黄土丘陵沟壑区坡面径流侵蚀产沙过程的环境解释

doi:10.13249/j.cnki.sgs.2015.07.905

地理科学 ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (7): 905-911.doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2015.07.905

黄土丘陵沟壑区坡面径流侵蚀产沙过程的环境解释

郑江坤¹(), 魏天兴², 赵健³, 陈致富⁴

1. 四川农业大学林学院, 四川雅安 625014
2. 北京林业大学水土保持学院, 北京 100086
3. 辽宁江河水利水电新技术设计研究院, 辽宁沈阳 110003
4. 广西柳州市第二中学, 广西柳州 545001

收稿日期:2014-02-17 修回日期:2014-06-12 出版日期:2015-07-20 发布日期:2015-07-20
作者简介:
作者简介：郑江坤（1982-）,男,河北邢台人,副教授,主要从事土壤侵蚀和水文模型方面的研究。E-mail:jiangkunzheng@126.com
基金资助:
中国博士后科学基金面上项目（2012M511938）、四川省高等学校水土保持与荒漠化防治重点实验室建设项目资助

Environmental Interpretation on Slope Runoff-Erosion-Sediment Process in Loess Hilly and Gully Region

Jiang-kun ZHENG¹(), Tian-xing WEI², Jian ZHAO³, Zhi-fu CHEN⁴

1.College of Forestry, Sichuan Agricultural University, Ya'an, Sichuan 625014, China
2. College of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100086, China
3. New Technology Institute for River and Water Conservancy and Hydropower Design of Liaoning Province, Shenyang, Liaoning 110003, China
4. The Second Middle School of Liuzhou City, Liuzhou, Guangxi 545001, China

Received:2014-02-17 Revised:2014-06-12 Online:2015-07-20 Published:2015-07-20

摘要/Abstract

摘要：

应用数量分类(TWINSPAN)和排序(DCCA)方法对陕北吴起县典型坡面侵蚀产沙过程进行了环境解释。结果表明：环境因子对土样侵蚀产沙量的解释量达83%,其中DCCA排序轴前4轴的解释量占总排序轴解释量的69%,且分别与坡位、土壤质量、海拔、干根重显著相关。坡面径流侵蚀产沙量随冲刷时间呈波浪式变化,环境因子对侵蚀产沙过程影响甚微。坡面径流侵蚀产沙量按地形部位表现为梁峁顶<梁峁坡<沟坡<沟底,按地类则表现为灌木林<针阔混交林<针叶纯林<阔叶纯林。

关键词: 地表径流, DCCA, 环境因子, 侵蚀产沙, 黄土丘陵沟壑区

Abstract:

Loess Plateau is the world's most serious soil erosion region. Slope runoff erosion, as the main type of soil erosion, has been priorities and hotspots of soil and water conservation disciplinary about its relation with environmental factors. 23 soil samples under slope runoff erosion during 12 periods were collected as the objects around Wuqi County in the northern Shaanxi, China. The methods of TWINSPAN and DCCA were applied to interpret the relation between environmental factors and slope runoff-erosion-sediment. Results indicated that soil samples in same topography positions and vegetation factors gathered. Eigenvalues of all sorts axis is 0.313, accounting for 83% of environmental interpretation. The cumulative explaining amount of the first 4 axis is 57.5% for runoff erosion and 56.9% for the relationship between runoff erosion and environmental factors. Meanwhile, interpretation of the first two axis accounted for 65% of all sorts axis which indicates the first two axis reflecting the most information of runoff erosion-environment relationship. First axis reflected the influence of soil pH and slope position on runoff erosion, and second axis manifested influence of soil bulk density on runoff erosion. The third and fourth axis reflected, respectively, influences of altitude and dry root weight. Among environmental factors, correlation coefficients of slope position were -0.46, 0.61 and 0.64 to soil pH, elevation, capillary porosity respectively. The correlation coefficients were -0.63 and -0.81 between slope and soil bulk density, plant cover, and the correlation coefficients were -0.37 and -0.57 between soil bulk density and soil organic matter, root dry weight. Sediment content of runoff erosion presented as hilly top

Key words: surface runoff, DCCA, environmental factors, erosion, loess hilly and gully region

中图分类号:

F157.1

郑江坤, 魏天兴, 赵健, 陈致富. 黄土丘陵沟壑区坡面径流侵蚀产沙过程的环境解释[J]. 地理科学, 2015, 35(7): 905-911.

