黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库特征与季节动态

《准格尔黄土丘陵沟壑区沟谷植被研究》篇一一、引言准格尔黄土丘陵沟壑区，作为我国典型的黄土高原地区，其独特的地理环境和生态系统对植被的分布和生长具有重要影响。

本文将针对该地区的沟谷植被进行研究，旨在分析其组成结构、分布特征及其与环境的关系，以期为该区域的生态保护和植被恢复提供理论支持。

二、研究区域与方法1. 研究区域准格尔黄土丘陵沟壑区位于黄土高原的北部，地形复杂，气候干旱，生态环境脆弱。

该区域具有典型的黄土沟壑地貌特征，沟谷纵横交错，植被类型多样。

2. 研究方法（1）野外调查：通过实地考察，收集沟谷植被的分布、组成及生长状况等数据。

（2）实验室分析：对采集的土壤、植物样品进行实验室分析，了解其理化性质和生物特性。

（3）遥感技术：利用遥感技术获取区域植被覆盖度、植被类型等信息。

三、沟谷植被的组成与分布1. 植被组成准格尔黄土丘陵沟壑区的沟谷植被主要由草本植物、灌木和乔木组成。

其中，草本植物种类丰富，如蒿类、禾本科植物等；灌木主要有沙棘、酸枣等；乔木则以侧柏、油松等为主。

2. 分布特征沟谷植被在空间分布上呈现出一定的规律性。

在沟谷底部，由于土壤肥沃，植被覆盖度较高，主要以草本植物和灌木为主；在沟坡上，由于土壤贫瘠，植被覆盖度较低，主要以耐旱的草本植物和灌木为主；在山顶和山脊等地区，由于气候条件较为恶劣，植被稀少。

四、环境因素对沟谷植被的影响1. 地形地貌：地形地貌对沟谷植被的分布和生长具有重要影响。

在沟谷底部，地形平坦，土壤肥沃，有利于植被的生长；而在沟坡和山顶等地区，地形陡峭，土壤贫瘠，植被生长受到限制。

2. 气候条件：气候条件是影响沟谷植被生长的重要因素。

准格尔黄土丘陵沟壑区气候干旱，降雨量较少，这对植被的生长造成了一定的压力。

然而，该地区的植被具有一定的抗旱性，能够适应这种环境。

3. 土壤性质：土壤性质对沟谷植被的生长具有重要影响。

该区域的土壤主要为黄土，具有较好的透水性和保水性，有利于植被的生长。

河南科技Henan Science and Technology 地球与环境总777期第七期2022年4月基于RUSLE模型的黄土高原土壤侵蚀变化分析——以延安市为例梁钰汪洋（长安大学，陕西西安710000）摘要：土壤侵蚀是影响黄土高原生态环境质量的重要因素。

为研究延安地区土壤侵蚀的时空变化，本文基于RUSLE模型并借助Arcgis10.2，以延安地区2012年、2015年和2018年的LandsatTM影像、DEM数据、日降水量数据、土地利用数据、土壤类型数据和NDVI数据，得出延安地区各年土壤侵蚀模数并划分土壤侵蚀等级。

结果表明：延安地区2012—2018年，土壤侵蚀情况有所下降，特别是在2015—2018年，土壤侵蚀剧烈等级显著降低。

北部地区的土壤侵蚀等级较高，南部地区土壤侵蚀等级较低。

黄河流域的土壤侵蚀等级随时间变化较大，7年间土壤侵蚀强度明显减弱，延安市的土壤侵蚀程度明显改善。

侵蚀强度的降低主要与当地实施的退耕还林、治沟造地和打坝淤地等水土保持措施有关，本研究可为当地的水土保持工作提供科学依据。

关键词：土壤侵蚀；RUSLE；时空变化；黄土高原；延安市中图分类号：S157文献标志码：A文章编号：1003-5168（2022）7-0121-05 DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2022.07.028Analysis of Soil Erosion Change in Loess Plateau Based on RUSLEModel—Take Yan'an City as an ExampleLIANG Yu WANG Yang(Chang'an University,Xi'an710000,China)Abstract:Soil erosion is an important factor affecting the ecological environment quality of the Loess Pla⁃teau.In order to study the spatial-temporal changes of soil erosion in Yan'an Region,based on RUSLE model and Arcgis10.2,this paper used LandsatTM images,DEM data,daily precipitation data,land use data,soil type data and NDVI data in Yan'an region in2012,2015and2018.The soil erosion modulus and soil erosion grade in Yan'an area were obtained.The results showed that the degree of soil erosion in Yan'an area decreased from2012to2018,especially during2015to2018,the severity level of soil erosion decreased significantly.The grade of soil erosion is higher in the northern region and lower in the southern region.The soil erosion level of the Yellow River basin changed greatly over time,the intensity of soil erosion was obviously weakened,and the soil erosion degree of Yan'an city was obviously im⁃proved.The decrease of erosion intensity is mainly related to the local soil and water conservation mea⁃sures such as returning farmland to forest,constructing ditches for land and dredging for dam.This study is helpful to provide scientific basis for local soil and water conservation work.Keywords:soil erosion;RUSLE;space-time change;Loess Plateau;Yan'an收稿日期：2022-03-21作者简介：梁钰（1997—），男，硕士生，研究方向：土地资源评价与利用。

