高归因分析的全面性,被广泛应用于植被N D V I驱动因子的探测中[13-19]㊂海河流域不仅是重要的工农业生产基地,还是我国的政治文化中心,其战略地位十分重要㊂近年来由于气候变化以及人类活动加强等原因,导致其自然灾害频发,生态系统十分脆弱[20]㊂自20世纪80年代以来,持续大规模封山育林育草㊁退耕还林还草㊁坡改梯㊁於地坝等水土保护措施,使得海河流域的植被覆盖度大幅度提升㊂目前,已有学者对该流域植被变化进行了相关研究[21-25],并且,王永财[26]和陈福军[27]等分别利用1998 2011年的S P O T/N D V I数据和2000 2016年MO D I S/N D V I数据对海河流域植被变化及其与气候因子的相关性进行了研究,对海河流域植被变化特征及其与气候的关系有了一定的认识,但对于人类活动㊁地形和土壤性质对植被覆盖的空间分布差异的影响等综合问题缺乏进一步解析㊂因此,本文利用2001 2019年MO D I S/N D V I数据和同时期18种因子,分析海河流域生长季(4 10月)植被覆盖度的时空变化特征,并利用地理探测器探讨其空间分异特征与驱动力,以期为海河流域的生态保护㊁建设与可持续发展提供参考㊂1资料和方法1.1研究区概况海河流域位于112ʎ 120ʎE,35ʎ 43ʎN,西以山西高原与黄河区接界,北以蒙古高原与内陆河接界,南界黄河,东临渤海㊂流域总面积3.182ˑ105k m2,占全国总面积的3.3%,属于半湿润半干旱的温带东亚季风气候区㊂地势总体上为西北高东南低,流域年平均气温1.5~ 14ħ,年平均相对湿度50%~70%;年平均降水量539 m m,属半湿润半干旱地带;流域由海河㊁滦河㊁徒骇马颊河三大水系㊁七大河系和十条骨干河流组成㊂其中,海河水系是主要水系,由北部的蓟运河㊁潮白河㊁北运河㊁永定河和南部的大清河㊁子牙河㊁漳卫河组成;滦河水系包括滦河及冀东沿海诸河;徒骇马颊河水系位于流域最南部,为单独入海的平原河道㊂土壤类型以褐土和棕壤为主㊂土地利用类型见图1㊂1.2数据来源及预处理植被N D V I数据为美国国家航空航天局(N A S A)提供的MO D I S MO D13A3产品,时间分辨率为月,空间分辨率为1k mˑ1k m㊂选取的数据年份范围为2001 2019年,利用A r c G I S10.8对其进行镶嵌㊁格013水土保持研究第30卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.式和定义投影等操作,本研究为最大程度消除云㊁雾㊁大气以及非生长季的影响,选取植被生长最为旺盛的生长季(4 10月)作为研究时段㊂利用最大值合成法合成年N D V I 数据;计算植被覆盖度所需要的L A I 数据来自于中分辨率成像光谱仪M O D I S 的500m 分辨率8d合成产品(MO D 15A 2H )㊂研究共选定的18种生长季植被覆盖度空间分布变化潜在影响因子,涵盖气候㊁地形㊁人类活动㊁土壤性质4个方面,数据类型㊁来源及简要说明见表1㊂为使各因子与N D V I 数据具有相同的投影坐标并保持像元大小一致,对其进行裁剪和重采样等预处理㊂按照5k mˑ5k m 格网,利用A r c G I S10.8中的渔网工具生成12818个采样点,并获取采样点对应地理位置的气候㊁人类活动㊁土壤和地形数据㊂为有效地避免人为因素的干扰,利用A r c G I S 中的自然间断法将各因子分为10类㊂图1 海河流域2018年土地利用类型表1 影响因子数据来源及处理因子类型因子符号单位数据来源及处理气候年均降水P R E mm中国气象数据网(h t t p :ʊd a t a .c m a .c n /d a t a /)年均温Tħ年潜在蒸散发P E mm /a G D PG D P 万元/k m 2中国科学院资源环境科学与数据中心(h t t p :ʊw w w.r e s d c .c n /)人口密度P O P人/k m 2林地比例F O %美国国家航空航天局(N A S A )提供的2001 2019年国际地圈-生物圈计划(I G B P )分类㊁空间分辨率为500m 的MO D I S 土地覆盖类型产品(M C D 12Q 1),计算百分比人类活动灌丛比例B U %农田比例F A %草地比例G A %林草混合地比例S A %城镇比例U B%地形D E M D E M m 中国科学院资源环境科学与数据中(h t t p :ʊw w w.r e s d c .c n /)坡度S l o p e (ʎ)基于D E M 数据,采用A r c G I S 10.8S p a t i a lA n a l y s t 工具计算生成坡度栅格数据黏土比例C l a y%联合国粮农组织(F A O )和维也纳国际应用系统研究所(ⅡA S A )所构建的世界和谐土壤数据库(H a r m o n i z e d W o r l dS o i lD a t a b a s e )(HW S D )沙土比例S a n d %土壤性质壤土比例S i l t %有机碳含量O C %碎石含量G r a v e l %1.3 研究方法1.3.1 像元二分模型 采用改进像元二分模型[28]估算海河流域生长季的植被覆盖度㊂假设N D V I 只有植被和土壤两部分组成,N D V I =M ㊃N D V I V -N D V I S(1)M =N D V I -N D V I S N D V I V -N D V I SL A I >3M =N D V I -N D V I SN D V I V -N D V I S2L A I ɤ3ìîíïïïï(2)式中:N D V I V 为纯植被覆盖部分的N D V I 值;N D V I S为纯土壤覆盖部分的N D V I 值;M 为植被覆盖度;L A I 为叶面积指数㊂根据‘土壤侵蚀分级分类标准“(S L 190 2007)对计算得到的生长季植被覆盖度进行分级[29],见表2㊂1.3.2 线性趋势分析 采用一元线性回归分析法,逐像元分析海河流域生长季F V C 的变化趋势,计算公式如下:S l o pe =ðni =1(i -l )(N D V I i -ND V I )ðni =1(i =l )2(3)式中:S l o p e 为生长季F V C 的斜率㊂若值为正,表示海河流域生长季F V C 呈增加趋势;若值为负,则相反;若值为0,则表示没有变化㊂n 为所研究年份的时间跨度,本文n =19;i 为年份;`i 为平均年份;N D V I i 为第i 年的N D V I 值;N D V I 为年均N D V I 值㊂113第4期 钤会冉等:海河流域生长季植被覆盖度时空变化及驱动力分析Copyright ©博看网. All Rights Reserved.表2植被覆盖度等级分类等级裸地(Ⅰ)低覆盖度(Ⅱ)中低覆盖度(Ⅲ)中等覆盖度(Ⅳ)中高覆盖度(Ⅴ)高覆盖度(Ⅵ)植被覆盖度ɤ0.10.1~0.30.3~0.450.45~0.60.6~0.75ȡ0.75采用M a n n a-K e n d a l l检验(M-K检验)判断趋势的显著性,其优点为能够排除少数异常值对数据的干扰[30]㊂因此,本文将M a n n a-K e n d a l l检验与线性趋势分析相结合,根据趋势显著性检验结果将S l o p e趋势分为以下5个等级:极显著退化(S l o p e<0,p<0.01);显著退化(S l o p e<0,0.01ɤpɤ0.05),无显著变化(p>0.05);显著改善(0<S l o p e,0.01ɤpɤ0.05);极显著改善(0<S l o p e,p<0.01)㊂1.3.3地理探测器地理探测器[31]是通过探测事件空间分层异质性来揭示其背后驱动因子的一种统计学方法,空间分层异质性是指区域总方差大于层内方差之和的现象㊂该方法的核心思想为:如果某个自变量X对因变量Y有重要影响,那么自变量X与因变量Y的空间分布就具有一致性㊂地理探测器共有4个模块,分别为:因子探测器㊁交互作用探测器㊁风险探测器和生态探测器㊂本文主要应用地理探测器的因子探测器和交互作用探测器模块㊂利用因子探测器量化气候㊁人类活动㊁地形和土壤等各因子对海河流域生长季F V C的空间分异性的解释程度,其解释力大小用q值衡量,在生成q值的同时会对其进行显著性检验,表达式为:q=1-ðL h=1N hσ2hNσ2=1-S S WS S T(4)其中:S S W=ðl h=1N hσ2h,S S T=Nσ2(5)式中:h为自变量X的分层;N h和N分别为层h内和区域内的单元数;σ2h和σ2分别为第h层的方差和因变量Y的方差;S S W为层内方差之和;S S T为区域总方差㊂q的取值范围为0~1㊂q值越大表明因变量Y的空间分层异质性越强,自变量X对因变量Y的解释力也越强㊂根据q值大小可分析出各因子对海河流域生长季F V C影响的大小,能够直观地判断影响生长季F V C的主导因子㊂利用交互探测器识别不同因子之间的交互作用,即评估两个因子共同对生长季F V C的空间分布作用时,其解释力是增强还是减弱,或这些因子对生长季F V C空间分布的影响是相互独立的㊂评估方法是首先分别计算两种影响因素X1和X2对Y的q值,然后再计算它们交互作用时的q值,对三者之间的q值大小进行比较,主要结果为5种[32]㊂2结果与分析2.1生长季F V C的时空动态变化2.1.1生长季F V C年际变化特征选取每年的生长季F V C平均值代表当年植被覆盖状况,制作生长季F V C年际变化图,见图2㊂2001 2019年海河流域生长季F V C值在0.30~0.48波动,多年生长季F V C值平均值为0.41,最大值出现在2018年为0.46,2001年最小,其值为0.318,总体呈显著上升趋势,线性倾向率为0.063/10a㊂2001 2010年,生长季F V C整体上呈现明显的上升趋势,达到了多年均值水平,线性倾向率为0.087/10a,但在2006年和2010年出现低谷,原因主要是由于该年降水量偏低㊂2011年之后,生长季F V C增速减缓,均超过多年均值水平㊂图2表明,海河流域生长季植被覆盖度ɤ0.1的裸地面积占比由2001年9.85%降低到2019年的3.22%;低覆盖度的面积占比由2001年的30.37%降低到2019年的20.50%;中低植被覆盖度和中等植被覆盖度多年平均面积占比分别为32.87%,27.39%,是研究区生长季植被覆盖度的两种主要类型;中高覆盖度和高覆盖度呈现显著的增加趋势,分别由2001年的1.38%增加到2019年的17.64%和由2001年的0.00%增加到2019年的7.26%㊂总体来说,自海河流域实施持续大规模封山育林育草㊁退耕还林还草㊁坡改梯㊁於地坝等水土保护措施以来,生长季F V C一直呈增长趋势,后期出现增速减缓,主要是因为植被自然演替过程中,自然因素起主导作用㊂2.1.2生长季F V C空间分布及变化特征海河流域生长季植被覆盖度空间分布差异明显(图3A),高覆盖度区域零星分布,主要分布于流域的东北部和彰卫河山区的南部,占流域总面积的1.27%;中高覆盖度区域主要为高产草地㊁密林地用地,面积3.13ˑ104k m2,占流域总面积的9.79%,集中分布于流域东北部㊁太行山一带;中等覆盖度区域主要为中高产草地㊁林地㊁农田用地,主要分布于大清河淀西平原㊁子牙河平原㊁彰卫河平原以及徒骇马颊河区域,面积为9.83ˑ104k m2,占流域总面积的30.66%;中低覆盖度区域由中产草地㊁农田和低郁闭度林地组成,在大清河淀东平原㊁滦河平原和彰卫河山区广泛分布㊁黑龙港及运东平原,子牙河山区㊁大清河山区等均有分布,面积为1.07ˑ105k m2,占流域总面积的33.47%;低覆盖度区域主要分布于永定河山区㊁滦河山区的西北部,面积7.23ˑ104k m2,占流域总面积213水土保持研究第30卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.的22.57%;海河流域生长季植被覆盖度小于0.1的裸地区域主要为城市工矿㊁居民用地,面积为7.17ˑ103k m2,占流域总面积的2.24%,主要分布于环渤海湾地区以及一些城市中心区域㊂总体来说生长季F V C大于0.3的区域面积占流域面积的75.19%,植被覆盖度总体较高㊂从图3B C可以看出,2001 2019年各植被覆盖度等级之间相互转化明显,主要为裸地㊁中等㊁中低植被覆盖度等级转为中等至高覆盖度等级㊂其中永定河山区的植被覆盖度得到明显改善,植被覆盖度由2001年的0.14,提升到2019年的0.35,说明山丘区人工生态修复及水土保持工程对提升植被覆盖度作用十分显著㊂综上可知,研究区19年间生长季植被覆盖度总体较高,仅环渤海湾地带和一些城市中心区域生长季植被覆盖度较低㊂图22001-2019年海河流域生长季F V C 年际变化图3海河流域生长季F V C空间分布采用s l o p e趋势分析,对研究区生长季植被覆盖度变化趋势进行分析(图4),s l o p e的值域为-0.447~ 0.347,表明植被变化趋势存在着明显的空间差异,变化速率以0~0.2为主,占流域总面积的81.51%㊂对变化趋势进行M-K显著性检验(图5),海河流域生长季F V C改善区域的面积为2.15ˑ105k m2,占流域的67.28%,远大于退化面积,其中改善部分以极显著改善为主,占流域总面积的60.42%;退化区域占流域的总面积的8.28%,主要位于城市的周围㊂变化不显著的区域主要分布于改善区域和退化区域之间,面积占流域总面积的23.90%㊂综上可知,研究区大部分地区的植被得到了明显改善,但受城市扩张等因素的影响,城市外围区域的植被退化现象较为严重㊂2.2生长季F V C空间分异的驱动力分析2.2.1因子影响力探测分析利用因子探测器计算各因子的q值以量化其对海河流域生长季F V C空间分布的解释程度㊂由结果可见(图6),不同因子对海河流域生长季F V C空间分布的解释能力如下:林地比例(0.3427)>林草混合地比例(0.3346)>年均降水(0.202)>灌丛比例(0.197)>草地比例(0.184)>坡度(0.134)>年潜在蒸散发(0.114)>年均温(0.107)>城镇比例(0.094)>高程(0.089)>G D P(0.074)>壤土比例(0.066)>人口密度313第4期钤会冉等:海河流域生长季植被覆盖度时空变化及驱动力分析Copyright©博看网. All Rights Reserved.(0.064)>沙土比例(0.062)>黏土比例(0.053)>碎石含量(0.051)>有机碳比例(0.040)>农田比例(0.027)㊂各因子对应显著性p值均小于0.01,通过显著性检验㊂综上分析可见:(1)林地比例和林草混合地比例的q值最大,分别达0.3427,0.3346,解释力均在30%以上,因此林地比例和稀疏草地比例是影响海河流域生长季植被覆盖度空间分布的主要影响因子;(2)海河流域的山区和平原区的生长季F V C空间分布的主要影响因子不同㊂林草混合地和林地比例对海河山区生长季植被覆盖度影响最大,解释力均在50%以上,G D P影响最小;农田比例和年潜在蒸散发对海河平原区植被覆盖度的分布影响最大,影响最小的因子是坡度;(3)整体来看,人类活动对海河流域生长季植被覆盖度空间分布的影响是最大的,其次是气候㊁地形,影响最小的是土壤性质㊂图42001-2019年海河流域生长季F V C线性趋势2.2.2因子交互作用探测分析本文进一步对海河流域以及其山区㊁平原区空间分布影响因子进行交互作用探测(表3 5),结果表明,在研究区域,任意两因子的叠加均会增强单因子对海河流域生长季F V C空间分布的解释能力,呈非线性增强或双因子增强作用,不存在独立关系,说明植被生长与生存往往并非受制于单一因素,而是多种因素协同作用的结果㊂由表3可见,交互作用解释力最强的是林草混合地比例和农田比例,它们双因子交互q值达到了0.58,其次是林草混合地比例和人口密度,q值达到了0.50㊂同时,林地比例㊁林草混合地比例和降水量与大多数因子相结合均呈现非线性增强,表明三者对海河流域生长季F V C空间分布影响程度占据主导地位㊂年均降水㊁年均温和年潜在蒸散发与其他因子的交互作用解释力均有显著增加,由其是与林地比例等人类活动因子的交互作用㊂因此,气候因子与人类活动因子共同作用将使生长季F V C空间分布受到更大的影响力度㊂图52001-2019年生长季F V C 线性趋势显著性图6因子探测器结果413水土保持研究第30卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.