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在干旱区山地,荒地斑块特征可反映植被的破碎化及退化状况,农田斑块特征可反映自然植被景观受农田开垦的威胁程度,而其它景观类型与这两种类型斑块的邻接特征可间接反映这些类型潜在的植被退化风险大小或受农田开垦的威胁程度。以Landsat/TM及林相图作为数据源,在桌面GIS下解译出石羊河上游的哈溪林区各景观类型,计算了各景观类型与荒地和农田的空间邻接长度和数目比例,并利用缓冲区分析方法计算了荒地和农田对各景观的影响面积。在此基础上通过计算各类型植被退化风险大小和受农田开垦的威胁程度,定量分析了研究区各景观类型的生态安全性。结果表明：灌丛和草地与荒地的邻接边长和数目较大,由放牧活动引起的植被破碎化和退化的风险较大,而乔木林种与农田的邻接长度、数目较大,受农田开垦的威胁较为严重;景观整体植被退化的风险（0.28）高于受农田威胁程度（0.11）;各类型植被退化风险值的差别不明显,但灌丛草地相对较高,而各乔木林种受农田开垦的威胁程度明显高于灌丛和草地;基于景观类型空间邻接的生态安全评价分析可以初步反映干旱区山地景观受人类活动影响的威胁程度。 相似文献
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延河流域景观格局与生态水文过程分析 总被引：5，自引：1，他引：4
延河流域作为典型的黄土高原丘陵沟壑区,水土流失是最主要的生态环境问题,其生态环境治理能为整个黄土高原生态恢复重建提供典型范例,因此评价延河流域景观格局变化对水文过程的影响,对流域景观格局与水文过程的研究具有重要的科学价值和现实意义。本文通过利用SWAT模型模拟的延河流域的41个子流域的水文响应单元,建立延河流域的“源—汇”水文响应单元景观格局指数,通过计算不同地形条件下水文响应单元随着坡度变化的面积累积百分比,构建了新的“地形—水文响应单元 (Slope-HRU) 综合景观指数”。并与SWAT水文模型所模拟获得的子流域径流量、产沙量进行相关性分析,评价“地形—水文响应单元 (Slope-HRU) 景观指数”对水文过程的表征能力和适用性。结果表明：在子流域尺度上Slope-HRU景观指数和产沙状况存在明显的区域分异规律,而且R值空间变异情况基本上与产沙量的空间变化规律相反,即R值呈现由南向北,由东向西递增,而产沙量由南向北,由东向西递减。R值与年产沙量在数值上呈显著相关关系,相关系数为-0.60;再将Slope-HRU景观指数与所选取的7个常用景观格局指数相结合,构成新的综合景观指数,发现它们与子流域的产沙量耦合关系明确,均显著负相关,相关系数绝对值范围为0.43~0.63。 相似文献
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基于遥感的民勤绿洲植被覆盖变化定量监测 总被引：16，自引：0，他引：16
基于混合像元条件下的TM影像植被覆盖度遥感反演,定量研究了甘肃省民勤绿洲1987年至2001年植被覆盖时空变化的规律与特点。结果表明,15年中,民勤绿洲的植被覆盖发生了很大的变化,农田植被(耕地)面积增加了53.11%,而中、高盖度植被的面积却减少了25.21%,这对民勤绿洲的长久生态安全构成了严重的威胁。民勤绿洲植被覆盖变化的空间转化过程复杂,但总体属于开垦—植被退化型。15年中因开垦和植被退化而损失的中、高盖度植被达42204.81hm2,占原面积的81.73%,而且损失的主要是绿洲边缘的防风固沙植被,其中因开垦损失的面积为18776.08hm2,占损失面积的44.5%。超采地下水引起的地下水位快速下降是导致绿洲边缘天然和人工灌丛植被退化的主要原因。控制开垦并培育相对稳定的灌丛型植被,应该是研究区生态环境建设的重点。 相似文献
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地表径流对荒漠灌丛生境土壤水分空间特征的影响 总被引：3，自引：2，他引：1
土壤水分是干旱区多尺度生态水文过程的关键影响因素和驱动因子,其时空格局是生态、水文、气象、地形等自然过程研究的重要参数。笔者研究了降水径流事件后3种不同灌丛个体尺度土壤水分空间异质性特征,结果表明,珍珠灌丛个体尺度土壤水分空间分布特征表现为灌丛边缘>灌丛内部>灌丛间裸地,驼绒藜灌丛表现为灌丛内部>灌丛边缘>灌丛间裸地,而狭叶锦鸡儿灌丛不同微生境土壤水分差异不显著。珍珠和驼绒藜灌丛同一微生境土壤水分存在坡位梯度,珍珠灌丛3个微生境土壤水分均表现为上坡位大于下坡位,而驼绒藜灌丛边缘表现为上坡位小于下坡位,其他两个微生境无明显规律;狭叶锦鸡儿灌丛土壤水分无明显的坡位梯度。3种灌丛不同微生境土壤含水量随土层深度增加的变化不明显。这说明在降水径流事件中,不同斑块的反应差异引起了地表径流的形成以及随之发生的资源再分配,从而导致了景观内土壤水分的空间异质性。 相似文献
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泾河流域上游景观尺度植被类型对水文过程的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