应用生态学报2008年6月第19卷第6期Ch i nese Jo urna l of App lied E colo gy,Jun.2008,19(6):1234-1240黄土丘陵沟壑区不同降水年型下土壤水分动态*张北赢1,2徐学选1,3**刘文兆1,3陈天林1,3(1中国科学院/水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100;2中国科学院研究生院,北京100039;3西北农林科技大学,陕西杨凌712100)摘要采用定位监测法,对黄土丘陵沟壑区不同降水年型下旱农坡地、刺槐林、沙棘灌丛和白羊草地土壤水分的时空变化规律进行了分析.结果表明,降水年型对研究区不同植被类型土壤水分的季节变化和剖面垂直变化均有一定影响.旱农坡地平水年土壤水分的季节变化平缓;枯水年雨季前土壤水分缓慢减小,雨季后显著增加;丰水年则整体增加,且雨季后增加明显.刺槐林、沙棘灌丛和白羊草地平水年土壤水分的季节变化表现为整体降低;枯水年沙棘灌丛土壤水分先减后增,刺槐林与白羊草地呈/W0型曲线变化,两个最低值均出现在6月和8月;丰水年沙棘灌丛和刺槐林土壤水分的季节变化呈/V0型,白羊草地的波动较大,最低值出现在8月.旱农坡地枯水年的土壤水分活跃层和次活跃层深度较平水年下移,丰水年次活跃层消失;丰水年和枯水年,刺槐林和白羊草地土壤水分活跃层深度均较平水年下移,沙棘灌丛则上移.关键词黄土丘陵沟壑区降水年型土壤水分土地利用文章编号1001-9332(2008)06-1234-07中图分类号S152.7文献标识码AD yna m ic changes of soil m oistur e i n loess h illy and gu lly r egion under effects of differen tyea r ly pr eci p itation pa ttern s.Z HANG Be i2yi n g1,2,XU Xue2xuan1,3,LIU W en2zhao1,3,C H E NT ian2lin1,3(1Institute o f Soil and Wa ter Conserv a tion,ChineseAc ade my o f Sciences&M inistry of Wa2te r Resources,Y ang ling712100,Shaanxi,China;2Gradua te Un iversit y of Ch i n ese Ac ade my of Sci2e nces,Beijing100039,Ch i n a;3N orthwestA&F Unive rsity,Y angling712100,Shaanxi,China).2Ch in.J.A ppl.E col.,2008,19(6):1234-1240.A bstra ct:Based on field deter m i n ations,the dyna m ic changes of soilmoisture in dry far m land,Robi n i a pse udoa c a cia f orestland,H ippo phae shrubland and Bothriochloa isc ha e mu m grassland i n l o2ess h illy and gu lly region under eff ects of d iff erent yearly precipitation patterns were ana l y zed.Theresults sho wed that yearly precipitation pattern had definite eff ects on the seasonal variation and pro2file d istri b uti o n of soilmoist u re.I n nor mal year,soilmoist u re in dry f ar m land had a gentle seasona lvariation;i n dry year,it decreased sl o w ly bef ore ra i n y season but increased mar ked l y af ter rainyseason;while i n rainy year,it had an overa ll i n crease and t h e i n cre mentwas re markab le after rainyseason.The soilmoisture in R.pse ndoa c a cia f orestland,H i p popha e shrubland,and B.ischa e mungrassland decreased as a whole i n nor m al year.In dry year,soil moist u re i n H i p popha e shr ublanddecreased first and i n creased then,while that i n R.psendoacaci a f orestland and B.ischa e mungrassland vari e d i n/W0type,w it h the m i n i m um i n June and Augus.t I n ra i n y year,the seasona lvariation of soil moisture in R.pse ndoa c a cia f orestland and H i p popha e shrub land presen ted/V0type,and that in B.isc ha e mu grassland fl u ctuated mar kedly,w ith the m ini m um i n A ugus.t I n dryf ar m l a nd,the acti v e and sub2acti v e layers of soilmoisture were deeper in dry year than i n nor m a lyear,and the sub2active layer d isappeared in rai n y year.In R.pse ndoa c a cia f orestland and B.isc ha e mu grassland,t h e active layer of soilmoist u re was deeper i n dry and ra i n y years than in nor2mal year;wh ile i n H i p popha e shrubland,th is acti v e layer was shallo wer in dry and ra i n y years t h anin nor mal year.K ey words:loess hill y and gully regi o n;yearly precipitation patter n;soilmoisture;land use.*中国科学院西部行动计划项目(KZCX22XB2205203)、国家自然科学基金项目(40471126)和中国科学院西部之光人才培养计划资助项目.**通讯作者.E2m ai:l xuxuexuan@nusua.f 2007206218收稿,2008203219接受.黄土高原地区水土流失严重,土壤水分是制约其植被建设的主要因子[1].对该区土壤水分的研究一直是黄土高原环境整治和生态建设的主要内容[2-4].自退耕还林(草)工程实施以来,黄土高原土壤水分研究愈加深入,研究范围和方法也愈加广泛,从农田水量平衡[5-9]到人工林草地的利用型/土壤干层0[10-16],从土壤水分动态[17-19]到土壤水分空间异质性[20-24],已经取得了一系列成果.关于降水年型对土壤水分动态影响的研究也有一定成果,李锋瑞等[25]分析了陇东黄土旱塬不同降水年型下作物土壤水分时空分异特征;邱扬等[26]采用DCCA 排序研究了黄土丘陵区小流域土壤水分的时空分异类型及其与环境因子的关系;贾志清[27]研究了晋西北黄土丘陵沟壑区典型灌草植被土壤水分动态规律.但以往的研究多集中在单一土地利用或浅层土壤(100c m以内),对于多种土地利用方式和较深层次土壤水分的报道则较少.本文对黄土丘陵沟壑区的延安燕沟在不同降水年型下土壤水分时空变化规律进行了研究,并分析了该区不同植被类型下土壤水分对降水的响应,旨在明确该区降水对不同土地利用类型土壤水分的塑造作用,并为该区合理利用降水资源进行生态环境建设提供理论依据.1研究地区与研究方法111研究区概况研究区为位于延安市南10km处的黄土高原丘陵沟壑区的延安燕沟流域(36b20c)36b32c N,109b 20c)109b35c E).该区属暖温带半湿润气候向半干旱气候的过渡带,年均气温918e,年均降水量55814mm,6)9月降水量占全年的70%以上,且多以暴雨形式出现,年均蒸发量约1000mm.流域内成土母质为黄土,山地和沟坡地主要为新黄土和次生黄土所覆盖,并成为主耕作土壤,其中黄绵土占90%以上.流域内天然林面积434175hm2,占流域总面积的9121%,均分布于25b以上的陡坡,主要乔灌木树种有山杨(Populus davi d iana)、辽东栎(Querc us wuta is hanic a)、沙棘(H ippo phae rha mnoi d es)、狼牙刺(Sophora da vidii)、黄刺玫(Ros a xanthina)、虎榛子(O stryopsis davi d i a na)等;人工林面积50718hm2,占流域总面积的10176%,树种主要为刺槐(Robinia pse udoa c a cia)、黄杨(Buxus sinica)、旱柳(Sa lix ma t2 sudana)、柠条(Ca ragana korshinskii)等;经济林面积17411hm2,占流域总面积的3169%,主要树种有苹果、杏、梨等;荒坡草地面积1224100h m2,占流域总面积的25194%.112研究方法11211土样采集在流域内选取4个样地,植被类型分别为旱农坡地、沙棘灌丛、白羊草地和刺槐林地(表1).1998)2007年,采用土钻法定位监测土壤含水量,4)10月每月测定一次,其中,4月和10月测深为400c m,5)9月测深为200c m.0~1m土层每隔10c m取样,1m以下土层每隔20c m取样.表1样地基本特征T ab.1G enera l situa tion of differ en t land uses植被类型V egetation type植被盖度V egetationcoverage(%)坡度Sl op egrad ient(b)坡向Sl opeaspect刺槐林R.pse udoa c aci a forestl and6510S沙棘灌丛H i ppopha e shrub l and8025W白羊草草地B.is chae mum grassl and9525S旱农坡地Dry far m l and515NW11212测定方法采用烘干法测定土壤含水量.在每个取样点各设置5个雨量桶测定雨量,取其平均值为该样点的降水量.11213降水年型划分本文采用国内较常用的降水年型划分标准[28]划分降水年型.丰水年:P i>P+0133D枯水年:P i<P-0133D式中:P i为当年降水量(mm);P为多年平均降水量(mm);D为多年降水量的均方差(mm),根据研究区多年降水资料计算得出均方差为150108mm.2002年降水量53815mm,为平水年;2003年降水量63614mm,为丰水年;2005年降水量48115 mm,为枯水年.与不同降水年型多年平均状况相比, 2002、2003和2005年降水的年内分布与其对应降水年型的平均状况较为一致,故本文以这3年为例进行分析.11214土壤水分垂直分层的划分方法对于黄土区土壤水分垂直分布特征的分层,目前还没有一致的方法.韩仕峰[29]研究了黄土区裸地土壤剖面的水分分布特征,按照某层土壤水分在干旱期(30d)内的增减值大小分为四级:土壤含水量的变化<1%时为相对稳定层;在1%~3%,为次活跃层;在3%~ 5%,为活跃层;>5%时为速变层.王孟本等[30]考虑了林草的作用,根据土壤含水量标准差(S D)的大小,将林下土壤水分垂直分布分为活跃层(SD> 115)、次活跃层(SD在1~115)和相对稳定层(SD12356期张北赢等:黄土丘陵沟壑区不同降水年型下土壤水分动态<1).由于本文的4个样地均有植被覆盖,故选择土壤含水量标准差判别法.113 数据处理采用M icrosof t Excel 2003和DPS 软件对文中数据进行回归分析和相关分析.对同一植被下不同深度土壤水分采用LSD 多重比较法检验其差异的显著性.2 结果与分析211 平水年土壤水分特征21111不同植被类型土壤水分的季节动态 从图1可以看出,平水年降水的年内分布主要集中在6月.生长季内,除旱农坡地0~200c m 土层的平均土壤含水量基本稳定外,其余均呈下降趋势,只在9)10月略有缓解,但仍未恢复到雨季前水平.4)8月由于气温回升快,表层土壤蒸发潜力大,加之雨量充沛引起的植被生长旺盛,蒸腾作用较强,消耗了大量土壤水分,导致土壤含水量呈逐渐下降的趋势,该时段为土壤水分消耗时期;一般认为8)10月为土壤水分补给期[31-32],但本研究中2002年雨季明显前移,降雨的补偿作用并没有使土壤水分恢复到4月的水平.