表3 海河流域因子交互作用探测器结果因子P R ET P E G D P P O P F O B U F A G A S A U B D EM S l o p e C l a y S a n d S i l t O C G r a v e lP R E0.22T0.330.10P E 0.400.320.11G D P0.360.230.190.07P O P 0.370.270.210.110.06F O0.500.440.420.430.450.34B U 0.360.260.290.270.280.370.20F A 0.320.280.230.120.130.490.300.03G A 0.300.280.330.320.330.450.330.390.18S A 0.470.460.410.460.500.410.350.580.470.33U B 0.370.250.200.120.140.420.270.150.360.430.09D EM0.350.220.260.200.240.420.250.310.300.440.230.09S l o p e 0.370.270.260.240.280.370.240.380.390.380.230.270.13C l a y0.320.240.200.160.170.360.230.160.260.380.170.200.200.06S a n d 0.300.260.200.170.180.360.230.170.270.360.180.240.210.140.07S i l t 0.300.260.230.170.180.370.250.170.260.380.180.240.220.160.120.07O C 0.280.200.200.130.140.370.230.110.240.380.150.180.200.200.230.210.04G r a v e l 0.280.220.180.150.140.370.240.110.240.380.160.190.200.170.190.150.150.05表4 海河山区因子交互作用探测器结果因子P R E T P EG D PP O PF OB UF AG AS AU BD EMS l o pe C l a yS a n dS i l tO CG r a v e lP R E0.40T0.480.19P E 0.470.390.08G D P0.520.290.140.02P O P 0.530.380.180.050.03F O0.710.630.580.550.550.54B U 0.520.390.370.310.320.600.30F A 0.580.340.190.060.070.580.330.02G A 0.480.380.380.400.470.640.480.590.32S A 0.680.660.610.600.610.700.620.660.650.59U B 0.500.280.140.080.080.560.330.100.450.610.07D EM0.500.340.260.190.240.610.360.230.390.630.230.13S l o p e 0.530.400.330.270.270.610.420.340.530.630.280.390.25C l a y0.490.340.210.150.160.560.380.160.420.620.180.270.320.12S a n d 0.480.340.240.190.210.580.390.220.420.620.210.300.330.240.15S i l t 0.490.360.270.210.230.580.410.230.430.630.220.310.350.270.220.16O C 0.440.280.220.140.180.580.350.170.370.610.170.230.320.300.290.310.11G r a v e l0.480.360.220.150.170.570.370.160.410.620.170.280.330.260.280.280.290.12在海河山区中,降雨㊁林地比例和林草混合地比例与各因子交互均有很强的非线性增强㊂因子间交互作用对海河山区生长季植被覆盖空间分异性解释力大小前六项依次为:降雨ɘ林地比例(0.71)>林草混合地比例ɘ林地比例(0.70)>林草混合地比例ɘ降雨(0.68)>林草混合地比例ɘ农田比例(0.66)>林草混合地比例ɘ年均温(0.655)>林草混合地比例ɘ草地比例(0.65);表明:人类活动对海河流域山区生长季植被覆盖度空间分布具有重要影响,一方面通过退耕还林还草㊁生态保护修复等措施可促进植被覆盖,另一方面通过城镇化建设㊁资源过度开发等行为可破坏植被覆盖[33]㊂在海河平原中,因子间交互作用对生长季植被覆盖空间分异性解释力大小前六项依次为:农田比例ɘ高程(0.653)>农田比例ɘ年潜在蒸散发(0.649)>农田比例ɘ草地比例(0.573)>农田比例ɘ降雨(0.568)>农田比例ɘ坡度(0.560)>农田比例ɘ林地比例(0.558)㊂513第4期 钤会冉等:海河流域生长季植被覆盖度时空变化及驱动力分析Copyright ©博看网. All Rights Reserved.表5 海河平原区因子交互作用探测器结果因子P R ET P E G D P P O P F O B U F A G A S A U B D EM S l o p e C l a y S a n d S i l t O C G r a v e lP R E0.04T0.340.13P E 0.390.420.32G D P0.270.330.440.21P O P 0.390.430.480.400.29F O0.060.150.340.220.330.02B U 0.060.150.340.220.320.020.01F A 0.570.600.650.510.540.560.550.50G A 0.200.290.400.350.380.190.180.570.14S A 0.070.170.350.220.340.030.020.550.190.01U B 0.300.390.510.300.400.260.250.530.380.260.24D EM0.260.310.390.410.460.210.200.650.290.220.460.20S l o p e 0.070.160.350.220.330.030.020.560.200.030.260.210.01C l a y0.160.260.400.270.380.080.080.530.230.090.340.290.090.06S a n d 0.130.260.380.270.370.090.090.530.250.100.340.270.100.140.08S i l t 0.190.280.410.280.370.100.100.530.240.110.350.290.110.200.200.08O C 0.200.260.410.290.400.110.110.540.260.120.350.310.110.240.230.230.09G r a v e l0.160.240.370.270.360.100.100.540.240.100.320.270.100.140.150.180.160.083 讨论和结论3.1 讨论本研究基于地理探测器,对海河流域生长季植被覆盖度空间分布的影响因素进行量化归因分析,结果表明人类活动对海河流域生长季植被覆盖度空间分布的影响是最大的,其次是气候㊁地形,影响最小的是土壤性质㊂海河流域自1980年以来,实施 三北 防护林工程㊁京津风沙源治理工程㊁退耕还林还草工程等一系列生态恢复工程㊁农业化开发和城镇化,使得当地土地利用/覆盖发生剧烈变化,主要表现为海河山区森林面积占比上升,草地和农田面积占比下降,海河平原区农田比例上升,人口密度上升㊂这些人类活动显著影响了植被覆盖度的空间分异规律,并显著增加了植被覆盖度㊂林草混合地比例㊁林地比例和草地比例主要影响了海河山区生长季植被覆盖度空间分布;农田比例㊁人口密度和城镇比例这些人类活动因子主要影响了海河平原区生长季植被覆盖度空间分布㊂年均降水㊁年均温和年潜在蒸散发这些气候因子的动态变化主要决定了生长季植被覆盖度的年际变化;坡度㊁坡向通过影响坡面接受的太阳辐射量和日照时数从而对植被的生长有一定的影响,土壤性质也主要决定了植被覆盖度的空间分异规律㊂各因子交互作用呈双因子增强和非线性增强两种类型,不存在相互独立作用,关于因子间交互作用是如何增强对生长季F V C 空间分异的解释能力还需进行更加深入的讨论㊂3.2 结论(1)年际变化分析显示,2001 2019年海河流域生长季F V C 总体呈显著上升趋势,线性倾向率为0.063/10a ,各等级植被覆盖度转化明显,中高覆盖度和高覆盖度的面积占比呈现显著的增加趋势;(2)空间变化分析显示,生长季F V C 总体较高,仅环渤海湾地带和一些城市区域植被覆盖率较低,海河流域生长季F V C 改善区域的面积为2.15ˑ105k m2,占流域的67.28%,远大于退化面积,其中改善部分以极显著改善为主;(3)因子探测发现,林地比例和稀疏草地比例是影响海河流域生长季F V C 空间分布的主要影响因子;海河流域的山区和平原区的生长季F V C 空间分布的主要影响因子不同;人类活动对海河流域生长季植被覆盖度空间分布的影响是最大的;(4)交互探测发现,2001 2019年,各因子对海河流域生长季植被覆盖变化存在呈双因子增强和非线性增强两种类型的交互作用,不存在相互独立作用或对植被覆盖变化解释力减弱的交互因子㊂参考文献:[1] P e n g W F ,K u a n g T T ,T a oS .Q u a n t i f y i n g in f l u e n c e s o f n a t u r a l f a c t o r s o nv e g e t a t i o nN D V I c h a n g e sb a s e do n g e o g r a ph i c a ld e t e c t o ri n S i c h u a n ,w e s t e r n C h i n a [J ].J o u r n a l o fC l e a n e rP r o d u c t i o n ,2019,233:353-367.[2] G o n g Z ,Z h a oS ,G uJ .C o r r e l a t i o na n a l ys i sb e t w e e n 613 水土保持研究 第30卷Copyright ©博看网. 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211235477_生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀预测模型构建
第37卷第3期2023年6月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .3J u n .,2023收稿日期:2022-10-20资助项目:水利部公益性行业专项(201201048,201201047);中国科学院西部行动计划项目(K Z C X 2-X B 3-13);国家自然科学基金项目(41701316) 第一作者:王文龙(1964 ),男,博士,博士生导师,研究员,主要从事土壤侵蚀与水土保持研究㊂E -m a i l :w l w a n g @n w s u a f .e d u .c n 通信作者:王文龙(1964 ),男,博士,博士生导师,研究员,主要从事土壤侵蚀与水土保持研究㊂E -m a i l :w l w a n g@n w s u a f .e d u .c n 生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀预测模型构建王文龙1,2,李建明2,3,康宏亮4,郭明明5,李宏伟6(1.西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100;2.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心,陕西杨凌712100;3.长江水利委员会长江科学院,武汉430010;4.长安大学土地工程学院,西安710054;5.中国科学院东北地理与农业生态研究所,哈尔滨150081;6.陕西省引汉济渭工程建设有限公司,西安710000)摘要:为建立适用于我国不同区域生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀预测模型,在通用土壤侵蚀模型(u n i v e r s a l s o i l l o s s e q u a t i o n ,U S L E )框架下,室内概化模拟不同土壤质地㊁坡度坡长㊁砾石质量分数等工况下的工程堆积体,通过大量人工模拟降雨试验,修订模型各因子,构建工程堆积体土壤侵蚀量预测模型,并对其进行验证㊂研究明确工程堆积体标准小区及各因子定义及计算方法,提出采用土石质因子代替传统的土壤可蚀性因子以便更加符合工程堆积体实际,构建以幂函数计算的坡度㊁坡长因子,与砾石质量分数的指数函数计算的土石质因子和降雨侵蚀力因子相乘的工程堆积体侵蚀量预测模型㊂经率定与验证,模型预测效果良好(R 2>0.8),且能适用于不同区域及工况下工程堆积体边坡土壤流失量预测,该模型参数少且易获取并具有物理意义,现场操作性和实用性强㊂研究成果为生产建设项目水土保持工作及水行政主管部门的监督执法提供技术指导及科学依据,具有较大的科学意义与指导生产实践价值㊂关键词:工程堆积体;预测模型;土石质因子;参数修订;生产建设项目中图分类号:S 157.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)03-0027-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.03.004S o i l E r o s i o nP r e d i c t i o n M o d e l f o r S p o i lH e a ps i n P r o d u c t i o na n dC o n s t r u c t i o nP r o je c t s WA N G W e n l o n g 1,2,L I J i a n m i n g 2,3,K A N G H o n g l i a n g 4,G U O M i n g m i n g 5,L IH o n gw e i 6(1.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f S o i lE r o s i o na n dD r y l a n dF a r m i n g o n t h eL o e s sP l a t e a u ,I n s t i t u t e o f So i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,N o r t h w e s tA&F U n i v e r s i t y ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100;2.