STRATIFICATION OF VARIABILITY IN RUNOFF AND SEDIMENT YIELD BASED ON VEGETATION CHARACTERISTICS1

ABSTRACT: Runoff and sediment yield were collected from 100 plots during simulated rainfalls (100 mm/hr for 15 minutes) at antecedent soil moisture conditions. A clustering technique was used to stratify the variability of a single data set within a sagebrush‐grass community into four groups based on vegetation life form and amount of cover. The four cluster groups were grass, grass/shrub, shrub, and forb/grass and were found to be significantly different in plant height, surface roughness, soil bulk density, and soil organic matter. Stepwise multiple regression analyses were performed on the single data set and each cluster group. Results for individual groups resulted in more robust predictive equations for runoff (r²= 0.65–0.73) and sediment yield (r²= 0.37–0.91) than for equations developed from the single data set (r²= 0.56 for runoff and r²= 0.27 for sediment yield). The standard errors of the cluster group regression equations were also improved in three of the four group equations for both runoff and sediment yield compared to the single data set. Runoff was found to be significantly less (p >0.01) in the forb/grass group compared with other vegetation cluster groups, but this was influenced by four plots that produced little or no runoff. Sediment yield was not found to be significantly different among any cluster groups. Discriminant analysis was then used to identify important variables and develop a model to classify plots into one of the four cluster groups. The discriminant model could be incorporated into rangeland hydrology and erosion models. The percentage cover of grasses, shrubs, litter, and bare ground effectively stratified about 12 percent of the variation observed in runoff and 26 percent of the variability for sediment yield as determined by r².     

生物炭对紫色土坡耕地侵蚀性耕层土壤有机碳的影响

土壤有机碳是陆地生态系统最大的碳库,不仅是耕地土壤质量评价的核心指标,也是全球碳循环的重要组成部分.为研究耕层土壤有机碳对土壤侵蚀和管理措施交互作用的响应特征,以三峡库区典型紫色土坡耕地侵蚀性耕层土壤为研究对象,采用铲土侵蚀模拟试验小区,建立5种侵蚀程度的坡耕地原位试验,以不施肥(CK)为对照措施,设置单施化肥(F)和...     

模拟酸雨对混凝土影响的研究

采用周期浸泡和喷淋试验等２种加速腐蚀试验方法,分别研究ＰＨ为１．０、３．５、５．６和ＰＨ为１．０、ＳＯ＾２－４为０、０．０６、０．１ｍｏｌ／Ｌ等６种模拟酸雨对混凝土的影响。     

模拟酸雨对砂浆影响的研究

建立了周期浸泡法和喷淋试验法等两种加速腐蚀试验方法,并分别研究Ph为5.6、3.5和Ph为1.0、S²₄-为0、0.06、0.1、0.2mol/L六种模拟酸雨对砂浆的影响。研究结果表明：砂浆受蚀后强度降低,其下降的程度与材料中CaO和SO₃/CaO的比值成二元线性关系;酸雨中＋的侵蚀将使材料中CaO、MgO、Al₂O₃和Fe₂O₃组分流失,H⁺.和SO的协同作用,使材料中的SO₃/CaO的比值增大;受蚀后的砂浆其物相发生较大的变化,变化趋势是原［CaNa］［SiAI］₄0₈、KAISi₃0₈、0.62NaAISi_{208·0.38CaAl2等矿物晶体逐渐消失,而转化成CaSO4·2H2O、CaAl2i2O8、Ca－Fe－Al－S－Si－O,甚至体积更大的Ca3Al6O12·CaSO4。因此,酸雨对砂浆的影响,主要是H⁺侵蚀引起的溶解腐蚀和SO²4-侵蚀引起的膨胀腐蚀。}     

风蚀与环境若干问题及思考

本文从风蚀对植物生长环境的影响、风蚀与尘暴、人为活动与风蚀三个方面对风蚀与环境的关系进行了评述,并对今后的研究方向提出了建议.     

