黄土丘陵区小流域泥沙来源对侵蚀环境变化的响应

The vegetation restoration named Grain-to-Green program has now been operating for more than 15 years at loess hilly-gully region. The great change of vegetation patterns affects hydrology and sediment yield processes in catchments. In this study, we select typical small watersheds at the Loess Plateau. Alluvial soils samples within check-dams will be collected and analyzed. Rainfall events will correspond with sedimentary cycles. Biomarkers tracing method and fingerprinting technology will used to find sediment sources areas. This study aims to reveal the characteristics of soil erosion of artificial forests, and to discuss the relationship between slop erosion and gully erosion. The research results will be beneficial to understand sediment yield mechanisms in vegetation recovery catchments

退耕还林（草）工程极大改变黄土丘陵区地表植被格局，而植被格局及其时空变化显著影响流域水文过程和泥沙输移。本项目选取黄土丘陵区典型坝控小流域，充分发掘淤地坝淤积泥沙包含的侵蚀信息，利用生物标志物和复合指纹示踪技术，分析小流域泥沙来源，反演小流域侵蚀特征变化。通过对比退耕还林（草）前后沉积泥沙的来源及贡献比例，探讨人工林地侵蚀及其贡献变化，对沟道或坡面来源泥沙进行辨析，研究小流域坡沟产沙关系的动态变化，揭示黄土丘陵区小流域泥沙来源对环境变化的响应。研究结果将有利于揭示新形势下土壤侵蚀机理和优化水土保持措施布局。

本项目围绕流域植被恢复对流域水文过程和泥沙输移的影响，系统开展了流域土壤侵蚀模数反演、流域侵蚀泥沙来源识别、侵蚀环境变化对土壤有机碳输移的影响研究。以黄土丘陵区典型坝控小流域为研究对象，通过高密度电阻、无人机摄影测量等手段，结合地球化学元素、生物标志物以及红外光谱等复合指纹示踪方法，反演了坝控流域的土壤侵蚀历史；解析了坝控流域的泥沙来源，明确了流域坡面和沟道的泥沙贡献比例；探讨了不同示踪方法的准确性以及适用性，并发展了基于中红外光谱的泥沙来源识别方法；阐明了土壤侵蚀过程中有机碳的动态变化及其环境效应。本研究结果丰富和完善了流域泥沙来源示踪方法及其理论研究，为揭示环境变化背景下土壤侵蚀机理、土壤侵蚀预报和优化水土保持措施布局等提供理论基础和科学依据。相关成果已在地学和环境科学国内外主流期刊上发表论文16篇，其中SCI论文13篇。培养博士研究生2名、硕士研究生2名。项目负责人获第九届中国土壤学会优秀青年学者奖（2020年），并作为第二完成人获得2018教育部自然科学二等奖。