黄土丘陵沟壑区林草变化对流域产沙影响的规律及阈值

发布时间：2024-04-12 21:17

　　围绕植被变化与土壤侵蚀的关系,已有海量研究成果,但提出的植被盖度～土壤侵蚀量响应规律多是基于坡面小区上的观测成果,反映的是植被变化在"本地"的水沙响应,不能反映植被变化对小区下游的坡面、沟谷和河道的"异地"效应。在近20年黄河来沙锐减的背景下,如何在较大的流域尺度上,评价林草植被变化对流域产沙量的影响,已经成为亟待解决的重大科学问题。本文在对黄土丘陵区地貌和产沙特点分析的基础上,引入了易侵蚀区、林草有效覆盖率(V_e)和产沙指数(S_i)等新概念,利用黄土丘陵区流域实测的林草、降雨和水沙数据,分析了林草植被变化与流域产沙能力之间的响应规律及其机制,提出了可基本遏制流域产沙的林草阈值。研究结果表明,流域的产沙指数均随林草有效覆盖率V_e的增大而减小,二者呈指数关系;当V_e≤40%～45%时,产沙指数随V_e增大而迅速降低,不过在V_e<20%时改善植被的减沙作用不太稳定;V_e>40%～45%后,改善植被导致的产沙指数递减速率越来越小。...

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【部分图文】：

图1研究区位置与地形概况

黄土高原地貌复杂多样，包括黄土丘陵沟壑区（简称黄丘区）、黄土高塬沟壑区（简称黄土塬区）、黄土阶地区、黄土丘陵林区和风沙区等9个类型区；因地形、地貌和海拔等差异，黄丘区又被细分成5个副区（以下简称丘*区）[12]。黄丘区水土流失最严重，黄土塬区次之，其地理位置见图1；两区的地表物质....

图3基于现状下垫面的丘1～3区林草有效覆盖率～产沙指数关系

在分析了地形和植被格局对林草有效覆盖率—产沙指数关系影响的基础上，严格遵照“梯田覆盖率小于3%”的原则，进一步细分不同的暴雨占比情景，分别选用了121对、111对、77对和69对数据，重新点绘了不同雨强情况下的林草—产沙关系线，结果见图4。图4中的林草有效覆盖率Ve范围为5.7%....

图9植被盖度变化对地表阻力的影响[26]

由此可见，林草植被改善是通过对流域产洪量和含沙量的共同减少、以及坡面阻力的增大，实现对流域产沙量的削减。削减洪水和增大阻力均将导致黄丘区水蚀动力降低，而含沙量降低则是地表物质补给困难的直接反应。图8植被变化对洪水含沙量的影响

图10流域面积变化对林草有效覆盖率～产沙指数关系的影响

在图4中，样本流域的面积变幅为500～5000km2，故需论证空间尺度变化对林草—产沙关系的影响。为此，在暴雨占比为0.075和0.15的数据中，选择流域面积相差较大的两组数据重新绘图，结果表明（图10），流域面积大小对林草有效覆盖率—产沙指数关系的影响并不明显，这是因为“产沙....

本文编号：3951979