本書以1996年以前黃河中游水沙變化研究成果為基礎，通過系統分析黃河中游近期（1997～2006年）水沙變化特點，剖析了人類活動對黃河中游近期水沙變化的影響程度，分析計算了黃河中游近期水利水土保持綜合治理等人類活動的減水減沙作用。主要研究內容包括黃河中游環境特征及近期水沙變化特點、黃河中游水沙變化水文分析、黃河中游水沙變化成因分析、淤地壩攔沙的泥沙級配組成分析、減水減沙計算結果的合理性論證等。同時，對黃河中游近期水沙變化若干重要問題進行了探索研究，包括河龍區間近期水保措施攔減粗泥沙的不同作用、粗泥沙集中來源區攔沙工程的攔沙減淤效果、基于最大減沙效益的水保措施配置比例、生態修復對北洛河流域近期水沙變化的影響、近期治理對典型支流水沙關系的影響、涇河流域淤地壩攔沙對降雨的響應和基于暴雨的水保措施減洪減沙作用、流域減沙效益的尺度效應、晉陜蒙接壤地區生產建設項目對水土流失和水資源的影響評價等。
本書緊密結合黃河治理開發與管理的重大科技需求，可供水土保持、河流泥沙、流域生態環境等研究領域的科技工作者和高等院校相關專業師生參考。
前言
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 黃河中游近期水土保持概況
1.3 黃土高原近期生態變遷
1.4 研究目的與意義
1.5 研究內容、目標和范圍
1.5.1 研究內容
1.5.2 研究目標
1.5.3 研究范圍
1.6 技術路線
1.7 黃河中游水沙變化以往研究綜述
1.7.1 研究項目綜述
1.7.2 取得的主要認識
1.7.3 研究成果差異簡析
1.7.4 存在的主要問題
第2章 黃河中游環境特征及近期水沙變化特點
2.1 河龍區間特征及近期水沙變化特點
2.1.1 河龍區間環境特征
2.1.2 近期水沙變化特點
2.1.3 小結
2.2 涇河流域特征及近期水沙變化特點
2.2.1 涇河流域環境特征
2.2.2 近期水沙變化特點
2.2.3 “2003.8.25”暴雨概況
2.3 北洛河流域特征及近期水沙變化特點
2.3.1 北洛河流域環境特征
2.3.2 近期水沙變化特點
2.4 渭河流域特征及近期水沙變化特點
2.4.1 渭河流域環境特征
2.4.2 近期水沙變化特點
2.4.3 2003年渭河“華西秋雨”簡述
2.5 汾河流域特征及近期水沙變化特點
2.5.1 汾河流域環境特征
2.5.2 水利水土保持概況
2.5.3 近期水沙變化特點
第3章 黃河中游近期水沙變化“水文法”分析
3.1 基本概念
3.2 計算方法
3.2.1 降雨強度對產流產沙的影響機理
3.2.2 降雨產流產沙經驗模型法
3.2.3 降雨影響減水減沙量的計算方法
3.2.4 河龍區間未控區減水減沙量的計算方法
3.3 河龍區間近期“水文法”計算成果分析
3.3.1 有控支流近期減水減沙量計算
3.3.2 未控區近期減水減沙量計算
3.3.3 河龍區間近期水沙變化水文分析匯總
3.4 涇洛渭汾河近期“水文法”計算成果分析
3.4.1 涇河
3.4.2 北洛河
3.4.3 渭河
3.4.4 汾河
3.5 減水減沙效益的空間分布特點
3.5.1 河龍區間西部支流
3.5.2 河龍區間東部支流
3.5.3 涇洛渭汾河
3.6 小結
第4章 黃河中游近期水沙變化“水保法”分析
4.1 水利水保措施數量核實
4.1.1 河龍區間水利水保措施數量核實
4.1.2 涇洛渭汾河水利水保措施數量核實
