黄土高原的风沙
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【考向演练】黄土高原水土保持治理措施有哪些?(附专题设计)水土保持是指防治水土流失,保护、改良与合理利用山区、丘陵区和风沙区的水土资源,维护和提高土地生产力,以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益,建立良好生态环境的综合性科学技术。
目前,水土保持的措施有水土保持农业技术措施、水土保持林草措施和水土保持工程措施三大类。
黄土高原一般是三种措施并用,三种效果互补,成效较好。
黄土高原水土保持的重点在于对水土流失严重的区域进行综合防治,着重防治风沙的危害、预防水土的不断流失、严格监管有严重污染的工业生产,改良生产生活方式,加快农民脱贫的步伐,推动经济健康有序的发展。
符合以发展促治理、以治理保发展的防治理念。
治理生态环境的措施有林木草皮等植被的种植、农耕方式的改良以及各项工程的建设等,其中最主要的环节是林木草皮等植被的种植,而植被种植的主体工程又是乔木、灌木林的广泛种植。
黄土高原水土流失的原因01自然因素是导致黄土高原水土流失的重要原因一是土质,黄土高原的土质呈粉砂颗粒状,极其疏松,且发育结构是垂直向下的,抗蚀能力很低。
二是地形,黄土高原一直受雨水河流的切割侵蚀,形成了梁峁、残塬以及深沟深谷等特殊地貌,加之受强降雨的冲刷影响,导致陡坡地形变得更陡,进一步加重了对地表土壤的不断侵蚀。
一般来说水土流失严重的区域往往地面坡度更大更陡。
三是降雨,黄土高原降雨的特点是雨水分布集中、降雨强度大、多暴雨,其中导致黄土高原水土流失频发的主因是暴雨的反复冲刷。
四是植被,黄土高原的植被生长环境差,导致覆盖率极低,缺乏足够的涵养水源的能力,导致了黄土高原严重的水土流失[1]。
02人为破坏加重了黄土高原的水土流失黄土高原地区相对较为贫穷,为了能够多种地多打粮而大量砍伐木、破坏植被进行耕种,同时过度放牧降低了植被覆盖率,极大的减缓了草木植被的再生速度。
随着我国经济的不断发展,逐步加大了对基建工程的投入,修路开矿、建设工厂等产生的工业废料以及废弃土石被随意堆放在河道内,一旦发生暴雨,势必会使水土流失的局面进一步加重,最后形成一个恶性循环,导致该地区农民的生活水平无法提高。
黄土高原的植被特点描述黄土高原是中国的一个地貌区域,位于中国北方,主要分布在河北、山西、陕西、甘肃等省份。
由于地势相对平坦,土地贫瘠,水分供应不足,黄土高原的植被特点与其他地区有所不同。
黄土高原的植被特点主要有以下几个方面:1. 植被稀疏且低矮:由于黄土高原土地贫瘠,水分供应不足,植被生长条件较差。
因此,黄土高原的植被往往呈现稀疏且低矮的特点。
大部分植物的根系较为发达,能够在浅土层中寻找到水分和养分。
2. 植被类型单一:黄土高原的植被类型相对单一,以草本植物为主。
常见的植物有黄芩、蒺藜、蓝花楹、短梗菊等。
这些植物具有耐旱性强、适应土壤贫瘠的特点,能够在干燥的环境中存活。
3. 植被分布呈带状:由于黄土高原的地势和气候条件的差异,植被分布呈现出带状的特点。
一般来说,高海拔地区植被较为丰富,低海拔地区植被稀疏。
同时,由于土壤质地和水分条件的差异,黄土高原的植被呈现出明显的带状分布。
4. 植被适应能力强:黄土高原的气候条件干燥,温差较大,风沙较多。
植物在这样的环境下需要具备较强的适应能力。
黄土高原的植物通常具有耐旱、耐寒、耐风沙的特点,能够在恶劣的环境中生存。
黄土高原的植被特点可以通过以下几个方面来解释:黄土高原的土地贫瘠,水分供应不足,这导致了植被生长条件的恶劣。
土壤中的养分含量较低,植物生长所需的氮、磷、钾等元素较为匮乏。
同时,由于地势相对平坦,水分难以积蓄,不容易形成湿润的环境。
这些因素限制了植物的生长。
黄土高原的气候条件也对植被的分布产生了影响。
黄土高原位于中国的温带地区,气候干燥,年均降水量较少。
同时,由于地势的关系,黄土高原的风速较大,风沙较多。
这些因素对植被的生长产生了一定的影响。
黄土高原的植被特点还与人类活动有关。
长期以来,黄土高原地区的农牧业发展相对滞后,人们对土地的开发利用比较有限。
这导致了植被的破坏和退化。
过度的放牧和过度的砍伐使得植被无法得到有效的恢复和保护。
黄土高原的植被特点主要表现为植被稀疏且低矮、植被类型单一、植被分布呈带状以及植被适应能力强。
黄土高地区主要土壤类型介绍一.简介黄土高原是中国四大高原之一,是中华民族古代文明的发祥地之一。
黄土高原海拔800~3000米,是地球上分布最集中且面积最大的黄土区,总面积64万平方千米。
高原横跨青、甘、宁、内蒙古、陕、晋、豫7省区大部或一部。
高原地势由西北向东南倾斜。
除许多石质山地外,高原大部分为厚层黄土覆盖,经流水长期强烈侵蚀,逐渐形成千沟万壑、地形支离破碎的特殊自然景观。
地貌起伏,山地、丘陵、平原与宽阔谷地并存,四周为山系所环绕,如北部的阴山,南部的秦岭,东部的吕梁山、西部的六盘山。
黄土高原面积广阔,土层深厚,地貌复杂,水土流失严重,世所罕见平均海拔1000~1500米,除少数石质山地外,高原上覆盖着深厚的黄土层,黄土覆盖厚度大多在100米以上,最大厚度超过200米。
年均气温6~14℃,年均降水量200~750毫米。
从东南向西北,气候依次为暖温带半湿润气候、半干旱气候。
植被依次出现森林草原、草原和风沙草原。
土壤主要有黄绵土、褐土和黑垆土。
