典型黑土区地形与垄作特征对切沟发育的影响

【目的 】明确黑土区坡耕地切沟分级特征,明晰地形条件与耕作垄向对切沟发育的影响,揭示自然条件与人类耕作扰动下切沟侵蚀发育机理,为切沟侵蚀精准防控与黑土地保护利用提供关键科学支撑。【方法 】文章以典型黑土区坡耕地为研究区,基于2018年高分一号遥感影像数据和地形数据,采用目视解译结合野外详查的方法,获取研究区切沟长度、坡度、垄向角、垄作坡长、垄作坡度等指标,结合地貌学水系分级原理划分切沟等级,并分析人为垄作因素与自然因素对切沟发育的影响。【结果 】（1）研究区发育的234条切沟可分为4个等级,其中1级切沟数量最多,沟长随着切沟等级提升而呈增加趋势;（2）斜垄耕作占比最多、横垄（80～100°）次之,1级沟主要分布在横垄耕作（38%）,0～300 m垄长（81%）和0～2°垄作坡度范围内（48%）;(3)切沟数量随着海拔的增加出现先增加后减小的趋势,在海拔210～220 m切沟最多,随着海拔的增加,垄作坡长和垄向角呈增大趋势,而垄作坡度呈现减小趋势;（4）切沟数量在坡度2～4°最多,随着切沟坡度的增加,垄向坡长和垄向角度减小,垄作坡度增大。【结论 】分析黑土区切沟分级特征、空间分布及其影响...     

黑土区坡耕地侵蚀沟发育机理

对黑土区5个小流域开展侵蚀沟调查,分析了侵蚀沟的分布和形态特性,发现侵蚀沟主要发生在坡耕地上。通过对垄作的汇流进行计算,发现造成沟蚀快速发展的原因之一是坡耕地实行单一的横坡垄作。因此,在东北黑土区采取水土保持综合措施可防止坡耕地水土流失。     

东北黑土区降雨侵蚀力与侵蚀沟发育关系研究

沟蚀是导致黑土区土地退化的重要因素,侵蚀沟的发生与发展严重威胁黑土资源。降雨侵蚀力是降雨量、降雨历时、降雨动能等降雨侵蚀特征的综合反映,为了揭示侵蚀沟发育规律、高效治理侵蚀沟,应用3S技术获取侵蚀沟数量、面积、长度等信息,收集黑土区20个气象站日降雨数据,分析黑土区省际降雨侵蚀力与侵蚀沟发育的关系。结果表明:黑龙江、吉林、辽宁3省沟壑密度随着降雨侵蚀力的增加而增加,内蒙古降雨侵蚀力最小,沟壑密度最大。在相同降雨侵蚀力条件下,侵蚀沟数量:黑龙江内蒙古吉林辽宁;侵蚀沟长度:内蒙古黑龙江吉林辽宁;侵蚀沟面积:内蒙古黑龙江吉林辽宁。植被类型单一、土层较薄等因素造成降雨侵蚀力对于内蒙古侵蚀沟发育影响显著。     

典型黑土区坡耕地土壤侵蚀对土壤有机质和氮的影响

基于对黑土区松花江流域东山沟小流域坡耕地耕层土壤有机质、全氮和碱解氮含量及土壤侵蚀速率的分析,研究了坡耕地土壤侵蚀强度与土壤有机质、氮素含量的相关性及坡面侵蚀、沉积对土壤有机质和氮素空间分布的影响。结果表明,土壤侵蚀强度在流域分布呈现上游＞中游＞下游;土壤侵蚀强度沿坡面分布呈现出较弱—强—弱的变化趋势,存在明显的侵蚀强弱交替变化规律。小流域土壤有机质和氮素含量空间分布特征与土壤侵蚀强度分布特征相对应,表现为流域上游＜中游＜下游;三种土壤养分沿坡长分布呈现较高—低—高的变化趋势。土壤侵蚀速率与土壤有机质、全氮含量之间呈极显著负相关关系,与碱解氮含量存在显著负相关关系,证实了土壤侵蚀是影响我国东北典型黑土区土壤质量下降最重要因素。     