4.2 以洪算沙法
4.2.1 坡面措施減洪量計算方法
4.2.2 “以洪算沙”模型
4.3 指標法
4.4 淤地壩減洪減沙量計算
4.4.1 河龍區間淤地壩減洪減沙量計算方法
4.4.2 涇洛渭汾河淤地壩減洪減沙量計算方法
4.5 水利措施減水減沙量計算
4.5.1 水庫減水減沙量計算
4.5.2 灌溉減水減沙量計算
4.6 河道沖淤量和工業、城鎮生活用水量
4.6.1 影響河道輸沙能力的主要因素分析
4.6.2 河道沖淤量計算方法
4.6.3 工業、城鎮生活用水量
4.7 人類活動增洪增沙量
4.7.1 陡坡開荒
4.7.2 開礦
4.7.3 修路
4.8 未控區減水減沙量的計算
4.9 計算結果分析
4.9.1 河龍區間
4.9.2 涇洛渭汾河
第5章 淤地壩攔沙的泥沙級配組成分析
5.1 已有研究綜述
5.1.1 準格爾旗水利電力局等研究成果
5.1.2 劉純明研究成果
5.1.3 徐建華等研究成果
5.1.4 畢慈芬等研究成果
5.1.5 左仲國等研究成果
5.2 取樣地點遴選和取樣方法
5.2.1 皇甫川流域
5.2.2 窟野河流域
5.2.3 鉆孔取樣點布設與取樣方法
5.3 淤地壩攔沙的泥沙級配組成分析
5.3.1 鉆孔取樣基本情況
5.3.2 淤地壩攔截粗泥沙百分數排序
5.3.3 淤地壩中粗泥沙百分數沿縱向分布規律
5.3.4 淤地壩中粗泥沙百分數沿垂線分布規律
5.3.5 原生態d50原與淤地壩d50淤的關系
5.3.6 影響原生態泥沙級配組成的主要因素
5.3.7 四種原生態土壤粒徑級配組成大小排序
5.3.8 各種顏色砒砂巖顆粒級配組成排序
5.4 淤地壩“攔粗排細”可行性分析
5.4.1 砒砂巖地區土壤侵蝕機理
5.4.2 砒砂巖地區暴雨洪水
5.4.3 砒砂巖地區營造溝道人工濕地的潛力
5.4.4 淤地壩建設對水環境的調節作用
5.4.5 相關研究與監測建議
5.5 小結
第6章 黃河中游近期水沙變化若干重要問題研究
6.1 河龍區間近期水保措施攔減粗泥沙不同作用分析
6.1.1 近期水利水保措施攔減粗泥沙量分析
6.1.2 近期水保措施攔減粗泥沙不同作用分析
6.2 粗泥沙集中來源區攔沙工程的攔沙減淤效果
6.2.1 不同來源區洪水分組泥沙沖淤特性
6.2.2 黃河中游近期攔沙減淤效果
6.2.3 《多沙粗沙區攔沙工程規劃》攔沙減淤效果
6.2.4 小結
6.3 基于最大減沙效益的水保措施配置比例分析
6.3.1 近期水保措施減洪減沙比例及其變化
6.3.2 河龍區間水保措施配置比與減沙比關系分析
6.3.3 河龍區間壩地配置比與減沙比分析
6.3.4 最大減沙效益對應的水保措施配置比例
6.3.5 小結
6.4 生態修復對北洛河流域水沙變化的影響分析
6.4.1 林率與產流產沙關系
6.4.2 小流域生態修復的減水減沙作用分析
6.5 近期治理對典型支流水沙關系的影響分析
6.5.1 對降雨徑流關系及降雨產沙關系的影響
6.5.2 對徑流泥沙關系的影響
6.5.3 小結
6.6 涇河流域淤地壩攔沙對降雨的響應分析
6.6.1 淤地壩的攔沙減蝕機理
6.6.2 淤地壩攔沙量與降雨量關系分析
6.6.3 淤地壩攔沙量與洪水量關系分析
6.6.4 小結
6.7 基于暴雨的水保措施減洪減沙作用分析
6.8 減水減沙尺度問題簡析
6.8.1 淤地壩攔沙量與減蝕量的尺度關系
6.8.2 河龍區間減水減沙尺度問題簡析