二.气候黄土高原地区属(暖)温带(大陆性)季风气候,年降水量200~750毫米之间。
冬春季受极地干冷气团影响,寒冷干燥多风沙;夏秋季受西太平洋副热带高压和印度洋低压影响,炎热多暴雨。
多年平均降雨量为466毫米,总的趋势是从东南向西北递减,东南部600~800 毫米,中部400~600毫米,西北部200~300毫米。
以200毫米和400毫米等年降雨量线为界,西北部为干旱、半干旱区,中部为半亚湿润区,东南部为半湿润区。
中部半亚湿润区包括黄土高原大部分地区,主要位于陕北、晋北、陇东和陇西南部等地区,年均温4℃~12℃,年降雨量400~600毫米,干燥指数~,夏季风渐弱,蒸发量远大于降水量。
该区的范围与暖温带落叶阔叶林草原带大体一致东南部半湿润区主要位于河南西部、陕西关中平原、甘肃东南部、山西南部,年均气温8~14℃,年降雨量600~800毫米,干燥指数~,夏季温暖,盛行东南风,雨热同季。
第39卷第20期2019年10月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.39,No.20Oct.,2019基金项目:中国科学院科技服务网络计划(KFJ⁃STS⁃ZDTP⁃036);国家重点研发计划项目(2016YFC0501703)收稿日期:2019⁃09⁃03;㊀㊀修订日期:2019⁃10⁃09∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:bwang@ms.iswc.ac.cnDOI:10.5846/stxb201909031825杨艳芬,王兵,王国梁,李宗善.黄土高原生态分区及概况.生态学报,2019,39(20):7389⁃7397.YangYF,WangB,WangGL,LiZS.EcologicalregionalizationandoverviewoftheLoessPlateau.ActaEcologicaSinica,2019,39(20):7389⁃7397.黄土高原生态分区及概况杨艳芬1,王㊀兵1,∗,王国梁1,李宗善21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,杨凌㊀7121002中国科学院生态环境研究中心,北京㊀100085摘要:黄土高原地域广阔,水土流失区域差异显著㊂为了有效治理水土流失,评估水土流失治理技术和模式及生态恢复建设工程的成效性,需要对黄土高原进行区域划分㊂依据自然条件㊁水土流失治理技术和模式的区域性特征及差异,基于国家基础地理信息系统数据的县级行政界,对其进行合并,进行生态分区的划分,并分别统计其气候㊁地形地貌㊁植被特征及水土流失现状,以期为黄土高原水土流失治理技术和模式的改良优化提供依据㊂主要结论如下:(1)黄土高原分为黄土高塬沟壑区,黄土丘陵沟壑区,沙地和农灌区,土石山区及河谷平原区㊂其中黄土高塬沟壑区和黄土丘陵沟壑区分别划分为两个副区㊂(2)黄土高原的气候㊁植被㊁水土流失具有明显的分区差异㊂降水和植被覆盖度自东南向西北递减,二者在空间分布上具有很好的一致性,降水量大的分区,植被覆盖度也高㊂在年际变化方面,丘陵沟壑区B2副区降水量呈增加趋势,其他分区呈减小趋势,变化均不显著㊂80年代以来,黄土高原和各生态分区的植被覆盖度均逐渐增加,黄土丘陵沟壑区的增加量最大㊂各分区的面平均气温均呈非显著增加趋势,90年代以来增温明显㊂(3)1970年以来,黄土高原侵蚀产沙强度减弱趋势显著,至2002 2015年,多年平均输沙模数在0.13 3924tkm-2a-1之间,侵蚀强度最大为中度侵蚀(2500 5000tkm-2a-1),但面积较小,主要分布于第二高塬沟壑区的泾河流域㊂关键词:黄土高原;生态分区;气候;地形;植被;水土流失EcologicalregionalizationandoverviewoftheLoessPlateauYANGYanfen1,WANGBing1,∗,WANGGuoliang1,LIZongshan21StateKeyLaboratoryofSoilErosionandDrylandFarmingontheLoessPlateau,InstituteofSoilandWaterConservation,NorthwestA&FUniversity,Yangling712100,China2ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,ChinaAbstract:TheLoessPlateaucoversawideareawheresoilerosionissignificantlydifferentfromregiontoregion.Toeffectivelycontrolsoilerosionandevaluatetheeffectivenessofsoilerosioncontroltechnology,mode,andecologicalrestorationconstructionproject,itisnecessarytodividetheLoessPlateauintoseveralecologicalregions.Giventheregionalcharacteristicsanddifferencesinthenaturalconditionsofsoilerosioncontroltechniquesandmodels,thisstudyusedthedataintheNationalFundamentalGeographicInformationSystemasreferencesandre⁃dividedtheCountyboundaryforappropriateecologicalregionalization.Thezonalcharacteristicsofclimate,topography,vegetation,andsoilerosionstatuswereanalyzedtoprovidereferencesfortheimprovementandoptimizationofsoilerosioncontroltechnologyandmodes.Themajorfindingsareasfollows.