水沙与植被变化专题2013年进展报告 - 温仲明 - 图文

不同区域典型支流水沙变化对退耕还林等坡面工程的响应

2013年进展报告

专题负责人： 温仲明 2013年12月16日

报告摘要

根据专题任务与目标，本年度开展的工作主要有：收集整理了延河流域与皇甫川流域的径流、泥沙、气象、影像、数字地形等基础数据；完成了两个典型流域的土地利用变化分析；分析了53年来黄土高原降雨及极端事件时空变化，并重点分析了极端降雨的时空变化；比较了森林/非森林流域径流稳定性及演变趋势对比分析；基于MMF模型，完成了径流与泥沙模拟需要的参数率定，对延河流域的径流产沙进行了模拟；采用野外量测的方法，调查延河流域暴雨集中区不同植被覆盖下的土壤侵蚀产沙情况。

在上述调查研究的基础上，本年度取得的主要进展有：1）延河流域的植被覆盖变化较大，林地覆盖率逐步增加，在2000年后，林草植被覆盖增加显著，而耕地比例则从1978年的66.82%降低至2000年的30.84%，再降低至2010年的16.05%；皇甫川流域的土地利用格局总体上以草地为主，且多年来的耕地、林地及草地面积比例变化较小；2）黄土高原区域年降雨量呈不显著减少趋势，同时降雨量带南移，雨季稍有推迟，尤其是暴雨、大暴雨事件重现期延长；3）林区流域和非林区流域径流量年际尺度分布表现出一致的强变异性，年内分布均为双峰型特征，但林区流域峰型平缓，非林区流域峰型陡峭；无论径流过程或径流量年变化，林区稳定性要明显优于非林区流域；4）MMF模型对径流的模拟精度要显著高于对泥沙的模拟精度，可能的原因，是MMF模型没有考虑淤地坝对泥沙的淤积过程；5）在暴雨集中区，坡耕地的土壤侵蚀量最大，大概是果园地的2倍，草地的4倍，而林草地几乎没有侵蚀；就不同植被结构而言，土壤侵蚀量分别是草本结构＞灌草结构＞乔草结构＞乔灌草结构，具有良好结构的乔灌草群落在本次暴雨中的土壤侵蚀量微弱，大多数并没有侵蚀发生；调查还表明，在植被覆盖大于60%时，土壤侵蚀量渐趋稳定，并且土壤侵蚀微弱，与前人径流小区或观测小区得到的结果一致。专题在上述研究的基础上，发表论文6篇。

报告正文

一、

研究内容与目标

根据项目任务，本专题的主要任务是：

1）了解黄土高原退耕还林（草）工程及生物措施历史演变及现状； 2）退耕还林（草）等生物措施蓄水拦沙的机理及其尺度效应； 3）不同区域典型支流水沙突变对退耕还林（草）工程的响应。 专题的研究目标有：

（1）实现小区及流域尺度植被减水减沙效益评估及尺度转换； （2）阐明植被减水减沙机理及流域尺度植被对减水减沙的贡献 （3）评价退耕还林（草）工程对黄河水沙变化的贡献 （4）发表论文3-5篇，其中SCI论文1-2篇

二、 本年度开展工作情况

根据课题任务要求，本年度开展的主要工作有以下几个方面：

1、收集研究区的泥沙水文、数字地形、遥感影像等基础数据，并对遥感影像进行解译，获取典型流域多年来的土地利用变化尤其是植被覆盖变化数据信息，退耕以来的植被覆被变化过程。

2、分析了53年来黄土高原降雨及极端事件时空变化，了解黄土高原降雨的变化及其空间差异，并重点分析了极端降雨的时空变化。

3、选择森林区、费森林区的典型流域，开展了森林/非森林流域径流稳定性及演变趋势对比分析，了解不同区域的典型流域的径流变化趋势，以为了解植被变化对径流的影响提供依据。