选择具有土石山区的泾河流域上游为研究对象,应用生态水文模型SWIM对上游景观尺度下各植被类型水文效应进行了模拟,并针对上游土石山区和黄土区分海拔段进行了植被分布的水文格局影响分析。结果表明：泾河流域上游的森林、农田、草地各植被类型的蒸散及组分、径流深和土壤深层渗漏各水文过程具有显著差异,不同区域（土石山区和黄土区）的同一植被类型的各水文过程明显不同;同时,植被景观格局存在区域和海拔差异,这使得不同区域和海拔段的各水文过程有所不同。如在土石山区,以森林为主的海拔段2 250-2 922 m降水量和蒸散量均最大（分别为641 mm和484 mm）,以农田、草地和森林均有分布的海拔段1 750-2 250 m降水量较大（590 mm）,但蒸散量最低（仅为434 mm）;而在较为干旱的黄土区（降水量为514 mm）以农田和草地为主两个海拔段（1 026-1 350 m和1 350-1 750 m）的蒸散量较高（分别为458 mm和440 mm）。另外,从各水文过程要素与降水的比值看,两个区域之间差异比较明显,但同一区域不同海拔段间差异不明显。 相似文献
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干旱区生态系统的水文连通性影响植被斑块形态的空间分异。植被形态对水文连通性的适应是一个复杂且长期的过程。研究植被与水文连通性，过去多基于群落以上尺度，不涉及微观尺度。从植株个体角度探讨植被斑块形态与水文连通性关系，有助于挖掘微观尺度上景观格局对生态过程的驱动机制。本研究以黄土高原丘陵沟壑区多年生灌丛作为研究对象，以高分辨率无人机航拍照片解译和野外定点观测为研究手段，量化植被斑块形态与水文连通性之间定量关系，分析二者对泥沙截留与土壤固碳等关键生态过程的影响。结果表明：(1)坡面灌丛斑块总体呈现横向生长趋势，灌丛斑块纵横比小于1;灌丛斑块纵横比从坡顶到坡底逐渐增大，分别为0.64、0.70、0.79、0.83;(2)灌丛方向与水流方向夹角从坡顶到坡底先减小再增大；坡面中部的坡度最大，灌丛方向最接近与水流垂直的方向；(3)灌丛的汇流累积量从坡顶到坡底逐渐增大，表明其水文连通度逐渐增大；水文连通度与灌丛斑块纵横比呈正相关关系；当水文连通度足够大时，灌丛在横纵方向上的生长没有倾向，形状近似为圆形；(4)泥沙拦截量和固碳效率随坡位下降而下降，二次曲线拟合表明泥沙拦截量和固碳效率随水文连通度增加呈增... 相似文献
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荒漠化草原植被斑块分布对地表径流、侵蚀及养分流失的影响 总被引：5，自引：2，他引：3
地表径流是干旱区水、养分和土壤物质迁移和再分配的主要途径之一,它在很大程度上受植被格局的影响。研究了腾格里沙漠东南缘生物土壤结皮斑块和灌丛斑块镶嵌分布的植被格局对地表径流、侵蚀及其驱动下的资源再分配的影响。结果表明,植被斑块对地表径流和侵蚀产物起着拦截作用,能显著减少资源的流失。生物土壤结皮斑块和植被斑块之间存在资源(径流、侵蚀产物及养分等)再分配的源-汇关系。模拟降雨条件下,含有灌丛斑块和生物土壤结皮斑块的样方出现表面积水和径流需要的时间均显著大于只含生物土壤结皮斑块的样方;含两类斑块的样方出现径流需要的降雨量显著大于只含生物土壤结皮斑块的样方。在模拟降水和自然降水条件下,生物土壤结皮斑块产生的径流、侵蚀产物、有机质、氮及溶解养分中均大量被位于下坡向的灌丛斑块截获;灌丛斑块土壤水分入渗深度显著大于结皮斑块。灌丛斑块对生物土壤结皮斑块产生的地表径流、侵蚀产物及其携带的资源的捕获能显著减少资源流失,有效地防止荒漠化的进一步发生发展。 相似文献
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设定两种独立的调参方案,检验将高/低分辨率下的调参值应用到低/高分辨率中驱动模型模拟的可行性;同时分析驱动数据分辨率的差异对模型模拟生态水文过程的影响;此外,设置9种集水面积阈值,分析驱动数据分辨率与集水面积阈值对模拟结果的影响。结果表明两种调参方案下模拟的水文与生态数据相关性强、差异小,说明调参方案受驱动数据分辨率的影响不明显;分辨率对土地覆被和土壤类型面积影响小,而对高程和坡度影响大;驱动数据分辨率降低,模拟径流的均值减小、峰值增大、生态变量值增大;驱动数据分辨与集水面积阈值之间不存在交互作用;集水面积阈值增大,模拟径流的均值、峰值均减小,生态变量值也减小,但阈值变化对峰现时间无影响。 相似文献
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洪河沼泽湿地地势低平、河道多变,洪水季节性泛滥,缺乏水文监测数据,而模拟的水文数据不确定性较大;而且,用地表径流数据验证生态水文模型的模拟结果,效果并不理想。以洪河国家级自然保护区中部的沼泽湿地为研究对象,整合数字河网与高精度数字高程数据,改进分布式生态水文模型SWAT的子流域概化方式,构建湿地水文过程模型;在此基础上,分析研究区沼泽湿地水文功能。对于湿地水文过程模型的构建,除了利用径流观测数据进行验证外,还应用不同深度的多点土壤湿度数据进行验证。研究结果表明,1改进的SWAT模型取得了较高的面向沼泽湿地模型精度,模型决定系数R2达到0.7,相对误差小于21%,表明模拟效果良好;2在研究区内的沼泽湿地中,以草甸黑土—沼泽化草甸、草甸黑土—草本沼泽、沼泽土—沼泽化草甸、沼泽土—草本沼泽4种土壤—植被的组合模式为主,土壤湿度较大,湿地的调蓄水功能较强;3季节性和常年的洪泛水文过程与土壤湿度的梯度特征,控制着研究区的沼泽植物的空间格局;随着土壤湿度梯度的变化,植物群落呈现出明显的条带状梯度分布。 相似文献