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f So i l E r o s i o na n dD r y l a n dF a r m i n g o n t h eL o e s sP l a t e a u ,I n s t i t u t e o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,C h i n e s eA c a d e m yo f S c i e n c e s a n d M i n i s t r y o f W a t e rR e s o u r c e s ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100;3.C h a n g j i a n g R i v e rS c i e n t i f i cR e s e a r c h I n s t i t u t e o f C h a n g j i a n g W a t e rR e s o u r c e sC o mm i s s i o n ,W u h a n 430010;4.S c h o o l o f L a n dE n g i n e e r i n g ,C h a n g a n U n i v e r s i t y ,X i a n 710054;5.N o r t h e a s t I n s t i t u t e o f G e o g r a p h y a n dA g r o e c o l o g y ,C h i n e s eA c a d e m y o f Sc i e n c e s ,H a r b i n 150081;6.H a n j i a n g -t o -W e i h eR i v e rV a l l e y W a t e rD i v e r s i o nP r o je c tC o n s t r u c t i o nC o .L t d .,X i a n 710000)A b s t r a c t :T h e s t u d y a i m s t oe s t a b l i s has o i l l o s s p r e d i c t i o n m o d e l i ns p o i lh e a p sof p r o d u c t i o na n dc o n s t r u c t i o n p r o j e c t s f o r d i f f e r e n t r eg i o n s i no u r c o u n t r y.As e r i e s o f i n d o o r s a r t i f i c i a l s i m u l a t e d r a i n f a l l t e s t sw e r e c a r r i e d o u t o n t h e s p o i l h e a p sw i t hd i f f e r e n t s o i l t e x t u r e ,s l o p e l e n gt ha n d g r a v e l c o n t e n t .T h es o i l l o s s p r e d i c t i o n m o d e l o f s p o i lh e a p sw a se s t a b l i s h e d i nt h e f r a m e w o r ko fU n i v e r s a lS o i lL o s sE qu a t i o n (U S L E ),a n dt h e f a c t o r p a r a m e t e r sw e r e r e v i s e d .T h e s t u d y c l a r i f i e d t h e d e f i n i t i o n o f t h e s t a n d a r d p l o t o f t h e e n g i n e e r i n g s p o i l h e a p s a n dt h e m e t h o d st oc a l c u l a t ee a c hf a c t o ra n d p r o p o s e st o u s et h es o i l -r o c kf a c t o rt or e p l a c et h e t r a d i t i o n a l l y u s e d e r o d i b i l i t y f a c t o r ,a s t ob em o r ec o n s i s t e n tw i t ht h ea c t u a l s i t u a t i o n .T h e r e s u l t ss h o w e d t h a t t h e p o w e r f u n c t i o n i s u s e d t o c a l c u l a t e t h e s p o i l h e a p s s l o p e d e g r e e a n d s l o p e l e n g t h f a c t o r ,a n d t h e s o i l a n d r o c k f a c t o r i s c a l c u l a t e db y t h e e x p o n e n t i a l f u n c t i o nc o m b i n e dw i t h t h e g r a v e lm a s s f r a c t i o n ,w h i c hc a n e f f e c t i v e l yp r e d i c t t h e r a i n f a l l e v e n t s e r o s i o no f t h e s p o i l h e a ps .T h e c a l c u l a t i o nm e t h o do f t h em o d e lw a s t o m u l t i p l y r a i n f a l le r o s i v i t y ,s l o p ed e g r e e ,s l o p e l e n gt ha n ds o i la n dr o c kf a c t o r .T h ec a l i b r a t i o na n dv e r i f i c a t i o n Copyright ©博看网. All Rights Reserved.s h o w e d t h em o d e l p r e d i c t i o ne f f e c t i s g o o d,w h i c hc a nb e a p p l i e d t od i f f e r e n t s o i l t y p e so f e n g i n e e r i n g s p o i l h e a p s.T h e p a r a m e t e r so f e a c hf a c t o ro f t h e m o d e lw e r ee a s y t oo b t a i na n dh a d p h y s i c a lm e a n i n g,a n dt h e f i e l d o p e r a b i l i t y a n d p r a c t i c a b i l i t y w e r e s t r o n g.R e s u l t s p r o v i d e t e c h n i c a l g u i d a n c e a n d s c i e n t i f i c b a s i s f o r t h e s o i l a n dw a t e r c o n s e r v a t i o nw o r ko f p r o d u c t i o na n dc o n s t r u c t i o n p r o j e c t sa n dt h es u p e r v i s i o na n dl a w e n f o r c e m e n to f w a t e r a d m i n i s t r a t i v e d e p a r t m e n t s,a n dh a v e g r e a t s c i e n t i f i c s i g n i f i c a n c e a n d p r o d u c t i o n a p p l i c a t i o n a n d g u i d i n g v a l u e. K e y w o r d s:s p o i l h e a p s;p r e d i c t i v em o d e l;s o i l a n d g r a v e l f a c t o r;f a c t o r r e v i s i o n;p r o d u c t i o n a n d c o n s t r u c t i o n p r o j e c t s由美国农业部主导研发的经验性模型通用土壤流失方程[1](u n i v e r s a l s o i l l o s s e q u a t i o n,U S L E),主要用于农地或草地坡面多年平均土壤流失量的预测预报,于1965年正式对外发表,该机构于1978年开始对该模型进行修订,修订后的模型修正通用土壤流失方程(r e v i s e d u n i v e r s a l s o i l l o s s e q u a t i o n,R U S L E)于1997年得到正式发表,模型在美国乃至世界范围内得到广泛应用㊂U S L E及R U S L E对我国土壤侵蚀预测模型的研究具有积极促进作用㊂国内刘宝元等[2]㊁江忠善等[3]和蔡强国等[4]为代表的不少学者以U S L E为模板,通过参数修正等方法尝试构建地方或区域的土壤侵蚀预测模型㊂另外根据地域差异,先后提出东北漫岗丘陵[5]㊁黄土高原[6]㊁南方红壤区[7]㊁滇东北山区[8]㊁长江三峡库区[9]和华南地区[10]等区域土壤侵蚀预测模型,取得系列成果㊂目前,多数土壤侵蚀预测模型主要针对的是传统农耕地或荒地,对模型是否适用于人为扰动强烈的生产建设项目土壤侵蚀量预测仍未形成共识㊂现阶段,生产建设项目土壤侵蚀已成为新增水土流失的主要来源之一[11]㊂在欧洲等发达国家,较早开始关注由生产建设项目导致的侵蚀问题,重点集中在采矿废弃地的土地复垦及植被修复㊁公路铁路及水利工程等侵蚀边坡防治及恢复等方面[12]㊂我国针对工程建设造成的侵蚀问题引发关注主要从20世纪50年代开始,至80年代得到较大发展,其中,以采矿活动造成的水土流失问题为代表,重点开展矿区废弃地的土地复垦方面研究,至90年代,为有效控制建设项目导致的侵蚀和土地退化问题,专门组织研讨会探索对应防治策略[13]㊂在该阶段,中华人民共和国水土保持法的颁布,为生产建设项目水土保持工作提供法律依据和技术支撑㊂随着生产建设项目土壤侵蚀与水土保持研究的持续深入,如何准确预测生产建设项目造成的水土流失成为关键㊂将U S L E㊁R U S L E 等[14]模型应用于煤矿开发过程中土壤侵蚀量预测方面取得系列成果㊂在我国,针对生产建设项目新增水土流失量的研究主要通过自然观测㊁模拟降雨及冲刷试验等,蔺明华等[15]基于大量的模拟试验和观测结果,提出数学模型法㊁新增土壤侵蚀系数法和水土流失系数法可用于工程建设侵蚀量的预测;苏彩秀等[16]着重指出,相较于U S L E模型,R U S L E模型辅以G I S技术更加适用于工况复杂的工程建设项目侵蚀量预测工作,该方面研究也将是今后研究者重点关注及行业发展趋势;黄翌等[17]以R U S L E结合数字地形分析㊁遥感影像融合等技术,阐明黄土高原山地煤矿开采导致地表平均坡度和坡长在10年内呈减少趋势,进而导致侵蚀量减少㊂目前,工程建设区导致的土壤侵蚀预测模型的构建主要是以U S L E或R U-S L E为理论基础及框架,但由于大部分的研究对象较单一,用于构建模型的基础数据有限,约束模型适用性及推广性㊂综上可见,对于生产建设项目土壤侵蚀规律已引起较多关注,并取得一定进展,对工程堆积体侵蚀机理的认识也在进一步加深㊂目前,对生产建设项目土壤侵蚀预测模型尚未形成统一的标准,且缺乏从大区域尺度的概化模型,导致生产建设项目土壤侵蚀预测无法有效指导生产实践中各项水土保持措施的设计及效益发挥,进一步使得水土保持方案中土壤侵蚀量预测缺乏必要的科学依据,严重滞后于生产实际的需要㊂该研究基于前期大量野外调查,室内概化堆积体,通过对影响生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀主要因子分别进行修订,最终提出一个适用于不同土质类型及工况条件下工程堆积体的土壤侵蚀预测模型㊂为生产建设项目水土保持方案编制㊁水行政主管部门监督执法提供科学依据,进一步完善我国土壤侵蚀模型研究的涵盖范围,具有重要的科学意义与生产应用价值㊂1材料与方法1.1模型概化及因子定义1.1.1基本形式 U S L E模型表达为:A=R㊃K㊃L S㊃C㊃P(1)式中:A为任一坡耕地在特定的降雨㊁作物管理制度及所采用的水土保持措施下,单位面积年平均土壤流失量[t/(h m2㊃a)];R为降雨侵蚀力因子[(M J㊃m m)/ (h m2㊃h㊃a)],是单位降雨侵蚀指标,如果融雪径流显著,需要增加融雪因子;K为土壤可蚀性因子[(t㊃h m2㊃h)/(h m2㊃M J㊃mm)],标准小区上单位82水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.降雨侵蚀指标的土壤流失量;L为坡长因子(无量纲),等于其他条件相同时实际坡长与22.13m相比土壤流失量比值;S为坡度因子(无量纲),等于其他条件相同时,实际坡度与9%坡度相比土壤流失量比值;C为作物覆盖和管理因子(无量纲),等于其他条件相同时,特定植被和经营管理地块上的土壤流失与标准小区土壤流失量之比;P为水保措施因子(无量纲),等于其他条件相同时,实行等高耕作,等高带状种植或修地埂㊁梯田等水土保持措施后的土壤流失与标准小区上土壤流失量之比㊂在综合已有研究[18]基础上,以U S L E为蓝本,建立生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀预测模型㊂由于工程堆积体在堆弃短期内没有作物覆盖和管理,缺少水土保持措施,因此,模型中的C与P均取值为1;另一方面,由于工程堆积体由人工堆填形成,物质组成复杂,与传统的坡面有较大区别,其中砾石掺杂是主要方面, U S L E中可蚀性指土壤的可蚀性,对生产建设项目并不适用㊂因此,将表征堆积物质对侵蚀的敏感程度称为土石质因子(T)㊂最终确定生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀预测模型基本形式,计算公式为:A=R㊃T㊃L S(2)式中:A为土壤流失量(t/h m2);R为降雨侵蚀力因子[(M J㊃m m)/(h m2㊃h)];T为土石质因子[(t㊃h m2㊃h)/(h m2㊃M J㊃m m)];L S为坡长坡度因子(无量纲)㊂1.1.2工程堆积体标准小区及因子定义 U S L E的建立是基于农耕地标准小区而定,坡度为9%,坡长(均指投影坡长,特别提及的斜坡长指实际坡度下量测得到的坡面长度)为22.13m,由于我国地域辽阔,不同地区间地形地貌差异大,与U S L E有较大差异㊂基于前期对我国6大水蚀类型区共计368座工程堆积体各项参数的实地调查[19],经统计分析,堆积体大部分是土石混合介质,其坡度的平均值为33.5ʎ,斜坡长平均值为4.99m㊂由于统计得到的坡度均值甚至超过自然休止角,对堆积体稳定性产生影响;同时,考虑室内试验装置的可操作性及安全性,结合野外工程堆积体实际情况,确定工程堆积体标准小区的坡度为25ʎ,坡长为4.53m(25ʎ条件下斜坡长为5m)㊂基于前期研究,重新明确生产建设项目工程堆积体标准小区和各因子定义㊂(1)生产建设项目工程堆积体标准小区㊂坡度为25ʎ,坡长为4.53m,在人力及机械等外力作用下形成的裸露松散土石混合介质坡面㊂(2)坡度因子(S)㊂借鉴U S L E中坡度因子的计算方法,坡度因子指在工程堆积体标准小区条件下[即降雨侵蚀力因子(R)㊁土石质因子(T)和坡长因子(L)相同],实际坡度条件下产生的流失量与坡度为25ʎ的工程堆积体产生的侵蚀量之比㊂(3)坡长因子(L)㊂借鉴U S L E中坡长因子的计算方法,坡长因子指在工程堆积体标准小区条件下[即降雨侵蚀力因子(R)㊁土石质因子(T)和坡度因子(S)相同],实际坡长条件下产生的流失量与坡长为4.53m的工程堆积体产生的侵蚀量之比㊂(4)土石质因子(T)㊂为在标准小区试验条件下(坡度为25ʎ,坡长为4.53m),单位降雨侵蚀力产生的堆积体侵蚀量,通过计算侵蚀量(A)与侵蚀影响因子乘积(R L S)之比得到㊂通过计算不同砾石质量分数(砾石质量与土石混合介质总质量之比)下的T可以得到T与砾石质量分数的定量关系㊂(5)降雨侵蚀力因子(R)㊂R定义与U S L E保持一致,指由降雨导致的侵蚀下垫面发生侵蚀的潜力,该因子主要与降雨时长㊁降雨强度及降雨量相关[18]㊂1.2试验设计与标准化处理1.2.1试验设计模拟降雨试验设计4个坡度(15ʎ, 25ʎ,30ʎ和35ʎ),斜坡长设置为3,5,6.5,12m(在25ʎ条件下的投影坡长分别为2.72,4.53,5.89,10.88m)㊂基于野外大量的调查[11]统计表明,堆积体坡面以土石混合介质为主,且砾石质量分数集中在0~40%的占比超过90%,砾石粒径分布范围集中在10~36m m,单个砾石的粒径只有在D>10m m才呈现出明显的重力分选现象,且堆积体土石混合介质中的砾石并非是单一粒径组成,而是由多粒径组合而成㊂因此,试验砾石为机械碎石分选获取,以砾石能被搬运作为依据,确定粒径D<50mm作为试验砾石,并将堆积体中的粒径划分为D<14mm,14mm<D<25mm,25mm< D<50m