(1)TheLoessPlateauwasdividedintofiveregions,namely,loesssorghumgullyregion,loesshillyandgullyregion,sandylandandagriculturalirrigationregion,earth⁃rockymountainousregion,andrivervalleyplainregion.Theloesssorghumgullyregionandtheloesshillyandgullyregionwerethensubdividedintotwosub⁃regions.(2)Theclimate,vegetation,andsoilerosionintheLoessPlateaushowedclearregionaldifferences.Precipitationand0937㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀vegetationcoveragedecreasedfromsoutheasttonorthwestandwereconsistentinspatialdistribution;regionswithhighprecipitationshowedhighvegetationcoverage.Intermsofinterannualvariation,precipitationintheB2sub⁃regionofthehillyandgullyregiontendedtoincrease,whileittendedtodecreaseintheotherregions,butthechangeswerenotsignificant.Sincethe1980s,vegetationcoverageoftheLoessPlateauanditsregionshavebeenincreasinggradually,themostsignificantincreaselyingintheloesshillyandgullyregion.Thearea⁃averagedtemperatureineachregionshowedanon⁃significantincrease,andacleartemperatureincreasehasoccurredsincethe1990s.(3)Since1970,erosionintensityoftheLoessPlateauhasbeenremarkablyweakened.Theaveragesedimenttransportmodulusrangedfrom0.13to3924tkm-2a-1until2002to2015,andthemaximumerosionintensitywasmoderate(2500 5000tkm-2a-1),buttheerodedareawassmallandliedintheJingheRiverbasin,anareabelongingtotheB2sub⁃regionoftheloesssorghumgullyregion.KeyWords:TheLoessPlateau;ecologicalregionalization;climate;topography;vegetation;soilandwaterloss黄土高原地域广阔,气候类型多样,自然地理条件复杂㊁空间组合变化明显,水土流失与治理模式区域差异显著[1⁃2]㊂为了有效治理水土流失,因地制宜㊁科学化㊁区域化㊁具体化的配置治理方案与措施,需要对黄土高原进行区域划分并分区提出防治对策[3⁃6]㊂黄秉维依据土壤侵蚀营力㊁类型㊁发展趋势及治理途径的区域相似性和差异性,将黄土高原分为3个一级区(风蚀区㊁风蚀水蚀区㊁水蚀区),25个二级区,10个亚区[7],奠定了侵蚀分区研究的基础[4]㊂朱显谟基于生物气候特征和土地利用现状,将黄土高原划分为风沙草原地带㊁草原地带㊁森林草原地带㊁森林地带,并进一步划分为25个区[8]㊂国家发展和改革委员会依据专题性分区㊁自然条件和资源组合特征的相对一致性㊁综合治理措施的相对一致性㊁行政区界的相对完整性㊁综合治理方案实施和监督管理的差异性㊁趋同性和类聚性等原则,将黄土高原划分为6个综合治理区,即黄土高塬沟壑区㊁黄土丘陵沟壑区㊁土石山区㊁河谷平原区㊁沙地和沙漠区㊁农灌区[3]㊂考虑到黄土高原水土流失治理技术和模式的区域性差异,本文在国家发改委分区的基础上,对上述6个分区进行合并和进一步划分,并探讨各分区的气候㊁地形地貌㊁植被特征及水土流失现状,以期为黄土高原水土流失治理技术和模式的改良优化提供依据㊂1㊀数据与方法参照国家发改委的分区方法,依据自然条件㊁水土流失治理技术和模式的区域性特征及差异,在ARCMAP界面中,基于国家基础地理信息系统数据的县级行政界,对其进行合并,进行生态分区的划分㊂高程㊁坡度和坡长数据来自国家地球系统科学数据中心共享服务平台,数据分辨率均为90m㊂降水和气温数据采用中国国家气象信息中心发布的CN05.1格点数据㊂该数据基于中国2416个气象站点,采用薄盘样条法和角距权重法对实测逐日降水和气温数据进行插值㊂其空间分辨率为0.25ʎˑ0.25ʎ,时间分辨率为日[9]㊂植被数据采用GIMMS数据,空间分辨率为8km,数据长度为1982 