植被恢复是黄土高原防治水土流失的重要措施,但在沟坡区,由于植被恢复改变了表层土壤的物理性质,在强降雨的条件下极易诱发浅层滑坡,进而对产流、产沙产生重要影响。为研究强降雨诱发的浅层滑坡对产流、产沙的影响。某研究团队在黄土高原王东沟小流域沟坡上建立了2.5m×20m的试验小区(平均坡度为40°。植被覆盖度为85%),利用专业设备模拟两场强降雨,单场降雨时长90分钟,降雨间隔12小时,在第1场降雨72分钟时发生浅层滑坡,下图示意该试验小区浅层滑坡发生前后径流和产沙随降雨时长的变化。
(1)植被恢复后,黄土高原沟坡区在强降雨的条件下极易诱发浅层滑坡。请用整体性原理给予解释。
(2)依据图文材料,论述植被恢复在防治黄土高原沟坡区水土流失中的作用。
材料一:全球有四块黑土带,分别是乌克兰平原、美国的密西西比平原、我国的东北平原以及南美洲阿根廷至乌拉圭的潘帕斯大草原。其中我国东北平原黑土面积大约为1.03亿公顷,已开垦成耕地3200万公顷,大约占比为1/3,这里是我国主要的商品粮基地之一,这些黑土地上商品粮基地在保障我国粮食安全上具有极其重要的作用。
材料二:近年来,由于自然因素的制约和人为活动破坏,我国东北平原黑土区的水土流失现象日益严重,生态环境也日趋恶化。下图是某研究小组在东北黑土区进行的水土流失与种植实验获得的部分数据。
(1)分析我国东北平原成为全球四块黑土带之一的成因。
(2)根据研究数据,判断该实验区域最宜种植的农作物,并分析其在水土流失防治方面的主要表现。
(3)为保障我国粮食安全,列出东北地区未来农业的发展重要举措。
淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中,以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物,其拦泥淤成的地叫坝地。无定河是黄河中游较大的一条支流。20世纪50年代起,无定河流域开始建设淤地坝工程(设计寿命为10~20年),20世纪70年代以来得到大规模发展。图为无定河流域示意图。
(1)分析大理河和海流免河水文特征的差异。
(2)说明淤地坝工程削弱流域洪峰流量的原理。
(3)推测大理河径流量在20世纪90年代有所回升的原因。
淤地坝是水土流失地区河流沟道中,以拦泥蓄水(前期)增加耕地(后期)为目的而修建的简易建筑物(图甲),顶部较宽可供行走。位于黄土高原的延河是黄河的重要支流(图乙),当地人民在该河流沿线修建大量淤地坝(图丙:图中圆点代表淤地坝),取得了显著的效益。
(1)概括延河流域淤地坝的空间分布特点,并推测其原因。
(2)简要列举淤地坝工程的主要作用。
淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中,以拦泥淤地为目的而修建的坝,其拦泥淤成的地叫坝地,主要由坡面上流失下来的表层土淤积而成。一条沟内修建多个淤地坝,是中国黄土高原水土流失严重地区重要而独特的治沟工程体系。淤地坝在淤积过程中,通过抬高沟底侵蚀基准面,提高了流域斜坡稳定性,减少了沟坡重力侵蚀发生的可能性。陕西省绥德县王茂沟小流域的23个淤地坝,淤积不同高度后,流域坡度组成发生了变化。下图为王茂沟小流域的部分等高线分布示意图。
(1)在下图中,用给出的图例画出上图中甲、乙两点之间的剖面图。
(2)根据下表和材料,概括不同淤积高度与斜坡稳定性之间的关系,并分析其原因。
坡度(°) | 面积百分比(%) | ||||||
淤高0m | 淤高5m | 淤高10m | 淤高15m | 淤高20m | 淤高25m | 淤高30m | |
<5 | 2.80 | 3.51 | 4.67 | 5.81 | 7.67 | 9.60 | 11.53 |
[5-15) | 10.32 | 11.13 | 11.97 | 13.15 | 13.92 | 14.94 | 16.22 |
[15-25) | 21.06 | 21.01 | 21.08 | 21.15 | 21.21 | 21.14 | 21.10 |
[25-35) | 26.97 | 26.66 | 26.34 | 25.99 | 25.58 | 25.14 | 24.48 |
[35-45) | 24.44 | 23.85 | 22.99 | 22.04 | 20.95 | 19.72 | 18.37 |
≥45 | 14.41 | 13.84 | 12.95 | 11.86 | 10.67 | 9.46 | 8.30 |
(3)简述淤地坝对当地生态环境问题的积极作用。
俗话说“跳进黄河也洗不清”,这是因为黄河含沙量大,而近年来春季壶口瀑布附近却出现“碧水”“白浪”的景象,吸引了众多游客。下图为壶口瀑布位置图。
推测近年来壶口瀑布春季出现“碧水”“白浪”景象的原因。
材料一:皇甫川地处黄土高原与鄂尔多斯高原的过渡地带,是黄河晋陕段支流。流域内墚峁起伏、沟壑纵横。1972年以来,该地逐步推进淤地坝建设;2000年后,流域内实施退耕还林、还草工程。
材料二:下图为“皇甫川流域位置和月平均径流量、输沙量示意图”“皇甫川1954—2015年降水量、径流量、输沙量统计图”。
(1)简述1954—2015年输沙量的变化并推测其原因。(2)皇甫川3月较6月径流量略大,但输沙量较小,请结合其补给类型解释该现象。
草带可通过物理、生物、化学等作用对地表坡面实现减流减少的功效,且种植成本低,成活率高,适合在环保实践中广泛推广。紫色土是紫色岩层上发育的一种岩性土,组成物质较粗,组织疏松,易诱水。长江上游紫色土丘陵区土壤退化十分严重,当地通过建设草带来提高生态环境质量。下左图为草带护坡景观图,下右图示意长江上游紫色土丘陵区某坡地(29°36′N,106°18'E)不同流量和(四季青)草带宽度条件下产流率变化过程。
(1)从地形、土壤角度,分析长江上游紫色土丘陵区水土流失严重的原因。
(2)解释草带能对坡面实现减流减少功效的原理。
(3)说出影响草带减流减少功效的主要因素。
(4)分别描述不同流量条件下,该坡地产流率随时间和草带宽度的变化特征。
(5)分析中高流量情况下草带宽度从75厘米增加到100厘米时,其减少效果变差的原因。
长白山苔原带成土作用较弱,土层薄,土壤冻结期长。春季长白山苔原带坡面土壤侵蚀严重。长白山某坡苔原带位于海拔2000~2550米,近年来该地气候变暖,对土壤冻结影响显著。下图示意长白山某坡苔原带土壤月均温垂直变化率(即海拔每上升100米,土壤月均温变化的多少)。
(1)指出5~9月长白山苔原带某坡土壤月均温垂直变化特征,并解释其原因。
(2)说明春季长白山苔原带坡面土壤侵蚀严重的原因。
(3)简述近年来气候变化对长白山苔原带土壤冻结的影响。
材料:雨水对土壤的侵蚀主要表现为雨滴击溅和径流剥蚀。太行山绿化工程是我国重大减灾项目之一,工程目标是营造森林356万公顷,森林覆盖率由15%提高到35%左右。下图为太行山脉及周边地区年降雨量和气象站点分布图。
(1)降雨量最大的气象站是
(2)简述雨水侵蚀土壤对太行山脉及周边地区生态环境造成的不利影响。
(3)说明森林增加对减少雨水侵蚀土壤的作用。