黑土坡面径流特征模拟研究

以土槽模拟自然坡面,在人工降雨条件下,对黑土坡面径流参数进行了分析。结果表明:随着降雨强度(简称"雨强")和坡度的增大,黑土坡面径流的初始产流时间缩短,径流量和径流系数增加。在前期降雨条件下,二次降雨所表现的径流侵蚀特征均强于首次降雨。黑土坡面产生细沟的时间随坡度增大而缩短,当坡度15°时,细沟产生时间基本一致,细沟的数量及长、宽、深等参数增大,坡度对沉积的影响作用大于降雨强度。     

黄土区小流域侵蚀泥沙来源与植被防止侵蚀作用研究

该文研究山西西南部黄土区小流域的泥沙来源.从实验小流域泥沙来源的地貌部位来看,沟谷地(沟头、沟道和沟坡)大于沟间地(坡面、梁峁坡),沟谷地产沙量占流域总产沙量的60%以上,沟谷地侵蚀模数是沟间地的1.28～2.48倍.坡面无水土保持措施的陡坡耕地是坡面侵蚀产沙的主要地类.根据长期定位观测资料分析了不同林地防治土壤侵蚀的作用,在生物量达到14.51 t/hm2时,林地就具有很强的水土保持效益.所分析的林地(乔木、灌木及乔灌混交林)和草地均具有较强的水土保持功能,林地覆盖度达到40%以上具有明显的防蚀效果,林地活地被物和枯枝落叶物具有较好的防止土壤侵蚀的作用,无人为破坏的草地和疏林地水土保持功能也很强,其土壤侵蚀量远远小于允许侵蚀量.     

黄土区小流域侵蚀泥沙来源与植被防止侵蚀作用研究

该文研究山西西南部黄土区小流域的泥沙来源.从实验小流域泥沙来源的地貌部位来看,沟谷地(沟头、沟道和沟坡)大于沟间地(坡面、梁峁坡),沟谷地产沙量占流域总产沙量的60%以上,沟谷地侵蚀模数是沟间地的1.28～2.48倍.坡面无水土保持措施的陡坡耕地是坡面侵蚀产沙的主要地类.根据长期定位观测资料分析了不同林地防治土壤侵蚀的作用,在生物量达到14.51 t/hm2时,林地就具有很强的水土保持效益.所分析的林地(乔木、灌木及乔灌混交林)和草地均具有较强的水土保持功能,林地覆盖度达到40%以上具有明显的防蚀效果,林地活地被物和枯枝落叶物具有较好的防止土壤侵蚀的作用,无人为破坏的草地和疏林地水土保持功能也很强,其土壤侵蚀量远远小于允许侵蚀量.     

南方红壤丘陵区马尾松人工林地浅沟形态特征

【目的】研究南方红壤丘陵区马尾松人工林地浅沟形态特征,为浅沟侵蚀的防治提供理论依据。【方法】基于RTK-GPS测量技术与ArcGIS空间分析方法,通过建立研究区典型坡面马尾松林地DEM,提取浅沟形态参数,定量分析红壤丘陵区马尾松林地浅沟的形态特征,初步建立基于该研究区的浅沟临界地形模型。【结果】(1)研究区浅沟汇流面积均值为21.62 m~2,沟长均值为16.46 m,浅沟坡度均值为19.72°,沟宽均值为2.26 m,沟深均值为0.52 m,断面面积均值为0.58 m~2。其中浅沟汇流面积属强变异,其余形态参数均为中等变异。与黄土丘陵沟壑区及东北黑土区坡耕地浅沟相比,南方红壤丘陵区马尾松人工林地的浅沟相对较短、较浅。(2)浅沟形态参数间存在极显著的相关关系,其中汇流面积与沟长、平均沟宽、平均沟深和平均断面面积极显著正相关(P0.01),与浅沟坡度极显著负相关(P0.01);浅沟坡度与沟长、平均沟宽极显著负相关(P0.01)。(3)南方红壤丘陵区马尾松人工林地浅沟发生的临界地形条件可以用汇流面积A与浅沟坡度S_e的关系式"tan S_e=0.49A~(-0.06)"来判断。【结论】南方红壤丘陵区马尾松人工林地浅沟形态参数间存在极显著相关关系,地形因素(坡面坡长、坡度)显著影响该区域浅沟的形态特征。     