6.8.3 涇河流域減沙效益尺度問題簡析
6.8.4 近期水土保持措施的水文水資源效應
6.9 晉陜蒙接壤地區生產建設項目影響評價
6.9.1 晉陜蒙接壤地區生產建設項目概況
6.9.2 生產建設項目新增水土流失典型調查
6.9.3 生產建設項目對水土流失和水資源影響評價
第7章 減水減沙計算結果的合理性論證
7.1 近期減水減沙總體計算結果
7.1.1 “水文法”計算結果
7.1.2 “水保法”計算結果
7.1.3 河龍區間
7.1.4 涇洛渭汾河
7.2 降雨影響與綜合治理影響
7.2.1 河龍區間
7.2.2 涇洛渭汾河
7.3 近期減水減沙成因
7.3.1 水保措施
7.3.2 水利措施
7.3.3 水利水保措施
7.3.4 封禁治理
7.3.5 河道沖淤
7.3.6 人為新增水土流失
7.4 計算結果的合理性論證
7.4.1 與“水沙基金”2的對比
7.4.2 其他旁證
7.4.3 成果合理性分析
7.5 研究小結
7.5.1 黃河中游地區近期減水減沙結果
7.5.2 河龍區間近期減水減沙結果
7.5.3 涇洛渭汾河近期減水減沙結果
7.5.4 人類活動與降雨變化對近期減水減沙的影響
7.5.5 近期水利水土保持措施的減水減沙作用
第8章 結論與展望
8.1 取得的研究成果
8.2 主要研究進展
8.3 研究建議與展望
參考文獻
第1章緒論
1.1研究背景
黃河流域黃土高原地區，西起日月山，東至太行山，南靠秦嶺，北抵陰山，涉及青海、甘肅、寧夏、內蒙古、陜西、山西、河南等七省（自治區），總面積64萬km2，其中水土流失面積45.4萬km2，占總面積的70.9%，是我國乃至世界上水土流失最嚴重、生態環境最脆弱的地區。黃土高原地區水土流失面積中，侵蝕模數大于5000t/（km2?a）的強度水蝕面積14.6萬km2，占黃河中游地區水土流失面積的32%，占全國同類面積的39%；侵蝕模數大于8000t/（km2?a）的極強度水蝕面積8.5萬km2，占黃河中游地區水土流失面積的18.7%，占全國同類面積的64%；侵蝕模數大于15000t/（km2?a）的劇烈水蝕面積3.67萬km2，占黃河中游地區水土流失面積的8%，占全國同類面積的89%。局部地區的侵蝕模數甚至超過30000t/（km2?a）。黃土高原多年平均進入三門峽的泥沙達16億t，年均含沙量37.8kg/m3，居世界各大河流之冠。黃土高原由于自然條件與人類活動的交織作用，形成了嚴重的水土流失。黃土高原的水土流失具有以下特點：①水土流失面積大、強度高；②形態多樣，而溝蝕特別嚴重；③產沙區域集中；④水土流失的年際和年內季節分布不均；⑤人為破壞新增水土流失十分嚴重。
黃河中游黃土高原地區水土流失類型多樣，成因復雜。黃土丘陵溝壑區、黃土高塬溝壑區、土石山區、風沙區等主要類型區的水土流失特點各不相同。水蝕、風蝕等相互交融，特別是由于深厚的黃土土層和其明顯的垂直節理性，溝道崩塌、滑塌、瀉溜等重力侵蝕異常活躍。嚴重的水土流失不僅造成了該地區的貧困，制約了經濟社會的可持續發展，而且加劇了荒漠化的發展和其他災害的發生，特別是大量泥沙淤積在下游河道，使河床不斷抬高，成為地上懸河，大大加劇了洪水威脅。同時，為減輕下游河道淤積，必須保證一定的沖沙用水，客觀上又減少了黃河流域的可調水量，加劇了水資源的供需矛盾（黃河水利委員會，2002）。黃河流域水資源利用率已達到70%，遠大于40%的國際限制標準。黃河已由過去的“善淤、善決、善徙”轉變為“水少、水臟、河懸”。黃河中游7.86萬km2的多沙粗沙區尤其是1.88萬km2的粗泥沙集中來源區，水土流失尤為嚴重，是黃河流域水土保持綜合治理的重中之重。