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降雨变化对东江流域径流的影响模拟分析 总被引：2，自引：1，他引：1
降雨变化对流域水文过程的影响是地理与环境科学领域关注的热点。应用流域水文模型HSPF建立了东江流域的径流模拟模型,并结合日降雨随机模拟模型,分析了降雨的长期变化对流域径流的影响。结果表明,降雨对东江流域的径流影响显著,径流量随降雨量均值与降雨量变差系数的增减而增减;相同的降雨量均值变化幅度条件下,径流增减的变化幅度相近;降雨量变差系数增加对径流的影响大于降雨量变差系数减小的影响,降雨强度的变化是影响径流量的重要因素,降雨量变化剧烈时,产生的径流更多;在同等的变化幅度内,降雨量均值变化对径流量的影响大于降雨量变差系数;由降雨情景变化引起的月径流的变化在6~8月最为明显。 相似文献
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Serious soil erosion is one of the major issues threatening sustainable land use in semiarid areas, especially in the Loess Plateau of China. Understanding the effects of land use on soil and water loss is important for sustainable land use strategy. Two sub-catchments: catchment A (CA) and catchment B (CB) with distinct land uses were selected to measure soil moisture, runoff and soil nutrient loss in Da Nangou catchment of the Loess Plateau of China. The effects of land use patterns on runoff and nutrient losses were analyzed based on soil moisture pattern by kriging and soil nutrients using multiple regression model. The results indicated that there were significant differences in runoff yield and soil nutrient losses between the two sub-catchments. With similar land uses, the CA produced an average sediment yield of 49 kg ha-1 and 22.27 kg ha-1 during two storm events.Meanwhile, there was almost no runoff in the CB with dissimilar land uses during the same events.Buffer zones should be established to re-absorb runoff and to trap sediments in catchment with similar land use structure such as the CA. Moreover, land use management strategy aiming to increase the infiltration threshold of hydrological response units could decrease the frequency of runoff occurrence on a slope and catchment scale. 相似文献
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Serious soil erosion is one of the major issues threatening sustainable land use in semiarid areas, especially in the Loess Plateau of China. Understanding the effects of land use on soil and water loss is important for sustainable land use strategy. Two sub-catchments: catchment A (CA) and catchment B (CB) with distinct land uses were selected to measure soil moisture, runoff and soil nutrient loss in Da Nangou catchment of the Loess Plateau of China. The effects of land use patterns on runoff and nutrient losses were analyzed