黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室开放基金(10501-283)
- 作品数：11 被引量：95H指数：7
- 相关作者：郑子成张青峰李廷轩赵龙山王健更多>>
- 相关机构：中国科学院四川农业大学西北农林科技大学更多>>
- 发文基金：黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室开放基金国家自然科学基金四川省应用基础研究计划项目更多>>
- 相关领域：农业科学天文地球水利工程更多>>
- 玉米季坡耕地地表糙度的变化特征及其对土壤侵蚀的影响被引量：17
- 2013年
- 通过野外模拟降雨试验,研究玉米种植下紫色土坡耕地地表糙度的变化特征,并分析地表糙度对产流产沙的影响。结果表明:随生育时期的推进,地表糙度逐渐衰退,在抽雄期时达到最小,地表糙度平均变幅大小为横坡垄作>顺坡垄作>平作,苗期时变化幅度最小,拔节期或抽雄期时最大;玉米长势越好地表产流时间越晚,各生育时期地表产流时间均为顺坡垄作最早,横坡垄作最晚;全生育期内地表径流量呈现先降低后增高的变化趋势,除苗期外横坡垄作产流量均低于平作,总体而言地表糙度对地表径流的影响未达到显著水平;苗期时土壤侵蚀量随地表糙度的增大呈指数递减,而其余3个生长时期均是随地表糙度的增大土壤侵蚀量呈指数或者幂函数递增。
- 秦凤郑子成李廷轩孔祥东
- 关键词：玉米坡耕地耕作措施地表糙度土壤侵蚀
- 黄土坡耕地地表糙度的空间异质性研究被引量：9
- 2014年
- 【目的】探讨微尺度下(2 cm×2 cm)地表糙度在侵蚀过程中的空间异质性规律,为进一步理解和定量化描述地表糙度与土壤侵蚀的相互耦合关系奠定基础,并为黄土高原坡耕地水土流失的治理提供一定的理论依据。【方法】以黄土高原不同耕作措施条件下(4种常见的农业耕作措施:人工锄耕、人工掏挖、等高耕作、直线坡(对照)的坡耕地为研究对象,通过室内人工模拟降雨实验,利用激光扫描仪获取地表糙度数据,运用地统计学和分形维数方法对地表糙度的空间分布特征及变异性进行研究。【结果】基本统计特征分析表明,黄土坡耕地地表糙度在整体上的分布较均匀,具有较弱的空间变异特征。半方差函数分析表明,黄土坡耕地地表糙度均表现出中等以上的空间自相关性,其空间自相关尺度范围为2.02—3.82 m。由空间结构特征引起的异质性占总异质性的比例较大。分形维数分析表明,黄土坡耕地地表糙度具有良好的分形性质,其分形维数介于1.59和1.91之间;随坡度的增大,各坡面地表糙度的空间分布趋向复杂,空间异质性增强;人工锄耕、人工掏挖、等高耕作坡面的空间异质性在小尺度范围内依次增强,具有良好的水土保持作用。【结论】造成地表糙度空间异质性差异的主要原因是由人为耕作和坡度所形成的空间结构特征。地表糙度的空间配置格局在小尺度范围上由人为耕作和坡度、在大尺度范围上由降雨及其侵蚀过程所控制。该研究结果可为进一步理解地表糙度与侵蚀的相互耦合关系奠定基础,并为黄土坡耕地的水土流失防治提供一定的科学依据。
- 张莉张青峰赵龙山王健吴发启
- 关键词：黄土高原坡耕地地表糙度空间异质性分形维数
- 基于M-DEM的黄土人工锄耕坡面水系提取及其分形计算被引量：1
- 2012年