4、采用MMF模型，结合延河流域已经开展的工作，率定了模型需要的参数，模拟了延河流域植被减水减沙变化。

5、针对延安地区2013年度暴雨频发情景，组织调查了暴雨发生集中区不同植被类型下的土壤侵蚀调查，了解不同植被覆盖状况下的侵蚀产沙情况。

三、 年度研究进展

1、数据收集

本研究选择的典型流域分别为皇甫川流域和延河流域，其中皇甫川流域干流长137km，流域面积3246 km2 ，地处黄土高原与鄂尔多斯高原的交接地带，属于水蚀风蚀过渡区，是黄河粗泥沙产区及泥沙来源的主要地区。按不同地表物质分布和侵蚀差异可将流域划分为黄土丘陵沟壑区、沙土丘陵沟壑区 、砒砂岩丘陵沟壑区。而延河流域全长286.9 km ,流域面积7725km2 ,是黄河右岸、中游区上段的河口镇至龙门段的一级支流。流域内黄土丘陵沟壑面积占全流域的90% ,其中延长以上为黄土梁峁状丘陵沟谷区,安塞—延长之间沿河一带为河阶地,延长以下为黄土宽梁残塬沟谷区,流域出口处为黄土覆盖石质丘陵沟谷区。两个典型流域在黄土高原水系中的具体位置如下图所示：

图1、典型流域在黄土高原水系中的位置

根据任务需要，本年度从不同途径，收集整理两个典型流域的泥沙水文、气候、数字地形及遥感影像等数据，具体数据信息为：

① 延河流域

遥感影像: 1978(MSS),1990-2012(TM) DEM: 5m/25m 气象数据：1960s-2010 径流泥沙： 1970-2010 ②皇甫川流域

遥感影像: 1978(MSS),1990-2012(TM) DEM: 5m/25m

气象数据：1954或1985-2009

径流泥沙：1965-2010

2、分析了典型流域植被覆被变化

基于遥感影像，结合地面调查，解译获取了两个典型流域的土地利用变化信息，并重点分析了两个典型流域的植被覆盖变化情况（图2、图3）。

图2.延河流域土地利用图（1978-2010） 表1 延河流域耕地及林草植被变化

根据图2及表2，延河流域的植被覆盖变化较大，林地覆盖率逐步增加，在2000年后，林草植被覆盖增加显著，而耕地比例则从1978年的66.82%降低至2000年的30.84%，再降低至2010年的16.05%。

图3.皇甫川土地利用变化图 表2 皇甫川流域耕地及林草植被变化

根据图3及表2，皇甫川流域的土地利用格局总体上以草地为主，且多年来的耕地、林地及草地面积比例变化较小。

3．53年来黄土高原降雨及极端事件时空变化

对黄土高原区域53年来降雨等值线及暴雨发生频率进行分析，结果表明，黄土高原区域年降雨量呈不显著减少趋势，同时降雨量带南移，雨季稍有推迟，尤其是暴雨、大暴雨事件重现期延长（图4）。

区域间对全球气候变化的响应差异较大。西北部年、季降雨量呈微弱增加趋势，降雨量带移动不显著，极端降雨事件呈明显减少趋势。东南部，年、季降雨量呈较严重的减少趋势，降雨量带明显南移，极端降雨事件有轻微减少趋势。53年来，越来越多的降雨发生在极端事件中，会引起降雨侵蚀力的增加，尤其在黄土高原南、中、东部明显。这些地区植被正承受着降雨减少-温度升高的环境胁迫。降雨量减少可能导致侵蚀减弱，但极端降雨引起的侵蚀量增加（图5）。

图4 黄土高原53年降雨量等值线的变化

图5 黄土高原暴雨发生频率变化图 4．森林非森林流域径流稳定性及演变趋势对比

研究选择黄土高原子午岭林区流域（黄陵、张村驿）和非林区流域（吴起、志丹、刘家河），进行径流稳定性及演变趋势对比分析，结果表明，黄土高原子午岭林区流域和非林区流域径流量年际尺度分布表现出一致的强变异性，年内分布均为双峰型特征，但林区流域峰

型平缓，非林区流域峰型陡峭。

林区流域年内分布较非林区流域均匀，前者径流集中期较后者滞后1个月。

近50年来，林区流域径流量无明显变化趋势，而非林区流域年、夏、秋及汛期径流量表现出显著性减少趋势，且有显著的跃变时间。

无论径流过程或径流量年变化，林区稳定性要明显优于非林区流域。

表3流域径流年际分布特征统计

多年年均

水文站

(mm)

