干旱半干旱过渡带雨水集流实验与微型生态集雨模式

干旱半干旱过渡带是生态环境变化的敏感和脆弱地带，气候的波动性和人口压力是生态脆弱的根本原因，干旱和半干旱区交界线在丰枯年份的空间摆动幅度最大达110-130 km。水资源短缺是制约该区经济发展和生态环境改善的主要因素之一，有限的降水资源是生活和农业生产的主要水源，也是可以通过人为措施开发利用的水源。雨水集流是在半干旱区开劈水源，促进生态环境改善与建立新的农业生态系统的一条基本途径。 本论文以干旱半干旱过渡带作为研究区，通过皋兰生态农业试验站1998-1999年雨水集流实验，结合面上调查，对雨水集流面的产流特征和集水效率、水质和集水利用进行了系统研究，并为脆弱区生态环境建设提出小流域微型生态雨水集流模式。 雨水集流实验研究表明：(1)改进雨水集流的基本途径是改变表层土壤结构和植被盖度，增大土质集流区面积和采用人工处理材料的集水面。(2)集水区的核心问题是降低集水面的降水损失(截留、填洼和入渗)和提高集水效率。前期土壤含水量对土质集水面临界产流降水量的影响为2.5-3.0mm，自然黄土坡面的临界产流降雨量在6-8.5 mm之间。平均状态下，塑料膜、油毡、沥青和混凝土处理的集水面的临界产流降雨量为0.1-1.5mm，它的产流过程受降雨量和降雨强度的影响小。(3)集雨窖贮易受细菌感染，对灌溉用水影响不大，但需采取保护和过滤储存才能作为饮用水源(4)雨水集流补灌与农田沟垄微型集雨结合，并配合覆盖蓄水保水措施，能有效地提高降雨的利用效率。 基于我国半干旱区现有的经济和生态条件，自然集水面、粘土夯实集水面以及塑料集水面比较经济实用，易于推广。水泥硬化集水面造价较高，应与庭院和道路建设结合。根据半干旱区降雨集中分布的特点，建议利用简单临时性的移动塑料集水面收集雨水以供大田作物缺水期补灌。集流水的高效利用方向是将雨水集流和设施农业结合起来，并考虑采用固定集水面。黄土高原生态环境建设要以小流域为单元，把退耕还林生念环境建设与雨水集流结合起来建立微型生态雨水集流系统，≥25°自然黄山陡坡以封育为主作为保护水源带，缓坡地以微型集雨为主退耕还林，基本农田要通过各种农业节水措施提高粮食生产能力，并充分利用集雨水发展村庄和庭院发展经济。