- 通过构建黄土人工锄耕(AB)坡面微地形数字高程模型(M-DEM),设置不同的集水阈值提取微地形水系,并运用网格法计算相应的水系分维值。结果表明:当集水阈值为25时,所提取的水系网与实际情况最为相符,拟合程度最高(0.971),相应的水系分维数1.087可作为AB坡面微地形水系分维值。本研究为黄土耕作坡面微地形水系分维的研究提供方法指导,为进一步揭示土壤侵蚀机理提供数据支持。
- 闫海涛张青峰王健赵龙山
- 关键词：分形耕作措施ARCGIS
- 基于M-DEM黄土人工锄耕坡面微地形特征研究被引量：17
- 2012年
- 黄土人工锄耕坡面微地形是地表径流和土壤侵蚀过程的重要影响因素。文中在1.0 mm/min雨强的人工模拟降雨试验条件下,采用微地形激光扫描测量方法获取5°人工锄耕坡面微地形相对高程,并进行拟合模型参数验证,进而构建了能反映真实地表情况的高精度M-DEM,并在ArcGIS中对其特征参量进行量化研究。结果表明:黄土人工锄耕坡面微地形起伏较小,整体属于凸形斜坡;虽在某些区域容易形成地表径流,但径流变化比较平缓,不容易形成较大的水流;微地形水系分维能较好地反映复杂微地形特征。论文可为在微地形层面进一步揭示黄土耕作坡面土壤侵蚀机理研究提供数据支持和方法参考。
- 张青峰王健赵龙山宋向阳梁心蓝
- 关键词：土壤侵蚀微地形耕作措施ARCGIS
- 基于M-DEM的黄土人工锄耕坡面水系分维特征研究被引量：10
- 2012年
- 该文旨在微观尺度上对地表微地形水系形成过程及其几何分形特征进行研究与分析,为研究坡面流水侵蚀过程及其防治提供科学依据。通过构建90mm/h雨强、15°坡度下不同水蚀阶段(雨前—溅蚀—片蚀—细沟侵蚀)黄土人工锄耕坡面微地形数字高程模型,设置不同集水面积阈值提取微地形水系,并基于格网法计算相应的水系分维值。结果表明:(1)分形理论用于研究微地形水系及其形成过程具有可行性;(2)降雨前、溅蚀、片蚀和细沟侵蚀阶段的最适集水面积阈值分别为15,20,25,30cm2,对应的最佳分维值分别为1.067,1.088,1.068,1.079;(3)人工锄耕坡面在各侵蚀阶段均处于侵蚀发育的幼年期。该研究不仅为微观层面研究黄土耕作坡面水系分维提供方法指导,也可为进一步揭示土壤侵蚀机理提供数据支持。
- 张莉张青峰郑子成王健
- 关键词：分形耕作措施ARCGIS
- 不同坡度下玉米季坡耕地地表径流中磷素流失特征被引量：6
- 2013年
- 采用野外人工模拟降雨和微小区相结合的方法,研究紫色土零散坡耕地玉米季坡耕地地表径流中磷素流失特征。结果表明：地表坡度越大,坡面产流时间越早,产流量越大。各坡面的产流时间均在苗期最早,抽雄期最晚。20°坡面产流量最大,是10°坡面的1.4-2.0倍,是15°坡面的1.3-1.6倍,产沙量是10°坡面的14.3-19.7倍,是15°坡面的3.8-6.0倍。地表径流中磷素流失总量随着坡度的增加而增加,径流中磷素流失以可溶性磷为主,其中可溶性磷占总磷的比例随坡度的增加而增加,且在65%以上。
- 郑子成何淑勤尹忠李廷轩何晓玲
- 关键词：地表径流可溶性磷颗粒态磷玉米
- 玉米植株冠层截留分异特征及其影响因素被引量：16
- 2012年
- 基于研究区实际降雨频率,采用人工模拟降雨法对玉米全生育期冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量进行测定,分析叶面积和降雨强度对玉米植株冠层截留分异特征的影响。结果表明:不同生育期,玉米冠层截留率平均为8.42%,茎秆流率平均为35.38%,穿透雨率平均为56.19%;不同降雨强度,玉米冠层截留率平均为7.53%,茎秆流率平均为26.79%,穿透雨率平均为65.68%。冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量与雨强呈极显著线性正相关关系,冠层截留量和茎秆流量与叶面积之间呈极显著正相关直线关系,而穿透雨量与叶面积之间呈极显著线性负相关关系。