based on soil moisture pattern by kriging and soil nutrients using multiple regression model. The results indicated that there were significant differences in runoff yield and soil nutrient losses between the two sub-catchments. With similar land uses, the CA produced an average sediment yield of 49 kg ha-1 and 22.27 kg ha-1 during two storm events. Meanwhile, there was almost no runoff in the CB with dissimilar land uses during the same events. Buffer zones should be established to re-absorb runoff and to trap sediments in catchment with similar land use structure such as the CA. Moreover, land use management strategy aiming to increase the infiltration threshold of hydrological response units could decrease the frequency of runoff occurrence on a slope and catchment scale. 相似文献
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以黄土高原地区县域为例,利用敏感性?应对能力模型评估了黄土高原地区2000年以来县域经济脆弱性特征及其时空变化,并结合ArcGIS空间技术与灰色关联分析探究人口变化对县域经济脆弱性的影响作用。研究发现：① 2000年黄土高原县域经济脆弱性等级以低和较低脆弱性等级为主导,而2010年低脆弱度区域面积开始出现减少,中、高脆弱度区域面积显著增加,2017年低和较低脆弱性等级的区域占土地面积比例增加,中、高脆弱度区域面积下降。总体来说,2000—2017年黄土高原地区县域经济脆弱性整体呈现出“先升高再降低”的趋势。② 黄土高原县域经济脆弱性整体呈现“南高北低”的空间格局,处于高和较高水平的县区主要集中在甘肃东部部分县域和山西西部县域;中等水平的县区集中分布于甘肃省庆阳、平凉市东部县域、山西省大同、忻州市部分县域以及山西西部部分县域;省会城市所辖县区、地市周边地区的脆弱性水平最低。③ 表征人口变化的人口外流率、性别比和老年人口比重是影响黄土高原县域经济脆弱性关键因素,且不同时期人口变化对经济脆弱性的影响因素存在分异。 相似文献
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Modelling runoff and erosion for a semi-arid catchment using a multi-scale approach based on hydrological connectivity 总被引：1，自引：0，他引：1
Runoff and erosion processes are often non-linear and scale dependent, which complicate runoff and erosion modelling at the catchment scale. One of the reasons for scale dependency is the influence of sinks, i.e. areas of infiltration and sedimentation, which lower hydrological connectivity and decrease the area-specific runoff and sediment yield. The objective of our study was to model runoff and erosion for a semi-arid catchment using a multi-scale approach based on hydrological connectivity. We simulated runoff and sediment dynamics at the catchment scale with the LAPSUS model and included plot and hillslope scale features that influenced hydrological connectivity. The semi-arid Carcavo catchment in Southeast Spain was selected as the study area, where vegetation patches and agricultural terraces are the relevant sinks at