m3级,不同粒径的质量百分比为3ʒ5ʒ2,混合后的砾石与土壤充分混合形成堆积体土石混合介质㊂试验用土采用砂土㊁壤土㊁黏土3种类型,与配置好的砾石按照不同质量配比配置㊂试验在中国科学院水利部水土保持研究所模拟降雨大厅完成,该实验室降雨装置的雨滴降落高度为16m,能够有效模拟自然降雨的终点速度,降雨装置的降雨强度可调节范围为30~350mm/h,均匀度>90%㊂试验钢槽为自行研发并生产的可移动液压式变坡钢槽,尺寸包括为5.0mˑ1.0mˑ0.5m, 6.5mˑ1.5mˑ0.5m和12.0mˑ3.0mˑ0.5m,试验槽坡度调整范围为0~36ʎ[11]㊂试验所用砂土取自陕西榆林靖边县,具有土壤颗粒质地轻㊁粉砂粒含量多等特点;壤土在试验地(陕西杨凌)获取,土壤质地黏重;黏土取自江西省南昌市新建县,归属于红壤类别㊂堆积体是将经过筛分后的土壤与不同粒径混合砾石在装槽前均匀混合,土壤与砾石按照不同质量配比配置,分别设置0(纯土体),10%,92第3期王文龙等:生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀预测模型构建Copyright©博看网. All Rights Reserved.20%,30%㊂仅壤土做大砾石质量分数下(40%,50%)的降雨试验㊂为使不同土壤质地工程堆积体具有可比性,先对试验土壤进行6m m粒径筛分,使其处于相同水平,处理好的土壤与砾石通过人工多次搅拌均匀用于装填㊂装填深度为40c m,为模拟自然堆积体自然排水,底部首先装填10c m细砂㊂装填土石混合介质共计30c m,分3层,每层10c m,各层按照设计容重进行压实并打毛,最表层不压实仅进行刮平,模拟堆积体表层松散特性㊂试验槽装填完成后放置24h令其自然沉降,各层之间充分融合,随后用于模拟试验㊂各工况下分别进行不同降雨强度的模拟试验,降雨强度分别设置为60,90,120,150mm/h㊂模拟降雨产流历时均设置为45m i n㊂1.2.2数据标准化处理接取不同降雨强度及不同工况下工程堆积体产沙,测定次降雨产沙量㊂为使各组试验数据能够有效进行叠加及对比分析,各场次降雨试验计算的侵蚀量均换算为单位投影面积上的侵蚀量㊂2结果与分析已有研究[20]表明,U S L E适用于多年平均土壤流失量的预测,对单次降雨的侵蚀预测不适用㊂为此,采用多场次的结果叠加后再计算㊂将4种不同降雨强度条件下产生的土壤流失量之和用于建立模型,并进一步对模型中各因子分别进行修订㊂2.1坡长因子(L)修订根据定义,生产建设项目工程堆积体坡长因子修订采用2.72,4.53,5.89,10.88m4种坡长试验数据,壤土试验槽宽度为1.5m㊂其中2.72,5.89,10.88m均采用壤土试验数据,而坡长4.53m(标准小区坡长)采用砂土㊁壤土和黏土3种平均值作为计算值,砂土和黏土试验槽宽度为1.0m㊂降雨强度包括60,90,120,150mm/h4种类型㊂为避免重复考虑砾石影响,进行坡长和坡度因子修订时砾石质量分数为0㊂计算不同坡长下(2.72,4.53,5.89,10.88m)4次降雨的总侵蚀量与相同条件下标准小区坡长(4.53m)的总侵蚀量之比,即可得到坡长因子(L)值㊂由表1可知,4种坡长因子(L)值分别为0.63,1.00,1.11,1.38㊂拟合坡长因子(L)与实际坡长与标准小区坡长比值(λ/4.53)即为坡长因子(L)计算式㊂该研究提出的坡长因子L计算采用幂函数,得出幂函数指数为0.552㊂L=0.909(λ/4.53)0.552,R2=0.928,p=0.037(3)已有研究[21]表明,影响坡面侵蚀的地形中坡长是主要因子之一,该因子对坡面侵蚀及输沙发生发展过程具有显著影响,作用原理体现在改变侵蚀下垫面的径流特性(包括流速㊁流量)进而改变径流挟沙力,最终改变土壤侵蚀强度㊂针对其计算方法, F o s t e r等[22]研究提出,可以将不同坡长进行分段处理,各坡段的坡长因子均是其上游不同分段的因子累计;汤国安等[23]研究进一步明确侵蚀模型中的坡长因子定义,是地面上一点沿水流方向到其流向起点的最大地面距离在水平面的投影长度;胡刚等[24]研究黑土区地形因子算法表明,坡长指数采用与坡度相关的变值更加合理㊂以往研究[18]主要是针对缓坡坡耕地㊁撂荒地等,针对生产建设项目坡长因子的修订目前研究较少㊂表1工程堆积体坡长因子修订计算资料降雨强度/(mm㊃h-1)坡长/m单位面积侵蚀量/(k g㊃m-2)相同坡长侵蚀量之和/(k g㊃m-2)坡长因子(L) 602.720.9323.290.63902.721.691202.727.921502.7212.75604.530.67904.531.861204.534.791504.5314.03604.530.51904.5312.4036.921.001204.5320.381504.5337.63604.530.55904.532.331204.535.961504.539.64605.890.9240.871.11905.893.081205.8918.001505.8918.876010.883.0051.081.389010.884.5312010.8819.4115010.8824.152.2坡度因子(S)修订根据定义,坡度因子修订采用15ʎ,25ʎ,30ʎ,35ʎ的4个坡度试验数据,均采用壤土堆积体试验数据,试验槽宽度均为1.0m㊂降雨强度包括60,90,120, 150mm/h4种㊂计算不同坡度下(15ʎ,25ʎ,30ʎ,35ʎ)4次降雨的总侵蚀量与相同条件下标准小区(25ʎ)的总侵蚀量之比,即为模型中坡度因子(S)值㊂由表2可知,4种坡度因子(S)分别为0.63,1.00,0.92,1.51㊂坡度因子值的计算是拟合坡度因子(S)与实际坡度与标准小区坡度比值(θ/25ʎ)得到㊂该研究提出的坡度因子03水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.(S )计算采用幂函数,其指数为0.883㊂S =0.966(θ/25ʎ)0.883,R 2=0.823,p =0.093(4)表2 工程堆积体坡度因子修订计算资料降雨强度/(mm ㊃h -1)坡度/(ʎ)单位面积侵蚀量/(k g ㊃m -2)相同坡长侵蚀量之和/(k g ㊃m -2)坡度因子(S )60150.329.440.6390150.37120152.16150156.5960250.4314.941.0090251.60120254.64150258.2760300.3713.680.9290300.47120303.01150309.8360350.6322.631.5190350.67120357.901503513.43坡度是影响坡面侵蚀地形因子的另一个主要特征,国内外学者们针对土壤侵蚀模型坡度因子也展开相关的研究㊂20世纪40年代,Z i n g g[25]通过对土壤侵蚀速率和地形因子的研究,用实证分析方法建立其相互间定量关系㊂在R U S L E 中坡度因子计算采用坡度的正弦值[26]㊂江忠善等[27]基于坡面水蚀模型研究成果提出,我国坡度因子指数值变化为1.2~1.6,主要集中在1.30~1.45㊂吴普特等[28]研究提出,坡面侵蚀量与坡度因子之间存在临界值,而非简单的线性关系,但由于研究目标及方法等不同导致临界坡度的数值有差异㊂2.3 土石质因子(T )修订生产建设项目工程堆积体相较于传统的坡面侵蚀在侵蚀下垫面物质组成上存在较大差异,不仅是包括传统土壤,更多的是混合不同含量以及粒径的砾石㊂由于土壤质地理化性质不同,尤其在砾石混合后,土壤与砾石之间的相互作用发生改变㊂该研究将工程堆积体中的土壤质地概化为砂土㊁壤土和黏土3种类型㊂修订土石质因子(T )时,坡度和坡长因子均在标准小区条件下开展(坡度25ʎ,坡长4.53m ),降雨强度采用60,90,120,150mm /h4种,砾石质量分数为0,10%,20%,30%4种㊂根据定义,工程堆积体土石质因子(T )为标准小区上单位降雨侵蚀力堆积体产生的侵蚀量㊂因此,利用土壤侵蚀量(A )与侵蚀影响因子的乘积(B =R L S )间的正比关系来推求,为符合U S L E 的适用条件,将多场降雨数据作为计算资料㊂研究将A 与B的拟合关系式斜率作为土石质因子(T )值㊂在计算土石质因子(T )值时,需要确定降雨侵蚀力(R )和坡度坡长因子(L S )㊂(1)降雨侵蚀力(R )㊂采用已有研究[18]计算方法计算,具体为公式(5)~公式(7)㊂R =E I 30(5)E =ðe p(6)e =0.119+0.0873l g I (I ɤ76mm /h )0.283 (I >76mm /h){(7)式中:R 为降雨侵蚀力[(M J ㊃mm )/(h m 2㊃h )];E 为降雨动能(M J /h m 2);I 30为一次降雨30m i n 最大降雨强度(mm /h );e 为单场降雨某一时段的降雨动能[M J /(h m 2㊃m m )];P 为对应时段的降雨量(m m );I 为对应时段的降雨强度(mm /h)㊂(2)地形因子(L S )计算㊂根据公式(3)和公式(4)计算可得25ʎ的坡度因子S =0.966,坡长4.53m 的坡长因子L =0.909,最终可计算得L S =0.878㊂2.3.1 砂土土石质因子(T ) 在生产建设项目工程堆积体标准小区条件下,获取砂土工程堆积体在砾石质量分数0~30%下的侵蚀量(A )与侵蚀影响因子(B ),进而计算土石质因子(T ),结果见表3㊂拟合砂土工程堆积体4种不同砾石质量分数条件下侵蚀量(A )与侵蚀影响因子(B =R L S)之间的关系,即为砂土土石质因子(T )值,结果见图1㊂由图1可知,砂土工程堆积体在砾石质量分数为0(纯土体),10%,20%,30%时的土石质因子(T )分别为0.0728,0.0520,0.0353,0.0300[(t ㊃h m 2㊃h )/(h m 2㊃M J ㊃mm )]㊂含砾石堆积体的土石质因子均小于纯土堆积体,且随着砾石质量分数增大土石质因子(T )减小,递减幅度为28.57%~58.79%㊂为计算任意砾石质量分数的砂土堆积体土石质因子(T )值,建立土石质因子(T )与砾石质量分数(D i )之间关系㊂T =0.071e -3.047D i,R 2=0.976,p =0.012(8)式中:砾石质量分数(D i )取小数,取值范围为0ɤD i <1.0,当D i =1.0时代表下垫面全为石子,不会被侵蚀,在该研究中不考虑该极端情况㊂2.3.2 壤土土石质因子(T ) 在生产建设项目工程堆积体标准小区条件下,获取壤土工程堆积体在砾石质量分数0~30%下的侵蚀量(A )与侵蚀影响因子(B ),结果见表4㊂计算壤土在4种砾石质量分数条件下的侵蚀量(A )与侵蚀影响因子(B =R L S )之间关系,即为不同砾石质量分数下壤土土石质因子(T ),结果见图2㊂13第3期 王文龙等:生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀预测模型构建Copyright ©博看网. All Rights Reserved.表3砂土堆积体土石质因子(T)计算砾石质量分数/%降雨强度/(mm㊃h-1)降雨侵蚀力(R)/(107㊃M J㊃mm㊃h m-2㊃h-1)地形因子(L S)侵蚀量(A)/(106㊃t㊃h m-2)侵蚀影响因子(R L S)/(107㊃M J㊃mm㊃h m-2㊃h-1)土石质因子(T)/(t㊃h m2㊃h㊃h m-2㊃M J-1㊃mm-1)0600.920.8780.050.800.0063 90 2.170.878 1.24 1.910.0650 120 3.490.878 2.04 3.060.0665 150 5.460.878 3.76 4.790.07851060 1.220.8780.39 1.070.0362 90 2.460.8780.48 2.160.0223 120 3.980.878 1.56 3.490.0447 150 5.120.878 2.89 4.500.06422060 1.000.8780.300.880.0334 90 2.510.8780.42 2.200.0193 120 3.270.878 1.35 2.870.0470 150 5.080.878 1.54 4.460.034530600.900.8780.240.800.0306 90 1.880.8780.64 1.650.0384 120 3.270.8780.74 2.870.0256 150 5.310.878 1.43 4.670.0306图1砂土不同砾石质量分数侵蚀量(A)与侵蚀影响因子(B=R L S)拟合关系由图2可知,壤土工程堆积体在砾石质量分数为0(纯土体),10%,20%和30%时的土石质因子(T)分别为0.0259,0.0166,0.0141,0.0091[(t㊃h m2㊃h)/ (h m2㊃M J㊃m m)]㊂与砂土堆积体分析结果一致,含砾石堆积体的土石质因子均小于纯土堆积体,随着砾石质量分数增大土石质因子(T)减少35.91%~64.86%㊂建立不同砾石质量分数下的壤土堆积体土石质因子(T)值与砾石质量分数(D i)之间的定量关系,可以计算得到任意砾石质量分数下的土石质因子(T)值㊂T=0.025e-3.301D i,R2=0.972,p=0.014(9) 2.3.3黏土土石质因子(T)相对于砂土和壤土,黏土具有颗粒粗㊁黏性强且易黏结等特性,使得径流在坡面入渗减少,加速径流产生并导致侵蚀发生提前㊂在生产建设项目工程堆积体标准小区条件下,获取黏土工程堆积体在砾石质量分数0~30%下的侵蚀量与侵蚀影响因子(表5)㊂表4壤土堆积体土石质因子(T)计算砾石质量分数/%降雨强度/(mm㊃h-1)降雨侵蚀力(R)/(107㊃M J㊃mm㊃h m-2㊃h-1)地形因子(L S)侵蚀量(A)/(106㊃t㊃h m-2)侵蚀影响因子(R L S)/(107㊃M J㊃mm㊃h m-2㊃h-1)土石质因子(T)/(t㊃h m2㊃h㊃h m-2㊃M J-1㊃mm-1)0600.840.8780.070.740.0091 90 1.860.8780.19 1.630.0114 120 3.230.8780.48 2.830.0169 150 4.960.878 1.40 4.360.032210600.850.8780.050.740.0070 90 1.800.8780.17 1.580.0108 120 3.220.8780.45 2.830.0159 150 4.940.8780.78 4.340.018020600.810.8780.040.710.0057 90 1.850.8780.11 1.620.0065 120 3.210.8780.39 2.820.0139 150 4.970.8780.67 4.360.015430600.830.8780.040.730.0053 90 1.880.8780.06 1.650.0038 120 3.240.8780.24 2.850.0084 150 5.010.8780.45 4.400.010223水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.