Jiang-kun ZHENG, Tian-xing WEI, Jian ZHAO, Zhi-fu CHEN. Environmental Interpretation on Slope Runoff-Erosion-Sediment Process in Loess Hilly and Gully Region[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2015, 35(7): 905-911.

图/表 6

表1

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表2

表3

图2

图3

参考文献 22

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土样编号	取样地点	海拔（m）	坡度（°）	地貌部位	植被类型	林龄或退耕年限（a）	整地方法	总含沙量（g/L）
s1	合家沟	1366	3	梁顶	针茅-毛莲蒿群落	11	自然^*	0.049
s2	合家沟	1352	30	梁坡	毛莲蒿-华北米蒿群落	11	自然	0.070
s3	合家沟	1341	35	沟坡	针茅-星毛委陵菜群落	11	自然	0.201
s4	合家沟	1333	1	沟底	赖草-苦马豆群落	11	自然	2.381
s5	合家沟	1347	30	沟坡	毛莲蒿-华北米蒿群落	11	自然	0.154
s6	合家沟	1444	21	梁坡	达呼里胡枝子-针茅群落	11	自然	0.060
s7	柴沟	1529	6	峁顶	毛莲蒿-芦苇群落	8	自然	0.048
s8	柴沟	1328	3	沟底	旱柳小叶杨混交林	20	坑穴	1.250
s9	柴沟	1332	34	沟坡	甘草-针茅群落	8	自然	1.333
s10	柴沟	1391	20	梁坡	河北杨林	12	坑穴	0.769
s11	柴沟	1433	4	梁顶	沙棘林	12	坑穴	0.042
s12	胜利山	1450	26	峁坡	油松林	8	鱼鳞坑^**	0.775
s13	胜利山	1470	15	峁坡	沙棘林	10	坑穴	0.219
s14	胜利山	1470	35	沟坡	针茅-百里香群落	10	自然	0.359
s15	胜利山	1481	19	峁坡	委陵菜-赖草群落	10	自然	0.218
s16	胜利山	1491	7	峁顶	油松山杏混交林	15	反坡梯田	0.278
s17	胜利山	1470	27	峁坡	油松小叶杨山杏混交林	15	水平阶	0.053
s18	胜利山	1444	34	沟坡	油松小叶杨山杏混交林	15	鱼鳞坑	0.637
s19	政府沟	1416	27	梁坡	油松林	8	水平阶阶坎	0.435
s20	政府沟	1416	27	梁坡	油松林	8	水平阶阶面	0.704
s21	政府沟	1456	5	梁顶	达呼里胡枝子-披针叶黄骅群落	13	自然^*	0.084
s22	政府沟	1418	27	峁坡	沙棘林	11	坑穴	0.115
s23	政府沟	1408	26	峁坡	小叶杨山杏混交林	9	水平阶	0.094

排序轴	第一轴	第二轴	第三轴	第四轴
特征值	0.170	0.033	0.010	0.004
坡面径流侵蚀-环境因子的相关性	0.966	0.911	0.903	0.914
坡面径流侵蚀累计解释量（%）	43.1	53.8	56.5	57.5
坡面径流侵蚀-环境因子关系累计解释量（%）	45.4	56.9	-	-
蒙特卡罗置换检验显著性P值	0.002	-	-	-
排序轴特征值和为0.313,P值为0.002;特征值总和为0.377,占环境解释的83%。

简称	第一轴	第二轴	第三轴	第四轴	bd	cp	ph	om	sl	sp	as	al	ac
bd	0.12	-0.42^*	-0.19	-0.55	1
cp	-0.30	-0.20	0.24	0.29	-0.53	1
ph	0.73^**	-0.23	0.02	-0.68	0.03	-0.15	1
om	0.11	0.04	0.07	0.28	-0.37	0.09	-0.24	1
sl	-0.09	-0.13	-0.01	0.00	-0.63^*	0.50	0.26	0.18	1
sp	-0.53^*	0.15	0.23	0.61	-0.43	0.64^*	-0.46^*	0.05	0.27	1
as	-0.07	0.02	-0.19	0.08	-0.20	0.18	0.04	-0.03	0.64^*	0.41	1
al	-0.33	0.08	0.46^*	-0.11	-0.07	0.32	0.10	-0.34	0.19	0.61^*	0.29	1
ac	0.10	-0.13	-0.11	-0.04	0.62	-0.54	-0.30	0.13	-0.81^**	-0.36	-0.53	-0.32	1
rw	-0.20	0.22	-0.30	0.40^*	-0.57	0.49	-0.03	0.11	0.29	0.02	-0.25	-0.29	-0.39

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