贵州省矿业生产诱发喀斯特石漠化的机理与治理对策探讨

文章对贵州省矿产开发导致的喀斯特石漠化现状及机理进行了调查分析,发现:贵州大宗开采的煤、磷、铝土、金、铅锌、重晶石等矿产主要分布在碳酸盐岩分布区,赋矿层位均在碳酸盐岩所夹的碎屑岩中或碳酸盐岩中。矿产的开发导致水土流失、地下水位下降,排放的废气、废水使植被死亡或抑制其生长,导致了严重的石漠化,是人类强烈经济活动的直接结果。并对此提出了防治对策。     

大功率IGBT模块并联技术在电磁搅拌上的特殊应用

介绍一种计算机控制模式电磁搅拌器控制系统,其特点在于计算机设置和处理搅拌器所需的参数,并通过脉宽调制和驱动回路实现交—直—交电源的转换,为搅拌器提供稳定和精确的电流和频率参数;逆变装置采用大功率模块并联技术分立安装,容易获得大电流的输出且维护方便.     

福建土楼夯土墙风驱雨侵蚀损伤预测研究

世界文化遗产福建土楼地处中国东南沿海,年降雨高达1 600 mm,频繁遭受台风和极端天气袭击,每当台风登陆时,狂风挟着暴雨常常侵蚀危害着土楼建筑,风驱雨冲击侵蚀土楼夯土墙已成为土楼建筑的主要损坏形式。论文通过分析风驱雨作用下雨滴的运动形式及降雨特征,采用CFD数值模拟及风洞试验的方法完成数值风洞准确性模拟,以数值风场为基础加入降雨模型,考虑多种雨强和风速相互组合,分析风驱雨对土楼夯土墙的风雨侵蚀影响,揭示了夯土墙风雨侵蚀的内在规律。并通过当地一份气象统计资料作为算例,预测土楼年平均侵蚀损伤量在0.4~2.6 mm之间,所得结果为土楼的维护加固和开发利用提供了科学依据,也为其他生土建筑研究提供借鉴和参考。     

植被对黄土高原坡沟系统重力侵蚀调控机理研究

采用有限差分软件FLAC^3D对黄土高原坡沟系统及植被覆盖下重力侵蚀机理进行探索,对有无植被的坡沟系统应力场、 位移场和塑性区分布进行数值模拟,阐明了植被根系措施减缓重力侵蚀作用机制。结果表明,坡沟系统上部位移以"沉降"模式为主,下部位移以"剪切"模式为主,沟头溯源区是坡沟系统重力侵蚀最为强烈的部位;剪切塑性区域主要分布于坡面和沟坡大部分区域,张拉塑性区域主要分布于梁峁顶和梁峁坡上部;有植被覆盖时,根系加固作用改善了坡面浅层土体应力,有效降低了坡面土体的应力集中;减小了坡沟系统坡面浅层土体位移,使水平位移减少15%,铅垂位移减少2.5%;并减少了塑性屈服区体积,使剪切塑性区减少11.48%,张拉塑性区减少83.99%;减轻了重力侵蚀的破坏程度,但并未改变坡沟系统以剪切破坏为主的屈服模式。该研究为更好理解植被根系调控重力侵蚀研究提供了新的技术方法。     

3种典型陆地生态系统土壤137Cs和有机碳含量研究

选择位于广东小良的自然林、光裸地和森林恢复地3种典型陆地生态系统类型,通过研究土壤137Cs和土壤有机碳(SOC)的含量与分布,分析137Cs与SOC的关系,尝试运用137Cs法研究典型陆地生态系统类型的土壤侵蚀与土壤碳动态.结果显示,自然林为研究区土壤137Cs的背景点,其0~40cm土壤中的137Cs平均活度值为(0.99±0.28)Bq/kg,137Cs背景值为(448.1±56.3)Bq/m2,0~40cm的SOC储量为5.93kg/m2.森林恢复地和光裸地土壤中没有检出137Cs,表明森林恢复地和光裸地发生了严重的土壤侵蚀.自然林土壤137Cs深度分布形态为非指数衰减形态,137Cs浓度峰值出现在次表层.自然林的各土层137Cs活度与SOC含量的相关关系不显著(P>0.1).研究区137Cs含量的背景值很低.基于137Cs法计算研究区及相似地区的SOC侵蚀量有一定局限性.