黄陵 张村驿 吴起 志丹 刘家河

46.8 21.4 27.4 38.5 31.9

132.0（1983） 63.8（1964） 88.9（1994） 84.3（1977） 54.5（1966）

18.6（1974） 7.5（1972） 12.2（2008） 9.7（2006） 16.8（2006）

7.09 6.17 7.30 8.70 3.25

2.82 3.25 3.24 2.19 1.74

0.613 0.460 0.505 0.485 0.333

最大值(mm)

最小值(mm)

极值比

峰均比

变异系数(C.V.)

12黄陵10张村驿吴起志丹8刘家河径流深(mm)6420024681012月份 图6 林区/非林区流域月均径流量对比

表4流域径流年内分布特征统计

汛期径流深及比例

水文站

集中期

集中度

峰枯比

峰均比

(mm,%)

非汛期径流深及比例

(mm,%)

黄陵 张村驿 吴起 志丹 刘家河

8月23日 8月15日 7月10日 7月12日 7月13日

0.32 0.23 0.48 0.52 0.43

4.3 3.4 20.3 24.5 11.0

1.9 1.8 3.4 3.4 3.0

18.6 39.8 8.3 40.3 15.9 58.1 23.8 62.0 17.5 55.0

28.2 60.2 12.3 59.7 11.5 41.9 14.6 38.0 14.4 45.0

表5 流域时段径流量演变趋势检验

黄陵

时期

Z P ?

年 春 夏 秋 冬 汛期 非汛期 1月

-1.09/ ns / -0.273 -1.26/ ns / -0.049 -0.42/ ns / -0.037 -1.23/ ns / -0.132 -0.06/ ns / -0.001 -1.07/ ns / -0.128 -0.13/ ns / -0.029 0.64/ ns / 0.006

张村驿 Z P ? -0.78/ ns / -0.041 -0.37 / ns /-0.007 0.83 / ns / 0.023 -1.48 / ns / -0.039 -0.15 / ns / -0.001 -0.93 / ns / -0.035 -0.26 / ns / -0.008 -0.24 / ns / -0.001

吴起 Z P ? -2.70/**/-0.260 -1.06/ ns /-0.011 -2.81/ ** / -0.224 -2.04/ * / -0.024 0.86/ ns / 0.005 -2.59/ ** / -0.200 -2.27/ */ -0.049 1.59/ ns / 0.004

志丹 Z P ? -3.65/ ***/ -0.642 -3.34 / ***/-0.081 -2.95/ ** / -0.420 -3.75/ ***/ -0.109 1.51/ ns / 0.015 -3.26/ ** / -0.483 -3.16/ ** / -0.155 3.08/ ** / 0.006

刘家河 Z P ? -2.01/ **/ -0.208 -1.44 / ns / -0.022 -2.37/ * / -0.201 -1.87/ + /-0.030 5.82/ ***/ 0.030 -2.79/ ** / -0.235 -0.06/ ns / -0.002 5.86/ ***/ 0.015

2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月

-0.50/ ns / -0.003 -0.92/ ns / -0.009 -1.55/ ns / -0.021 -0.91/ ns / -0.017 1.36/ ns / 0.014 0.21/ ns / 0.003 -0.96/ ns / -0.033 -1.42/ ns / -0.060 -0.75/ ns / -0.025 -1.05/ ns / -0.023 -0.06/ ns / -0.001

0.23 / ns / 0.001 -1.27 / ns / -0.005 -1.30 / ns / -0.008 -0.32 / ns / -0.002 1.32 / ns / 0.006 0.39 / ns / 0.003 0.37 / ns / 0.005 -1.54 / ns / -0.023 -0.16 / ns / -0.002 -0.45 / ns / -0.003 -0.80 / ns / -0.004

-0.88/ ns / -0.003 -0.04/ ns / 0.000 -2.16/ * / -0.009 -1.25/ ns / -0.005 -1.80/ + / -0.018 -2.24/ * / -0.076 -1.76/ + / -0.047 -1.87/ + / -0.017 -1.06/ ns / -0.004 -2.60/ ** / -0.006 1.54/ ns / 0.003