图2 壤土不同砾石质量分数侵蚀量(A )与侵蚀影响 因子(B =R L S)拟合关系 拟合黏土工程堆积体4种不同砾石质量分数条件下侵蚀量(A )与侵蚀影响因子(B =R L S )之间关系,即为黏土土石质因子(T )值(图3)㊂由图3可知,黏土工程堆积体在砾石质量分数为0(纯土体),10%,20%,30%时的土石质因子(T )分别为0.0201,0.0172,0.0129,0.0096[(t ㊃h m2㊃h )/(h m 2㊃M J ㊃mm )]㊂黏土堆积体随砾石质量分数增大,土石质因子(T )减少14.43%~52.24%㊂为计算得到任意砾石质量分数下的黏土土石质因子(T )值,构建土石质因子(T )与砾石质量分数(D i )的定量关系㊂T =0.021e -2.505D i,R 2=0.982,p =0.009(10)表5黏土堆积体土石质因子(T )计算砾石质量分数/%降雨强度/(mm ㊃h -1)降雨侵蚀力(R )/(107㊃M J ㊃mm ㊃h m -2㊃h -1)地形因子(L S )侵蚀量(A )/(105㊃t ㊃h m -2)侵蚀影响因子(R L S )/(107㊃M J ㊃mm ㊃h m -2㊃h -1)土石质因子(T )/(t ㊃h m 2㊃h ㊃h m -2㊃M J -1㊃mm -1)600.950.8780.550.840.0066901.970.8782.33 1.730.01351203.320.878 5.96 2.910.0205150 5.130.8789.644.500.021410600.090.8780.800.080.0103901.950.878 1.54 1.710.0090120 3.280.878 5.072.890.0176150 5.120.8788.29 4.500.018420600.910.8780.800.800.0100901.870.8782.01 1.650.01221203.330.878 3.24 2.920.0111150 5.180.878 6.304.550.013930600.900.8780.690.790.0087901.920.8782.20 1.690.01301203.290.878 3.22 2.890.01111505.010.878 3.744.400.0085图3 黏土不同砾石质量分数侵蚀量(A )与侵蚀影响 因子(B =R L S )关系2.4 模型框架通过上述分析,确定生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀量预测模型,见公式(11)㊂A =0.283P I 30㊃(a e -b D i )㊃0.909(λ/4.53)0.552㊃0.966(θ/25)0.883(I >76mm /h )(0.119+0.0873l g I )P I 30㊃(a e -b D i )㊃0.909(λ/4.53)0.552㊃0.966(θ/25)0.883(I ɤ76mm /h ){(11)式中:砂土的a =0.071,b =3.047;壤土的a =0.025,b =3.301;黏土的a =0.021,b =2.505;D i 为砾石质量分数(%),0ɤD i <1.0;θ为实际坡度(ʎ);λ为实际坡长(m ),计算时需要换算为投影坡长㊂2.5 模型验证该试验在建立模型过程中壤土采用的降雨试验是完全组合,同时,砂土和黏土完成坡度㊁坡长㊁砾石质量分数的正交试验㊂剔除用于模型建立的试验数据,将砂土㊁壤土和黏土的其他降雨场次获得的实际侵蚀量数据与模型拟合的预测值进行对比,其中,砂土和黏土堆积体分别采用16组降雨数据,壤土堆积体砾石质量分数在0~30%的72场降雨数据,以及壤土堆积体在砾石质量分数40%~50%的8场降雨数据㊂4种条件下,拟合侵蚀量实测值与预测值㊂拟合结果(图4)表明,模型对砂土和黏土堆积体侵蚀量预测值均高于实测值,而对壤土堆积体预测值低于实测值㊂对砂土㊁黏土㊁壤土㊁壤土砾石质量分数40%,33第3期 王文龙等:生产建设项目工程堆积体土壤侵蚀预测模型构建Copyright ©博看网. 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西南大学水土保持规划设计研究所
西南大学水土保持规划设计研究所
佚名
【期刊名称】《亚热带水土保持》
【年(卷),期】2007(19)2
【摘要】西南大学水土保持规划设计研究所成立于2000年，隶属于西南大学科技处，并取得了编制开发建设项目水土保持方案资格证书：研究所组织机构和管理制度健全，技术力量雄厚．现有在职人员12人，其中高级职称7人，
【总页数】1页(PF0002-F0002)
【关键词】水土保持规划;研究所;大学;西南;设计;水土保持方案;开发建设项目;制度健全
【正文语种】中文
【中图分类】S157
【相关文献】
1.孙继春以专业和创新为客户创造价值——访北京地景国际景观规划设计有限公司总经理清华大学美术学院建筑环境艺术设计研究所主任设计师 [J], 潇琦
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3.华北水利水电学院校园规划设计同济大学城市规划与建筑研究所的方案中标获最优奖 [J], 无
4.统一协调资源提高城市安全运行能力访国务院参事、国家减灾委专家委员会副主任闪淳昌中国职业安全健康协会常务理事向衍荪清华大学城市规划设计研究院公共安全研究所所长顾林生北京师范大学教授黄崇福 [J], 闪淳昌;向衍荪;顾林
生;黄崇福
5.华中科技大学数字化工程与仿真中心武汉华中科大城市规划与设计研究院：数字城市与规划设计研究所 [J],
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忻州市水土保持科学研究所
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主 办单 位 ： 山西 省 水土 保持 科 学研 究 所
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刊号：
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文献标注
六、著录规范标准
1、参考文献的标注是有规范的、有章可循的。 2、1987年颁布实施了《文后参考文献著录规 则GB／T 7714—1987 》 3、2005年10月1日，国家质量监督检验检疫总 局和中国标准化管委会颁布了由全国信息与文 献标准化技术委员会第6分委员会起草的《文后 参考文献著录规则GB/T 7714—2O05 》 4、新标准规定了各个学科、各种类型出版物的 文后参考文献的著录项目、著录顺序、著录用 的符号、各个著录项目的著录方法以及参考文 献在正文中的标注法。
八、参考文献的书写格式
3、学位论文
[序号] 作者.题名[D]．保存地点：保存单位，年份 例: [8] 朱建立. 面向对象的分布式知识处理系统: [D]. 北京:中国 科学院计算技术研究所, 1987 [8] 朱建立. 面向对象的分布式知识处理系统: [硕士论文]. 北 京:中国科学院计算技术研究所, 1987 [9] Bishop,P B. Computer system with a very large address space and garbage collecti: [D]. Cambridge: Massachusetts Inst Technol, 1997
文后参考文献著录规则GB/T 7714—2O05
10章 2个附件 20页
七、基本规则（1/4）
1、顺序标注 大陆中文期刊：在正文中标注时，按文中出现的先 在正文中标注时， 在正文中标注时 统一用阿拉伯数字进行自然编号， 后，统一用阿拉伯数字进行自然编号，序号用方括 号括起来并作为上角标。在正文后的“参考文献” 号括起来并作为上角标。在正文后的“参考文献” 中按正文中标注的序号排序。 中按正文中标注的序号排序。 例
区域水土保持措施对河川径流的影响是人类活动水文效应研究的重要内容[1 2]，而建立科学实用的 能够提高结果精度和可信度的评价方法是其研究核心[3]。根据资料性质的不同，现有研究方法可分 为两大类（对比分析和模拟分析）五种基本方法（集水区对比分析法、时间序列对比分析法、成因 分析法或水保法、统计模型法和物理模型法等）[4]，目前较为常用的方法是流域降水产流统计
陕西省重点科研院所(部分)
中国科学院寒区旱与环境与工程研究所冻土工程国 家重点实验室 邹城博达电力自动工程有限公司测试中心 西安市疾病预防控制中心 西安市黄河机电有限公司计量处 西清华仪器研究所 西安市星火仪器研究所 西安科灵采制测技术研究所 锦州医学院资产管理处 陕西省农药管理检定所 陕西省轻工业研究设计院检测中心 陕西省水泥产品质检站 机械工业压力表产品质检所检测中心 陕西省锅炉压力容器检验所 陕西省石油产品质量监督检验二站 中国船舶重工集团公司第十二研究所 陕西省特种设备质量安全监督检测中心 陕西省疾病预防控制中心 西安市环境监测站 第四军医大学药物研究所 陕西微生物研究所 西安市质检局未央分局 西北化工研究院 陕西省黑色冶金产品质量监督检验站 陕西省纺织产品质量监督检验测试中心 西安市理工大学现代分析测试中心 西北工业大学空间材料科学与技术实验室 204所测试中心 西北工业大学自动化学院实验中心 西安交通大学材料学院 陕西省实验动物质量监督检测中心 陕西省生物技术重点实验室 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 陕西省粮油产品质量监督检验所 大唐制药 中国兵器工业第二一三研究所理化分析中心 激光快速成型与模具制造工程研究中心 陕西省法医学重点实验室 陕西省胃肠动力疾病研究重点实验室 陕西省CIMS工程技术中心 陕西省计算机网络重点实验室 陕西省智能电器及CAD工程研究中心 陕西省数学技术与智能系统重点实验室 陕西省微型机械电子系统研究中心 陕西省信息光子技术重点实验室 炬力集成电路设计研究所 康复科学与技术研究中心
内分泌代谢疾病研究所 肝炎研究所 临床分子医学研究中心 血液学研究中心 中西医结合研究所 医学影像研究所 泌尿外科研究所 器官移植研究所 皮肤性病研究所 眼病研究所 耳病研究所 胃肠动力疾病研究所 肝胆研究所 骨病研究所 医学超声研究所 儿童行业与发育研究室 口腔内科研究室 颌面外科研究室 肿瘤研究中心 微纳米科学研究中心 生态环境与现代农业工程中心 西安交大-许继电源技术研究室 空中侦察预警技术联合实验室 超低排放汽车工程研究中心 西安交大-松下电工联合PLC实验室 热力透平机械联合研究所 电力电子与新能源技术研究中心 非线性科学研究中心 基础科学（数理）研究中心 电动车研究开发中心 多学科材料研究中心 机械电子系统及测控技术研究所 癌症研究所 环境科学与工程中心 基因组学与法科学研究 工程材料研究所 石油装备研究中心 电工技术研究所 电气绝缘研究室 电子物理与器件研究所 西安交通大学电子物理与器件研究所 工程力学研究所 金属材料及强度研究所 润滑理论及轴承研究所 太阳电池研究室 万宝压缩工程研究中心
水土保持研究所
水土保持研究所
水土保持研究所是一所专门从事水土保持研究与技术推广的科研机构。
它的主要任务是通过研究水土保持的原理和技术，为保护水土资源、改善生态环境提供科学依据和技术支持。
水土保持研究所的研究方向包括土壤侵蚀、水土流失、植被恢复、水源涵养和生态修复等。
通过对水土流失机理和区域环境特点的研究，研究所能够提出相应的水土保持技术措施，帮助农民和农业企业进行防治水土流失的工作。
同时，研究所还会在栽培方式、种植结构和农业生态系统建设等方面提供技术指导，助推农业转型升级。
为了更好地推广水土保持技术，水土保持研究所会积极与各地的农业部门、农民合作社、农技推广站等机构进行合作。
通过开展培训班、学术交流会和技术指导，研究所能够向农民和农业从业者传授水土保持的知识和技能，提高他们的意识和能力。
此外，水土保持研究所还会参与政府的决策咨询，为国家和地方政府提供相关的政策建议。
通过研究水土保持的现状和问题，研究所能够为政府制定科学的水土保持规划和政策，推动水土保持工作的开展。
在科研成果方面，水土保持研究所会通过发表学术论文、专利申请等方式向学术界和社会公开研究结果。
这些成果可以为同行提供参考，也可以为社会各界了解水土保持问题提供支持。
此外，研究所还可以将研究成果转化为实用技术和产品，推动水土保持技术的推广和应用。
总之，水土保持研究所在水土保持领域起着重要的作用。
通过研究和技术推广，它为保护水土资源、改善生态环境发挥着重要的作用，同时也为农业生产的可持续发展提供了有力的支持。
211235490_嘉陵江上游径流变化及其影响因素归因分析
第37卷第3期2023年6月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .3J u n .,2023收稿日期:2022-09-24资助项目:中国南北过渡带综合科学考察项目(2017F Y 100904);中国博士后科学基金项目(2018M 633602);陕西省博士后科研项目(2017B S H E D Z Z 144) 第一作者:师卫钊(2001 ),男,陕西咸阳人,硕士研究生,主要从事生态水文与水土保持研究㊂E -m a i l :202221174@s t u m a i l .n w u .e d u .c n 通信作者:何毅(1985 ),男,广西梧州人,副教授,硕士生导师,主要从事生态水文与水土保持研究㊂E -m a i l :y i h e @n w u .e d u .c n嘉陵江上游径流变化及其影响因素归因分析师卫钊1,2,何毅1,2,4,邵祎婷3(1.西北大学城市与环境学院,西安710127;2.陕西省地表系统与环境承载力重点实验室,西安710127;3.浙江水利水电学院水利与环境工程学院,杭州310018;4.中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100)摘要:近年来,受气候变化与人类活动的双重影响,许多国内外河流的河川径流都受到强烈影响㊂以嘉陵江上游西汉水的礼县水文站控制流域为研究区,在对1960 2016年研究区年径流量进行突变点分析和趋势分析的基础上,使用8种基于B u d y k o 假设的气候弹性系数法的水量平衡方程式进行流域径流变化归因分析㊂结果表明:(1)研究区潜在蒸散发呈显著增加趋势(p <0.01),径流量呈显著减小趋势(p <0.01),降水量呈不显著减少趋势(p >0.1),径流量的突变点发生在1994年,并以此为界,把研究时段划分为基准期和变化期;(2)8种基于B u d y k o 假设的方法得出的气候变化对于径流减少的贡献率为40%~50%,人类活动贡献率为50%~60%,占主导作用㊂在气候变化中,8种方法得出的流域降水的敏感性系数为2~3,流域蒸散发的敏感性系数为-1~-3;(3)人类活动对于径流减少的主要作用形式是通过改变下垫面来表现的㊂由于植被保护措施实施,1990 2010年研究区域的林地面积增加68.42k m 2,在所有土地类型中变化最大,表明人类活动对于下垫面的影响显著㊂关键词:嘉陵江上游;径流变化;B u d y k o ;归因分析;下垫面变化中图分类号:P 333.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)03-0124-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.03.017A t t r i b u t i o nA n a l y s i s o fR u n o f fC h a n g e a n d I t s I n f l u e n c i n gF a c t o r s i n t h eU p p e rR e a c h e s o f J i a l i n g Ri v e r S H IW e i z h a o 1,2,H EY i 1,2,4,S H A O Y i t i n g3(1.C o l l e g e o f U r b a na n dE n v i r o n m e n t a lS c i e n c e s ,N o r t h w e s tU n i v e r s i t y ,X i a n 710127;2.S h a a n x iK e y L a b o r a t o r y o f E a r t hS u r f a c eS y s t e ma n dE n v i r o n m e n t a lC a r r y i n g C a p a c i t y ,X i a n 710127;3.S c h o o l o f W a t e rC o n s e r v a n c y a n dE n v i r o n m e n tE n g i n e e r i n g ,Z h e j i a n g U n i v e r s i t y o f Wa t e rR e s o u r c e s a n dE l e c t r i c P o w e r ,H a n g z h o u 310018;4.S t a t eK e y L ab o r a t o r y o f S o i lE r o s i o na n dD r y l a n dF a r m i n g on t h eL o e s sP l a t e a u ,I n s t i t u t e o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e s a n d M i n i s t r y o f W a t e rR e s o u r c e s ,Y a n g l i n g ,S h a a n x i 712100)A b s t r a c t :I n r e c e n t y e a r s ,d u e t o t h e d u a l i m p a c t o f c l i m a t e c h a n g e