由于植被种类、覆盖度的影响,补给期和消耗期的时间界限并不严格一致:刺槐林5)8月的土壤水分持续降低,至8月达到最低值,0~200c m 土层的平均土壤含水量低于8%,这是植被蒸腾和土壤蒸发共同作用的结果,8月以后土壤水分逐渐恢复,10月恢复到10%左右,基本恢复到4月的水平,这是因为植被蒸腾和土壤蒸发作用减小,降水的补偿作用得以突显;沙棘林地4)8月的土壤水分持续降低,土壤水分的损耗仍以植被蒸腾和土壤蒸发为主,9月土壤水分略有恢复,随后又有降低,土壤水分变化以降水的补充为主;白羊草地4)7月的土壤水分基本稳定,7)9月植被生长旺盛,加之气温升高,导致土壤水分迅速下降,至10月降水补充后略有恢复;旱农坡地由于土质疏松,植被覆盖度较低,降水较容易入渗转化为土壤水,而生长季后期由于作物收获,土壤水分的消耗也相对减小,在6月较大降水量的补充下,雨季后土壤水分都保持在较高水平,且波动不大.由此可见,不同植被下土壤水分的变化比较复杂,其不仅受降水量、温度等环境因素的影响,还与植被耗水特性、覆盖度、生长状况等密切相关.21112不同植被类型土壤水分的垂直动态 从表2可以看出,刺槐林、沙棘灌丛土壤水分平均值随土层深度的增加而逐渐减小;白羊草地土壤水分的垂直图1 2002年(平水年)降水量与0~200c m 土层平均土壤含水量的关系F ig .1 R e l a ti onsh i p bet ween prec i p itati on and average soil wa 2te r conten t of 0-200cm soil l ayer i n 2002(nor ma l year).Ñ:降水量Preci p it ati on;Ò:白羊草地B .isc hae mum grass l and ;Ó:沙棘灌丛H i ppo phae s h rub land ;Ô:刺槐林地R .pse udoacacia fores t 2land ;Õ:旱农坡地Dry far m l and.下同The sa m e belo w .变化较为复杂,表现为随着土层深度的增加,土壤水分平均值呈凹型曲线变化,在50~70c m 土层出现了一个低值,原因是由于白羊草根系在该处的活动较为强烈;旱农坡地整个土壤剖面的土壤含水量均较高,0~70c m 土层的土壤含水量平均值随着土层加深而逐渐增加,90c m 以下土层的土壤水分平均值呈稳定状态.研究区0~10c m 土层的土壤水分变异程度均较大,原因是由于该层土壤受降水、温度、风力等气象因子影响,其水分变化较为剧烈.与其他植被类型相比,旱农坡地整个土壤剖面的土壤水分标准差相对较小,而其他植被下标准差变化规律不明显.土壤水分变异较大的土层与植被根系分布层有着较一致的趋势.平水年,研究区除旱农坡地10c m 与50~200c m 土层土壤水分存在显著差异外,其他植被条件下各层土壤水分均无显著性差异.研究区旱农坡地的土壤水分分层与林、灌、草地明显不同,其土壤水分活跃层(0~60c m )明显比其他植被类型浅,100c m 以下均为土壤水分相对稳定层.由于旱农坡地植被覆盖较低,其土壤水分的变化主要受外界环境条件的影响,由此说明由气象条件引起的土面蒸发对0~60c m 土层土壤水分产生显著影响,而对100c m 以下土层的影响甚微.其余植被类型的土壤水分活跃层均至少达到120c m,有的甚至深入到200c m,这是因为植物的根系延伸比作物深,其蒸腾耗水引起根际土壤水分波动,导致较深层土壤水分的季节变化明显.活跃层与稳定层的划分界线与植被根系的延伸深度较为一致.1236 应 用 生 态 学 报 19卷表2 2002(平水年)不同植被类型土壤含水量的垂直动态Ta b .2 Ver tica l dynam ics of s o ilm oistur e a t differ en t depth s under d iffer ent l and u ses in 2002(norm a l year )(m ean ?SD,%)土层深度S oil dept h (c m)刺槐林R.pse udoaca c iaf orestla nd沙棘灌丛H i p po pha e shrubla nd白羊草草地B.isc ha e mu m grass l a nd 旱农坡地D ry f ar m l and 1010173?3163a 13148?3162a 11129?3152a 13138?3141c 3010143?1199a 12159?3113a 12169?2154a 14187?2163bc 509182?2117a 11153?3163a 11124?2166a 16110?3102ab 709154?2131a 11139?3172a 11195?3142a 18196?1137ab 909184?2125a 11148?3119a 12122?3108a 15150?0187ab 1209148?2112a 11147?2148a 12182?2138a 15139?0155abc 1609157?1117a 11174?2102a 13120?2125a 15191?0187ab 2009163?1141a 11118?1134a12196?2139a15199?1145ab*同列不同字母表示差异达显著水平(P <0105)D if ferent l etters i n t he sa mecol u mn meant si gnifi cant at 0105l eve.l 下同The sa m e bel o w .212 枯水年土壤水分特征21211不同植被类型土壤水分的季节动态 研究区2005年(枯水年)降水集中在7)9月,土壤水分的季节动态也受此影响.不同植被类型土壤水分的季节动态基本一致,均呈凹型曲线,即土壤含水量先减小后增大.从图2可以看出,农地、沙棘灌丛4)7月土壤水分缓慢减小,7)10月土壤水分持续增加.刺槐林与白羊草地土壤水分变化呈/W 0型曲线,与降水的季节变化基本一致,但7月降水量最多时土壤水分并没有达到最大,原因是此时外界环境条件引起的土壤蒸发增强,且植被生理活动引起的蒸腾耗水增强,导致降水的补给作用小于土壤水分的消耗,故土壤含水量较低;9月较大的降水量使土壤水分得到了充分补充,超过了雨季前的水平;10月降水的减少导致土壤水分含量降低.整体来看,枯水年的降水量虽然较往年少,但其对土壤水分的补充作用较为明显,除白羊草地外,其他地类雨季后的土壤水图2 2005年(枯水年)降水量与0~200cm 土层平均土壤含水量的关系F i g .2 R elati onship be t w een precipitatio n and average soil wa 2terco ntent of 0-200c m soil layer i n 2005(dry year).分均明显高于雨季前.白羊草地可能是由于植被茂盛、覆盖度高,故降雨的补充作用不太明显.21212不同植被类型土壤水分的垂直动态 刺槐林、沙棘灌丛和白羊草地土壤含水量的平均值都随着土层深度的增加逐渐减小(表3).旱农坡地土壤水分平均值的垂直变化趋势较林、灌、草地明显,0~100c m 土层土壤水分呈/V 0型变化,在50c m 左右深时达到水分最低值,随后逐渐增加,在100c m 深处达最高值,100c m 以下土层的土壤水分又逐渐减小.旱农坡地与林、灌、草地土壤水分垂直变化的最明显差异在于其下层土壤水分高于上层.刺槐林和旱农坡地整个土壤剖面土壤含水量的标准差具有相似趋势,均是0~10c m 土层最大,由于受外界环境条件影响显著,该层土壤水分变化剧烈;随着土层的加深,其标准差逐渐减小,而刺槐林在70c m 土层又出现一个高值,这是由于刺槐根系活动引起的水分波动较大所致.沙棘灌丛和白羊草地0~50c m 土层土壤水分的标准差均较高,最高值出现在30c m 土层处;50c m 以下土层土壤水分标准差则随着土层深度的增加而逐渐减小.枯水年,研究区仅刺槐林10~50c m 与160c m 、沙棘灌丛和白羊草地10c m 与70~200c m 、旱农坡地30~50c m 与120c m 土壤含水量存在显著差异(P <0105).除沙棘灌丛外,其余各植被类型枯水年的土壤水分活跃层都明显比平水年深,这是由于枯水年降水不足且年内分布不均所致(表3).旱季降水量偏少,土壤蒸发和植被蒸腾耗水从深层消耗土壤水分;雨季降水量多,降水对土壤水分的补偿作用明显,导致土壤水分的波动很大.与平水年相比,枯水年旱农坡地土壤水分活跃层的下移最明显(下移至表3 2005年(枯水年)不同植被类型土壤含水量垂直动态T ab .3 V er tica l dynam ics of soil m oistur e a t d iffer en t dep th s under d iffer en t land uses in 2005(d ry yea r)(m ean ?SD ,%)土层深度Soi l dept h (c m )刺槐林R.pse udoa c a ci af orestl and 沙棘灌丛H i ppo pha e shrubl and 白羊草草地B 1i sc ha e mum grassl and旱农坡地Dry f a r mla nd1013195?5188a13121?5104a12142?5184a 15128?4163ab3013136?3181ab 10192?5164abc 10117?5166ab 13186?3183b 5014120?4133a 10128?4153abc 9136?4113ab 13169?2188b 7012148?5136ab 8195?3125bc 9194?3130b 14134?2152ab 9012130?2128ab 9115?2161bc 7159?2196b 15132?2117ab 12011174?2125ab 8158?1128c 7105?2133b 17135?2164a 1609163?2161b 8147?0186c 7163?2180b 16158?1127ab 20010150?1164ab9108?0199bc7193?2158b 15153?1107ab12376期 张北赢等:黄土丘陵沟壑区不同降水年型下土壤水分动态140c m),是因为农地土质疏松,表层土壤蒸发强烈,久旱后的降水入渗强烈,对土壤水分的补偿作用明显,故深层土壤水分变化剧烈;沙棘灌丛土壤水分活跃层略微上移(上移至120c m ),可能是由于其灌丛高度和密度均较高,对降水的补偿和土壤水分的蒸发消耗都有一定的阻滞作用.213 丰水年土壤水分特征21311不同植被类型土壤水分的季节动态 从图3可以看出,研究区丰水年各月降水量明显高于其他年份,但年内分布不均,集中在8)10月,导致土壤水分变化在10月显著提高,这是降水对土壤水分补偿滞后效应的明显表现.这种滞后作用的原因可能是虽然8月降水量较高,但该月气温高、土壤蒸发和植被蒸腾作用均较强,削弱了降水对土壤水分的补偿作用;而10月气温降低,植被生理活动基本停止,土壤水分消耗明显减少,降水对土壤水分的补偿作用才得以体现,故土壤含水量显著提高.旱农坡地土壤水分明显高于其他植被类型,雨季前土壤水分缓慢升高,雨季后显著提高.沙棘林地和刺槐林土壤水分季节变化均呈/V 0型曲线,7月的土壤含水量最低,雨季末期达最高值.与沙棘和刺槐林地不同,白羊草地雨季前土壤水分逐渐升高,最低值出现在8月,这可能与植被生理特性有关,说明不同植被对土壤水分有不同的塑造作用.21312不同植被类型土壤水分的垂直动态 从表4可以看出,刺槐林和白羊草地土壤含水量平均值均随着土层深度的增加而逐渐减少;沙棘灌丛则呈凹形曲线变化,70c m 土层的土壤水分最低,原因是由于该层根系耗水较多且降水补充较少;与沙棘灌丛相反,旱农坡地土壤水分变化趋势呈凸形,30~70c m 土层的土壤含水量较高,因为该层土质疏松,降图3 2003年(丰水年)降水量与0~200cm 土层平均土壤含水量的关系F i g .3 R elati onship be t w een precipitatio n and average soil wa 2ter co ntent of 0-200c m soil layer i n 2003(ra i ny year).表4 2003年(丰水年)不同植被类型土壤含水量垂直动态T ab .4 V er tica l dynam ics of soil m oistur e a t d iffer en t dep th s under d iffer en t l a nd uses in 2003(ra i ny yea r )(m ea n ?SD ,%)土层深度Soi l dept h (c m )刺槐林R.pse udoa c a ci af orestl and 沙棘灌丛H i ppo pha e shrubl and 白羊草草地B 1i sc ha e mum grassl and 旱农坡地Dry f a r mla nd 1011156?5102a 10183?3196a 13184?4110a 14174?2127a 3011184?5101a 9165?2177ab 13113?5185a 15157?1114a 5010199?4149a 8113?1131b11178?5192a15136?2107a 7010171?4160a 7188?0159ab 11161?6150a 15143?1120a 9010163?4130a 8105?0154ab 11122?6142a 15139?0168a 1209188?4114a 8129?0172ab 10178?6121a 14173?0145a 1609126?3109a 8141?0192ab 10171?4187a 14121?0158a 2008164?2162a8158?0163ab8168?3106a14177?1133a水补充较好,且蒸发损失较小.随着土层深度的增加,刺槐林、沙棘灌丛和旱农坡地的变异系数均减小,只是刺槐林的波动较大,70c m 深处出现一个较大值,但总体趋势还是减小.白羊草地变异系数的变化趋势与其他3种植被明显不同,表层的变异系数较小,随土层深度的增加而逐渐增大,至160c m 以下土层又减小,原因是由于白羊草地覆盖度好,降水补偿和土壤蒸发作用相对受阻,故表层土壤水分变化相对较缓,而白羊草根系在30~160c m 土层的活动剧烈,导致土壤水分波动较大.丰水年,仅沙棘灌丛10c m 与50c m 土壤含水量存在显著差异(P <0105).