- 郑子成李廷轩张锡洲王永东林超文
- 关键词：玉米全生育期降雨强度
- 降雨类型对地表微地形空间变化及产流、产沙的影响被引量：7
- 2013年
- 采用人工模拟降雨试验的方法,分析延迟型和减弱型2种雨型下紫色土地表微地形的空间变化特征,探讨其对地表产流过程和侵蚀产沙的影响。结果表明,随降雨时间的推移,地表高程波动范围缩小并集中于(-5)～5mm之间,高程变化的最大值多出现在坡面中下部;延迟型降雨下,地表衰退所占面积比例分别为48.56%,45.28%和63.14%,减弱型降雨下分别为38.59%,36.58%和35.12%,前者第4,5级水系起始点向坡面上部迁移,后者起始点稳定在坡面中部。不同雨型下径流总量差异较小,但延迟型降雨侵蚀量高于减弱型降雨35.83%。
- 秦凤郑子成何淑勤李廷轩孔祥东
- 关键词：雨型DEM
- 川中丘陵区高粱植株对降雨再分配的影响被引量：4
- 2013年
- 为了明确成熟期高粱冠层截留分异能力,以川中丘陵区实际降雨强度为基础,以单穴每2株高粱为研究对象,采用水量平衡法对人工模拟条件下成熟期高粱截留量、茎秆流量和穿透雨量进行测定。结果表明,降雨经高粱冠层再分配后冠层截留率平均为12.6%,茎秆流率平均为30.8%,穿透雨率平均为56.7%。降雨强度与单位叶面积截留量、茎秆流量以及穿透雨量呈极显著线性正相关关系;叶面积与单位雨强截留量和茎秆流量呈极显著线性正相关,而与单位雨强穿透雨量呈极显著线性负相关关系。本研究条件下建立的截留后各组分与降雨强度和叶面积的拟合方程,仅使用降雨强度和叶面积2个参数就可以对成熟期高粱冠层截留后各组分进行较好地估测。在降雨集中时期,高粱冠层能体现出较强的降雨再分配作用,对该区域水土保持防治以及农业可持续发展具有重要意义。
- 金伟郑子成张锡洲李廷轩王永东林超文
- 关键词：高粱穿透雨雨强叶面积
- 黄土坡耕地耕作方式不同时微地形分布特征及水土保持效应被引量：20
- 2011年
- 利用GIS技术模拟黄土坡耕地微地形空间分布特征,并对其水土保持效应进行研究。结果表明:1)地表微地形起伏大小依次为等高耕作>人工掏挖>人工锄耕>直线坡面(CK),和CK相比,人工锄耕与人工掏挖微地形呈随机相间的坑洼特征,等高耕作呈沟垄相间的空间特征;雨后CK、人工锄耕、人工掏挖与等高耕作方式下地表高程平均分别降低0.015、0.014、0.018和0.015 m。2)除CK地表填洼量为增大外,其余方式均为减小;地表产流时间依次为直线坡面<人工掏挖<人工锄耕<等高耕作。3)产流量随降雨时间呈先增大,后趋于平稳的过程。4)与CK相比,等高耕作、人工锄耕和人工掏挖产流量分别减小38.17%、17.88%和9.43%。5)产沙量随降雨时间呈先增大,后减小并逐渐趋于稳定的过程,与CK相比,等高耕作、人工锄耕和人工掏挖产沙量分别减小65.6%、36.3%和23.4%。6)坡度对产流产沙的影响主要是坡度越大,产流时间越早,产流产沙量也越大。因此,不同耕作方式的水土保持效应与其形成的地表微地形空间特征密切相关。
- 赵龙山宋向阳梁心蓝张青峰吴发启
- 关键词：耕作措施人工降雨地表糙度