a n dh u m a n a c t i v i t i e s ,t h e r u n o f f i nm a n yd o me s t i c a n df o r e ig n r i v e r sh a s b e e n s t r o n g l y a f f e c t e d .T h e c o n t r o l b a si no fL i x i a nH y d r o l o g i c S t a t i o n i n t h e X i h a n s h u iR i v e rb a s i no f t h eu p p e rr e a c h e so fJ i a l i n g R i v e rw a st a k e na st h es t u d y ar e a .O nt h eb a s i so f a b r u p tc h a n g e p o i n ta n a l y s i sa n dt r e n da n a l y s i so fa n n u a l r u n o f f f r o m 1960t o2016,e i gh tw a t e rb a l a n c e e q u a t i o n s o fc l i m a t ee l a s t i c i t y b a s e do nt h eB u d y k of r a m e w e r eu s e dt oa n a l yz et h ea t t r i b u t i o no fr u n o f f c h a n g e s .T h e r e s u l t s s h o w e dt h a t :(1)T h e p o t e n t i a l e v a p o t r a n s p i r a t i o n i nt h es t u d y a r e as h o w e das i g n i f i c a n t i n c r e a s i n g t r e n d (p <0.01),t h e r u n o f f s h o w e da s i g n i f i c a n t d e c r e a s i n g t r e n d (p <0.01),a n d t h e p r e c i p i t a t i o n s h o w e dan o n -s i g n i f i c a n t d e c r e a s i n g t r e n d (p >0.1).T h e a b r u p t c h a n g eo f r u n o f f o c c u r r e d i n1994,a n d t h e s t u d yp e r i o dw a s d i v i d e d i n t ot h eb a s e p e r i o da n dt h ec h a n g e p e r i o d .(2)T h ec o n t r i b u t i o nr a t eo f c l i m a t e c h a n g e t or u n o f fr e d u c t i o n b y 8m e t h o d sb a s e d o n B u d y k o h y p o t h e s i sr a n g e df r o m 40%t o50%,t h e c o n t r i b u t i o no f h u m a na c t i v i t i e s i sb e t w e e n50%a n d60%,t a k i n g t h e l e a d i n g r o l e .I nc l i m a t ec h a n g e ,t h e s e n s i t i v i t y c o e f f i c i e n t o f p r e c i p i t a t i o no b t a i n e db y t h e e i g h tm e t h o d s i sb e t w e e n2a n d3,a n d t h es e n s i t i v i t yCopyright ©博看网. All Rights Reserved.c o e f f i c i e n t o f e v a p o t r a n s p i r a t i o n i s b e t w e e n-1a n d-3.(3)T h em a i n e f f e c t o f h u m a n a c t i v i t i e s o n t h e r ed u c t i o n o f r u n o f fi sre p r e s e n t e d b y c h a n g i n g t h eu n d e r l y i n g s u rf a c e.D u et ot h ei m p l e m e n t a t i o n o fv eg e t a t i o n p r o t e c t i o n m e a s u r e s,th e f o r e s t a r e ai n t h e s t u d y a r e a i n c r e a s e d b y68.42k m2f r o m1990t o2010,t h e l a r g e s t c h a n g e a m o n g a l l l a n d t y p e s,i n d i c a t i n g t h a t t h e s i g n i f i c a n t i m p a c t o f h u m a na c t i v i t i e s o n t h eu n d e r l y i n g s u r f a c e.K e y w o r d s:t h eu p p e rr e a c h e so fJ i a l i n g R i v e r;r u n o f fc h a n g e;B u d y k o;a t t r i b u t i o na n a l y s i s;u n d e r l y i n g s u r f a c e c h a n g e在全球变化背景下,气候变化和人类活动成为影响河川径流的两大因素㊂近年来,国内外学者针对嘉陵江流域径流变化及其影响因素做了大量研究㊂S h a o等[1]利用水平衡方程㊁双累积曲线和线性回归分析对长江上游径流量进行研究发现,研究区径流量呈减少趋势,人类活动和气候变化是流域径流变化显著的2个原因,其中气候因素是主导因素,其影响率逐年递增㊂范利杰等[2]利用水文统计学方法揭示,嘉陵江上游水沙关系正在逐步改善,主要影响因素由自然原因转为人为原因,人类活动占主导因素㊂嘉陵江流域径流减少除气候因素外,也是人类活动因素所导致的㊂某些区域人类活动对生态环境的破坏严重,尤其是对流域上游下垫面的破坏,使得流域水环境受到破坏,甚至出现枯水期径流量为零的场景㊂宫渊波等[3]利用G I S分析功能对嘉陵江降水 径流关系进行分析,流域的径流不仅受流域面积和降水的作用,还受到流域下垫面的作用㊂流域的下垫面特征,特别是植被因子,是影响径流的主要因素,植被恢复会减少径流㊂密度较高的森林或者是密闭度高的森林都能有效地增大水分向地下渗入,使地面水流减小㊂关春晖[4]对于嘉陵江上游流域进行研究表明,嘉陵江上游区域的各个水文参数都有负向的趋向,原因是人类活动导致的全球变化和对于流域下垫面的影响㊂近年来,针对径流变化归因分析的方法主要有传统的水文统计方法㊁水文模型方法㊁基于B u d y k o假设的水文敏感性分析方法㊂基于B u d y k o假设的水文敏感性分析方法受到许多国内外学者的应用,由于其参数少,处理过程较为简便,准确率以及稳定性高,且比较适用于流域径流的长序列尺度分析㊂目前,此种方法已被应用于各大尺度流域的径流分析,叶婷等[5]利用B u d y k o框架下的C h o u d h u r y-Y a n g公式对淮河中上游径流变化进行归因分析得出,气候变化和人类活动使得大部分径流特征值呈下降趋势,其中,人类活动为主导因素㊂杜嘉妮等[6]利用B u d y k o-F u公式对于湟水流域进行径流归因分析表明,湟水年径流量呈不显著减少趋势,1981 1990年降水是影响径流增加的主要因素, 1990年后下垫面是导致径流减少的主要因素㊂目前,在研究嘉陵江流域径流变化时,重点研究嘉陵江流域径流特征㊁水资源开发利用与生态环境变化㊁发展特点及成因㊁气候变化与径流的关系以及它们之间的响应关系等㊂且大部分是基于单个水文模型或者水文统计等方法得出的结果,较少有基于多种B u d y k o假设水量平衡方程进行对比计算,导致结果存在一定的偶然性和不确定性,而采用多种方法进行径流变化归因分析,所得结果可以相互对比印证,增加结果的可信度㊂因此,基于1960 2016年嘉陵江上游礼县站的径流资料,使用8种基于B u d y k o假设的水量平衡方程进行对比计算,并结合植被和土地利用数据进行归因分析,以揭示嘉陵江上游近60年来径流变化及其影响因素,为该流域进一步开发和流域水资源可持续利用提供科学依据㊂1数据与方法1.1研究流域与数据嘉陵江是长江的一级支流,流域面积16万k m2,流经三省一市(陕西省㊁甘肃省㊁四川省和重庆市),最终汇入长江,干流全长1345k m,流域面积3.92万k m2[7]㊂西汉水是嘉陵江上游的支流之一,西汉水流域不仅是嘉陵江流域唯一一片黄土区,也是嘉陵江流域中水土流失较严重的区域[8]㊂研究区位于甘肃省礼县,为西汉水礼县(原名为顺利峡)水文站(105ʎ11'18ᵡE,34ʎ11'02ᵡN)以上的控制面积约3000k m2,1960 2016多年平均径流量为2.57亿m3,多年平均降水量为541mm,多年平均蒸散发量为895mm,图1为西汉水礼县水文站控制区的数字高程模型(D E M)㊂西汉水发源于天水齐寿山西麓,年平均径流量约为16亿m3,而含沙量却是嘉陵江含沙量的9倍,年平均输沙量2190万t,侵蚀模数2290t/(a㊃k m2)[9]㊂图1研究区域D E M521第3期师卫钊等:嘉陵江上游径流变化及其影响因素归因分析Copyright©博看网. All Rights Reserved.从甘肃省水文水资源局收集到西汉水礼县水文站1960 2016年的径流量数据,从资源环境科学与数据中心(h t t p s ://w w w .r e s d c .c n /D e f a u l t .a s p x )获得研究区及其周边8个气象站逐日的降水㊁平均气温㊁最高气温㊁最低气温㊁平均气压㊁日照时间㊁日平均相对湿度和平均风速等气象数据,西汉水流域D E M 数据,甘肃省土地利用数据,全国N D V I 数据㊂利用反距离加权插值法,通过A r c G I S10.8软件提取研究区域的平均年降雨量和潜在蒸散量值,之后通过B u d y k o 方程式进行计算并对比分析㊂1.2 研究方法1.2.1 潜在蒸散发计算方法 潜在蒸散发方法为F A O (f o o da n da g r i c u l t u r eo r ga n i z a t i o n )56推荐的P e n m a n -M o n t e i t h 公式的计算获得[10],公式为:E T 0=0.408Δ(R n -G )+γ900T m e a n +273U 2(e s -e α)Δ+γ(1+0.34U 2)式中:R n 为地面净辐射[M J /(m 2㊃d )];G 为土壤热通量[M J /(m 2㊃d )];γ为干湿计常数(k P a/ħ);T m e a n 为日平均温度(ħ);U 2为2m 高度处的风速(m /s );e s 为饱和水气压(k P a );e α为实际水汽压(k P a );Δ为水汽压曲线斜率(k P a/ħ)㊂1.2.2 基于B u d yk o 假设的径流变化归因方法 对于1个已知的流域,依据水量平衡原理,可以得到:P =E +Q +ΔS式中:P 为研究区降水量(mm );Q 为研究区径流深度(mm );E 为研究区实际蒸散量(mm );ΔS 为流域内水储量的变化量,长时间尺度可忽略不计㊂作为潜在蒸散量和降水量比值的干旱指数(Φ=E 0∕P )可以反映1个流域内部的干湿状况,若流域干旱指数小于1,说明流域蒸发能力小于降水能力,流域较为湿润;如果流域干旱指数大于1,说明流域的降水能力小于流域的蒸发能力,流域较为干旱㊂因此,多年平均干旱指数反映流域气候变化之间相互作用的代表性指标,表现1个区域的干旱或湿润程度㊂基于干旱指数,至今已有多种B u d y k o 公式以及平衡方程来描述B u d yk o 假设,基于这些方法已有较多的研究㊂8种B u d y k o 方程中后4个方程是参数方程,得出的结果较前4个无参数方程有更大的精准性和灵活性㊂依据流域水热平衡理论,在特定研究流域的自然环境状况下,长时间序列的流域水文气候特性符合水分和能量平衡原理,即B u d y k o 假设㊂其认为流域长期的年均蒸散发(E )与年均降水(P )比率由流域水热平衡决定,与流域干旱指数(E /P )存在函数关系(f ),表达式为:E /P =f (E 0/P )=f (Φ)式中:E 0为多年流域平均的年潜在蒸散发量(m m );E 为流域多年平均的年实际蒸散发量(m m );P 为流域多年平均的降雨量(m m );Φ为干旱指数(Φ=E 0/P ),可以反映流域的气候水分状况㊂结合流域长期平均水量平衡方程(P =E +Q +ΔS ),可以求解㊂表1中后4个方程中的参数(m ㊁ω㊁n ㊁∂)反映流域特征,是植被类型㊁土壤性质和地形特征的函数,也称为人类活动特征参数,或下垫面参数㊂做长时间序列分析时,则假定流域内水储量的变化量为0,则后4个B u d yk o 型方程中的参数可由E 0㊁P ㊁Q 来进行计算求得㊂表1 8种基于B u d y k o 假设的方程式类型f (Φ)S c h r e i b e r [11]f (Φ)=1-e -ΦO l d e l k o p [12]f (Φ)=Φt a nh (1/Φ)B u d y k o [13]f (Φ)=(Φt a nh (1/Φ)1-e -Φ)1/2P i k e [14]f (Φ)=1/1+Φ-2F u 等[15]f (Φ)=1+Φ-(1+Φm )1/mZ h a n g 等[16]f (Φ)=(1+ωΦ)/(1+ωΦ+1/Φ)C h o u d h u r y [17]f (Φ)=1/((1/Φ)n+1)nW a n g 等[18]f (Φ)=(1+Φ-(1+Φ)∂-4∂(2-∂)Φ)/2∂(2-∂)1.2.3 趋势与突变检验方法 选用M a n n -K e n d a l l趋势检验法分析礼县水文站控制流域1960 2016年径流的变化趋势㊂此检验法是国内外众多学者使用的一种非参数检验方法,该方法不需要样本遵循一定分布且不受其他异常值的干扰,具有很高的准确性以及数学意义[19],若标准化检验统计量Z >0,表明数据呈增加的趋势,若Z <0,表明数据呈减少的趋势㊂|Z |ȡ1.96,2.58时,表示通过置信度为95%,99%显著性检验㊂检测径流序列变化的突变点的方法是P e t t i t t 突变检验法[20],P e t t i t t 突变检验法是研究气候变化和人类活动对于流域径流变化影响的水文统计方法之一,突变点检测方法是基于非参数检测1个序列的突变点㊂计算较简便,可以明确数据变化的时间,并能够很好地检测出数据中的突变点㊂1.2.4 基于B u d yk o 假设的气候弹性系数计算 S c h a a k e 等[21]在1990年第1次提出气候弹性因子的理念,定义为径流的变化程度,而变化的程度受单位气候要素影响;A r o r a 等[22]提出一种基于B u d yk o 假设的综合方法,用于分析潜在蒸散发和降水的长期变化对径流变化的影响,具有计算流域径流量和能量平衡的物理现实基础,可用于评价水文特征对环境因素的响应㊂结合表1所列的公式,假设降水量(P )和潜在蒸发量(E 0)是流域尺度上的自变量㊂因此,气候变化引起的径流变化可表示为:d Q c =(∂f /∂P )d P +(∂f/∂E 0)d E 0根据流域弹性因子公式(ε=(∂Q /Q )/(∂X /X ))621水土保持学报 第37卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.