0.21/ ns / 0.002 -4.12/ ***/ -0.044 -4.20/ ***/ -0.033 -1.28/ ns / -0.010 -1.87/ + / -0.027 -2.58/ * / -0.160 -2.82/ ** / -0.186 -3.07/ ** / -0.054 -2.80/ ** / -0.020 -3.29/ ** / -0.013 1.22/ ns / 0.004

1.82/ + / 0.006 -1.28/ ns /-0.014 -1.72/ + / -0.009 -0.88/ ns / -0.004 -1.07/ ns / -0.009 -2.06/ * / -0.068 -2.27/ * / -0.078 -2.42/ * / -0.025 -0.50/ ns / -0.002 -1.51/ ns / -0.004 3.51/ ***/ 0.008

注：“Z，P，?”分别表示M-K检验中的统计量，显著性及平均变量（mm/a）。时期划分为，3-5月为春季，6-8月为夏季，9-11月为秋季，12月至次年2月为冬季。汛期为7-9月，非汛期为其它月份。“+、*、**、***”分别表示P<0.1、0.05、0.01和0.001显著性水平。

5．利用MMF模型模拟了延河流域植被的减水减沙效应 5.1模型介绍

MMF模型是一个模拟流域径流量与侵蚀量的物理概念模型，虽然具有一定的物理意义，但模型的一些核心公式仍然是采用经验公式。MMF模型分为径流量和输沙量两个模块。

（1）径流量的计算主要是利用降雨与径流的指数关系建模，并考虑植被对降雨的截留作用，以及地形起伏、土壤持水能力等对汇流的影响。 径流模块如下：

① 有效降雨量：Rf = R*(1- PI)/Cos(S) R—年降雨量；PI—截留率

② 径流量：Q=Rf*exp(-Rc/R0)*(L/10)0.1

Q—径流量；Rf—有效降雨；Rc—田间持水能力；R0—日降水量； L—栅格单元大小(所用数据栅格大小为30) ③ 田间持水能力Rc = 1000*MS*BD*EHD*(Et/E0)4-IF

MS—田间饱和持水量；BD—土壤容重；EHD—有效水文深度； Et/E0—实际蒸散与潜在蒸散之比；IF—壤中流

其中，壤中流IF=(R-E-Q0)*LP*Sin(S)/365

R—年降雨量；E—蒸发量；Q—径流量；LP—横向森渗透率 E=R/Sqrt(0.9+R2/Z2) Z=300+25*T+0.05*T2

Q0=Rf*exp(-Rc0/R0)， Rc0=1000*MS*BD*EHD*(Et/E0)4

模拟径流量去除流域洼地积水后得到流域径流量。

（2） MMF模型输沙量模块是将侵蚀分为降雨剥蚀和径流冲刷两部分，主要考虑降雨、植被类型、植被覆盖度与植被高度、土壤颗粒组成及有机质含量、土壤分散率、汇流量、地形起伏等因素的影响，并计算泥沙在搬运过程中的沉积。

其中，降雨侵蚀部分根据降雨侵蚀力与土壤可蚀性得到，其中降雨侵蚀力由穿透雨和林下雨两部分侵蚀力组成。径流冲刷部分由土粒分散率、径流量、植被覆盖度等得到。输沙模块如下：

① 降雨侵蚀力：穿透雨DT + 林下雨LD

KE = KE(LD) + KE(DT) KE—总降雨侵蚀力

KE(DT) = DT*[28.89+11.86*log10(I)] KE(LD) = 15.8*PH0.5 - 5.87 I—平均雨强，取2mm/h较可信，已核对降雨摘录表。 DT = 有效降雨*(1-植被覆盖度)

PH—植物高度，耕林草以外的土地利用类型PH为0，KE(LD)也为0。 ② 降雨剥蚀量：F = KE*K/1000

K—土壤可蚀性，根据EPIC模型计算 ③ 径流冲刷量：H?(?DR?i)*Qi0.291.5*(1?覆盖度)?Sin0.3S?10?3

DR—土粒分散率；i—分别表示粘粒、粉粒、砂粒；S—坡度

?l?vsi?④ 沉积：DEP?44.1????v?d?