海伦市典型小流域坡耕地侵蚀沟特征和治理研究

在2011~2012年,野外详查了海伦市典型小流域坡耕地侵蚀沟的现状,对当前坡耕地侵蚀沟特征和治理措施进行了研究。结果表明,小流域多年平均侵蚀模数为1 769 t/(km2·年),沟壑密度为6.5 km/km2,沟蚀的强度属于极强烈。应用聚类分析法,可将侵蚀沟分为浅沟、切沟、冲沟3类和小型沟、中型沟、大型沟3个级别以及7.91、17.14、33.46 m 3个等级的年平均发育进度。根据侵蚀沟的不同级别,对侵蚀沟的沟头、沟岸、沟坡和沟底采取相应的配套生物措施、工程措施和农业措施进行治理。     

黑土区坡耕地与坡林地表土团聚体有机碳库差异

以东北黑土区典型坡耕地(玉米)和坡林地(退耕还落叶松林和樟子松林)表层土壤为研究对象,分别在坡上、坡中上、坡中、坡中下、坡下5个坡位设置取样点采集非原状土,风干后将土壤筛分为2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 cm、0.25~0.5 mm、0.25 mm 5个粒级团聚体,分别计算每个粒级土壤风干团聚体所占比例,测定各粒级土壤风干团聚体有机碳含量,并以此为基础计算土壤团聚体有机碳贮量。通过对比不同坡位、各粒级风干团聚体组成及其有机碳含量与贮量变化规律,探明黑土区不同土地利用方式下坡地土壤团聚体有机碳库对不同侵蚀类型的响应特征。结果表明:坡耕地土壤团聚体迁移、沉积过程不同于坡林地,耕地土壤2 mm团聚体的组成比例显著高于2种林地,并在坡下达到最高值(70.30%);有机碳含量均随团聚体粒级减小逐渐增加,樟子松林地内各粒级有机碳含量(25.57~142.60 g/kg)显著高于耕地(22.58~30.06 g/kg)和退耕还落叶松林地(21.58~66.53 g/kg);坡林地土壤团聚体有机碳贮量由坡上至坡下逐渐增加,相同坡位处土壤团聚体有机碳贮量均为樟子松林地退耕还落叶松林地耕地。研究结果证实了黑土区耕作侵蚀的存在及其对土壤团聚体、团聚体有机碳库分布的影响,同时印证了退耕还林是减缓坡地黑土耕作侵蚀、提升有机碳库的长效途径。      

基于GIS的紫色土区地形因子特征分析

为探索紫色土区地形因子的具体分布特点,基于ASTER GDEM(30 m分辨率),利用Arc GIS软件的空间分析等工具,提取并分析紫色土区坡度、坡长、坡度坡长因子(LS因子)、沟壑密度等地形因子的分布特征。结果表明:全区15°的陡坡占比达58%,其中秦巴山山地区陡坡占比最大,达80%;坡长在0～40 m范围内占比达60%,主要集中在川渝山地丘陵区; LS因子值15的陡坡占比达55%,主要分布在秦巴山山地区与武陵山山地丘陵区,与坡度分布一致;区域尺度的沟壑密度为0.69 km/km2,其中川渝山地丘陵区沟壑密度最小(0.57 km/km2),低于区域尺度沟壑密度均值的17.39%。研究结果可为紫色土区水土流失评价、土壤侵蚀预报及生态修复与重建提供科学依据。     