与平水年相比,研究区刺槐林、白羊草地和旱农坡地丰水年土壤水分活跃层均向深层延伸,但延伸幅度不同,刺槐林和白羊草地均延伸至200c m 土层,而旱农坡地的延伸幅度较小(表4).旱农坡地土壤水分次活跃层消失,其原因是雨季中降水增多,但同时气温也处于最高,加之作物根系的影响,土壤水分变化强烈,0~70c m 形成活跃层,而70c m 以下土层的土质较上层紧实,土壤水分运移的阻力也较大,气温引起的土壤蒸发对该层影响较小,降雨的补偿也相对较缓,所以该层土壤水分变化相对稳定,形成相对稳定层.与其他3种地类不同,沙棘灌丛丰水年的土壤水分活跃层较平水年和枯水年均明显上移,丰水年充足的浅层土壤水分使根系吸收下层土壤水分的作用降低.3 结 论从土壤水分季节动态来看,研究区旱农坡地土壤水分高于林、灌、草地,且这4种地类土壤水分的变化差异较大.由于平水年特殊的降水年内分布特征,土壤水分变化趋势平缓;枯水年土壤水分前期迅1238 应 用 生 态 学 报 19卷速减小,雨季后则显著增加,降水的补偿作用明显;丰水年土壤水分整体呈增加趋势.平水年,由于年内的降水分布前移,刺槐林、沙棘灌丛和白羊草地土壤水分整体趋势为逐月降低;枯水年,沙棘灌丛土壤水分先减后增,雨季前土壤水分的降低制约了植被正常生长,因此后期降水增加时,蒸腾耗水量降低,土壤水分则出现缓慢增加,而刺槐林与白羊草地土壤水分呈/W0型曲线变化;丰水年,沙棘灌丛和刺槐林土壤水分的季节变化呈/V0型曲线,7月为最低点,白羊草地土壤水分的季节变化波动较大,土壤水分在7月出现一个高值,8月降至最低,后经降水补偿又得到明显恢复.降水年型对土壤水分垂直分层的影响较为显著.旱农坡地枯水年土壤水分活跃层和次活跃层较平水年均向下移动,丰水年土壤水分次活跃层消失;与平水年相比,枯水年和丰水年刺槐林和白羊草地土壤水分活跃层均下移至200c m深处,而沙棘灌丛则表现为上移,但其丰水年上移的幅度更大,达到40c m深处,导致其次活跃层也相对上移.不同降水年型下,旱农坡地各层土壤水分标准差的变化趋势基本一致,大小顺序为丰水年<平水年<枯水年;丰水年刺槐林整个剖面土壤水分的变幅均高于其他年型;丰水年沙棘灌丛除30c m深处外,土壤水分的变幅均低于其他年型;枯水年白羊草地土壤含水量的变幅高于平水年,其丰水年50~ 200c m土层土壤水分的变幅均高于其他年型.平水年,仅旱农坡地10c m与50~200c m土层土壤水分存在显著差异;枯水年,刺槐林10~50c m 与160c m、沙棘灌丛和白羊草地10c m与70~200 c m、旱农坡地30~50c m与120c m土壤含水量存在显著差异;丰水年,仅沙棘灌丛10c m与50c m土壤含水量存在显著差异.参考文献[1]L iY2S(李玉山).The prope rties of water cyc l e in soiland their effect on water cycle for land i n loess regi on.Acta E colo gica Sinica(生态学报),1983,3(2):91-101(i n Ch i nese)[2]M u X2M(穆兴民),Chen J2W(陈霁伟).E ffects ofmeasures of soil and wate r co nserva tio n on soil 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第36卷第2期2022年4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 .36N o .2A pr .,2022收稿日期:2021-09-17资助项目:国家自然科学基金重点项目 黄土高原植被恢复影响切沟侵蚀的动力机制与模拟 (42130701) 第一作者:邢书昆(1996 ),男,山东聊城人,硕士研究生,主要从事土壤侵蚀研究㊂E -m a i l :201921051020@m a i l .b n u .e d u .c n 通信作者:张光辉(1969 ),男,甘肃静宁人,教授,博士生导师,主要从事土壤侵蚀和水土保持研究㊂E -m a i l :g h z h a n g@b n u .e d u .c n 黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形邢书昆1,张光辉1,2,王滋贯1,王丽丽1(1.北京师范大学地理科学学部,北京100875;2.北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875)摘要:退耕还林(草)工程的深入实施有效遏制了黄土高原水土流失,但以浅层滑坡和崩塌为主的重力侵蚀在黄土高原广泛分布,且已成为小流域侵蚀泥沙主要来源之一㊂为探究黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌的形态特征和发育临界地形,在陕西省安塞区纸坊沟小流域调查了53处浅层滑坡和40处崩塌,记录其植被特征,同时进行无人机摄影测量㊂结果表明:浅层滑坡的规模通常大于崩塌,且形态变化范围更大;浅层滑坡长度㊁宽度㊁周长和面积与沟壑密度呈显著负相关(P <0.01),与距离沟道远近呈显著正相关(P <0.01),崩塌的形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关性较弱;浅层滑坡和崩塌均较为集中地分布在坡度和地形湿度指数适中(30ʎ~55ʎ和0.50~2.00)㊁径流流路比降和径流流路长度较小(60.0%~120.0%和0~15.00m )的区域,而在坡度和径流流路比降较大(>55ʎ和>120.0%)㊁地形湿度指数和径流流路长度较小(<0.50和<15.00m )的区域,崩塌较为发育;反之,在坡度和径流流路比降较小(<30ʎ和<120.0%)㊁地形湿度指数和径流流路长度较大(>2.00和>15.00m )的区域,浅层滑坡较为发育;灌木坡面浅层滑坡和崩塌主要发生的坡向范围是0~180ʎ,草本坡面浅层滑坡主要发生的坡向范围是0~90ʎ和270ʎ~360ʎ㊂研究结果对于理解浅层滑坡和崩塌的发生过程和临界地形条件㊁估算小流域产沙量和控制侵蚀具有重要意义㊂关键词:黄土高原;重力侵蚀;地形因子;临界条件;植被类型中图分类号:S 157.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2022)02-0106-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2022.02.014M o r p h o l o g i c a l C h a r a c t e r i s t i c s a n dC r i t i c a l T o p o g r a p h y of S h a l l o wL a n d s l i d e a n d C o l l a p s e i nH i l l y a n dG u l l y R e gi o no f t h eL o e s sP l a t e a u X I N GS h u k u n 1,Z H A N G G u a n g h u i 1,2,WA N GZ i gu a n 1,WA N GL i l i 1(1.F a c u l t y o f G e o g r a p h i c a lS c i e n c e ,B e i j i n g N o r m a lU n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100875;2.S t a t eK e yL a b o r a t o r y o f E a r t hS u r f a c eP r o c e s s e s a n dR e s o u r c e sE c o l o g y ,B e i j i n g N o r m a lU n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100875)A b s t r a c t :T h e i m p l e m e n t a t i o no f t h e"g r a i n -f o r -g r e e n "p r o j e c th a se f f e c t i v e l y m i t i ga t e ds o i l e r o s i o no fh i l l s l o p e o nt h eL o e s sP l a t e a u .H o w e v e r ,g r a v i t y e r o s i o n ,i n c l u d i n gb o t hs h a l l o wl a n d s l i d ea n dc o l l a p s e ,i s w ide l y di s t r i b u t e do n t h eL o e s sP l a t e a ua n dh a sb e c o m eo n eo f t h ed o m i n a n t s o u r c eo f e r o s i o ns e d i m e n t i n s m a l lw a t e r s h e d .T oe x p l o r et h e m o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c sa n dc r i t i c a l t o p o g r a p h y o fs h a l l o wl a n d s l i d e a n d c o l l a p s e i nh i l l y a n d g u l l y r e g i o no ft h eL o e s sP l a t e a u ,53s h a l l o wl a n d s l i d e sa n d40c o l l a p s e s w e r e i n v e s t i g a t e di n Z h i f a n g g o u s m a l l w a t e r s h e di n A n s a i D i s t r i c t ,S h a a n x i P r o v i n c e ,a n dt h e i r v e g e t a t i o n c h a r a c t e r i s t i c sw e r ea l s or e c o r d e d .P h o t o g r a mm e t r y w a s p e r f o r m e d b y u n m a n a g e da i r c r a f tv e h i c l e .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e s i z e s o f s h a l l o w l a n d s l i d ew e r e u s u a l l y l a r g e r t h a n t h o s e o f c o l l a p s e .T h e v a r i a t i o n s i n m o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so f s h a l l o wl a n d s l i d ew e r e g r e a t e r t h a nt h o s eo fc o l l a p s e .T h e l e n gt h ,w i d t h ,p e r i m e t e r a n d a r e a o f s h a l l o wl a n d s l i d ew e r en e g a t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h g u l l y d e n s i t y (P <0.01),a n dw e r e p o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h t h e d i s t a n c e t o g u l l y s y s t e m (P <0.01).N e v e r t h e l e s s ,t h e c o r r e l a t i o n s b e t w e e n t h e m o r p h o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c so f c o l l a p s e ,a n d g u l l y d e n s i t y a n dd i s t a n c ew e r e l o o s e .S h a l l o wl a n d s l i d ea n d c o l l a p s ew e r e c o n c e n t r a t e d o nw h e r e t h e s l o p e a n d t o p o g r a p h i cw e t n e s s i n d e x (30ʎ~55ʎa n d 0.50~2.00)w e r e m o d e r a t e ,f l o w p a t h g r a d i e n t a n d f l o w p a t h l e n gt hw e r e s m a l l (60.0%~120.0%a n d 0~15.00m ).N e v e r t h e l e s s ,i na r e a sw h e r et h es l o p ea n df l o w p a t h g r a d i e n tw e r e l a r g e (>55ʎa n d >120.0%),a n dt h et o p o g r a ph