可简化上式为:d Q c/Q=εp d P/P+εE0d E0/E0式中:εP为流域降水的弹性因子系数;εE0为流域的蒸散发弹性因子系数㊂εp=1+Φf'(Φ)/(1-f(Φ)),εp+εE0=1根据εP和εE0得出降水和蒸散发的弹性系数之后,利用已知降水和蒸散发的数据,计算准确的只针对于气候变化的径流变化值ΔQ c(mm):ΔQ c=(εpΔP/P+εE0ΔE0/E0)Q式中:εP㊁εE0㊁P㊁Q和E0均为已知数据㊂1.2.5径流变化归因分析方法为了区分气候变化和人类活动对径流变化的影响程度,整个研究时间段被划分为基准和变化2个时期,基准期被定义为人类活动少的时期,变化期则相反㊂通过P e t t i t t突变检验法检测研究区的径流量数据,进行突变点的分析得出,1994年是突变点(图3)㊂据此,以1960 1994年为基准期,以1995 2016年为变化期㊂因此,径流的总变化可以计算为:ΔQ t=ΔQ a-ΔQ b式中:ΔQ t为流域总径流变化(mm),随着人类活动和自然因素对径流影响的变化而变化;ΔQ a为基准期的径流(mm);ΔQ b为变化期的径流(mm);对于1个给定的流域,其总径流的变化ΔQ t(mm)为:ΔQ t=ΔQ c-ΔQ h式中:ΔQ t为总的径流变化(m m);ΔQ c是流域气候变化导致的径流变化(m m);ΔQ h为人类活动所导致的径流变化(m m)㊂在已知气候㊁人类活动导致的径流变化和总径流变化的数据后,可以进行因子贡献率的计算: P c=(ΔQ c/ΔQ t)ˑ100%,P h=(ΔQ h/ΔQ t)ˑ100%式中:P c为气候变化的贡献率(%);P h为人类活动的贡献率(%)㊂最后,将8种B u d y k o方程进行计算得出的贡献率和径流变化值进行对比㊂1.2.6土地利用转移矩阵土地利用转移矩阵根据区域内部不同时间点土地类型的转换变化情况而得出的转移矩阵,由此可分析研究区域不同时间各种土地类型的转出转入情况㊁具体的面积变化情况[23]㊂之后通过A r c G I S10.8软件等工具将土地利用数据进行处理得到1990 2000年和2000 2010年的土地利用转移矩阵㊂2结果与分析2.1气候与径流变化趋势分析由图2可知,1960 2016年西汉水礼县站56年的年径流系列,通过径流趋势线及5年滑动平均分析得出,年径流量呈现递减趋势,经过M a n n-K e n d a l l(M-K)检验,Z=-4.0133,|Z|>2.32,通过了0.01的显著性水平检验㊂通过径流量P e t t i t t突变检验法分析(图3),年径流量在1980年后有明显的减少趋势,年径流量在1994年发生突变,并通过0.01的显著性水平检验,因此,将1994年设置为突变点㊂据此,在进行后续径流特征研究时,将1960 1994年划分为基准期,将1995 2016年划分为变化期(基准期表示没有人类活动或人类活动较少的时期㊁变化期表示人类活动比较频繁的时期)㊂图2径流变化趋势及5年滑动平均值图3基于P e t t i t t法突变点检验由表2可知,基准期和变化期年径流深的平均值分别为98.10,37.30mm,径流深减少60.80mm,变化期与基准期的径流深变化明显,减少相对于变化期整个平均径流深的深度㊂除此之外,基准期的干旱指数为1.61,变化期的干旱指数为1.90,变化期相对于基准期的干旱指数是增加的,基准期较变化期较为湿润㊂年潜在蒸散量呈波动正向增大(图4),并且Z= 3.5589,|Z|>2.32,通过了0.01的显著性水平检验,由此可知,区域潜在蒸散量对于径流的变化是负效应的㊂年降水量的趋势呈波动负向减小(图5),Z= -1.1909,|Z|<2.32,减小的趋势并不显著,区域降水量对于径流变化的影响是正效应㊂表2流域不同时段径流深㊁降水量㊁蒸散发量和干旱指数参数Q/mm P/mm E0/mm干旱指数(Φ)总时段(1960 2016)74.64540.53894.801.72基准期(1960 1994)98.10559.42867.951.61变化期(1995 2016)37.30510.48937.571.90变化量-60.80-48.9569.610.29721第3期师卫钊等:嘉陵江上游径流变化及其影响因素归因分析Copyright©博看网. All Rights Reserved.图4 流域多年平均降水量㊁潜在蒸散量变化趋势2.2 径流的敏感性分析径流大幅减小㊁降水减少㊁蒸发增加都是由于自然因素与人类活动因素共同造成的㊂由礼县站的基础数据可以求得长时间序列年平均值,得出研究流域干旱指数,根据公式可求解径流变化的弹性系数(表3㊁表4),当研究流域年降雨量㊁年蒸散量增加或减少时,相应的径流量增加或减少㊂弹性系数是有正有负的,正值(负值)表示此因子对流域径流的影响是正向(负向)的㊂变化期较基准期是干旱的,表3为降水的敏感性系数,表4为蒸散发的敏感性系数,比如B u d yk o -F u 方程式,降水每增大(减少)1%,基准期的径流增大(减少)2.53%,变化期的径流增大(减少)3.29%;蒸散发每增大(减少)1%,基准期的径流减少(增大)1.53%,变化期的径流减少(增大)2.29%㊂由表3可知,降水对于径流的影响是正向的,且影响系数都>2,降水对于径流的影响在变化期是较基准期变大的,研究区域降水增大导致径流增加,是正向的变化;流域蒸散发对于径流的影响是负向的,影响系数基本为-1~-2,虽然不如流域降水对于流域径流的影响,但也不能忽视,蒸散发对于径流的效应在变化期同样是较基准期变大的,研究区域的蒸散发增大对径流产生负向效应,二者呈反比㊂总体来说,在气候因素中,降水对于径流的影响大于蒸散发的影响,是主导因素㊂表3 8种B u d yk o 假设下的模型所得出的礼县站控制流域的降水弹性系数(εP )值时期B u d y k o -S c h B u d y k o -O l d B u d y k o B u d y k o -P T B u d y k o -F u B u d y k o -z h a n g B u d y k o -C Y B u d yk o -WT 总时段(1960 2016)2.722.742.742.582.822.542.882.48基准期(1960 1994)2.612.712.662.542.532.412.572.35变化期(1995 2016)2.902.782.872.653.292.743.372.68表4 8种B u d y k o 假设下的模型所得出的礼县站控制流域的蒸散发弹性系数(εE 0)值时期B u d y k o -S c h B u d y k o -O l d B u d y k o B u d y k o -P T B u d y k o -F u B u d y k o -z h a n g B u d y k o -C Y B u d y k o -WT 总时段(1960 2016)-1.72-1.74-1.74-1.58-1.82-1.54-1.88-1.48基准期(1960 1994)-1.61-1.71-1.66-1.54-1.53-1.41-1.57-1.35变化期(1995 2016)-1.90-1.78-1.87-1.65-2.29-1.74-2.37-1.682.3 径流变化归因分析由研究区各指数变化值(表2)以及气候弹性系数值(表3㊁表4)可知,研究区域径流的分因素变化情况及各自的贡献率(表5)㊂径流总体变化量是减少的,8种方法得出人为因素所导致的径流减少量均大于气候因素导致的径流减少量㊂虽然8种方程式有差异,但是其人为因素的贡献率均>50%,人类活动因素占主导作用,而气候因素的贡献率均<50%,属于次要因素㊂在气候因素中,区域降水的贡献大于区域的蒸散发,降水占主导作用,蒸散发是次要作用㊂由此说明,在1960 2016年西汉水礼县水文站控制区域的径流衰减的主要原因是人类活动造成的原因,其次是气候方面的原因㊂表5 8种B u d yk o 假设下的方程式得出的径流的分因素变化情况及其因素贡献率B u d y k o -S c h B u d y k o -O l d B u d yk o B u d y k o -P T B u d y k o -F u B u d y k o -z h a n g B u d y k o -C Y B u d y k o -WT ΔQ c /mm-28.38-28.59-28.59-26.65-29.65-26.07-30.39-25.36ΔQ h /mm-32.41-32.21-32.20-34.15-31.14-34.72-30.40-35.44P c /%46.6947.0247.0343.8448.7742.8849.9941.71P h /%53.3152.9852.9756.1651.2357.1250.0158.29综上所述,人类活动是引起研究区径流量减少的主要因素,降雨次之,蒸散发影响最小㊂人类通过对下垫面的影响进而影响径流,研究区域属于 天保工程 的实施区域, 天保工程 是天然林资源保护工程,旨在恢复保护区域的植被,自实施以来收到不俗的成效㊂经计算,研究区1982 2016年N D V I 值为0.617,1982 1998年研究区的N D V I 值为0.591,1998 2016年研究区的N D V I 值为0.624㊂1998年天保工程实施以来,N D V I 值有显著的增长,植被得到恢复㊂植被面积的增加,导致蒸发减小㊁汇流减弱,从而使径流减小㊂除此之外,一些水利工程也对径流产生影响,阻碍径流正常的产生㊁汇流等等,从而导致径流减少㊂821水土保持学报 第37卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.气候因素中的降雨和蒸散发的影响都没有人类活动的影响那么显著,而且在各种科学技术都在急速发展的时代,人类活动的强度和影响也在不断增强㊂2.4 土地利用类型动态变化情况土地利用类型的变化指土地覆被类型在时间和空间上的变化,主要通过各种土地类型的面积变化来揭示人类对于研究区下垫面的影响,通过研究区的土地动态变化可以得到下垫面的相关情况,从而探究人类活动对于下垫面的影响[24]㊂三期土地利用情况(图5㊁表6)表明,研究区以草地和耕地为主,西汉水礼县水文站控制区域草地与耕地的面积均有不同程度的减小,2000年相比1990年减幅较小,草地面积减少4.94k m 2,同比减少0.40%;耕地面积减少1.33k m 2,同比减少0.08%;2010年相比2000年减幅较大,草地面积减少63.57k m 2,同比减少5.21%;耕地面积减少15.95k m 2,同比减少1.00%㊂城乡㊁工矿㊁居民用地面积呈现微弱增大的现象,2000年较1990年面积增大5.71k m 2,同比增大6.61%;2010年较2000年面积增大8.08k m 2,同比增大8.78%㊂水域面积30年来呈现微弱的变化,且主要是1990 2000年内的变化,2000年较1990年面积增大1.56k m 2,同比增大14.24%;2010年较2000年面积减小0.06k m 2,同比减少0.52%㊂2000 2010年之间由于某些原因出现3.08k m2的未利用土地㊂林地的变化是最显著的,2000年相较于1990年变化不大,2010年相较于2000年的林地面积同比增长28%,面积增加68.41k m 2,30年间流域林地的覆盖度和植被覆盖面积增加,原因离不开保林护林工程的实施㊂图5 1990年㊁2000年㊁2010年研究区域土地利用类型表6 不同年份各土地类型覆被面积及变化单位:k m 2土地利用类型面积及变化1990年2000年2010年1990 2000年变化2000 2010年变化草地1223.241218.301154.73-4.94-63.57耕地1597.191595.861579.91-1.33-15.95城乡㊁工矿㊁居民用地86.2992.00100.085.718.08林地244.12244.13312.540.0168.41水域10.9511.5111.451.56-0.06未利用土地003.0803.082.5 土地利用类型转移变化分析通过1990 2000年的土地利用转移矩阵(表7)和2000 2010年的土地利用转移矩阵(表8)分析研究区在变化期的各个土地利用类型变化情况:1990 2000年,草地与耕地占研究区大部分的面积,2000年较1990年草地㊁耕地面积减少,城乡㊁工矿㊁居民用地㊁林地和水域面积增加㊂其中,城乡㊁工矿㊁居民用地增加5.71k m 2,主要来自耕地;草地面积减少4.94k m 2,主要转化为耕地;耕地减少1.13k m 2;水域和林地分别增加0.56,0.01k m 2㊂总体来说,这十年间,主要的变化来自于城乡㊁工矿㊁居民用地,区域的经济水平和开发程度得到提升㊂2000 2010年,2010年较2000年草地㊁耕地面积减少,水域面积也有微弱的减小,城乡㊁工矿㊁居民用地㊁林地面积继续增加,此外,还产生3.08k m 2的未利用土地㊂其中,草地减少63.57k m 2,主要转化为林地与耕地;林地增加68.41k m 2,主要来自草地和耕地;耕地减少15.95k m2,主要转化为草地;城乡㊁工矿㊁居民用地和未利用土地分别增加8.08,3.08k m 2;水域减少0.06k m 2㊂相对来说变化最大的是林地的面积,研究区域林地的种植面积扩大,生态环境也进一步变好,其中,人类活动起着至关重要的作用㊂由图6可知,研究区的土地类型以草地㊁耕地㊁林地为主㊂在1990 2000年的土地利用变化图中,由于变化较小,只能观察到城市㊁工矿㊁居民用地的扩张以及部分区域的耕地转换为草地,城市㊁工矿㊁居民用地在原来的小城市群或聚落的分布状况下,在其周边进一步扩张㊂区域的中南部有一部分的区域由耕地921第3期 师卫钊等:嘉陵江上游径流变化及其影响因素归因分析Copyright ©博看网. All Rights Reserved.转为草地,2000 2010年与1990 2000年的土地利用变化不同,各种土地利用类型都发生转化,这是经济与科技水平高速发展的结果㊂城市㊁工矿居民用地在之前的基础上进一步扩张,研究区的东部有一大部分土地由原来的草地转为林地,中部也有部分的耕地转为林地,表明国家相关护林造林政策的实施致使林地的覆盖度得到增长,植被得到恢复,人类活动对于下垫面的影响较大[25]㊂表71990-2000年研究区土地利用转移矩阵单位:k m2土地利用类型1990年草地耕地城乡㊁工矿㊁居民用地林地水域总计草地1218.220.0800.0101218.30耕地4.721591.140001595.86 2000年城乡㊁工矿㊁居民用地0.195.5186.290092.00林地0.010.010244.110244.13水域0.100.460010.9511.51总计1223.241597.1986.29244.1210.953161.80表82000-2010年研究区土地利用转移矩阵单位:k m2土地利用类型2000年草地耕地城乡㊁工矿㊁居民用地林地水域总计草地1122.2530.520.381.320.261154.73耕地35.611541.611.770.860.061579.91城乡㊁工矿㊁居民用地1.139.0589.840.010.04100.08 2010年林地57.1413.580.01241.810312.54水域0.080.230011.1511.45未利用土地2.090.8700.1303.08总计1218.301595.8692.00244.1311.513161.80图61990-2000年、2000-2010年研究区域土地利用类型转换各土地利用类型转出面积依次为草地>耕地>林地>城乡㊁工矿㊁居民用地>水域>未利用用地㊂草地向林地的转换是此期间土地利用类型主要的变化方向,耕地在此期间也发生较大变化,主要转出方向为林地和草地,在某种程度上反映人类活动(水土保持和城镇化建设等)对流域土地利用造成的影响㊂保水㊁保林措施通过修建大量工程㊁植树造林和种草等改变下垫面的产汇流机制和水文循环过程,使降水通过土壤表面流入河流的量变小,对径流量产生影响㊂3结论1960 2016年西汉水礼县水文站控制流域的径流呈显著减小趋势,并在1994年发生突变㊂基准期平均径流深为98.10m m,变化期平均径流深为37.30m m,变化期径流深较基准期的径流深减少60.8m m㊂依据8种基于B u d y k o假设的水文平衡方程式结果,人类活动所导致径流减少的贡献率为50%~031水土保持学报第37卷Copyright©博看网. 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《水土保持研究》投稿须知
《水土保持研究》投稿须知
佚名
【期刊名称】《水土保持研究》
【年(卷),期】2024(31)4
【摘要】1研究目标与范围《水土保持研究》是由中国科学院主管,中国科学院水利部水土保持研究所主办的地球科学类的学术期刊。