2015年,本研究采用最大合成法得到年NDVI数据㊂输沙量数据来自黄河流域和海河流域的水文年鉴,受序列长度所限,采用了黄土高原及其边界附近2002 2015年247个水文站的输沙量数据㊂在生态分区的基础上,借助ARCMAP,对上述各要素进行分区统计,探讨各要素的时空分布特征㊂2㊀黄土高原生态分区及概况2.1㊀黄土高原生态分区基于国家发改委的分区原则及方法,考虑了黄土高原水土流失治理技术和模式及生态恢复建设工程的区域性差异,通过分析和综合,本文将黄土高原划分为4个生态分区:(A)黄土高塬沟壑区,(B)黄土丘陵沟壑区,(C)沙地和农灌区,(D)土石山区及河谷平原区㊂其中黄土高塬沟壑区以六盘山为界,划分为A1和A2两个副区;黄土丘陵沟壑区以毛乌素沙漠南缘为界,划分为B1和B2两个副区,如图1所示㊂黄土高塬沟壑区面积21.8km2,其中A1和A2副区面积分别为12.4km2和9.4km2,A1副区包括甘肃㊁青图1㊀黄土高原生态分区Fig.1㊀EcologicalRegionalizationoftheLoessPlateau㊀A:黄土高塬沟壑区,A1:黄土高塬沟壑区A1副区,A2:黄土高塬沟壑区A2副区,B:黄土丘陵沟壑区,B1:黄土丘陵沟壑区B1副区,B2:黄土丘陵沟壑区B2副区,C:沙地和农灌区,D:土石山区及河谷平原区海㊁宁夏三省共51个县,A2副区包括甘肃㊁陕西㊁宁夏三省共41个县㊂黄土丘陵沟壑区面积12.9km2,其中B1和B2副区面积分别为5.5km2和7.4km2,B1副区包括陕西㊁山西㊁内蒙三省共22个县,B2副区包括陕西和山西两省共35个县㊂沙地和农灌区面积13.5km2,包括内蒙㊁宁夏两省共30个县㊂土石山区及河谷平原区面积17.9km2,包括内蒙㊁宁夏㊁陕西㊁河南四省共122个县㊂黄土高原地貌类型多样,由丘陵㊁高塬㊁阶地㊁平原㊁沙漠㊁干旱草原㊁高地草原㊁土石山地等组成,其中山区㊁丘陵区㊁高塬区占2/3以上[3]㊂黄土高原高程落差较大,海拔在85 5100m之间㊂总的地势是西南高,东南低㊂黄土高塬沟壑区A1副区地势最高,高程在1186 5100m之间,均值为2268m;土石山区及河谷平原区最低,在85 3748m之间,均值为1060m;其他分区高程较为接近㊂坡度和坡长最大值分别在77.4 87.3ʎ之间和1070 1860m之间㊂坡度和坡长也存在分区差异,且规律较为一致㊂都表现为黄土高塬沟壑区坡度和坡长最大,丘陵沟壑区B2副区次之,坡度均值在16.5 17.6ʎ之间,坡长在60.5 68.4m之间㊂沙地及农灌区最小,坡度均值仅为7.5ʎ,坡长均值为32.9m㊂如图2和表1所示㊂图2㊀生态分区高程㊁坡度㊁坡长空间分布Fig.2㊀Spatialpatternofelevation,slopeandslopelengthforecologicalregionalization2.2㊀降水和气温的时空分布黄土高原位于我国东西部之间半湿润区向干旱区过渡地带[10],降水地区分布很不平衡,总的趋势是由东南向西北㊁由山地向平地递减[11⁃13]㊂降水量年际变化很大,丰水年和干旱年降水量相差2 5倍,干旱发生机率高㊂降水年内分布很不均匀,且以暴雨形式为主[3]㊂1937㊀20期㊀㊀㊀杨艳芬㊀等:黄土高原生态分区及概况㊀表1㊀生态分区高程㊁坡度㊁坡长特征值统计Table1㊀Zonalstatisticsofelevation,slopeandslopelength生态分区Ecologicalregionalization高程Elevation/m坡度Slope/(ʎ)坡长Slopelength/m最小值Min最大值Max均值Mean最小值Min最大值Max均值Mean最小值Min最大值Max均值Mean黄土高塬沟壑区A1LoesssorghumgullyregionA11186510022680.187.316.912.2137668.4黄土高塬沟壑区A2LoesssorghumgullyregionA2329274413280.182.517.612.2134568.2黄土丘陵沟壑区B1LoesshillyandgullyregionB1718278812900.177.413.111.6117651.6黄土丘陵沟壑区B2LoesshillyandgullyregionB2377279912400.179.316.512.0107060.5沙地及农灌区CSandylandandagriculturalirrigationregionC979352112920.181.07.511.5140232.9土石山区及河谷平原区DEarth⁃rockymountainous,andrivervalleyplainregionD85374810600.182.814.511.5186055.9图3㊀生态分区不同年代降水量空间分布Fig.3㊀Spatialpatternofprecipitationforecologicalregionalizationindifferentdecades1961 