秦巴山地和陇南山地水土流失及其生态防护原理

秦巴山地和陇南山地水土流失十分严重,白龙江中游、嘉陵江上游和汉江源头地区滑坡、泥石流均很发育.水土流失形成的原因除基岩裂解严重,地形陡峻,暴雨频繁外,主要是植被破坏严重,大面积陡坡垦耕等人为原因造成的.当前在陡坡耕地不能完全退耕的情况下,可采用景观生态学的原理,以森林为本底,以耕地、道路、沟渠、河流、村庄、塘堰等作为斑块,森林的面积应占到小流域面积的50～70以上,并将上述各种斑块镶嵌于本底之中,用森林将斑块包围起来.对易受侵蚀部位如山脊、小梁、道路、渠道、河流等的两侧应保留或营造50～250 m宽的防护     

黄土残塬沟壑区坡度和坡长对土壤侵蚀的影响分析

该研究以黄土区坡地的坡长与坡度对于土壤侵蚀的影响为研究内容,旨在为因害设防,更好的治理水土流失,对黄土高原坡地综合治理提出理论依据和切实可行的实践指导. 根据在山西省吉县黄土残塬沟壑区长期定位水土流失观测与调查资料,并结合以往关于黄土区的研究成果分析了坡长和坡度与侵蚀的关系,研究表明:随坡长和坡度的增大,径流增大,侵蚀量越大,侵蚀模数增大;年侵蚀模数与坡长呈正相关关系;随着坡长增大,细沟侵蚀和浅沟侵蚀明显增强;坡耕地坡长最好小于15 m.     

黄土残塬沟壑区坡度和坡长对土壤侵蚀的影响分析

该研究以黄土区坡地的坡长与坡度对于土壤侵蚀的影响为研究内容 ,旨在为因害设防 ,更好的治理水土流失 ,对黄土高原坡地综合治理提出理论依据和切实可行的实践指导 .根据在山西省吉县黄土残塬沟壑区长期定位水土流失观测与调查资料 ,并结合以往关于黄土区的研究成果分析了坡长和坡度与侵蚀的关系 ,研究表明 :随坡长和坡度的增大 ,径流增大 ,侵蚀量越大 ,侵蚀模数增大 ;年侵蚀模数与坡长呈正相关关系 ;随着坡长增大 ,细沟侵蚀和浅沟侵蚀明显增强 ;坡耕地坡长最好小于 15m .     

浅沟信息的数码照相识别方法

浅沟作为黄土区坡面重要侵蚀形式之一,其侵蚀量占粱峁侵蚀产沙量的46%。浅沟的发生发展在坡面侵蚀中占据重要地位,如果得不到控制和治理,浅沟发育成切沟后,将吞噬更多可利用土地资源。以黄土丘陵沟壑区野外拍摄的照片资料为研究对象,通过ERDAS软件运用AOI分析法处理照片资料,提出浅沟信息识别问题的解决方案。据此方法,获得识别浅沟信息的规律,即处于浅沟的AOI的RGB三基色构成遵循DNR>DNG的规律,处于峁坡的小斑三基色构成遵循DNR相似文献   

前期含水量对坡耕地产流产沙及氮磷流失的影响

土壤前期含水量是影响土壤入渗、产流以及溶质迁移、淋失的重要因素之一。通过人工模拟降雨实验,对5%、9%、13%、17%和20%这5个不同前期含水量水平下的黄土高塬沟壑区黑垆土坡耕地土壤侵蚀及氮磷流失情况进行了研究。结果显示:在同一雨强和坡度条件下,随着土壤含水量的增加,坡面达到稳定入渗率的时间缩短,开始均匀产流时间也减小;在5%~17%前期含水量的范围内,径流量、泥沙量随前期含水量增加而增加,17%~20%时径流量和产沙量为递减的变化趋势;产沙量与径流量呈显著的线性关系,相关系数为0.889。前期含水量为17%时,径流中水溶性磷、硝态氮、铵态氮浓度最大,总流失量最大,3种养分在湿润层内发生积累的深度随含水量增加而减小,前期含水量17%是影响径流中养分浓度变化的一个临界值;在前期含水量范围为5%~9%时,养分流失量变化不大,且流失量较小;硝态氮平均流失总量最大,分别是铵态氮和水溶性磷的1.32和2.46倍。该项研究结果可为当地农业生产、减少水分损失、提高水分和养分利用率提供有效的指导。     