i cw e t n e s s i n d e xa n d f l o w p a t h l e n g t hw e r e s m a l l(<0.50a n d<15.00m),g r a v i t y e r o s i o nw a sd o m i n a t e db y c o l l a p s e.O n t h e c o n t r a r y,i n a r e a sw h e r e t h e s l o p e a n d f l o w p a t h g r a d i e n tw e r e s m a l l(<30ʎa n d<120.0%), a n d t h e t o p o g r a p h i cw e t n e s s i n d e xa n d f l o w p a t h l e n g t hw e r e l a r g e(>2.00a n d>15.00m),g r a v i t y e r o s i o n w a s d o m i n a t e db y s h a l l o wl a n d s l i d e.S h a l l o wl a n d s l i d ea n dc o l l a p s e w i d e l y o c c u r r e do ns l o p e sc o v e r e db y s h r u b c o mm u n i t i e sw i t h t h e a s p e c t o f0~180ʎ.S h a l l o wl a n d s l i d ew a sa l s od i s t r i b u t e do ns l o p e s c o v e r e db y h e r b sw i t ht h ea s p e c t so f0~90ʎa n d270ʎ~360ʎ.T h er e s e a r c hr e s u l t sa r eh e l p f u l f o ru n d e r s t a n d i n g t h e o c c u r r e n c e p r o c e s s a n dc r i t i c a l t o p o g r a p h i c c o n d i t i o n so f s h a l l o wl a n d s l i d ea n dc o l l a p s ee s t i m a t i n g s e d i m e n t y i e l d a n d c o n t r o l l i n g e r o s i o n i n s m a l lw a t e r s h e d.K e y w o r d s:t h eL o e s sP l a t e a u;g r a v i t y e r o s i o n;t o p o g r a p h i c f a c t o r;c r i t i c a l c o n d i t i o n;v e g e t a t i o n t y p e黄土丘陵沟壑区坡陡沟深,加之黄土质地疏松㊁富含大孔隙㊁透水湿陷性强㊁垂直节理发育等性质[1-2],导致黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌等重力侵蚀非常活跃[3]㊂浅层滑坡是指土体在重力作用下沿一定的软弱面产生剪切破坏㊁整体顺坡向下滑移的现象,滑坡体长度和宽度多在数十米之内,厚度一般<2m[3-5];崩塌是指土体在重力作用下发生的迅速㊁突然的位移,伴随土体的倾倒㊁滚落㊁翻转等现象,崩塌规模较小,土方量一般在数方至数十方[3-4]㊂在黄土高原退耕还林(草)工程有效实施㊁植被显著恢复㊁坡面侵蚀得到有效遏制的大背景下,以浅层滑坡和崩塌为主的重力侵蚀已成为黄土高原小流域侵蚀泥沙主要来源之一[6-7]㊂因此,研究黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征,以及发育的临界地形条件,对理解重力侵蚀发育的动力过程㊁估算小流域侵蚀泥沙及其阻控具有重要意义[6,8]㊂在近几十年,国内外学者[9-13]研究了浅层滑坡和崩塌的发生条件,除黄土本身的性质和降雨㊁地震等外部条件外,土体相对高度㊁坡度㊁径流分散和汇聚状况㊁坡向等地形因子以及植被特性是影响浅层滑坡和崩塌发生的重要因素㊂土体相对高度受沟壑密度和距离沟道远近的影响,决定着浅层滑坡和崩塌发育的空间范围,进而影响其大小和空间分布[9-10];坡度决定坡体所受剪切力大小和有效临空面,控制着坡面水文连通性,从而影响土体土壤水分㊁抗剪强度和浅层滑坡与崩塌的大小[9,11];径流分散和汇聚状况可用径流流路比降㊁径流流路长度㊁汇水面积㊁地形湿度指数等地形因子综合反映,直接影响土壤孔隙水压力,进而影响土体黏聚力和结构强度,如果壤中流在不同土层界面汇聚,则会起到润滑作用,促使软弱结构面形成,促进浅层滑坡和崩塌发育[2,12];不同坡向的日照条件不同,引起植物群落和植被生长状况出现差异,导致土壤理化性质出现明显的差异,从而影响重力侵蚀[1,13];植被对浅层滑坡和崩塌的影响可从力学效应和水文效应方面分析,但都具有正负的双重影响[14-16]㊂发育临界地形是指浅层滑坡和崩塌发生时对应的坡度等地形因子的上限或下限,是浅层滑坡或崩塌发生的必要地形条件㊂曹银真[17]研究认为,黄土高原滑坡主要发生在坡度为35ʎ~55ʎ,沟谷相对高差较大的地方,而崩塌主要发生在坡度>55ʎ的沟坡和冲沟沟头处;L i等[18]研究发现,黄土滑坡(80%)通常发生在坡度>35ʎ㊁坡高>40m的凹形坡,当坡度>50ʎ时,重力侵蚀以崩塌为主,并且发现阳光照射少㊁土壤含水量高的沟道南岸滑坡数量大于北岸;尚慧等[7]研究认为,宁夏彭阳县的滑坡集中分布在0~ 135ʎ和225ʎ~360ʎ的坡向范围,即在阴坡和半阴坡较为发育;X u等[12]通过室内模拟降雨和沟岸崩塌试验研究了降雨和地形条件对滑坡㊁崩塌和泥流的诱发机制,结果发现,滑坡和泥流与降雨特性密切相关,而崩塌则主要受坡度控制;Q i u等[8]对陕西延安地区的滑坡进行了遥感解译和野外调查发现,滑坡体长度和面积随着土体相对高度呈幂函数增加,随坡度增大而减小,但滑坡发生频率的变化趋势则相反㊂上述研究结果均说明地形因子显著影响浅层滑坡和崩塌的发育和形态特征,但目前系统比较二者形态特征和发育临界地形的研究较少,浅层滑坡和崩塌在坡度㊁径流分散和汇聚状况㊁坡向等发育地形条件的差异需要进一步明确㊂本文在黄土丘陵沟壑区典型小流域选择5条重力侵蚀显著发育的支沟,通过野外调查和无人机摄影测量获取高精度D E M(0.7m分辨率),对53处浅层滑坡和40处崩塌的形态特征㊁地形因子以及植被覆盖因子进行对比分析,探究黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征及发育条件的异同,明确二者规模大小㊁自相似特征和发育临界地形㊂1材料与方法1.1研究区概况野外踏查于2019年8 9月和2021年4 5月在陕西省安塞区纸坊沟小流域(36ʎ46'28ᵡ 36ʎ46'42ᵡ, 109ʎ13'46ᵡ 109ʎ16'03ᵡ)进行,该小流域地处暖温带半湿润气候向半干旱气候过渡区域,年均气温8.8ħ,年均降水量549mm,季节分配极不均匀,7 9月的降水占年总降水量的70%以上,且多短历时暴701第2期邢书昆等:黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形雨;流域内地形破碎,梁峁起伏,沟壑密度达8.06k m /k m 2,属黄土高原丘陵沟壑区第二副区;流域海拔1038~1414m ,梁峁顶与沟谷的相对高差多为150~200m ;新构造运动活跃,且以上升为主,地层从上到下依次为厚层第四纪黄土㊁中生代第三纪红黏土和侏罗纪岩层;流域主要土壤类型为黄绵土,其黏粒㊁粉粒和砂粒含量分别为15.9%,61.7%和22.3%,占流域面积的65.5%,其次为红胶土和二色土,占流域面积的21.5%;目前,流域内的植被主要是人工栽植的乔木和灌木群落㊁自然恢复的灌木群落㊁草本群落和灌木与草本混交群落[19-20]㊂经踏查,选择浅层滑坡和崩塌发育程度较高的5条支沟(B G 1㊁B G 2㊁B G 3㊁B G 4㊁B G 5)作为具体研究区域,除B G 1支沟位于小流域的中间部位㊁海拔相对较低㊁沟道底部有少量基岩出露外,其余4条支沟均靠近小流域南端分水岭,海拔较高,黄土层深厚㊂此次调查的浅层滑坡和崩塌均发生在沟坡黄土层内,各条支沟基本信息见表1㊂表1 调查支沟基本信息编号平均海拔/m 平均坡度/(ʎ)坡向分布比例/%0~90ʎ90ʎ~180ʎ180ʎ~270ʎ270ʎ~360ʎ面积/h m 2调查失稳体数量/个浅层滑坡崩塌总计B G 11156.729.119.641.217.621.612.7141428B G 21253.932.125.931.326.316.529.271219B G 31278.032.437.227.97.627.329.38513B G 41280.434.537.735.36.220.811.212618B G 51308.233.143.640.95.510.114.1123151.2 研究方法1.2.1 数据获取 数据获取包括外业调查和室内工作㊂外业调查共进行2次,第1次外业调查于2019年8 9月进行,此时正值雨季,浅层滑坡和崩塌发生的可能性较大,新发育的失稳体边界易于识别;调查内容包括使用手持式G P S 记录失稳体地理坐标㊁高程,辨别失稳体类型(浅层滑坡或崩塌),拍照并记录失稳体周边的植被类型和植被盖度㊂第2次外业调查于2021年4月底进行,此时大部分植被尚未返青,植被盖度较低,有利于保证航拍质量;调查内容是使用D J IP h a n t o m 4R T K 无人机对5条支沟进行垂直摄影测量,首先利用D J IG SP r o 进行航线规划,设置航向重叠度和旁向重叠度均为80%,设置飞行高度为100m ,飞行速度为7.9m /s ,然后选择合适的起降点,在晴朗或多云天气开展飞行㊂室内工作包括模型建立和参数提取两部分,具体为:首先使用A r gi s o f t P h o t o s c a nP r o 软件处理各条支沟照片生成三维模型,根据第1次外业调查的结果在三维模型中确定浅层滑坡和崩塌的位置,使用画图工具勾绘失稳体和上方未失稳区域,保存边界坐标点,利用测量工具测量浅层滑坡和崩塌的长度㊁宽度㊁周长和面积,使用地面点分类工具剔除植被并最终生成各条支沟高精度D E M (分辨率0.7m );参数提取是将D E M 数据导入A r c g i s 10.2软件中,同时将失稳体和上方未失稳区域的边界坐标导入,使用工具箱中的要素转面工具生成面要素,并投影到对应的坐标系;使用工具箱中的表面分析㊁水文分析和栅格计算器工具,提取5条支沟的坡度㊁坡向(0~360ʎ)㊁径流流路比降㊁径流流路长度㊁汇水面积㊁沟壑密度㊁距离沟道远近㊁地形湿度指数等地形因子;然后通过失稳体的面要素对坡向㊁沟壑密度㊁距离沟道远近进行区域统计,通过上部未失稳区域的面要素对坡度㊁径流流路比降㊁径流流路长度㊁汇水面积㊁地形湿度指数进行区域统计,其平均值即为该处失稳体的参数指标㊂1.2.2 地形因子 在上述地形因子中径流流路比降是指某栅格在其径流方向上与其临近栅格间高程差与距离的比值,以百分比表征,反映径流方向水力梯度的分布情况;径流流路长度指地面上一点沿径流方向到其流向起点间的最大地面距离在水平面上的投影长度,该值越大,坡面长度越长,汇集的流量越大;汇水面积指上游汇流区域流入该单元的栅格点总数,根据栅格分辨率0.7mˑ0.7m 换算为面积;通过填洼后的高精度D E M 设置阈值(最小汇水面积>2500m 2)提取河网[21],然后利用线密度和欧氏距离工具得到沟壑密度和距离沟道远近;地形湿度指数指单位等高线长度上的汇水面积和坡度值之比的自然对数,定量描述地形对土壤水分的影响,该值越大,说明该区域的土壤越容易达到饱和从而产流[22],计算公式为:TW I =L n (S C A /t a n β)(1)式中:TW I 为地形湿度指数;S C A 为单位等高线长度汇水面积(m 2/m );β为局地坡度(ʎ),对于以栅格形式表示的数字高程模型D E M ,S C A 表示某栅格的汇水面积与D E M 栅格分辨率的比值,β对应于该栅格局地坡度㊂1.2.3 数据分析方法 采用相对密度[8]分析比较浅层滑坡和崩塌在不同坡向(0~360ʎ)的分布情况,计算公式为:R D =N i /S iN /S =N i /N S i /S(2)式中:R D 为相对密度;S 为调查区域的总面积(m 2);801水土保持学报 第36卷N为调查浅层滑坡或崩塌的总数量;S i为不同坡向范围(0~180ʎ,180ʎ~360ʎ,0~90ʎ,270ʎ~360ʎ,90ʎ~ 270ʎ)的面积(m2);N i为不同坡向范围浅层滑坡或崩塌的数量;相对密度越大,表明该坡向浅层滑坡或崩塌越易发生㊂主成分分析是重要的多元统计方式,可以在不丢失原始数据主要信息的前提下,提取数据信息,排除原始数据中相互重叠的信息,起到降维作用,用较少的数据表达原始数据,使问题简化㊂使用S I M C A 14.1.0软件对2类失稳体的地形因子进行主成分分析(P C A-X),为了避免不同量纲对分析结果的影响,先对原始数据进行标准化处理[23]㊂使用S P S S26软件对浅层滑坡和崩塌形态特征进行描述性统计,使用O r i g i n2018和C o r e l d r a w X4软件制图㊂2结果与分析2.1浅层滑坡和崩塌形态特征由表2可以看出,浅层滑坡和崩塌的规模都较小,长度均不超过60m,宽度㊁周长和面积分别在0~30,0~ 