陕北黄土高原典型小流域近500年来侵蚀产沙量变化研究- - 以庞家沟流域为例

最近500年来黄土高原土壤侵蚀是影响黄土高治理方略的重要问题，需要深入研究，明确典型小流域较长时间序列的侵蚀产沙量变化规律，是其关键之一，但苦于找不到较好的信息载体。子洲县南部庞家沟流域的黄土洼是我国已知年代最长的全冲全淤型天然聚湫，形成已有440年，是一个很好的信息源。项目采用打钻、测年、三维地形测量模拟和实验分析等方法，通过对庞家沟流域黄土洼天然聚湫沉积物的环境信息进行高分辨率提取，获得440年来陕北黄土高原典型小流域天然聚湫沉积序列、流域产沙量变化序列及影响土壤侵蚀的重要环境因子- - 降水量与植被状况变化状况，揭示近500年来陕北黄土高原土壤侵蚀过程演变规律。此研究可为黄土高原建立科学的、较长时间的侵蚀产沙量变化序列，对于推进黄土高原土壤侵蚀过程研究的深入，科学认识明代以来人类活动对黄土高原加速侵蚀的影响，为黄土高原土壤侵蚀治理目标提供基础数据和科学依据。

近500年来黄土高原土壤侵蚀规律是影响黄土高原治理方略的重要问题，明确典型小流域较长时间序列的侵蚀产沙量变化规律，是其关键之一。本项目以子洲县南部庞家沟流域的黄土洼天然聚湫为研究对象，开展了黄土洼天然聚湫泥沙沉积规律的系列研究，对进一步揭示近500年来陕北黄土高原土壤侵蚀过程演变规律，建立黄土高原科学的、较长时间的侵蚀产沙量变化序列，反演沉积环境具有重要意义。.项目运用手摇钻与竖井采样、137Cs测年、地形测量和实验分析等方法，首次对黄土洼天然聚湫（主沟部分）沉积物的环境信息进行高分辨率提取，获得近百年来陕北黄土高原典型小流域天然聚湫沉积物剖面特征变化序列及其与降水量的耦合关系，取得一些初步认识：（1）黄土洼天然聚湫由发生于1569年8月的震后次生古滑塌体阻沟而成，是我国已知年代最长（440年）的全冲全淤型侵蚀泥沙淤积的信息源。（2）剖面物质的粗细与颜色变化明显，沉积层理清晰，可以反映沉积环境的洪枯事件；化学元素中Si类元素（Si、Na）含量与次降水淤积量呈正相关，是黄土淤积物多少的标型元素； Zr、Cr、Hf元素的峰值，与土壤中有机质和粘土富集密切相关；（3）利用137Cs断代技术标定了60年来的地层年代框架：深度为290 cm、210 cm、70 cm的沉积层分别对应于1954、 1964和1986年，4m沉积物是百年内形成的，有20次明显的粗颗粒泥沙沉积层与日降雨量≥60 mm的暴雨事件对应；（4）次暴雨的泥沙沉积厚度可达10-32cm，最厚可达32cm（ 1964.7.6）, 近50年来，7次暴雨产生的洪水沉积厚度占沉积层的近1/2。（5）黄土洼具有建立地质公园的潜质。基于此项研究基础，已联合陕西省水土保持局于2013年5月成功在陕西省水利厅立项“陕北黄土洼天然坝系保护与水保科技示范”研究项目，准备开展黄土洼示范基地建设与研究工作。.本项目已公开发表论文5篇，已录用论文5篇，硕士论文5篇。项目计划执行偏慢，主要成果正在相继发表，尚未完全达到预期目标。