the plot and hillslope scales, respectively. We elaborated the infiltration module to integrate these runoff sinks, by adapting the parameters runoff threshold and runoff coefficient, which were derived from a rainfall simulation database. The results showed that the spatial distribution of vegetation patches and agricultural terraces largely determined hydrological connectivity at the catchment scale. Runoff and sediment yield for the scenario without agricultural terraces were, respectively, a factor four and nine higher compared to the current situation. Distributed hydrological and erosion models should therefore take account of relevant sinks at finer scales in order to correctly simulate runoff and erosion-sedimentation patterns. 相似文献
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An understanding of the differences in artificial forest between tree species,slope aspects,and management options in arid environments is fundamentally important for efficient management of these artificial systems;however,few studies have quantified the spatial and temporal differences in stem radial growth of trees in the arid western Loess Plateau of China.Using dendrochronology,we assessed the growth of three woody species(the native shrub Reaumuria soongorica,the exotic shrub Tamarix ramosissima and tree Platycladus orientalis)by measuring the annual stem radial increment.We also describe the long-term growth trends and responses to climatic factors on slopes with different aspects during periods with and without irrigation.We found that precipitation during the main growing season was significantly positively correlated with ring growth for all three species and both slope aspects.In addition,supplemental water(e.g.,irrigation,rainwater harvesting)greatly relieved drought stress and promoted radial growth.Our results suggest that as the main afforestation species in the Loess Plateau used for soil and water conservation,P.orientalis is more suitable than T.ramosissima under rain-fed conditions.However,a landscape that combined a tree(P.orientalis)with a shrub(R.soongorica)and grassland appears likely to represent the best means of ecological restoration in the arid western Loess Plateau. 相似文献
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六盘山植物区系基本特征的初步分析 总被引：11，自引：2，他引：9
