北京林业大学水土保持学院导师介绍：张建军(4)
2011-10-20

　　
　　科研成果：
　　获得过林业部科技进步一等奖一项、国家林业局科技进步二等奖一项。通过对黄土高原土壤水分进行长期监测后提出黄土高原的土壤水分年变化可以划分为消耗期、积累期、消退期、稳定期四个时期，利用变异系数将土壤水分剖面划分为土壤水分弱利用层、利用层、调节层三个层次。通过土壤水分有效性评价得出黄土高原林地土壤水分长期处在生长阻滞含水量之下，林分密度是影响土壤含水量的主要因子，并建立了黄土高原土壤水分评价模型。在土壤水分监测的基础上通过水量平衡分析，提出了黄土高原主要造林树种刺槐和油松不同林龄的合理密度，这对黄土高原刺槐、油松水土保持林的经营管理具有非常重要的指导意义。通过对黄土高原水土保持林林冠截留进行研究后，从物理原理出发，建立了林冠截留计算模型，该模型的建立为黄土高原坡面径流模型的构建奠定了基础。通过对黄土坡面水土保持林地坡面产流产沙进行观测分析提出了水土保持林地地表径流的形成的基本条件为降雨强度大于10mm/h，雨量载10mm以上，在黄土区能够造成土壤侵蚀的主要降雨形式为雨量大于30mm的降雨。该研究为黄土区土壤侵蚀防治和水土保持工程设计标准的制定具有重要意义。
　　通过对黄土区不同密度林分的水土保持作用进行研究后，提出刺槐林地、油松林地的稳渗速率随林分密度的增加而增大，径流量随林分密度的增加大幅度减小。从改良土壤渗透性能、减少水土流失以及林地土壤水分供给能力考虑，油松林、刺槐林的密度应该在3 000株/hm2以下为宜。随密度的增加刺槐林地、油松林地的产沙量大幅度减少。油松林密度由750 株/hm2 增加到8490株/hm2 时产沙量减少了83.42 %. 刺槐林密度由495株/hm2 增加到3750株/hm2 时产沙量减少了70.9 %。在干旱、半干旱的少雨地区，应大力提倡种草，草本植物耗水量较小，在较少的降雨条件下也能正常生长，同时草还可以作为家畜的饲料。在防治水土流失的同时，发展多种经营，从而增加当地经济的多元化，促进经济的持续发展。该研究结果对黄土区植被建设具有重要的指导意义。
　　通过对黄土区同植被覆盖条件下土壤抗冲性进行研究后提出，流量一定时，不同植被条件下冲刷水流泥沙含量为农耕地> 道路边坡> 草地> 刺槐林地> 油松林地。同一坡度、相同冲刷流量条件下，林地和草地的抗冲性约是农耕地的50 倍、道路边坡的20倍。用相同流量冲刷不同植被条件下的坡面时，冲刷水流的含沙量随坡度增加而增加，即在所研究的坡度范围内土壤的抗冲性随坡度的增加而降低。坡度为5°时，农耕地上冲刷水流的含沙量是油松林地的146.35 倍、草地的278.76 倍；坡度为25°时，其含沙量是油松林地的24.18倍、草地的20.54倍。林草措施的防冲效果随坡度增大有减弱的趋势。 植物根系对土壤抗冲性有明显的改善作用，没有植物根系保护的小区冲刷水流的含沙量是有植物根系(铲过草皮) 的2.68～21.45 倍. 林草根系对土壤的网络保护作用在地表径流量较小时更为有效，这种网络保护土壤的作用随流量的增加有减弱的趋势。没有地被物的土壤抗冲性明显小于有地被物的土壤，前者冲刷水流含沙量是后者的2.21～8.01倍。通过研究得出黄土区水土保持的关键是如何有效的分散地表径流，即使是有林草措施保护的坡地，应尽可能有效地分散地表径流。这样植被的根系和地被物的防护作用才能持续稳定的发挥。该研究结果指出了利用植被措施治理黄土区的水土流失的关键所在，黄土高原的水土流失的治理具有重要意义。　以晋西黄土残塬沟壑区刺槐林地、油松林地、草地、农地为研究对象，利用野外放水试验的方法，研究了水土保持林对坡面径流的影响和坡面径流的挟沙能力。研究指出：各地类径流的挟沙能力顺序为:油松林地< 草地< 刺槐林地< 农地。在分析各地类流速和泥沙含量的基础上，提出了地表径流挟沙能力的计算模型，以及利用坡面流速计算侵蚀量的模型。地表径流挟沙能力计算模型和侵蚀量计算模型的建立，为黄土高原土壤侵蚀机理研究和侵蚀产沙的预测预报奠定了一定的基础。利用野外定位观测资料对黄土区不同尺度小流域径流过程进行了研究，研究指出：不同尺度小流域的径流深、径流系数差异显著；雨强是影响小流域洪水过程线的主要因素；在小尺度上不同雨量条件下小流域的洪水过程线相似，而在较大尺度上不同雨量条件下流域的洪水过程线差异显著；提出在水文模型构建、尺度转化的关键是如何定量描述下垫面覆盖
　　和地形条件的变化，以及定量描述降雨参数、尤其是雨强的空间分布。该研究结论对水文模型的构建与尺度转换问题的解决具有重要意义。
　　
　　表彰和荣誉：
　　获1994年度林业部科技进步一等奖
　　获1999年度国家林业局科技进步二等奖
　　
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