2015年,黄土高原多年平均降水量为447mm,具有很强的空间变异性,表现为从东南向西北递减的趋势㊂东南部的土石山区及河谷平原区㊁黄土高塬沟壑区A2副区㊁黄土丘陵沟壑区B2副区的多年平均降水量高于黄土高原平均水平㊂沙地及农灌区降水量最小,仅有266mm㊂如图3所示㊂不同年代面均降水量显示(表2),黄土高原范围内,降水量最大值出现于60年代,60 90年代降水量持续减少,由461mm减少到428mm,2000 2015年降水量有所增加,均值为454mm㊂黄土高塬沟壑区㊁沙地及农灌区㊁土石山区及河谷平原区的最大降水量出现于60年代,黄土丘陵沟壑区的降水量最大值出现于2000 2015年,各分区降水量最小值出现于80或90年代㊂线性拟合结果显示,丘陵沟壑区B2副区降水量呈增加趋势,其他分区呈减小趋势,变化均不显著㊂降水量越大的分区,年代降水量最大值和最小值差异也越大,说明年降水波动剧烈,其中黄土高塬沟壑区2937㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀A2副区㊁土石山区及河谷平原区最大值和最小值分别相差71mm和73mm,黄土高塬沟壑区A1副区㊁沙地及农灌区的降水量小且较为稳定,最大最小值分别相差27mm和30mm㊂表2㊀黄土高原生态分区降水量/mmTable2㊀Precipitationindifferentecologicalregionalization生态分区Ecologicalregionalization年代Time1961 20151961 19691970 19791980 19891990 19992000 2015黄土高塬沟壑区A1LoesssorghumgullyregionA1412428419401402412黄土高塬沟壑区A2LoesssorghumgullyregionA2556584558571514556黄土丘陵沟壑区B1LoesshillyandgullyregionB1442454443410435458黄土丘陵沟壑区B2LoesshillyandgullyregionB2467444471464441495沙地及农灌区CSandylandandagriculturalirrigationregionC266278274248271263土石山区及河谷平原区DEarth⁃rockymountainous,andrivervalleyplainregionD538576539537503537黄土高原属大陆性季风气候,全年ȡ10ħ的积温2300 4500ħ,无霜期120 250d,日照时数1900 3200h[3]㊂黄土高原1961 2015年多年平均气温为7.3ħ㊂气温的空间格局也存在很大变异性,如图4所示,东南部高塬沟壑区A2副区㊁土石山区和河谷平原区气温最高,土石山区及河谷平原区次之,均高于黄土高原平均水平,分别为8.7ħ㊁8.7ħ㊁8.1ħ,高塬沟壑区A1副区气温最低,仅为4.9ħ㊂时间上,黄土高原和各分区的面平均气温都呈非显著增加趋势,60 80年代相对稳定,90年代以来增温明显,如表3所示㊂表3㊀黄土高原生态分区气温/ħTable3㊀Temperatureindifferentecologicalregionalization生态分区Ecologicalregionalization年代Time1961 20151961 19691970 19791980 19891990 19992000 2015黄土高塬沟壑区A1LoesssorghumgullyregionA14.94.44.44.45.05.6黄土高塬沟壑区A2LoesssorghumgullyregionA28.78.38.48.38.99.3黄土丘陵沟壑区B1LoesshillyandgullyregionB16.35.75.85.86.66.9黄土丘陵沟壑区B2LoesshillyandgullyregionB28.17.77.87.78.48.7沙地及农灌区CSandylandandagriculturalirrigationregionC7.06.26.36.67.47.8土石山区及河谷平原区DEarth⁃rockymountainous,andrivervalleyplainregionD8.78.38.48.38.99.2.3㊀植被特征黄土高原1982 2015年多年平均NDVI为0.56,存在很大的空间差异,整体上呈现从东南向西北递减的趋势(图5)㊂土石山区及河谷平原区㊁黄土高塬沟壑区A2副区的植被覆盖度最高,多年平均NDVI分别为0.3937㊀20期㊀㊀㊀杨艳芬㊀等:黄土高原生态分区及概况㊀图4㊀生态分区不同年代气温空间分布Fig.4㊀Spatialpatternoftemperatureforecologicalregionalizationindifferentdecades图5㊀生态分区不同年代NDVI空间格局Fig.5㊀SpatialpatternofNDVIforecologicalregionalizationindifferentdecades69和0.68,黄土丘陵沟壑区B2副区和黄土高塬沟壑区A1副区的植被覆盖度次之,NDVI分别为0.56和0.55,黄土丘陵沟壑区B1副区的NDVI为0.49,沙地及农灌区植被覆盖度最低,NDVI仅为0.36㊂4937㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀不同年代NDVI变化特征如表4所示㊂80年代以来,黄土高原和各生态分区都表现为植被覆盖度逐渐增加㊂相对于80年代,90年代的NDVI增加了0.01 