l—栅格大小，计算中均为30；

vsi—土粒沉降速率，主要根据粘粒、粉粒、砂粒的颗粒直径、泥沙密度、水流密度以及粘滞系数等计算得到；

d2/3?S1/2v—水流速率，由曼宁公式得v?，

nn为曼宁系数，d为径流深度，S为坡度。 ⑤ 输沙量：G = (F + H)*(1-DEP/100) 5.2 模型参数确定

根据MMF模型中各个参数的物理意义，主要参阅延河流域相关文献以及收集径流小区、冲刷槽试验等的数据进行确定，具体见表6、表7。

表6. MMF模型径流量模拟计算数据准备及参数确定说明

R 年降雨量

气象数据

R0 日降雨量 T 年均温

GIS插值 GIS插值 GIS插值

林地：0.4242*覆盖度

径流量模拟计算

植被信息

EHD 水文有效深度

Et/E0 蒸散系数

土壤信息

MS田间饱和持水量

PI 截留率

草地：0.297*覆盖度 耕地：0.08 建设用地：0

参考MMF模型推荐值，根据土地利用分类，耕地0.12/林地0.2/草地0.12

根据土地利用分类，查阅历史文献得到耕地0.67/林地0.765/草地0.45

土壤图提取

BD 土壤容量 土壤图提取

表7. MMF模型输沙量模拟计算数据准备及参数确定说明

前期数据

径流量、有效降雨、植被覆盖度

PH 植物高度

林地7m；草地0.45m；耕地0.75m

根据MMF模型推荐值，结合延河流域相关研究结果

植被信息

n 曼宁系数

确定，城镇0.015；林地0.203987；草地0.242877；坡耕地0.289182

输沙量

d 径流深度 城镇0.005；林地0.15；草地0.2；坡耕地0.2 EPIC模型，利用粘粉砂以及有机质含量计算，由土

K 土壤可蚀性

壤专题图获取

根据冲刷槽试验实测数据计算，粘粒0.7；粉粒1.2；砂粒0.9

根据土粒沉降速率，及延河流域相关参数计算，粘粒0.0000035752；粉粒0.003218；砂粒0.035752

土壤信息

DRi 土粒分散率 vsi 土粒沉降速

率

根据表6和7，MMF模型没有考虑梯田和淤地坝这两种土地利用类型的减水减沙作用，为此，本项目需要对MMF模型进行改进，导入黄土高原的下垫面数据以及相应的经验公式，如江忠善提出的降雨动能计算公式以及EPIC土壤可蚀性模型等，增加对这两种土地利用的减水减沙效益的分析。

5.3 模型模拟结果与存在的问题：

根据已有数据，采用MMF模型对延河流域1978、1990、2000、2006、2010年的径流量与输沙量进行模拟计算，结果如下：

表8 延河流域径流量模拟值与实测值

1978 1990 2000 2006 2010 年份

实测值 2.254 2.28 1.155 1.168 1.278

模拟值 2.0161 2.6733 0.8500 1.1510 1.2668

偏差 -10.56% 17.25% -26.41% -1.46% -0.88%

径流量

径流量

绝对

表9 延河流域输沙量模拟值与实测值 输沙量

年份

实测值

1978 1990 2000 2006 2010

3520 4370 1090 351 581

模拟值 3690.701 3846.127 2158.094 2317.077 2585.555

偏差 4.85% -11.99% 97.99% 560.14% 345.02%

输沙量

绝对

由表8、9可以看出MMF模型对径流的模拟效果相对较好。结合流域的实际径流输沙数据可知，流域径流量的变化要小于输沙量，流域2000以后的径流量与80年代相比约减少了50%，而两个时代的输沙量相比后期约减少到前期的15%。MMF模型主要考虑植被和降雨对水沙的影响，却无法考虑人类水土保持工程措施的作用。在本次模拟中，该模型无法模拟输沙量随时间的剧烈变化，却能较好地模拟径流量的变化，说明流域径流量主要受植被与降雨变化的影响，而输沙量可能受人类水土保持工程措施的影响较大。这也可能说明一个问题，工程措施尤其是淤地坝在拦水和拦沙方面存在较大差异。