1997年以來的10年間，黃河中游水土保持綜合治理力度明顯加大，水土保持生態工程建設、生態修復和封禁治理、淤地壩“亮點工程”建設等多種治理手段齊頭并進，治理速度明顯加快，治理度迅速提高。與此同時，煤礦開采、交通設施建設、水資源開發利用等各種人類活動日益強烈。由于黃河中游下墊面發生了比較明顯的變化，由此對黃河中游水沙變化產生了新的影響并帶來了一系列新的問題，徑流泥沙銳減趨勢更為明顯，急需開展研究。為此，“十一五”國家科技支撐計劃重點項目――“黃河健康修復關鍵技術研究”第一課題“黃河流域水沙變化情勢評價研究”（課題編號：2006BAB06B01）和黃河水利委員會小浪底基礎研究項目――“小浪底水庫入庫水沙條件分析研究”（項目編號：XLDYX07130）中，同時設立了“黃河中游水沙變化成因分析”專題，在以往研究的基礎上，對黃河中游近期（1997～2006年）水沙變化繼續開展研究。
1.2黃河中游近期水土保持概況
1997年以來，黃河中游地區水土保持工作進展迅速。特別是江澤民同志作出“再造一個山川秀美的西北地區”的重要批示以來，黃河中游地區水土保持工作進入了快速發展的新階段。1997年國家開始實施西部大開發戰略；2000年以來黃河中游地區水土保持生態工程建設全面展開，生態修復和封禁治理試點工作相繼開展；2003年開始全面啟動“亮點工程”――黃土高原地區水土保持淤地壩工程建設。黃河中游地區成為黃土高原和黃河流域水土保持工作大力開展的主戰場，以小流域為單元，打壩淤地，植樹種草，禁伐封育，退耕還林，實施綜合治理，水土流失治理速度明顯加快，綜合治理工作成效顯著，碩果累累。
近期黃河流域水土保持工作以黃河粗泥沙集中來源區和溝道攔沙工程為重點，堅持綜合治理與預防監督并進、人工治理與生態自我修復相結合。水土保持綜合治理工作繼續穩步推進，取得了新的成績。水土保持措施初步治理面積累計達21萬km2。根據有關資料統計，2006年黃河流域共完成水土流失綜合治理面積1.238萬km2，其中，建設基本農田140822hm2，營造喬木林181666hm2、灌木林296517hm2、經濟林135114hm2，人工種草220594hm2，實施封禁治理263309hm2。全年完成淤地壩建設326座，建成小型水利水保工程38552座（處）。
作為黃河中游地區水土流失最為嚴重省份之一的陜西省，多沙粗沙區面積4.35萬km2，占黃河中游多沙粗沙區面積7.86萬km2的55.3%；粗泥沙集中來源區面積1.504萬km2，占黃河中游粗泥沙集中來源區面積1.88萬km2的80%。改革開放30年來累計投入治理資金60億元，實施綜合治理小流域2600多條，累計治理水土流失面積4.5萬km2，年均攔蓄泥沙1.3億t。建設淤地壩4萬座，其中延安、榆林兩市共有3.56萬座；淤地6.6萬hm2，年增產糧食3億kg。全省有72個縣實施了封山禁牧，封禁面積達到900萬畝（折合60萬hm2），退耕還林面積1528.8萬畝（折合101.92萬hm2），位居全國第一。全省林草覆蓋率已由30%提高到45%。
