《黃土丘陵區退耕還林對切溝發育和侵蝕過程的影響機制》是依託北京林業大學，由張岩擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：黃土丘陵區退耕還林對切溝發育和侵蝕過程的影響機制
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：張岩
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
黃土丘陵區發育活躍期的切溝侵蝕是主要侵蝕方式之一，對流域侵蝕產沙有重要貢獻。由於切溝發育機理複雜和監測手段的局限，切溝侵蝕研究進展緩慢，成為侵蝕預報和普查中亟待解決的問題。退耕還林以來黃土區侵蝕產沙顯著減少，但對切溝發育過程的影響還未見報導。本項目旨在使用新興技術，探討切溝發育和侵蝕的高解析度遙感監測方法，建立小流域尺度溝蝕預報經驗模型，分析退耕還林對切溝發育和小流域土壤侵蝕動態的影響。選取晉西蔡家川流域（38 km^2）和陝北吳起退耕還林森林公園（99 km^2），採用衛星影像解譯、三維雷射測量、經驗模型等研究方法，充分挖掘高解析度遙感監測與三維雷射地形測量的優勢，與淤地壩泥沙淤積監測相結合，監測9-13年時間尺度上切溝發育過程，建立小流域切溝侵蝕預報經驗模型，進而分析退耕還林對切溝發育和侵蝕的影響。研究結果將在土壤侵蝕普查、黃土高原水土保持和溝道治理以及生態恢復效益評價等方面具有套用價
結題摘要
黃土丘陵區發育活躍期的切溝侵蝕是主要侵蝕方式之一，退耕還林以來黃土區侵蝕產沙顯著減少，但對切溝發育過程的影響研究不足。在國家自然科學基金面上項目的資助下，於2013年-2016年期間，以陝北吳起、綏德和晉西吉縣為研究區，採用衛星影像解譯、三維雷射測量、經驗模型等研究方法，開展了切溝發育和侵蝕過程的遙感監測方法、溝蝕速率經驗模型、退耕還林對黃土丘陵區切溝發育和侵蝕速率影響等研究內容。項目積累了大量溝蝕及其影響因子監測的基礎數據，取得了典型丘陵區的溝蝕發育速率等關鍵數據，並取得了以下研究成果：1、探索了高分率衛星影像和三維雷射測量相結合的中長期切溝發育和侵蝕過程監測方法，驗證了高分遙感（0.5m解析度）在切溝監測中的適用性，測量切溝面積、周長的平均相對誤差都在5%左右；2、退耕還林以來，黃土高原88%的區域植被得到恢復，其中，中溫帶和坡度在15-25度範圍內的植被恢復效果最好，植被覆蓋現狀存在空間差異，與所在地理位置的水熱條件分布基本一致，但在陡坡和極陡坡的乾旱陽坡，仍然存在植被恢復的困難立地; 3、綏德切溝發育速率大於吳起，溝緣線切溝溝頭前進速率分別是0.29 m/a和 0.26 m/a，吳起切溝的發育部位側重於溝頭溯源侵蝕前進，而綏德則側重於溝頭兩側溝壁的擴張；但吳起切溝體積變化（12.31%）大於綏德（8.70%）； 4、黃土丘陵區退耕還林以來，溝間地水平條帶面積比例是影響切溝發育的最主要因子，相關係數達到-0.801。無工程措施的情況下，當植被覆蓋度＞ 0.6 時，其抑制切溝發育的效果明顯；5、利用上坡匯水面積（Ai，m^2）、溝頭局部坡度（S，m/m）和集水區植被覆蓋低於60%的面積比例（Φ_0.6）三個因子，建立了切溝面積增長率（Ra，m^2/a）模型：Ra=0.1540((Φ_0.6 Ai)^0.24 S)^3.2588 (R^2 = 0.62)；並建立了切溝體積(V)-面積(Ag)關係模型：V=0.2762Ag^1.3971 (R^2 = 0.91)，可用於切溝侵蝕預報。項目完成了預期目標，發表學術論文9篇，其中SCI/EI收錄5篇，豐富和發展了溝蝕理論，在國際會議上受到國際同行的關注和好評，為黃土高原溝蝕預報和治理提供了實用工具，具有實踐意義和推廣套用價值。