170,0~1300m2㊂浅层滑坡的长度㊁宽度㊁周长和面积均值均大于崩塌,说明浅层滑坡在规模上通常大于崩塌;变异系数是标准差与均值之比,其值越高,说明指标变化程度越大㊂比较浅层滑坡和崩塌长度㊁宽度㊁周长和面积的最大值㊁最小值和变异系数发现,浅层滑坡各形态指标的最小值均低于崩塌,而最大值和变异系数均高于崩塌,说明浅层滑坡的形态变化范围更大㊂不同形态特征之间存在一定的相关性,浅层滑坡周长随其长度的增加呈线性函数增加,随宽度的增加呈指数函数增加,决定系数R2分别为0.88和0.77(图1a㊁图1b);面积随长度或宽度的增加均呈幂函数增加,幂指数分别为1.676和2.409,决定系数R2分别为0.88和0.75(图1c㊁图1d),说明对于浅层滑坡,其宽度对周长和面积大小的限制作用更强㊂崩塌周长和面积随长度或宽度的增加均呈线性函数增加,说明崩塌的形态较为均匀㊂浅层滑坡和崩塌的面积随周长增加均呈幂函数增加(图1e),决定系数R2分别为0.98和0.91㊂表2浅层滑坡和崩塌形态特征比较失稳类型形态指标最大值/m最小值/m均值/m标准差/m变异系数/%浅层滑坡长60.03.417.311.164.3宽29.33.712.76.752.7周长166.613.754.131.458.0面积1294.412.8215.6272.0126.2崩塌长32.96.415.96.741.8宽27.14.711.55.447.0周长82.022.348.014.430.0面积443.038.5140.281.858.4图1浅层滑坡和崩塌形态特征间的相互关系对浅层滑坡和崩塌形态特征与沟壑密度和距离沟道远近进行P e a r s o n线性相关分析(表3),结果表明,浅层滑坡和崩塌长度㊁宽度㊁周长和面积与沟壑密度均呈负相关关系,而与距离沟道远近均呈正相关关901第2期邢书昆等:黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形系;说明沟壑密度越大,浅层滑坡和崩塌发育的规模越小,而距离沟道越远,浅层滑坡和崩塌发育的空间范围越大,其规模越大㊂具体来看,浅层滑坡的形态特征与沟壑密度和距离沟道远近均在P <0.01水平上显著相关,而崩塌只有长度和周长与沟壑密度和距离沟道远近在P <0.01水平上显著相关,面积和距离沟道远近在P <0.05水平上显著相关,宽度与沟壑密度和距离沟道远近均不显著相关㊂说明与崩塌相比,浅层滑坡形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关性更加密切㊂表3 失稳体形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关系数形态特征浅层滑坡沟壑密度距离沟道远近崩塌沟壑密度距离沟道远近长度-0.54**0.55**-0.41**0.62**宽度-0.61**0.51**-0.100.02周长-0.60**0.59**-0.40**0.47**面积-0.55**0.56**-0.300.38*注:*表示在P <0.05水平显著相关;**表示在P <0.01水平显著相关㊂2.2 地形因子对浅层滑坡和崩塌的影响地形因子显著影响坡面水文过程和坡体稳定性,对浅层滑坡和崩塌的坡度㊁径流流路比降㊁径流流路长度㊁汇水面积㊁沟壑密度㊁距离沟道远近和地形湿度指数等地形因子进行主成分分析(P C A-X ),模型方差贡献率和因子载荷矩阵见表4㊂由表4可知,模型共提取3个主成分,第1,2,3个主成分的方差贡献率分别为0.39,0.31和0.20,累计方差贡献率R 2达到0.90㊂由因子载荷矩阵可以看出,第1主成分中径流流路比降的载荷值(0.72)最大,其次为坡度(0.70),负载荷值中地形湿度指数(-0.93)最高,说明第1主成分综合反映地形湿度指数㊁径流流路比降和坡度3个因子的信息;第2主成分中径流流路长度㊁汇水面积和距离沟道远近因子载荷的绝对值均不低于0.65,说明第2主成分主要是由径流流路长度㊁汇水面积和距离沟道远近构成的综合指标;第3主成分中沟壑密度载荷值最大,达到0.67,表明第3主成分中沟壑密度为主要评价指标㊂提取模型的前2个主成分进一步分析(图2)可以看出,地形湿度指数㊁汇水面积和径流流路长度三者呈正相关关系,且与沟壑密度和距离沟道远近相关性较差,与坡度和径流流路比降呈负相关关系;而坡度㊁径流流路比降和沟壑密度三者呈正相关关系,与距离沟道远近呈负相关关系㊂比较浅层滑坡和崩塌在第1㊁第2主成分因子载荷图(图2)上的分布发现,浅层滑坡倾向聚集于地形湿度指数㊁汇水面积和径流流路长度较大的区域,崩塌则倾向聚集于坡度和径流流路比降较大的区域,沟壑密度和距离沟道远近对两者聚类的影响不明显,表明地形湿度指数㊁汇水面积㊁径流流路长度㊁坡度和径流流路比降是区分浅层滑坡和崩塌发生条件的主要地形因子㊂表4 主成分分析方差贡献率(R 2)和因子载荷矩阵主成分R 2累计R 2因子载荷矩阵坡度/(ʎ)径流流路比降/%径流流路长度/m 汇水面积/m 2沟壑密度/(k m ㊃k m -2)距离沟道远近/m 地形湿度指数10.390.390.700.72-0.62-0.620.26-0.19-0.9320.310.70-0.46-0.45-0.65-0.65-0.610.73-0.1430.200.90-0.49-0.41-0.37-0.250.67-0.560.02图2 影响浅层滑坡和崩塌的地形因子主成分分析(P C A -X)为进一步对比地形因子影响浅层滑坡和崩塌的差异,分别以地形湿度指数和径流流路长度为X 轴,以坡度和径流流路比降为Y 轴,绘制各失稳体的散点图(图3a ㊁图3b )㊂由图3a 可知,浅层滑坡均发生在坡度<55ʎ的区域,而崩塌发生的坡度均>30ʎ,坡度最大值接近70ʎ;浅层滑坡发生位置的地形湿度指数均>0.50,最大值接近3.00,而崩塌发生位置的地形湿度指数均<2.00,最小值为0.17;在坡度为30ʎ~55ʎ㊁地形湿度指数为0.50~2.00的区域,浅层滑坡和崩塌均有较大比例分布,分别占81.1%和72.5%;由图3b 可知,径流流路比降和径流流路长度对浅层滑坡和崩塌的影响差异明显,浅层滑坡主要发生在径流流路比降为60.0%~120.0%的区域,而崩塌主要发生在60.0%~200.0%,并且30%的崩塌发生在径流流路比降>120.0%的区域;而在径流流路长度上,其值较大的区域更易发生浅层滑坡,最大值接近25.00m ,崩塌发生的区域除2处径流流路长度为16.23,19.73m 外,其余均<15.00m ;在径流流路比降为60.0%~120.0%㊁011水土保持学报 第36卷径流流路长度为0~15.00m 的区域,浅层滑坡和崩塌分别占88.7%和67.5%㊂因此,在坡度(30ʎ~55ʎ)㊁地形湿度指数(0.50~2.00)适中㊁径流流路比降(60.0%~120.0%)和径流流路长度(0~15.00m )较小的区域,浅层滑坡和崩塌分布较为集中;而在坡度>55ʎ和地形湿度指数<0.50㊁径流流路比降>120.0%和径流流路长度<15.00m 的区域,重力侵蚀以崩塌为主,反之,在坡度<30ʎ和地形湿度指数>2.00㊁径流流路比降<120.0%和径流流路长度>15.00m 的区域,重力侵蚀以浅层滑坡为主㊂图3 浅层滑坡和崩塌发生的临界地形条件比较2.3 坡向与植被对浅层滑坡和崩塌的影响通过野外调查植被类型和植被盖度及对D E M数据进行表面分析,得到各浅层滑坡和崩塌周围的植被信息和坡向分布(图4a ㊁图4b )㊂结果表明,浅层滑坡在灌木和草本群落覆盖的坡面均可发生,其中,灌木坡面31处,草本坡面22处㊂灌木坡面浅层滑坡在0~180ʎ坡向上的数量(22处)远大于180ʎ~360ʎ坡向(9处),其中45ʎ~135ʎ坡向上的浅层滑坡数量占灌木坡面总数的56.3%;调查区域0~180ʎ和180ʎ~360ʎ坡向的面积分别占调查区域总面积的65.9%和34.1%(表5),灌木坡面浅层滑坡在2种坡向范围的数量比例分别为79.1%和28.1%,相对密度分别为1.09和0.82,表明灌木坡面浅层滑坡在0~180ʎ坡向上更易发生㊂草本坡面浅层滑坡主要发生在0~90ʎ和270ʎ~360ʎ坡向,占草本坡面浅层滑坡总数的66.7%(图4和表5),其次发生在90ʎ~135ʎ和225ʎ~270ʎ坡向(28.6%);调查区域90ʎ~270ʎ坡向和0~90ʎ,270ʎ~360ʎ坡向的面积分别占调查区域总面积的47.5%和52.5%,草本坡面浅层滑坡在2种坡向范围的数量比例分别为33.3%和66.7%,相对密度分别为0.70和1.27,表明草本坡面浅层滑坡在0~90ʎ和270ʎ~360ʎ坡向上更易发生㊂植被覆盖类型对崩塌的影响与浅层滑坡明显不同,调查的40处崩塌,有33处发生在灌木坡面,仅有7处发生在草本坡面;灌木坡面崩塌在0~180ʎ坡向上的数量(25处)远大于180ʎ~360ʎ坡向(8处),其中45ʎ~135ʎ坡向崩塌的数量占灌木坡面总数的50.0%,灌木坡面崩塌在0~180ʎ和180ʎ~360ʎ坡向上的数量比例分别为75.0%和25.0%,相对密度分别为1.14和0.73(表5),表明灌木坡面崩塌在0~180ʎ坡向更易发生㊂草本坡面崩塌有5处发生在0~180ʎ坡向,2处发生在180ʎ~360ʎ坡向,但因调查数量较少(7处),坡向分布规律需要进一步明确㊂就植被盖度而言,浅层滑坡和崩塌在不同植被盖度(20%~100%)下均有发生(图4)㊂图4 浅层滑坡和崩塌在不同植被类型和盖度条件下的坡向分布111第2期 邢书昆等:黄土丘陵沟壑区浅层滑坡和崩塌形态特征与发育临界地形表5 不同坡向浅层滑坡和崩塌的数量和相对密度坡向/(ʎ)面积比例/%浅层滑坡数量比例/%灌木草本崩塌数量比例/%灌木草本浅层滑坡相对密度灌木草本崩塌相对密度灌木草本0~18065.971.9-75751.09-1.141.14180~36034.128.1-25250.82-0.730.7390~27047.5-33.3--0.70-0~90和270~36052.5-66.7--1.27-3 讨论3.1 浅层滑坡和崩塌的形态特征浅层滑坡和崩塌的失稳机制和发育地形条件存在显著差异,必然导致二者形态特征的明显不同[3-4],浅层滑坡多发生在坡度较缓㊁坡面相对高度较大的地方,而崩塌常发生在坡度较陡的区域,并且浅层滑坡形变过程相对缓慢,而崩塌发生过程迅速[12,18],因此浅层滑坡在规模上通常大于崩塌,并且形态变化范围更大;浅层滑坡和崩塌不同形态特征间存在良好的相关关系,与Q i u 等[8-9]的研究结果类似,但浅层滑坡以幂函数关系为主,而崩塌以线性函数关系为主,这可能与二者的形成机制不同有关,不同形成机制导致失稳体形态特征的自相似性差异明显㊂以往研究[24-25]表明,重力失稳体数量随着其规模的增加而急剧减少,本研究结果与之相似,表现为浅层滑坡和崩塌数量随周长与面积的增加而迅速减少(图1e )㊂浅层滑坡和崩塌的规模与沟壑密度呈负相关,与距离沟道远近呈正相关的结果(表3),是因为沟壑密度越大,距沟道越近(图2),则坡面相对高度越小,坡度越陡,而坡面相对高度和坡度是决定浅层滑坡和崩塌发育空间分布和有效临空面的关键因素,进而降低浅层滑坡和崩塌的长度㊁宽度㊁周长和面积[9,11];浅层滑坡形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关性优于崩塌,是因为崩塌多发生在距离沟道较近㊁失稳活跃的低矮陡坡[26],加之其规模和形态变化范围均小于浅层滑坡,因此相关性较差㊂3.2 浅层滑坡和崩塌发育的临界地形通过A r c g i s10.2软件对D E M 数据进行处理,获取浅层滑坡和崩塌的地形因子,发现在坡度和地形湿度指数适中㊁径流流路比降和径流流路长度较小的区域,浅层滑坡和崩塌发育强烈,而在坡度和径流流路比降较大㊁地形湿度指数和径流流路长度较小的区域,崩塌较为发育;反之,在坡度和径流流路比降较小㊁地形湿度指数和径流流路长度较大的区域,浅层滑坡是重力侵蚀的主要形式,这与已有的大量研究[15,17-18]结论一致㊂这是因为降雨是诱发浅层滑坡和崩塌最主要的外部因素[27],而地形条件控制着坡面水文过程,显著影响坡面径流的方向㊁流量大小和流速,进而影响降水入渗㊁土体基质势和抗剪强度[6,28],坡度决定坡体所受剪切力的大小和受力状态,因浅层滑坡和崩塌的发生机制不同,其对水文条件和坡度条件响应的敏感程度也会有所差异[12]㊂本研究发现,浅层滑坡和崩塌主要发生在0~180ʎ坡向或0~90ʎ和270ʎ~360ʎ坡向,这与L i 等[18]和尚慧等[7]在黄土区野外调查失稳体时所得结果相似,即在辐射强度低㊁土壤含水量高的阴坡或半阴坡,更易发生坡体失稳;但与L i 等[1]在甘肃天水 7㊃26极端暴雨后野外调查的结果有所不同㊂他们发现,阳坡和植被稀少的坡面更易发生滑坡,造成这种差异的原因可能是在极端暴雨条件下,土壤水分快速增加,降低坡向对土壤水分的影响,进而弱化坡向对滑坡的影响㊂与地形因子相比,植被对降雨诱发的浅层滑坡和崩塌的影响相对较小[26,29],本次调查发现,崩塌主要发生在灌木覆盖坡面,而浅层滑坡在灌木和草本覆盖坡面均有发育,可能是因为在地势陡峭的沟坡上,灌木根系沿黄土垂直节理生长发育,增加土壤大孔隙,促进优先流发育,从而诱发崩塌[30]㊂浅层滑坡和崩塌在不同植被盖度(20%~100%)下均有发生,原因可能与调查植被覆盖的区域为失稳体边缘区域,无法真实测得原有坡面植被盖度和目测法估算的植被盖度精度较低有关;同时植被对重力侵蚀的影响,主要取决于植物根系的数量㊁垂直分布,与根系的加筋效应密切相关,而本研究并没有测定根系参数,因而无法准确评估植被对浅层滑坡和崩塌的影响,因此,需要进一步在更大空间尺度上量化植被对浅层滑坡和崩塌的影响及其机制㊂4 结论(1)浅层滑坡的规模大于崩塌,其面积均值是崩塌的2.64倍,形态变化范围更大,面积的变异系数是崩塌的2.16倍㊂(2)浅层滑坡和崩塌长度㊁宽度㊁周长和面积与沟壑密度均呈负相关关系,与距离沟道远近均呈正相关关系,浅层滑坡形态特征与沟壑密度和距离沟道远近的相关性更加密切㊂(3)浅层滑坡和崩塌发育受到地形条件的显著影响,在坡度和地形湿度指数适中(30ʎ~55ʎ和0.50~2.00)㊁径流流路比降和径流流路长度较小(60.0%~120.0%和0~15.00m )的区域,浅层滑坡和崩塌均较集中分布;在坡度和径流流路比降较大(>55ʎ和>120.0%)㊁地形湿度指数和径流流路长度较小(<0.50和<15.00m )的区域,崩塌较为发育,而在坡度和径流流路比降较小(<30ʎ和<120.0%)㊁地形湿211水土保持学报第36卷。