根據黃河中游水土保持委員會原主任委員、陜西省原省長袁純清（現任中共山西省委書記）2007年9月在寧夏銀川召開的黃河中游水土保持委員會第九次會議上所作的工作報告，2003年以來，在黨中央、國務院的高度重視和關懷下，在國家有關部委的大力支持下，黃土高原地區水土保持生態建設取得了顯著成效，特別是作為全國水利建設“三大亮點”工程之一的淤地壩工程，建設速度加快，成效顯著，黃河上中游地區水土流失綜合防治工作取得了新的進展。2003～2007年的4年間，國家先后安排專項資金開展了125條小流域壩系試點工程建設，目前已建成各類淤地壩2995座，其中，骨干壩629座、中小型壩2366座，形成了寧夏聶家河、青海景陽溝、甘肅稱鉤河、內蒙古西黑岱、陜西碾莊溝、山西康和溝、河南硯瓦河等一批防護體系完善、綜合效益好的壩系。這些淤地壩，使3000多平方千米的水土流失面積得到了控制，可蓄滯洪水4億m3，攔截泥沙5億t，淤地8萬多畝（折合約5333hm2），發展水澆地、保護下游農田10多萬畝（折合約6667hm2）。黃河中游水土保持委員會第八次會議召開以來的兩年間，黃河上中游地區共完成水土流失初步治理面積2.5萬km2，其中，建設基本農田470萬畝（折合約31.33萬hm2），營造水土保持林草2600萬畝（折合約173.33萬hm2），實施生態修復面積4500km2；黃河水土保持生態工程、國家農業綜合開發水土保持工程等重點建設項目取得了新進展，建成了一大批示范工程。水土保持預防監督工作深入開展，完成了涉及10余個行業的300多個大中型開發建設項目的執法督察，大幅度提高了開發建設項目的水土保持方案審批率、監測監理實施率、規定費用收繳率和竣工設施驗收率，使水土保持“三同時”制度得到進一步落實，有效遏制了人為的水土流失現象。
長期的水土保持實踐經驗證明，淤地壩是黃土高原水土流失防治的重要措施，在水土流失治理中具有不可替代的作用；它是快速減少入黃泥沙、減輕黃河下游河道泥沙淤積、實現“河床不抬高”最有效的工程措施，在黃土高原地區小流域治理中對泥沙具有絕對的控制性作用。根據以往研究成果（冉大川等，2000），作為黃河中游多沙粗沙區淤地壩分布最為集中的河口鎮至龍門區間（簡稱河龍區間），1970～1996年淤地壩減沙量占水土保持措施減沙總量的64.7%。1970～1996年，河龍區間淤地壩較多的四條典型支流皇甫川、窟野河、無定河和三川河流域的淤地壩減沙量分別占水土保持措施減沙總量的57.8%、37.2%、62.1%和72.2%。因此，淤地壩是攔減黃河中游泥沙的關鍵措施和主要工程措施。根據有關資料統計，黃土高原現有10萬多座淤地壩，截至2006年年底，黃土高原淤地壩累計攔截入黃泥沙逾210億t。
黃土高原地區水土流失十分嚴重，每年輸入黃河的泥沙達16億t。黃土高原土質疏松、溝壑縱橫，長度大于0.5km的溝道就有27萬多條，入黃河泥沙總量的60%以上都來自這些溝道。在長期的治理實踐中，當地農民群眾創造出了在溝道建設淤地壩的水土保持工程措施。根據調查，一座大型淤地壩平均可攔截泥沙8000t，中型淤地壩平均可攔截泥沙6000t，小型淤地壩平均可攔截泥沙3000t。從2003年起，水利部安排專項資金，啟動實施了黃土高原地區水土保持淤地壩試點工程。淤地壩試點工程涉及陜西、甘肅、寧夏、青海、山西、內蒙古等6省（自治區）。到2006年年底，這些省區總共建成各類淤地壩2995座，形成了一批防護體系完善的壩系。根據水利部初步測算，加上早年建設的淤地壩，目前黃土高原的淤地壩已達10萬多座。僅2003年以來建設的淤地壩就使3000多平方千米的水土流失面積得到控制，累計蓄滯洪水4億m3，攔截泥沙5億t。