本项目根据从历史数据中可以获取各时期水土保持工程措施的减水减沙量，包括淤地坝工程等，可以更好地分析输沙量随时间变化的驱动因素。（历史数据待查）

从统计资料上获取流域淤地坝拦沙总量难以实现，只能根据已有淤地坝数据进行流域拦沙量的估算。具体而言，是对流域内已有淤地坝拦沙数据根据流域内降水量进行加权求和得到流域总的淤地坝拦沙量。此外，梯田的拦沙作用也不可忽略，对于梯田拦沙量的估算主要

是根据冉大川等人的计算结果，按照时间序列二次递增的规律估算得到。除2006年外，其余年份的估算结果得到较好的修正效果（见表10）。可见，在MMF模型模拟基础上，考虑淤地坝和梯田的拦沙量后，模型的模拟效果得到大幅提高，能较好地模拟出流域在年份上的输沙量。

表10 修正后延河流域输沙量模型值与相对偏差 时 间 1978 1990 2000 2010

修正后模拟输沙值/万吨 2505.6 3132.6 1581.9 868.3

实测输沙量/

万吨 3520 4370 1090 581

相对偏差 -28.82%-28.32% 45.13% 49.45%

6.延河流域不同植被覆盖下土壤侵蚀调查

6.1调查的背景与目的

2013年7月间，陕西延安地区出现多年来罕见的大面积极端强对流天气，大于等于5毫米的有效降水日数达20天，最长连续降水日数达9天，出现8个暴雨日。延安地区7月份降水总量为252.3—605.4毫米，全市13个县区有10个县区达是同期降水量的3倍以上。本次强降雨是自延安市1945年有气象记录以来过程最长、强度最大、暴雨日最多且间隔时间最短的一次降雨，这也是黄土高原地区自退耕还林还草措施实施以来所承受的最大强度的一次降雨。据资料显示，此次暴雨的最大含沙量达到405 kg/m3，相当于侵蚀模数3306t/km2。这为了解不同植被覆盖、不同坡度和不同植被结构下的土壤侵蚀状况及规律提供了非常好的基于，为此，选取延河流域此次降雨相对集中的四个县(安塞、志丹、延川、延安宝塔区)进行不同不同植被覆盖下的土壤侵蚀产沙调查。此次调查主要针对细沟侵蚀进行,因为细沟侵蚀是黄土高原土壤侵蚀的主要方式之一，细沟侵蚀量对坡面侵蚀量的贡献能够达到70%以上，占总侵蚀的1/2左右。

6.2 调查方法

（1）调查区域位置

本次调查主要在暴雨集中的延河流域进行。延河是黄河一级支流, 流域面积7684km2,气候为大陆性气候，年降雨量约472mm (流域多年平均 )，年平均气温8.8～10.2℃，土壤类型以黄土母质上发育的黄绵土为主，土壤质地均一，土质疏松，抗侵蚀能力差，多年平均径流量为2.89×108m3，径流模数为36425m3/km2。地貌类型多样，丘陵沟壑面积约占全研究区的90%，大部分地区坡度在15度以上，中北部主要为黄土梁峁状丘陵沟谷区。但安塞、延长之间沿河一带河流阶地发育，而延长县以南为黄土宽梁残塬沟谷区,流域出口处为黄土覆盖石质丘陵沟谷区。本次调查有针对性的选取了延河流域周边的四个暴雨集中区域，分别为安塞县、志丹县、延安宝塔区和延川县。采样点分布如图(1)所示。在每个暴雨区内分别随机选取不同土地利用方式(坡跟地、果园、林草地、草地)、植被盖度、植被结构(草、灌草、乔草、乔灌草)和坡度的样地进行土壤流失量和生物量的调查。