生态环境学报 2012, 21(9): 1640-1646 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@基金项目：国家重点基础研究发展计划项目（2007CB407200-5）作者简介：胡婵娟（1981年生），女，助理研究员，博士，主要从事植被恢复、土壤微生物及土壤碳循环方面的研究。

E-mail: huchanjuan1981@ 收稿日期：2012-07-26植被恢复的生态效应研究进展胡婵娟1，2，郭雷11. 河南省科学院地理研究所，河南 郑州450052；2. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室，北京100085摘要：植被在水土保持、水源涵养及生态系统的固碳过程中起着重要的作用。

植被恢复是指运用生态学原理，通过保护现有植被、封山育林或营造人工林、灌、草植被，修复或重建被毁坏或被破坏的森林和其他自然生态系统，恢复其生物多样性及其生态系统功能。

目前，植被的自然及人工恢复是改善脆弱生态系统及退化生态系统生态环境现状最有效的措施。

植被在恢复过程中对地上植被生态系统，物种多样性的恢复有着重要影响，同时通过凋落物及根系的输入，可以有效改善地下生态系统，增加土壤的养分含量、改善土壤的物理结构、增加土壤生物的生物量及活性。

文章以地上及地下生态系统为出发点，综述了植被恢复过程中自然及人工恢复过程中不同的植被类型、不同的恢复时间下植物物种组成和多样性、土壤理化性质及土壤微生物群落的变化。

植被的自然及人工恢复在一定程度上均能增加植物物种的多样性，随着恢复年限的增加物种的组成发生改变且多样性呈增加趋势，但一些特殊环境下不当的人工恢复可造成植被演替向退化方向发展，降低生物多样性。