基于栅格DEM与水流路径的黄土区沟缘线自动提取技术研究

基于数字高程模型(DEM)进行沟缘线的自动提取是黄土丘陵沟壑区进行分布式水文计算与土壤侵蚀建模的关键技术.该文以基于栅格数字高程模型进行河网提取与流域划分技术为基础,基于栅格单元间八流向算法构建水流路径,提出一种基于汇流路径坡度变化特征确定沟坡段,进一步形成封闭沟缘线的新方法,并编程实现了该方法.通过对蔡家川流域1∶10 000等高线生成2 m数字高程模型,依据35°作为判断沟坡单元的标准,自动生成沟缘线分布图,并与原始坡度分布图比较,取得满意的结果.      

种植和施肥方式对云南坡耕地氮素流失的影响*

 通过野外坡度为146°的径流小区进行实地观测,研究种植和施肥方式对云南坡耕地氮素流失的影响。结果表明,在等高种植+平衡施肥+等高植物篱条带组合农艺措施条件下,玉米吸收氮素达到流失总量的9942%,土壤侵蚀流失氮为流失总量的048%,径流流失氮为流失总量的010%;顺坡种植+农民习惯施肥玉米吸收氮为流失总量的7936%,而土壤侵蚀流失氮占到流失总量的2022%,径流流失氮占流失总量的042%。等高种植比顺坡种植增加玉米吸收氮786%,减少土壤侵蚀流失氮7430%,减少径流流失氮2931%。等高种植+平衡施肥条件下,等高植物篱条带减少玉米吸收氮332%,减少土壤侵蚀流失氮8661%,减少径流流失氮达5610%;顺坡种植+习惯施肥条件下,等高植物篱条带减少玉米吸收氮448%,减少土壤侵蚀流失氮9651%,减少径流流失氮6094%。平衡施肥比习惯施肥增加玉米吸收氮4128%,减少土壤侵蚀流失氮1938%;减少径流流失氮938%。     

基于GIS的低丘缓坡建设对水土流失的影响--以昆明市西山区花红园区块为例

[目的]研究低丘缓坡建设对水土流矢的影响。[方法]采用地理信息系统(GIS)和RUSLE模型对昆明市西山区花红园低丘缓坡项目建设区开展前、后土壤侵蚀量变化进行量化分析,对项目区建设前、后在不同土地利用类型和不同坡度下的水土流失特征以及建设后水土流失对项目区周围生态环境、地表径流、未做土地平整区域的影响进行了研究。[结果]建成后项目区总体水土流失现象得到极大缓解;保留植被因景观破碎化导致土壤流失加剧;建成后坡度5°的区域地表径流主要是沿着道路用地分布以及向道路的两边蔓延。[结论]低丘缓坡项目建设用地建成后的侵蚀类型为极微度侵蚀。     

利用WEPP模型模拟凉水自然保护区部分道路侵蚀对河流泥沙含量影响特征

利用WEPP（Water Erosion Prediction Project）侵蚀模型,模拟凉水自然保护区内道路（包括林内道路和柏油路）与河流的相交点的侵蚀特征,以及符合在道路长度50111内,与河流有1个以上相交点的共20个路段的侵蚀特征。结果表明,在与河流相交点的路段中,当道路坡度〉6．19％,泥沙量显著增长;20个模拟路段中,降雨径流、融雪径流、路面及路缘泥沙量、进入河流泥沙量4个模拟结果的最大值均出现在位于道路VI中的路段11;道路长度是影响道路泥沙量的主要因子。