根據國家“十一五”科技支撐計劃重點項目第一課題第二專題承擔單位黃河水利委員會（簡稱黃委會）黃河上中游管理局2008年10月30日提供的最新數據，截至2006年年底，黃河中游地區（河龍區間及涇洛渭汾河）水土保持措施累計保存面積1122.33萬hm2。其中，梯田累計保存面積285.25萬hm2，林地累計保存面積595.3萬hm2，草地累計保存面積144.0萬hm2，壩地累計保存面積13.12萬hm2，封禁治理累計保存面積84.66萬hm2，治理度為39.1%。
1.3黃土高原近期生態變遷
退耕還林種草和實施生態修復是黃土高原近期生態變遷的主要影響因素。自1997年8月江澤民同志發出“再造一個山川秀美的西北地區”的號召以來，國家實行“退耕還林，封山綠化，個體承包，以糧代賑”的政策，大大促進了黃土高原地區的生態環境建設。近年來，退耕還林種草規模很大，進展很快。根據有關資料統計，退耕還林工程自1999年開始試點，2002年全面啟動，實施范圍涉及25個省（自治區、直轄市）和新疆生產建設兵團的2279個縣（含縣級單位）、3200多萬農戶、1.24億農民。
截至2007年，已累計完成退耕地造林1.39億畝、荒山荒地造林2.05億畝、封山育林0.2億畝，國家已投資1300多億元。
黃土高原近期生態變遷以陜西省最為明顯。陜西省地處黃土高原腹地，西部大開發10年來，生態環境有了明顯改觀，生態狀況實現了從“整體惡化、局部好轉”向“總體好轉、局部良性循環”的歷史性轉變。陜西省把生態環境建設作為實施西部大開發的切入點，組織實施了退耕還林、天然林保護和“三北”防護林建設等林業重點工程和大規模的水土保持生態建設工程，森林覆蓋率由1999年的32.55%提高到現在的37.26%，是歷史上增幅最大、增長最快的時期。退耕還林染綠了陜西版圖，2000年的《陜西遙感植被覆蓋圖》上陜西北部一片土黃色，2009年的圖上整個陜西基本被綠色覆蓋，長城沿線風沙區由2000年的黃色變為2009年的綠黃色，部分區域變為淡綠色；陜北黃土高原、渭北旱原一帶由2000年的綠黃色變為2009年的淡綠色，延安市北部各縣（區）現已基本轉變為中覆蓋度植被，部分區域已成為高覆蓋度植被。國家作出退耕還林的重大決策后，延安市在全國率先開展了大規模的退耕還林，全國退耕還林第一縣――吳起縣通過退耕還林還草，使森林覆蓋率由1997年的13.2%提高到2009年的38.2%，土壤年侵蝕模數由1.53萬t/km2下降到0.54萬t/km2。退耕還林使延安市林地面積覆蓋率提高了9個百分點，水土流失治理程度提高了25%，生態環境惡化的勢頭已初步遏制（趙俠，2010）。
生態修復是在特定的區域內，依靠生態系統的自組織和自調控能力的單獨作用，或依靠生態系統的自組織和自調控能力與人工調控能力的復合作用，使部分或完全受損的生態系統恢復到相對健康的狀態。水土保持生態修復是具有普遍意義的生態修復的一種類型（楊愛民等，2005）。根據黃委會黃河上中游管理局有關資料（梁其春等，2007），1998年以來，黃河上中游各省（自治區）按照水利部治水新思路，結合黃土高原實際，將水土保持生態修復工作作為生態環境建設的一項重要內容來抓，積極開展生態修復試點工作。