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虽然植被对水土流失的控制机制已得到广泛的认同,但对植被恢复措施减蚀效益的定量评估尚存在较多分歧。而历史时期黄土高原侵蚀的研究,研究手段有限。
黄土高原分布着很多现代淤地坝和古聚湫,坝库内沉积了历年的暴雨洪水产沙。通过区分洪水沉积旋回并确定洪水旋回形成的时间,即可查明相应时间段的流域产沙状况。基于此认识,我们选择有退耕前后坝库淤积的吴起榆树沟小流域和形成时间有明确记载的子洲黄土洼古聚湫,采用核素、孢粉示踪方法,查明了退耕前后榆树沟流域侵蚀产沙的变化和明代中期黄土洼流域的产沙模数。主要研究结论如下:
1)退耕前后坡面土壤侵蚀强度差异。分别选取未退耕的坡耕地和植被覆盖良好的草坡地为研究样地,采用137CS核素示踪法,查明未退耕坡耕地的土壤侵蚀模数达6600 t/km2 a,草坡地土壤侵蚀模数仅为397 t/km2 a,植被恢复的坡面减蚀效益可达94%以上。
2)退耕前后小流域侵蚀产沙差异。选择有退耕前后坝库淤积的吴起榆树沟流域为研究小流域,通过分析沉积剖面137CS活度、孢粉浓度的变化,并结合泥沙粒度分析,区分洪水旋回,查明榆树沟小流域退耕前的年输沙模数高达20953 t/km2a。退耕后年输沙模数迅速降低到1773 t/km2 a。前后相差达91.46%。退耕后坝库沉积泥沙137Cs平均含量少于退耕前,表明退耕后沟间地相对来沙量减少,而沟谷地相对来沙量增加。
3)历史时期黄土丘陵区小流域侵蚀产沙状况。选择陕北子洲黄土洼古聚湫为研究对象,根据聚湫坝库泥沙沉积剖面孢粉浓度和泥沙粘粒含量的变化,在总厚12.73m的沉积泥沙剖面中区分出54个洪水沉积旋回,以年末次洪水旋回顶部特有的冻融扰动现象为依据,54次暴雨为31个年度内形成。通过求算旋回淤沙体积,查明明代中期黄土洼流域年产沙模数介于968t/km2a-55579t/km2a,平均12629 t/km2a,明代该区域的年产沙模数与现代年产沙模数接近。