本刊研究范围主要包括:土壤侵蚀、旱涝、滑坡、泥石流、风蚀等水土流失灾害的现状与发展动态;水土流失规律研究、监测预报技术研发成就与监测预报结果;水土流失治理措施与效益分析;水土流失地区生态环境建设与社会经济可持续发展研究;计算机、遥感工程、生物工程等边缘学科新技术、新理论、新方法在水土保持科研及其实践中的应用;国外水土流失现状及水土保持研究新动态等。
本刊办刊目标主要为:紧密跟踪水土保持学科的发展动向,及时报道本学科前沿领域科学理论、技术创新及其实践应用研究最新成果,积极引导和推动水土保持学科和水土保持实践的发展与繁荣。
【总页数】1页(PF0003)
【正文语种】中文
【中图分类】S15
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西农校史
西农校史西北农林科技大学是教育部直属的一所综合性全国重点大学，1999年9月11日，由共处陕西杨凌的原西北农业大学、西北林学院、中国科学院水利部水土保持研究所、水利部西北水利科学研究所、陕西省农业科学院、陕西省林业科学院、陕西省中国科学院西北植物研究所等7个教学、科研单位合并组建的。
学校为副部级建制，实行部省共建联合办学的新体制，重大事项以教育部为主，日常管理以陕西省为主。
2004年6月进入国家"985工程"建设序列。
学校历史可追溯到1934年于右任先生创办的国立西北农林专科学校。
西北农业大学前身是国立西北农林专科学校，创建于1934年。
1938年与国立西北联合大学农学院、河南大学农学院畜牧系合并，成立国立西北农学院；解放后更名为西北农学院。
1985年经原农牧渔业部批准，更名为西北农业大学。
1999年9月并入西北农林科技大学。
西北林学院其前身是原西北农学院森林系，成立于1934年。
1979年从西北农学院分出，成立西北林学院。
由林业部与陕西省双重领导，以林业部为主。
1999年9月并入西北农林科技大学。
中国科学院.水利部水土保持研究所中国科学院1954年决定筹建西北农业生物研究所，所址选定为陕西武功。
1955年定名为中国科学院西北农业生物研究所，先后更名为中国科学院西北生物土壤研究所、中国科学院西北水土保持生物土壤研究所、 "中国科学院西北水土保持研究所、中国科学院、水利部西北水土保持研究所。
1995更名为中国科学院水利部水土保持研究所。
1998年被中国科学院确定为首批启动的国家知识创新工程试点单位之一。
1999年9月并入西北农林科技大学。
水利部西北水利科学研究所 1940年西北农学院与中央水工实验所（后称中央水利实验处）合办武功水工实验室， 1952年扩建为西北水工实验所。
之后，先后更名为西北水利科学研究所、陕西省水利科学研究所、水利部西北水利科学研究所、陕西省水利科学研究所、水利部西北水利科学研究所。
1997-2011中科院水利部水土保持研究所土壤学研究生入学考试(免费)
土壤学 试 题
一、名词解释 (每小题 3 分，共 30 分)
1. 原始成土过程；
2. 土壤热容量；
3. 土壤潜性酸与活性酸；
4. 碱化过程；
5. 胡敏酸/富里酸；
6. PF；
7. 氧化还原物质；
8. 土壤自生固氮菌；
9. 土壤结构性常数；
10. 土壤胶体
二、试述粘粒矿物的形成机理及影响粘粒矿物种类的因素。我国南北方土壤粘
六、举出土壤 6 种主要微量营养元素，说明它们在土壤中的含量和有效性受哪
些因素的制约？(15 分)
七、试述土壤吸收性能的几种类型，并就其中两种较重要的吸收性能的机制加
以叙述。(15 分)
(注：六、七题任选一题)
中国科学院 水土保持研究所 水利部
2000 年招收攻读硕士学位研究生
土壤学 试 题
一、名词解释 (40 分)
4. 毛管水的上升高度从沙土、壤土到粘土，依次增加。( ) 5. 相同含水量、不同质地的两块土壤相邻相接时，在两块土壤间没有水的移动。( ) 三、简答题(每小题 5 分；共 45 分) 1. 影响吸湿水含量的因素主要有哪些？ 2. 论述粘土矿物固定铵态氮的生态意义。 3. 什么是土壤水分特征曲线？影响土壤水分特征曲线的因素有哪些？ 4. 试比较土壤饱和导水率与非饱和导水率的差异。 5. 比较高岭石、蒙脱石和伊利石在矿物结构、同晶置换、电性、CEC、保肥性等方面
为代表)在气候、植被、成土母质、pH 石灰反应、盐基饱和度、硅铝铁率、
粘土矿物、质地、肥力特征等方面的差异。（20 分）
三、在岩石风化过程中，从母质释放出多种元素。试列举其中最能表征成土过
程特点的十种元素，并分别说明它们在成土过程中的作用和特点。(15 分)
参观中国科学院水利部水土保持研究所的观后感
参观中国科学院水利部水土保持研究所的观后感
今天我们班的大部分同学去参观中国科学院水利部水土保持研
究所了，是林xx妈妈组织的。
一到早上，我就很快的刷了牙洗了脸，换好衣服，就吃早餐去了，我一想着今天要去玩就高兴的不得了。
所以我很快的收拾好了东西就和爸爸、妈妈、妹妹开车出发了。
我一上车就喜欢把天窗打开，到上面去看，妹妹偏偏要跟我挤，我们还吵了一架。
到了中国科学院水利部水土保持研究所，我就看见好多同学都到了。
我们一起一边玩一边等几个还没到的同学，大家都在一个非常斜的坡冲上冲下玩。
同学都到齐了后，我们就跟着导游开始参观了，导游先带我们走进了一个蚯蚓洞的模型，那个模型大的火车都能装进去，他们叫他蚯之丘，走过蚯之丘我们来到一个有滑滑梯的地方，滑滑梯旁边还有五个玻璃箱子。
箱子里有有多种颜色的土，它们叫五色土，分别叫黑土、黄土、白土、红土和青土。
参观过五色土后我们来到电影院，看了一场四维电影，它讲的是水土、植被等对地球非常重要，大家都要一起来保护它们，如果毁坏它们，大自然就会引发很恐怖的灾难，如地震、海啸、沙尘爆等等。
看电影时，感觉很真实而刺激，演到人类破坏环境砍树，当树木倒下来的时候，我们的椅子就开始抖动；地震的时候，一栋楼房倒下来时我们的椅子也就同时瞬间的往下掉；海啸来了就有一些水喷到我们身上。
我和王xx是座在一起的，
恐怖的时候她就抓住我的手，抓的紧紧的。
看来我们得真的保护地球，不然电影里的场景就会真的出现的。
在中国科学院水利部水土保持研究所，我们还爬了长长的木头栈道，看到了深圳的水源西丽水库，风景很美，到中午时才回家。
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水土保持研究所各类各级岗位基本岗位职责二○一四年十一月一、有关说明1.依据《西北农林科技大学人员分类管理指导意见》及《各类各级岗位基本岗位职责》文件，结合我所实际制订我所职工基本岗位职责。
每个岗位聘期为三年。
2. 课堂授课时数含本科生、研究生的课堂授课时数和实验课时数。
课堂授课时数=计划学时*班级调节系数。
教学效果由教务处和研究生院负责实施评价，聘期结束开展岗位考核时，向学校考核办公室提供各位授课人员的教学效果评价结果。
3.学术论文分为被收录、重要期刊和核心期刊三个等级。
被收录是指被SCI、SSCI、EI和A＆HCI等所收录论文。
重要期刊目录由我所根据本单位学科建设、专业建设、课程建设等情况，以提升学科水平和教学质量为宗旨，在学校指定的核心期刊目录内自行制定（见附件），经所学术委员会讨论通过，报人事处审核、备案。
核心期刊以北京大学图书馆编辑出版的最新版本和中科院情报信息中心编辑的《中国科学引文数据库》（简称CSCD）为准。
学术论文本人必须为第一作者或通讯作者，若第一作者和通讯作者均为学校职工，只能有一人使用，不得重复使用。
发表论文指数=被收录论文*1.0/篇+重要期刊*0.7/篇+核心期刊0.4/篇。
4.国家级项目：包括国家基金委项目；全国哲学社会科学规划办公室项目；科技部科技重大专项、973计划、863计划、科技支撑计划、政策引导类计划（星火计划、火炬计划、重点新产品计划、软科学研究计划）、国际科技合作专项、创新人才推进计划，重大科技创新基地（国家重点实验室、国家工程技术研究中心、国家科技基础研究平台）与其他专项（农业科技成果转化资金、科技基础性专项）；国家发改委工程实验室、产业化专项；各部委公益性行业专项、948项目；教育部重大科技专项、哲学社会科学重大课题攻关项目；农业部国家现代农业技术产业体系、转基因专项等科研项目；教育部下达的教学改革项目。
省部级项目：一般指教育部、农业部、水利部、国家林业局、中科院，以及省（自治区、直辖市）发展和改革委员会、科技厅、农业厅、教育厅、财政厅等按科技计划下达的项目以及省级哲学社会科学规划办公室下达的项目；教育厅下达的教学改革项目。
5.科研成果（专利）和论文原则均以西北农林科技大学为第一署名单位。
根据校党发【2011】24号文件，以中国科学院名义招收的研究生其论文署名按照中国科学院研究生院有关规定管理，导师作为通讯作者并以学校作为第二署名单位发表的论文，可作为导师岗位职责考核的绩效（该类论文数量一般不超过应考核论文总量的三分之一）。
6.科研经费到位额指实际到达西北农林科技大学财务账户的经费额（不含外转经费额和学校、所内资助的经费额）。
7.成功转让或许可使用发明专利（软件著作权）指与相关企业签订正式转让或许可合同，并经学校主管部门认可、备案。
8.被各级政府采纳的政策性建议需出具加盖政府公章的证明材料或以政府名义正式印发的内参或有省（部）级及以上政府（党委）领导人的批示等。
9.各类各级岗位的基本岗位职责中所列内容为此类岗位聘期内每一位教职工应该实现的基本岗位要求。
专业技术岗位的基本岗位职责中的具体数字为该级岗位的最低要求。
10.本岗位职责为第三轮岗位聘期（2014年1月1日至2016年12月31日）而制订。
具体由人事办负责解释。
二、科研为主型教师岗位1、教师岗位三级聘期内应同时达到以下5项要求。
(1).聘期内主持省部级科研项目不少于2项，或国家级科研项目不少于1项，或累计科研经费到款额不少于80万元。
(2).聘期内发表论文指数不低于4.0（其中被收录论文不少于2篇），或编写专著1部，或具有授权发明专利2项，或省部级科技成果奖前3名，或国家科技奖持证人，或为省部级以上政府采纳或批示的政策咨询建议1份（前2名）。
(3).负责或参与学科建设、科研团队建设、教学基地建设等。
(4).积极参与社会服务或公益性活动。
(5).积极参加国内外学术交流会议。
2、教师岗位四级聘期内应同时达到以下5项要求。
(1).聘期内主持省部级以上科研项目不少于2项，或累计科研经费到款额不少于60万元。
(2).聘期内发表论文指数不低于3.0（其中被收录论文不少于1篇），或编写专著1部（前2名），或具有授权发明专利1项，或省部级科技成果奖前5名，或国家科技奖持证人，或为省部级以上政府采纳或批示的政策咨询建议1份（前3名）。
(3).负责或参与学科建设、科研团队建设、教学基地建设等。
(4).积极参与社会服务或公益性活动。
(5).积极参加国内外学术交流会议。
3、教师五级岗位聘期内应同时达到以下5项要求。
(1).聘期内主持省部级以上科研项目不少于1项，或累计科研经费到款额不少于30万元；(2).聘期内发表论文指数不低于2.5（其中被收录论文不少于1篇），或编写专著1部（前5名），或具有授权发明专利1项，或省部级科技成果奖前7名，或国家科技奖持证人，或为省部级以上政府采纳或批示的政策咨询建议1份（前5名）。
(3).参与学科建设、科研团队建设、教学基地建设等。
(4).积极参与社会服务或公益性活动。
(5).积极参加国内外学术交流会议。
4、教师六级岗位聘期内应同时达到以下5项要求。
(1).聘期内主持省部级及以上科研项目不少于1项，或累计科研经费到款额不少于20万元；(2). 聘期内发表论文指数不低于2.0，或编写专著1部（前6名），或具有授权发明专利1项，或省部级科技成果奖前8名，或国家科技奖持证人，或为省部级以上政府采纳或批示的政策咨询建议1份（前6名）。
(3).参与学科建设、科研团队建设、教学基地建设等。
(4).积极参与社会服务或公益性活动。
(5).积极参加国内外学术交流会议。
5、教师七级岗位聘期内应同时达到以下5项要求。
(1).聘期内主持省部级及以上科研项目不少于1项，或累计科研经费到款额不少于10万元；(2). 聘期内发表论文指数不低于1.5，或编写专著1部（前7名），或具有授权发明专利1项，或省部级科技成果、或国家科技奖持证人，或为省部级以上政府采纳或批示的政策咨询建议1份（参加人）；(3).参与学科建设、科研团队建设、教学基地建设等。
(4).积极参与社会服务或公益性活动。
(5).积极参加国内外学术交流会议。
6．教师八级岗位聘期内应同时达到以下3项要求。
(1).聘期内参加省部级以上科研项目不少于1项；(2).聘期内发表论文指数不低于1.0，或编写专著1部（前8名），或具有授权发明专利1项，或省部级科技成果、或国家科技奖持证人，或为省部级以上政府采纳或批示的政策咨询建议1份（参加人）；(3).积极参与社会服务或公益性活动。
7．教师九、十级岗位聘期内应同时达到以下3项要求。
(1).聘期内参加科研项目不少于1项；(2).聘期内发表论文指数不低于1.0，或编写专著1部（前9名），或具有授权发明专利1项，或省部级科技成果、或国家科技奖持证人，或为省部级以上政府采纳或批示的政策咨询建议1份（参加人）；(3).积极参与社会服务或公益性活动。
三、科研推广型教师岗位1、正高级聘期内应同时达到以下7项要求。
(1).从事市级（地区）及以上主导产业的科技推广服务工作，取得显著的经济和社会效益。
(2).负责或参与试验站（示范基地）、教学实践基地建设，组建科技推广团队。
(3).聘期内主持省部级科技推广、科研项目不少于2项，或国家级科技推广、科研项目不少于1项，或累计经费到款额不少于50万元。
(4).聘期内主编出版科普类著作1部（字数不少于5万字），或被省（部）级以上政府采纳的政策建议1份（前3名），或聘期内以第一作者或通讯作者发表论文指数达到1.5；或获得国家级成果奖励1项（持证人），或省部级成果奖1项（前5名），或国审（认定、鉴定、登记）新品种1项，或制订省部以上规范标准（前5名），或成功转让或许可使用发明专利（软件著作权）1项；或科技推广面积不少于300亩，或获得直接经济效益不少于100万元。
(5).负责科技推广发展规划，师资队伍建设，学科建设等。
(6).积极参与社会服务或公益性活动。
(7).积极参加国内外学术交流会议。
2、副高级聘期内应同时达到以下5项要求。
(1).有明确的服务产业、服务区域，取得显著的经济效益。
(2).负责或参与试验站（示范基地）、教学实践基地建设，有固定产业的科技推广团队。
(3).聘期内主持省部级及以上科技推广、科研项目1项，或累计经费到款额不少于30万元。
(4).聘期内参与出版科普类著作1部（前5名，本人承担字数不少于1万字），或参与撰写被县级及以上人民政府采纳的政策建议1份（前5名），或聘期内发表论文指数达到1.0，或获得省部级成果奖励1项（持证人），或省审（认定、鉴定、登记）新品种1项，或制订省部以上规范标准（前7名），或成功转让或许可使用发明专利（软件著作权）1项，或科技推广面积不少于200亩，或获得直接经济效益不少于60万元。
(5).积极参与社会服务或公益性活动。
3、中级聘期内应同时达到以下5项要求。
(1).有明确的服务产业、服务区域，加入固定的试验站（示范基地）。
(2).参与试验站（示范基地）建设，加入固定产业的科技推广团队。
(3).聘期内主持或参与省部级及以上科技推广、科研项目1项。
(4).聘期内参与出版科普类著作1部（前7名，本人承担字数不少于0.5万字），或参与撰写被县级及以上人民政府采纳的政策建议1份，或聘期内发表与本职工作相关论文1篇，或制订省部以上规范标准（前10名），或获得省部级及以上成果奖励1项（持证人）。
(5).积极参与社会服务或公益性活动。
四、实验技术岗位1、实验技术五级岗位聘期内应同时达到以下4项要求。
(1).掌握实验设备操作原理与方法，开展仪器设备的功能开发与利用；有效进行数据管理与服务。
(2).负责相关仪器设备、科研设施的管理与安全。
(3).聘期内发表与本职工作相关论文不少于1篇，或具有授权专利1项，或省部级科技成果奖持证人。
(4).积极参与公益性活动。
2、实验技术六级岗位聘期内应同时达到以下4项要求。
(1).掌握实验设备操作原理与方法，开展仪器设备的功能开发与利用；有效进行数据管理与服务。
(2).负责相关仪器设备、科研设施的管理与安全。
(3).聘期内发表与本职工作相关论文不少于1篇，或具有授权专利1项，或省部级科技成果奖持证人。
(4).积极参与公益性活动。
3、实验技术七级岗位聘期内应同时达到以下3项要求。
(1).掌握实验设备操作原理与方法，开展仪器设备的功能开发与利用；有效进行数据管理与服务。
(2).负责相关仪器设备、科研设施的管理与安全。
(3). 积极参与公益性活动。
4、实验师（八~十一级）聘期内应同时达到以下3项要求。
(1).掌握实验设备操作原理与方法，有效进行数据管理与服务。
(2).负责相关仪器设备、科研设施的管理与安全。