2001年，黃委會在黃河上中游地區啟動實施了兩期水土保持生態修復試點工程，涉及7省（自治區）20個縣（旗），封育保護面積達1300km2；2002年，在總結首批試點經驗的基礎上，水利部又在黃河上中游7省（自治區）22個縣的6300km2范圍內，啟動實施了全國水土保持生態修復試點工程。目前黃河上中游7省（自治區）已有54個地（市）、294個縣（市、旗）實施封禁保護面積近30萬km2，陜西、青海、寧夏3省（自治區）人民政府發布了實施封山禁牧的決定；山西、內蒙古、甘肅、河南4省（自治區）的36個地（市）、168個縣（旗、區）出臺了封山禁牧政策。青海省在黃河源區12萬km2范圍內實施了水土流失預防保護工程。黃河上中游地區的封山禁牧在規模、范圍和成效方面取得了歷史性突破。
實施生態修復后，修復區灌草萌生的速度明顯加快，裸地自然郁閉，植被覆蓋度大幅度提高，生態環境明顯改善。根據黃河上中游地區24個試點縣的監測結果，修復區林草總蓋度在60%以上的面積由修復前的297km2增加到1262km2，林草覆蓋度由實施前的27.5%提高到60%，草場每公頃平均產草量由3000kg提高到30000kg。植被由單一種類向復合型、多種群發展。項目區最明顯的變化是山變綠、水變清、動物種類數量明顯增多。寧夏鹽池縣和靈武縣修復三年后，基本控制了風沙危害，連片的浮沙地和明沙丘基本消失，冬春兩季大風彌漫的現象基本得到控制，水土流失強度明顯降低。通過封山禁牧、疏林補植、退耕種草、人工撫育等措施，地上生物量、枯落物量明顯增加，植被截持降水能力和土壤攔蓄徑流能力有了不同程度的提高，水土流失強度明顯減弱。
植被的恢復或重建是黃土高原生態環境建設的核心，也是建立一個“山川秀美”
的黃土高原的基礎。中國科學院地理科學與資源研究所信忠保等通過分析國際廣泛使用的美國航空航天局（NASA）全球監測與模型研究組（GIMMS）發布的MVC和比利時佛萊芒技術研究所發布的SPOTVGT兩種植被遙感數據，揭示了1981～2006年黃土高原植被覆蓋變化情況。研究表明，黃土高原地區植被覆蓋經歷了以下4個階段：①1981～1989年植被覆蓋持續增加時期；②1990～1998年以小幅波動為特征的相對穩定時期；③1999～2001年植被覆蓋迅速下降時期；④2002～2006年植被覆蓋迅速上升時期。黃土高原地區植被覆蓋變化存在顯著的空間差異。內蒙古和寧夏沿黃農業灌溉區和鄂爾多斯退耕還林還草生態恢復區的植被覆蓋明顯提高，而黃土丘陵溝壑區和六盤山、秦嶺北坡等山地森林區的植被覆蓋明顯退化。從不同的植被類型來看，沙地、草地和耕地的歸一化植被指數（NDVI）上升趨勢顯著，而森林植被的NDVI呈明顯的下降趨勢。植被覆蓋變化是氣候變化和人類活動共同作用的結果。黃土高原地區氣候變暖在加劇土壤干燥化、抑制夏季植被生長的同時，提高了春、秋季節植被生長活性，延長了植被生長期。黃土高原地區植被覆蓋和降水關系密切，降水變化是植被覆蓋變化的重要原因。農業生產水平的提高致使農業區NDVI在不斷上升，同時，正在黃土高原大規模進行的退耕還林還草工程建設，其生態效應也正在呈現（信忠保等，2007）。
這一研究從另一個角度證明了我國自退耕還林政策試點實施以來，雖然降水量有所下降，但黃土高原的植被覆蓋率明顯提高，這對退耕還林政策的效果是一個肯定。
該研究還表明，氣候變化是黃土高原地區植被覆蓋時空變化的重要影響因素，但人類活動也是不可忽視的驅動因素之一。這一研究工作的創新之處在于，基于兩種遙感植被數據，從氣候變化和人類活動兩個方面探討了植被覆蓋變化的驅動機制，其研究結果對于理解植被變化對全球氣候變化的響應，特別是幫助理解陸地生態系統的動態變化驅動機制有著重要的意義，也對評估當前黃土高原生態植被恢復的效果有一定意義。