0.03,2000 2015年增加了0.02 0.07,2000年以后植被覆盖增长速度高于90年代㊂相对于80年代,近15年黄土高原的NDVI增加了0.04,各生态分区的增加量各有不同,其中黄土高塬沟壑区㊁土石山区及河谷平原区的增加量较小,为0.02 0.03,黄土丘陵沟壑区的增加量最大,为0.06 0.07,说明黄土丘陵沟壑区大面积的退耕还林(草)等生态建设颇具成效,能够有效提高植被覆盖度㊂表4㊀黄土高原生态分区NDVITable4㊀NDVIindifferentecologicalregionalization生态分区Ecologicalregionalization年代Time最小值Min最大值Max平均值Mean标准差Standarddeviation黄土高塬沟壑区A11982 20150.220.950.550.17LoesssorghumgullyregionA11982 19890.180.950.530.191990 19990.230.950.550.182000 20150.220.950.560.17黄土高塬沟壑区A21982 20150.350.960.680.17LoesssorghumgullyregionA21982 19890.340.960.660.181990 19990.340.960.670.182000 20150.370.960.690.16黄土丘陵沟壑区B11982 20150.280.900.490.12LoesshillyandgullyregionB11982 19890.250.890.460.131990 19990.270.890.490.132000 20150.300.920.520.12黄土丘陵沟壑区B21982 20150.290.940.560.15LoesshillyandgullyregionB21982 19890.260.950.530.171990 19990.280.940.530.162000 20150.310.940.600.14土石山区及河谷平原区C1982 20150.330.970.690.13Sandylandandagricultural1982 19890.310.980.670.14irrigationregionC1990 19990.310.970.690.132000 20150.340.970.700.13沙地及农灌区D1982 20150.070.850.360.13Earth⁃rockymountainous,1982 19890.070.830.330.13andrivervalleyplainregionD1990 19990.080.910.360.142000 20150.070.830.370.14黄土高原1982 20150.070.970.560.19Loessplateau1982 19890.070.980.540.201990 19990.080.970.550.202000 20150.070.970.570.192.4㊀侵蚀产沙时空变化特征及水土流失现状黄土高原侵蚀产沙受自然和人为双重因素的影响,具有明显的时空分异特征[14⁃16]㊂为了说明其时空变化,依据水电部(1984)侵蚀强度等级标准(表5),将不同时期各侵蚀强度所对应的面积比例进行对比,如表6所示㊂大规模水土保持措施实施和水利工程建设以前(1970年以前),受人类活动影响相对较少,体现了自然状态下的侵蚀产沙状况㊂在该时期,微弱侵蚀(<1000tkm-2a-1)区域的面积为26.1%,强度侵蚀以上(>5000tkm-2a-1)的面积比例为25.7%,主要分布在渭河㊁泾河㊁北洛河上游地区以及无定河中下游㊁窟野河㊁秃尾河等5937㊀20期㊀㊀㊀杨艳芬㊀等:黄土高原生态分区及概况㊀流域,这基本上与黄土丘陵沟壑区范围一致㊂其中,侵蚀产沙剧烈(>15000tkm-2a-1)的区域面积占4%,主要分布在延安⁃榆林一带和内蒙古砒砂岩地区[17]㊂表5㊀水电部(1984)侵蚀产沙强度等级划分标准Table5㊀ClassificationstandardoferosionintensityfromMinistryofWaterandElectricity(1984)侵蚀强度Erosionintensity微弱侵蚀Weakerosion轻度侵蚀Lighterosion中度侵蚀Moderateerosion强度侵蚀Strongerosion极强度侵蚀Verystrongerosion剧烈侵蚀Severeerosion标准Criterion/(t/km2)<10001000 25002500 50005000 80008000 15000>15000表6㊀黄土高原侵蚀产沙强度时间变化特征Table6㊀ChangesoferosionintensityontheLoessPlateau侵蚀强度Erosionintensity输沙模数Sedimenttransportmodulus/(tkm-2a-1)面积比例Areaproportion/%1970年以前Before19701970s1980s2002 