图7 暴雨区域调查样点分布

（2）调查项目及方法

本次调查主要测定的项目内容有土壤容重、样方生物量及侵蚀产沙量。其中土壤采用环刀法测定，生物量草本采用样方收获法测定，乔木、灌木采用标准株法进行测定。土壤侵蚀量则通过选取有代表性的样地后,根据样地大小等实际情况进行样方调查,一般为10m×10m的样方。在样方的上、中、下各拉一条横线,统计每条线上的侵蚀沟的宽度、深度、长度，由于调查的主要是细沟(深度和宽度均小于20cm)侵蚀,其横断面近“V”型，故侵蚀量可用以下公式计算。

A= 1/2*DWL?/S

其中，A表示土壤侵蚀量(t/km2),D表示侵蚀沟深度，W表示侵蚀沟宽度，L表示侵蚀沟长度，?表示土壤容重，S表示样方面积。

6.2 调查结果

（1）土地利用方式与土壤侵蚀

土地利用方式对土壤侵蚀的影响主要表现在土壤理化性质方面。从图8中可以看出，坡耕地的土壤侵蚀量最大，大概是果园地的2倍，草地的4倍，而林草地几乎没有侵蚀。坡耕地和果园地由于人为活动的干扰，使表层土壤的理化性质发生改变，例如耕作使表层土壤变疏松，地表径流冲刷作用增大，表层沃土流失，肥力降低，土壤有机质含量降低，团聚体的数量减少，土壤侵蚀加剧，细沟侵蚀主要造成的就是表层土壤的流失。此外，耕地和果园也受季节性因素的影响，庄稼和果实收获后，土地基本处于裸露状态，如遇降雨，极易产生水土流失。而草地和林草地由于地上部分能够拦截降雨，削减雨滴动能，减少了雨滴对地面的打击，降低了对表土层的冲击侵蚀作用。此外，林草地和草地的贴地面层一般都有一层薄薄的枯枝落叶层，它具有较高的持水容量，延长了径流入渗时间，增加了地表粗糙率，既削减了雨滴动能又削减了径流动能，保护表土层不被侵蚀。枯枝落叶层被微生物分解后，又

（2）调查项目及方法

本次调查主要测定的项目内容有土壤容重、样方生物量及侵蚀产沙量。其中土壤采用环刀法测定，生物量草本采用样方收获法测定，乔木、灌木采用标准株法进行测定。土壤侵蚀量则通过选取有代表性的样地后,根据样地大小等实际情况进行样方调查,一般为10m×10m的样方。在样方的上、中、下各拉一条横线,统计每条线上的侵蚀沟的宽度、深度、长度，由于调查的主要是细沟(深度和宽度均小于20cm)侵蚀,其横断面近“V”型，故侵蚀量可用以下公式计算。

A= 1/2*DWL?/S

其中，A表示土壤侵蚀量(t/km2),D表示侵蚀沟深度，W表示侵蚀沟宽度，L表示侵蚀沟长度，?表示土壤容重，S表示样方面积。

6.2 调查结果

（1）土地利用方式与土壤侵蚀

土地利用方式对土壤侵蚀的影响主要表现在土壤理化性质方面。从图8中可以看出，坡耕地的土壤侵蚀量最大，大概是果园地的2倍，草地的4倍，而林草地几乎没有侵蚀。坡耕地和果园地由于人为活动的干扰，使表层土壤的理化性质发生改变，例如耕作使表层土壤变疏松，地表径流冲刷作用增大，表层沃土流失，肥力降低，土壤有机质含量降低，团聚体的数量减少，土壤侵蚀加剧，细沟侵蚀主要造成的就是表层土壤的流失。此外，耕地和果园也受季节性因素的影响，庄稼和果实收获后，土地基本处于裸露状态，如遇降雨，极易产生水土流失。而草地和林草地由于地上部分能够拦截降雨，削减雨滴动能，减少了雨滴对地面的打击，降低了对表土层的冲击侵蚀作用。此外，林草地和草地的贴地面层一般都有一层薄薄的枯枝落叶层，它具有较高的持水容量，延长了径流入渗时间，增加了地表粗糙率，既削减了雨滴动能又削减了径流动能，保护表土层不被侵蚀。枯枝落叶层被微生物分解后，又

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/96rr.html