六盘山位于陕甘宁交接地区,属于半湿润气候向半干旱气候的过渡带,是黄土高原生物多样性最丰富的地区之一,有维管植物836种,隶属于93科,359属。本区属于泛北极植物区、中国-日本森林植物亚区、华北植物地区的黄土高原亚地区。全部种子植物可分为13个分布区类型和12个变型,以北温带分布类型为主,与其他植物区系联系广泛,但特有属较贫乏。六盘山与小陇山、太白山和中条山的属相似性系数较高,均达60%以上,表明几座山体处于相似的生物气候背景之下,地理隔离性不明显。与贺兰山的属相似性系数低于60%,因为贺兰山位于干旱的荒漠与半荒漠区,可能有地理隔离作用。 相似文献
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黄土丘陵区典型小流域土地利用变化研究——以陕西延安地区大南沟流域为例 总被引：50，自引：12，他引：50
利用航片解译和景生态学方法研究了陕北黄土丘陵区大南沟流域在20世纪70年代和90年代的土地利用结构的特点和变化，结果表：从1975年到1999年，梯田，坡耕地，稀疏林地，灌丛面积减少，所占百分比呈下降趋势，而有林地，果园，荒地所占百分比呈上升趋势，梯田，有林地，灌丛和茺地平均斑块面积在增大，而坡耕地，稀疏林地，果园的平均斑块面积在减小，果园和坡耕地分维数在变大，斑块形状趋于复杂化，而有林地，稀疏林地，灌丛，梯田和荒地的斑块分维数在变小，斑块形状趋势规则小，有林地，灌丛，果园，荒地的分离度在下降，稀疏林地，梯田和坡耕地的分离度在上升，说明有林地，罐丛，果园和荒地的地位在上升，而稀疏林地，梯田和坡耕地的地位在下降，全区单位面积的斑块数目的磁大，在一定程度上表明农田中地块之间的边界增多，其结果是导致一些土地资源和浪费和不利于土地管理，景观多样性指数和土地利用相对合理指数在增大，但变化较小，1997年与1975年相比，整体上土利用结构稍有好转，但这种土地利用结构远未达理想状态。 相似文献
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气候变化对中亚天山山区水资源影响研究 总被引：8，自引：0，他引：8
本文结合资料分析和文献阅读,对全球气候变化背景下的中亚天山山区水文、水资源变化进行了讨论分析。在全球升温滞缓背景下,中亚天山山区在过去的10余年,气温却一直处于高位态波动状态;气候变暖及持续高位态波动加剧了山区冰川和积雪等固态水体的消融,导致山区降雪率降低,天山山区降雪率从1960-1998年的11%~24%降低到2000年以来的9%~21%,有97.52%的冰川表现为退缩状态,水储量呈明显减少趋势,减小幅度约为-3.72 mm/a;气候变暖直接影响区域水循环和水系统的稳定性,引起径流补给方式和水资源数量的改变,加大了水资源时空分布的不确定性。天山山区在短时期内因冰雪融水增多,会出现径流量增加现象。但在未来气候持续变暖、降水条件维持不变的条件下,河川径流量将会出现减少趋势。 相似文献
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祁连山东段山地景观格局变化及其生态脆弱性分析 总被引：4，自引：1，他引：3
以RS和GIS技术为主要手段,分析了祁连山东段地区1994-2008年的景观格局变化及其生态脆弱性。结果表明：（1）与1994年相比,森林、草地、冰雪带、水域4种景观要素的面积分别减少了5.0%、2.0%、2.2%、2.0%,而灌木和裸地的面积则分别增加了6.8%、5.0%;灌木、草地、冰雪带和裸地景观要素的平均斑块面积分别增加了49.0%、19.0%、1.1%、436.6%,森林和水域平均斑块面积分别减小了9.6%和4.1%。（2）森林、草地、冰雪带、水域4种景观要素的平均最邻近距离增加,聚集度降低,各景观要素内部斑块之间聚集度减小。灌木与森林景观要素之间的空间邻接长度增加了3 867 km,裸地与其他景观要素之间的空间邻接长度增加了5 589 km,嵌缀在其他各种景观要素中的裸地小斑块逐渐融合成大斑块。（3）景观类型脆弱度指数与破碎度指数之间显著正相关,分维数倒数、分离度指数和沙化敏感性指数与景观类型脆弱度指数呈弱度正相关。祁连山东段地区森林和草地退化,面积萎缩、水域干涸,裸地面积增加,各景观要素的空间关系趋于简单,景观破碎化增加。人类活动所引起的景观破碎化是祁连山东段地区景观格局和景观脆弱性变化的决定性因素。 相似文献
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黄土丘陵小流域土地利用变化对水土流失的影响 总被引：80，自引：3，他引：80
在土壤侵蚀模型LISEM (Limburg Soil Erosion Model) 校正的基础上,模拟了陕北黄土丘陵沟壑区大南沟小流域5种土地利用方案的水土流失效应,旨在探讨土地利用变化对流域出口水土流失的影响。研究结果表明:流域出口的洪峰流速、径流总量和侵蚀总量的大小顺序为:1975年>1998年>25度退耕>20度退耕>15度退耕。1975年和1998年25度以上的陡坡耕地和休闲地均退耕还林还草,这2种土地利用格局的径流和侵蚀模拟值都显著大于3种退耕方案。在3种退耕方案中,20度和15度以上的陡坡耕地和休闲地逐步转变为果园/经济林地,3种退耕方案之间的水土流失差异不显著。相对于1975年土地利用来说,1998年土地利用能降低洪峰流速、径流量和侵蚀量约5%~10%;3种退耕方案的减流减沙效益更加显著,可以降低洪峰流速、径流量和侵蚀量约40%~50%。 相似文献