2015微弱侵蚀Weakerosion<100026.134.442.184.6轻度侵蚀Lighterosion1000 250027.823.427.714.4中度侵蚀Moderateerosion2500 500020.423.120.51.1强度侵蚀Strongerosion5000 800010.711.57.9 极强度侵蚀Verystrongerosion8000 1500011.07.11.6 剧烈侵蚀Severeerosion>150004.00.60.170年代,微弱侵蚀的面积增加到34.4%,强度侵蚀以上的区域面积比例降低到19.2%,主要分布于西峰⁃延安⁃榆林⁃东胜一带,极强度侵蚀在其范围内呈条带状分布[17]㊂80年代,微弱侵蚀区域范围增加到42.1%,强度侵蚀以上的区域面积比例进一步降低,占9.6%,范围收缩为两个相对较小的区域,分别位于西峰⁃延安一带和东胜⁃朔州之间[17]㊂图6㊀2002 2015年黄土高原输沙模数空间分布Fig.6㊀Spatialpatternofsedimenttransportmodulusduring2002 20152002 2015年,黄土高原侵蚀产沙的空间格局发生了重大变化,主要表现在侵蚀强度和范围两个方面(图6)㊂侵蚀产沙的强度显著减弱,多年平均输沙模数在0.13 3924tkm-2a-1之间,中度侵蚀(2500 5000tkm-2a-1)的区域范围较小,仅占1.1%,主要分布于第二高塬沟壑区的泾河流域㊂轻度侵蚀(10006937㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀39卷㊀2500tkm-2a-1)的区域范围稍大,面积比例为14.4%,主要分布在泾河㊁无定河㊁清涧河㊁北洛河㊁苦水河㊁秃尾河㊁窟野河流域㊂其他大部分区域(面积比例84.6%)的侵蚀强度都属于微弱侵蚀(<1000tkm-2a-1)㊂80年代强度侵蚀以上的区域,侵蚀强度已降为中度侵蚀,且范围发生了明显萎缩;80年代中度侵蚀和轻度侵蚀的区域,侵蚀强度已降为轻度侵蚀或微弱侵蚀㊂各生态分区侵蚀模式特征值统计结果显示(表7),高塬沟壑区A2副区的土壤侵蚀最为严重,侵蚀模数在155 3924tkm-2a-1之间,均值为1118tkm-2a-1㊂丘陵沟壑区B2副区次之,侵蚀模数在18.3 3245tkm-2a-1之间,均值为994tkm-2a-1㊂其他分区侵蚀模数的均值在180560tkm-2a-1之间,其中土石山区及河谷平原区的侵蚀模数最小㊂表7㊀生态分区2002 2015年输沙模式特征值统计Table7㊀Zonalstatisticsofsedimenttransportmodulusduring2002 2015生态分区Ecologicalregionalization侵蚀模数Sedimenttransportmodulus/(tkm-2a-1)最小值Min最大值Max均值Mean黄土高塬沟壑区A1LoesssorghumgullyregionA18.51837417黄土高塬沟壑区A2LoesssorghumgullyregionA2154.539241118黄土丘陵沟壑区B1LoesshillyandgullyregionB10.23325342黄土丘陵沟壑区B2LoesshillyandgullyregionB218.33245994沙地及农灌区CSandylandandagriculturalirrigationregionC8.32693559土石山区及河谷平原区DEarth⁃rockymountainous,andrivervalleyplainregionD0.116261883㊀结论本文依据国家发改委的黄土高原生态分区,在考虑水土流失治理技术和模式的区域性差异的基础上,将黄土高原划分为黄土高塬沟壑区,黄土丘陵沟壑区,沙地和农灌区,土石山区及河谷平原区㊂其中黄土高塬沟壑区进一步划分为A1和A2两个副区;黄土丘陵沟壑区划分为B1和B2两个副区㊂黄土高原多年平均降水量447mm,丘陵沟壑区B2副区降水量呈增加趋势,其他分区呈减小趋势,变化均不显著㊂黄土高原多年平均气温为7.3ħ,各分区的面平均气温均呈非显著增加趋势,90年代以来增温明显㊂黄土高原多年平均NDVI为0.56,80年代以来,黄土高原和各生态分区的植被覆盖度均逐渐增加,黄土高塬沟壑区㊁土石山区及河谷平原区的增加量较小,黄土丘陵沟壑区的增加量最大㊂1970年以来,黄土高原侵蚀产沙强度减弱趋势显著,强度侵蚀以上等级的侵蚀强度范围明显萎缩㊂至2002 2015年,多年平均输沙模数在0.13 3924tkm-2a-1之间,侵蚀强度最大为中度侵蚀(2500 5000tkm-2a-1),但面积较小,主要分布于第二高塬沟壑区的泾河流域㊂参考文献(References):[1]㊀舒若杰,高建恩,赵建民,吴普特,张青峰.黄土高原生态分区探讨.干旱地区农业研究,2006,24(3):143⁃148,206⁃206.[2]㊀张青峰,吴发启.黄土高原生态经济分区的研究.中国生态农业学报,2009,17(5):1023⁃1028.[3]㊀国家发展改革委,水利部,农业部,国家林业局.‘黄土高原地区综合治理规划大纲(2010⁃2030年)“.