其他眾多研究表明，1998年以來，黃土高原林草覆蓋率的顯著增加可能是黃土高原生態環境變化的最大因素。黃土高原近期生態環境變化與水土保持措施實施進度的加快、大面積退耕還林草的實施、淤地壩建設力度的加強、大面積封禁治理的實施和大規模農村剩余勞動力的轉移有密切的關系（許炯心，2010）。
1.4研究目的與意義
黃河中游黃土高原嚴重的水土流失是黃河泥沙問題和下游河道淤積的根源，也是我國的頭號生態問題。黃河中游河龍區間流域面積13萬km2，占黃河流域總面積79.5萬km2的16%，來水量僅占全河水量的15%，來沙量卻占全河沙量的56%，多年平均含沙量高達128.0kg/m3，是黃河流域的主要產沙區；龍門至潼關區間流域面積為19萬km2，占黃河流域總面積的24%，來水量占全河水量的22%，來沙量占全河沙量的34%，多年平均含沙量53.8kg/m3，僅次于河龍區間（水利部黃河水利委員會，2006）。
涇河、北洛河、渭河（不包括涇河）、汾河等四大支流即在龍門至潼關區間。黃河為患，根在泥沙；害在下游，根在中游。黃土高原嚴重的水土流失不僅直接威脅著黃河流域作為“能源流域”的生態安全，制約著我國能源、礦產開發等經濟發展重大戰略布局的實現，且多年平均進入黃河的16億t泥沙所形成的“地上懸河”一直威脅著黃河下游的防洪安全。黃土高原生態脆弱區生態系統功能的恢復重建既是我國生態環境建設的重點，也是我國中長期科技發展的重點研究領域和優先主題。雖然關于黃土高原水土流失規律、治理技術有了很多成果，取得了年均減少入黃泥沙量3.0億t的顯著效果，但與該地區經濟發展和生態建設的要求相比還有很大差距。加之氣候變化及不斷增強的多種人類活動所形成的多元干擾環境，使得黃土高原水土流失仍然相當嚴重，在黃土高原水土流失治理及黃河中游水沙變化評價研究中仍有很多關鍵技術沒有突破，需要進行系統、深入的分析。
目前，黃河水資源的開發和綜合利用程度在我國各大江河中是比較高的，黃河治理也取得了巨大成就。然而，隨著流域水利建設的不斷發展，水土保持工作的深入擴大，水資源開發利用程度的持續提高以及氣象水文的變化，黃河水沙情勢不斷改變，特別是自20世紀80年代中期以來，來水來沙量明顯減少，水沙關系也發生很大調整，并由此給治河和水資源開發利用帶來一系列新問題。其中，黃河中游近期（1997～2006年）水沙變化問題尤為突出和明顯。1997年以來，在黃河流域仍呈降水持續偏枯的同時，人類活動的影響更為強烈，特別是中游水土保持治理力度逐漸加大，如1997年以來國家西部大開發戰略決策的實施；2000年以來河龍區間水土保持生態工程建設的全面展開及生態修復和封禁治理試點工作的開展；2003年開始全面啟動的“亮點工程”――黃土高原水土保持淤地壩工程建設等。隨著退耕還林還草、淤地壩建設等水土保持治理力度逐漸加大，煤礦開采、交通設施建設、水資源開發利用等人類活動也顯著加劇。由于黃河中游水土流失治理速度明顯加快，治理標準不斷提高，大規模、高標準的水土保持生態建設和日益強烈的人類活動已經對河龍區間和涇河、北洛河、渭河、汾河等四大支流的水沙變化產生了新的影響。
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