不同的植被类型由于其生长方式的不同对土壤理化性质和土壤微生物的影响存在差异，随着恢复年限的增长，土壤理化指标及微生物学指标呈现先增加而后趋于平稳的状态。

针对已有的研究进展，提出在未来的研究过程中，一方面应该增加更多的对比研究，对不同环境下，不同的恢复物种，不同的恢复方式进行更深入地探讨；另外一方面应增加不同尺度的研究，现有的研究多集中在样地尺度，未来应在更大尺度上进行分析；再者，地上及地下生态系统之间的相互关系及影响机理一直是土壤学科研究的热点，植被恢复过程中应增加更多该方面的机理研究。

2021年高考真题和模拟题地理分项汇编(全国通用)专题16 区域生态环境建设1．(2021·全国高考真题)阅读图文材料，完成下列要求。

圩田是在低洼地筑堤围出的田地。

如图所示圩田海拔6～7米，种植庄稼；巢湖多年平均水位8.03米。

据记载，在清朝嘉庆年间，三河镇濒临巢湖。

(1)推测该圩田区适宜围垦的自然条件。

(2)分析图示河流三河镇以下河段的形成。

(3)说明这些圩田易发水灾的原因。

(4)有人建议把这些圩田从种植庄稼转变为湿地发展水产业。

请从下列两方面选择其一作答，分析圩田这种利用方式改变的作用。

方面①改善巢湖水质方面②缓解巢湖沿岸地区洪水威胁2．(2021·全国高考真题)阅读图文材料，完成下列要求。

下图中阴影示意的M地区曾经是湿地(沼泽)，年降水量是年蒸发量的1.2～1.5倍，远低于英国西部和北部。

在罗马时代，人们对M地区湿地进行了排水尝试，湿地仅得到零星开垦。

17世纪，该地引入荷兰风车与水利工程技术，湿地得到成片开垦。

经过几百年的开发，M地区已经成为英国重要的农产品生产基地，但也存在诸多问题。

(1)分析M地区排水后能够发展农业的自然条件。

(2)分析罗马时代和17世纪对M地区湿地开垦结果存在差异的原因。

(3)推测M地区当前农业发展中存在的主要环境问题。

3．(2021·山东高考真题)阅读图文资料，完成下列要求。

荷兰北部的马肯湖是围海造陆工程的遗留物，由人工堤坝与相邻水域隔开，水深仅2～4m，风浪较小(下图左)。

长期以来，马肯湖淤积严重，水体浑浊，生态系统受到损害。

2015年，荷兰政府决定采用人工群岛方案对湖泊进行治理。

该方案提出利用疏浚淤泥、人工抛沙等技术，构建由沙坝、沼泽、浅滩、沟渠和植物等组成的人工岛(下图右)。

其中，沙坝是抵挡盛行风引起的风浪的主要屏障，沼泽是由湖底淤泥堆积而成。

在风、波浪、地势高差和水流等自然力量驱动下，人工岛内外形成了弱环流。

(1)从右图中找出人工岛周边建造沙坝的合理位置，并在相应虚线框内填涂阴影。

黄土高原和黄土高原丘陵沟壑区生活小百科网:能详细告诉我有关这两问题的情总，面积，范围，人口，形成，经济，政治，文化，水土流失，治理情况，等等，谢谢黄土高原：1、黄土高原地区处在我国第二级阶梯，及由第二级阶梯向第三级阶梯的过渡地带。

2、黄土高原还是我国东南季风和西南季风影响的边缘区，从而使降水量自东南向西北或自西南向东北递减。

黄土高原南北地跨亚热带、暖温带、温带三个温度带；东西跨半湿、半干旱和干旱等干湿地带，气候的地域差异性和过渡性十分显著。

本区位于季风的尾闾区，干旱与半干旱范围大，降水不稳定，干旱、风沙频繁，天然草地与旱作农业生产能力低且不稳定。

气候的干旱与降水不稳定、黄土及风沙物质的不稳定相结合，使得本区生态环境十分脆弱。

3、从土地利用形式上看，这里是农业耕作区和畜牧区交错的地区。

土地利用受降水波动和历史上农耕、游牧民族交替控制的影响，在农牧交错地带表现为有农有牧、时农时牧的变动，导致土地退化加剧。

二、水土流失的特点1、侵蚀强度大。

该区侵蚀模数大于15000t/km2以上的水蚀面积达3.67万km2，占全国同类侵蚀强度面积的89%，局部地区侵蚀模数高达3万-5万t/km2。

2、时空分布集中。

6－9月，产沙量占年产沙量的80%以上。

水土流失最为严重的区域，主要集中在黄河中游7.86万km2的多沙粗沙区，该区域面积仅占总面积的12.3%，年产沙量却达11.82亿t，占同期黄河输沙总量的62.8%，其中粒径大于0.05mm的粗泥沙3.19亿t，占粗泥沙输沙总量的72.5%。

3、泥沙主要来自沟道侵蚀。

该区沟壑发育，沟道侵蚀十分严重。

尤其是黄土丘陵沟壑区和黄土高原沟壑区，崩塌、滑塌、泻溜等重力侵蚀十分活跃，沟谷面积虽占总面积的40％左右，而产沙量却占总产沙量的60％以上。

严重的水土流失，不仅造成当地生态环境恶化、群众贫困、经济落后，而且给下游防洪安全构成了极大威胁。

三、水土流失的危害1、恶化生态环境，制约经济社会发展。

【生态建设】黄土丘陵沟壑区退耕坡地牧草建植技术王丽娟1,周　岗1,陈正新2(1.内蒙古水利水电勘测设计院,内蒙古呼和浩特010020;2.内蒙古水利科学研究院,内蒙古呼和浩特010020)〔摘　要〕　文章针对黄土丘陵区退耕坡地可利用降水资源动态变化剧烈、水土流失严重、牧草种植成活率低等问题,以水平沟、鱼鳞坑等水保坡面整地工程形成微地形集雨工程,提高坡地降水资源利用率,结合牧草种子水处理技术、牧草混播技术及牧草生长关键期补灌技术等的应用研究,提出丘陵区退耕坡地牧草集雨建植技术,以解决黄土丘陵区退耕坡地水土流失严重、经济效益与生态建设相矛盾等问题,使当地土地资源有效利用,把退耕坡地变成饲草生产基地,在解决水土流失问题的同时,缓解畜牧业饲草供应的季节性矛盾,为全面实施禁牧、发展舍饲养畜提供可行的物质保障。

〔关键词〕　黄土丘陵沟壑区;退耕坡地;牧草建植技术中图分类号:S157.2 文章标识码:B 文章编号:1009-0088(2010)01-0061-02 半干旱黄土丘陵区位于我国北部干旱荒漠草原区与中部半湿润落叶阔叶林区的过渡带以及东西部连接带上,地形破碎,沟壑纵横,地表起伏大,坡地水土流失严重,土壤水分亏缺、土壤养分含量低。

该地区原始植被为典型草原与森林相间,由于传统的粗放式游牧业与现代滥垦撂荒旱作农业,自然植被经受多重人为干扰,形成不同放牧强度、不同滥垦撂荒年限和片状耕地的土地利用梯度。

在区域气候的影响下,水土流失严重,其中退耕坡地的水土流失尤为严重。

对退耕坡地的水土流失治理及土地资源合理、有效利用已迫在眉睫。

1　项目区概况项目区位于准格尔旗,地处黄土高原北缘,位于内蒙古中南部,鄂尔多斯高原东部。

丘陵沟壑区面积占总土地面积的71.23%。

多年平均降雨量397.5mm,最大年降雨量536.5mm,最小年降雨量142.5mm,最大日降雨量104.7mm,1h最大降雨量44mm,76%的降水集中在6～9月,强降雨使坡地发生严重的水力侵蚀,同时年平均蒸发量是降水量的5倍,春季干旱多大风,风蚀沙化严重,因此该地区是黄土高原水土流失最严重的地区之一。

猱艺科枚Journal of Green Science and Technology第23卷第10期2021年5月江淮丘陵不同土地利用类型的土壤水分和容重变化特征魏晓雅，汤胜胜，郑浩然,顾成军(滁州学院土木与建筑工程学院，安徽滁州239000)摘要：在江淮丘陵地区选取了林地、花生、大豆和玉采四种不同的土地利用类型，分析了不同土地利用的土壤水分和容重变化特征。

研究结果表明：土壤含水量垂直分布上，林地、花生和玉米三种土地利用表现为从表层向下逐渐增加的变化特征，而大豆地土壤含水量表现为从表层向下先增加后减少的变化特征；土壤 含水量大小表现为林地和花生地大于大豆和玉米地；表层土壤容重表现为林地大于玉米和大豆大于花生 地；土地利用对江淮丘陵地区土壤含水量的垂直分布和含量大小以及表层土壤容重均有着很大的彩响。

关键词：土壤含水量；土壤容重；土地利用；江淮丘陵中图分类号：X825 文献标识码：A 文章编号：1674-9944(2021)10-0033-021引言土壤水分是水循环的重要组成部分，是植被生态系统存在的基础，也是衡量和评价土地资源的重要指标2扛容重是土壤的主要物理性质之一，它不仅影响 到土壤孔隙大小分布、孔隙度及其穿透阻力，还与土壤 水分的含量密切相关⑴。

土地利用是影响土壤水分和容重大小的一个重要因素，研究不同土地利用的土壤水 分和容重变化特征对于加强土壤资源的水分管理具有重要的意义。

目前已有众多学者对不同土地利用的土壤水分特征进行了研究，但这些研究主要集中于黄土丘陵等北方 干旱地区"~讪，而在南方如江淮丘陵地区研究较少。

江淮丘陵位于长江与淮河之间，涉及安徽省合肥、滁州、 六安和安庆等地市，土地面积约4. 4万km 2，其中耕地133.0万hn?,占安徽省耕地总面积的31.8%,是安徽省最为重要的粮食主产区之一Elbl2] o 该区虽然地处亚热带和暖温带过渡地带，多年平均降雨量可以达到900mm 左右，但由于特殊的地形和水文地质条件，水资源供给不足，干旱灾害频发，农作物受旱灾损失减产严重口】。