(2010⁃12⁃30).http://www.gov.cn/zwgk/2011⁃01/17/content_1786454.htm.[4]㊀穆兴民,赵广举,高鹏,孙文义.黄土高原水沙变化新格局.北京:科学出版社,2019.[5]㊀唐克丽.中国水土保持.北京:科学出版社,2004.[6]㊀张洪江.土壤侵蚀原理(第二版).北京:中国林业出版社,2008.[7]㊀黄秉维.编制黄河中游流域土壤侵蚀分区图的经验教训.科学通报,1955,(12):15⁃21,14⁃14.[8]㊀朱显谟.有关黄河中游土壤侵蚀区划问题.土壤通报,1958,(1):1⁃6.[9]㊀吴佳,高学杰.一套格点化的中国区域逐日观测资料及与其它资料的对比.地球物理学报,2013,56(4):1102⁃1111.[10]㊀晏利斌.1961 2014年黄土高原气温和降水变化趋势.地球环境学报,2015,6(5):276⁃282.[11]㊀孙智辉,刘志超,曹雪梅,雷延鹏.陕西省黄土高原地区侵蚀性降水变化特征.水土保持通报,2010,30(4):36⁃39.[12]㊀王麒翔,范晓辉,王孟本.近50年黄土高原地区降水时空变化特征.生态学报,2011,31(19):5512⁃5523.[13]㊀颜明,王彩侠,王随继,闫云霞,许炯心.1958 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黄土高原是如何形成的黄土高原是世界上黄土覆盖面积最大的高原,又称之为乌金高原,位于中国中部偏北。
下面由店铺为你详细介绍黄土高原形成的原因等相关知识。
黄土高原形成的原因黄土高原的形成和青藏高原的隆升,加快了岩石受侵蚀和风化的速度,在高原周围的低洼地区堆积了大量卵石、沙子和更细的颗粒。
每当大风骤起,在西部地区便形成飞沙走石、尘土弥漫的景象。
被卷起的沙和尘土依次沉降,颗粒细小的粉尘最后降落到黄土高原区域,形成了一条荒凉地带。
印度板块论印度板块向北移动与亚欧板块碰撞之后,印度大陆的地壳插入亚洲大陆的地壳之下,并把后者顶托起来。
从而喜马拉雅地区的浅海消失了,喜马拉雅山开始形成并渐升渐高,青藏高原也被印度板块的挤压作用隆升起来。
然而东西走向的喜马拉雅山挡住了印度洋暖湿气团的向北移动,久而久之,中国的西北部地区越来越干旱,渐渐形成了大面积的沙漠和戈壁,这里就是堆积起了黄土高原的那些沙尘的发源地。
体积巨大的青藏高原正好耸立在北半球的西风带中,240万年以来,它的高度不断增长着。
青藏高原的宽度约占西风带的三分之一,把西风带的近地面层分为南北两支。
南支沿喜马拉雅山南侧向东流动,北支从青藏高原的东北边缘开始向东流动,这支高空气流常年存在于3500—7000米的高空,成为搬运沙尘的主要动力。
与此同时,由于青藏高原隆起,东亚季风也被加强了,从西北吹向东南的冬季风与西风急流一起,在中国北方制造了一个黄土高原。
洪水论科学家认为,黄土中粗粉沙的含量由西北向东南减少,而黏土的含量由西北向东南增加,这种“阶梯式”的分布规律与地势相吻合(东南海拔较低,西北较高),更像是洪水造成的。
风成论长期以来的观察研究认为,黄土高原是由有西北向东南的风造成的,风沙带来了黄土高原。
但是,区区沙尘暴能形成如此巨大的一座高原,就算积起的黄沙不被吹散、冲走,沙尘暴所带来的黄沙也不足以形成如此宏伟的一座高原。
争议关于黄土的来源,长期以来,中外学者有过不同的争论。
黄土高原土壤干层成因分析1气候干旱,降水减少黄土和黄土状堆积物的广泛分布,是黄土高原最明显的地理特征。
对黄土孢粉的研究证明,黄土形成于半干旱的草原或半湿润的森林草原,干冷利于黄土的发育。
对黄土高原14C 年代学的研究证明,距今5000年左右,黄土高原以堆积新近黄土为主,总的来说指示了黄土高原的古环境存在着气候干凉的趋势。
黄土中的水分状况深受这种气候特征的影响。
黄土高原各地降水偏少,存在明显的地区差异,多数地区年均降水量为300~650m。
而蒸发量却相对很高,达623.8mm(青海门源)~1254.0mm(宁夏同心),最低值接近于年均降水量的最高值。
这种“低降水高蒸发”的环境对土壤的干化具有明显的促进作用,表现为黄土高原内部从东南到西北土壤干化的严重程度与黄土高原气候干旱程度的方向性变化一致。
黄土高原从东南到西北,气候渐趋干燥,降水逐渐减少,而土壤干化程度和干层厚度也渐趋严重和加深。
2土壤水分物理性能的影响黄土高原土壤水分物理特性包括持水性能、蒸发性能、稳定湿度和深层储水状况[9],因受土壤质地的制约和影响均呈现出有规律的方向性变化,即从东南向西北,持水性能渐次降低,蒸发性能渐趋增加,稳定湿度逐渐降低,深层储水渐次减弱。
在这些水分物理特性的制约下,黄土高原的植被由东南向西北在空间分布上呈现出地带性分布规律,愈向西北,植被草原化程度愈趋强烈,原因是植被生长所需的水分受土壤物理性能的影响渐趋减少,土壤干化程度渐趋增强。
3严重的水土流失黄土高原地区生态环境十分脆弱,长期以来,水土流失和风沙危害严重。
目前,全区水土流失面积43万km2。
其中土壤侵蚀模数大于5000t/(km2·a)的严重水土流失区约14.5万km2,是世界上水土流失最严重的地区之一。
黄土高原降水集中、强度大、多暴雨的特征决定了其水土资源极易流失。
据统计,每年从黄土高原输入黄河的泥沙平均多达16亿t,这些泥沙都是富含营养物质的表土层流失的结果;输送泥沙的洪水径流达34亿m3,即意味着每年有如此多的水资源从黄土高原流失,这无疑使黄土高原的水资源短缺加剧,干旱趋于严重。