开发建设项目土壤侵蚀监测方法体系探讨——以福银高速公路联合段为例

以福银高速公路尤溪联合段为研究区域,探讨开发建设项目土壤侵蚀的监测方法。研究表明,遥感监测、实地建立径流小区、人工模拟降雨法、水文观测和实地调查测量法的综合集成是进行开发建设项目土壤侵蚀监测较好的方法体系:通过遥感法来监测项目建设前后土壤侵蚀、土地利用的动态变化,通过径流小区法、水文观测法和侵蚀沟法以获得项目土壤侵蚀量,结合实地调查和测量法进行监测土壤侵蚀造成的影响监测。     

探讨以沙量平衡计算方法辅助土壤侵蚀监测

在简要阐明沙量平衡计算概念的基础上，提出以沙量平衡计算辅助土壤侵蚀监测之方法。分析了沙量平衡计算各组成部分与土壤侵蚀监测之间的关系，对沙量平衡计算框架下沙源监测、沉积泥沙存蓄变化监测及泥沙输出监测的应用方法及其可行性进行了探讨，明晰了以此方法辅助土壤侵蚀监测的时空问题。     

辽宁省细河流域土壤侵蚀监测方法对比研究

以辽宁省细河流域为例,基于RUSLE模型和环境与灾害监测预报小卫星HJ-1A/1B的CCD数据,计算了该流域的土壤侵蚀状况,将土壤侵蚀强度分级后的结果与多因素综合法得到的土壤侵蚀强度分级结果及2005年辽宁省土壤侵蚀遥感调查结果进行了对比验证。结果表明,HJ卫星的CCD数据适用于土壤侵蚀监测领域,RUSLE模型能够较好地应用于细河流域的土壤侵蚀监测中。2009年土壤侵蚀总面积比2005年第4次土壤侵蚀遥感调查结果有所降低,土壤侵蚀主要分布在西北和东南山区,其中强烈及以上等级的侵蚀则主要分布在"煤电之城"阜新市的露天煤矿地区。     

定西市水土保持监测系统的构想

在国家"九五"项目支持下,结合辽宁省两次遥感侵蚀调查工作和松辽中下流域水资源调查评价工作,在遥感技术和GIS的支持下,运用GIS空间分析方法,分析了辽河中下游流域土壤侵蚀变化规律。     

概念性土壤侵蚀模型的建立及在紫色土小流域的应用

概念性土壤侵蚀模型在描述流域基本过程的同时对参数要求较低,现有概念性模型中计算产沙所需参数主要靠律定或借鉴经验值。该文介绍了1个无需流域出口产沙量长序列观测资料来律定且能适用于研究流域的概念性土壤侵蚀模型。模型中引入了分布式水文模型WetSpa Extension作为水文模块,结合流域内试验小区上建立的流量—产沙量经验关系计算侵蚀量,再结合泥沙输移比构建起产沙模块。通过在紫色土地区小流域的应用表明,模型能够得到较合理的流域出口产流量、产沙量以及侵蚀率的空间分布等模拟结果,在没有试验小区的邻近流域地区也具有推广性,且能作为评价水保措施效益的有力工具。该概念性模型对于流域出口泥沙资料稀少的地区具有很高的应用价值和协助流域管理的 潜力。     

松花江流域不同空间尺度典型流域泥沙输移比及其影响因素

为在不同空间尺度上对东北黑土区流域侵蚀产沙建立宏观认识,以松花江流域为研究区,选择不同尺度的典型流域,通过收集降水、遥感影像和土地利用资料,计算不同尺度流域土壤流失量;采用流域出口量水堰和水文站径流泥沙观测资料,计算流域输沙量,从而得出不同空间尺度典型流域悬移质泥沙输移比(SDR).研究区小尺度流域全年SDR为0.33,大中尺度流域SDR变化于0.005 ～0.365之间,平均仅0.051.本区SDR存在显著的季节差异:小尺度流域雨季SDR为0.38,春季融雪侵蚀期仅为0.17;流域面积(A)和主河道比降(SLP)是影响大中尺度流域SDR的重要因素;SDR与A呈幂函数递减关系,这在丘陵漫岗区更为显著;山区的流域的SDR随SLp的增加而递增.研究成果有助于建立本区土壤侵蚀与流域产沙之间的定量关系,为流域水土保持规划提供科学依据.     

抚仙湖流域土壤侵蚀遥感监测

为了有效保护抚仙湖流域生态环境安全,推进其可持续发展,对抚仙湖流域土壤侵蚀情况进行遥感监测研究。采用"3S"技术与野外实地调查相结合的方法,以云南省第一次全国地理国情普查成果为基础,基于通用水土流失方程(USLE)模型,估算抚仙湖流域1974—2014年的水土流失量,并探讨流域土壤侵蚀强度的时空分布及变化规律。研究发现:(1)抚仙湖流域土壤侵蚀强度在很大程度上受降雨量的影响;(2)土壤侵蚀量总体呈现出波动上升下降再上升的趋势。不同强度土壤侵蚀量的变化表明其水土流失经历了先加剧后缓解的变化过程,流域部分敏感区土壤侵蚀程度不断加剧;(3)流域水土流失的空间分布具有一致性,水土流失最严重的区域基本分布在抚仙湖的东西两岸以及南岸的部分区域。     

大凌河河岸带土壤侵蚀与地学要素空间关联分析研究

辽宁省大凌河流域是我国土壤侵蚀较为严重的地区之一,影响区域经济的可持续发展。为此,选取大凌河河岸带范围作为研究区,通过对比不同的海拔、坡度和土地利用类型下土壤侵蚀空间分布格局的变化特征,得到研究区范围内土壤侵蚀的变化规律,对更有针对性的进行研究区土壤侵蚀防治工作具有重要意义。     

黄土区小流域土壤侵蚀系统模拟的研究

中国黄土高原是世界上水土流失最严重的地区之一 ,土壤侵蚀量是正确评价综合治理的一个重要指标。本文对黄土区小流域土壤侵蚀系统进行计算机模拟 ,它是在与地理信息系统支持平台松散耦合的基础上 ,利用DEM提供地形特征的功能 ,运用水文模型进行流域径流水文分析 ,并在此基础之上 ,结合通用水土流失方程式的侵蚀泥沙模型及其沿程传递模型 ,建立了分布型小流域土壤侵蚀模拟模型 ,用它可以计算不同时间和空间的土壤侵蚀量。最后将研究成果应用于试验流域——宁夏西吉县黄家二岔小流域 ,经过验证 ,具有一定的可靠性 ,可以用于黄土区流域的土壤侵蚀量的模拟运算 ,这将进一步提高小流域综合治理的水平。     

东北地区土壤侵蚀空间变化特征研究

东北地区日益严重的水土流失已引起人们广泛关注,但现有土壤侵蚀研究多限于局部地区。了解本区土壤侵蚀空间变化特征,为水土保持规划提供进一步支持已迫在眉睫。本文在建立东北地区土壤流失方程的基础上,利用径流小区观测资料、气象资料、地图和遥感资料,计算多年平均土壤侵蚀量并检验计算精度,据此分析土壤侵蚀空间变化特征。结果表明:东北地区水土流失面积达到63.4万km²,占全区总面积50.8%,土壤侵蚀现状不容忽视。土壤侵蚀强度大致呈自东南向西北方向递减的趋势。但地形起伏的影响,使得这一变化趋势更为复杂。本区土壤侵蚀较为严重的地区为辽河干流西侧各支流流域的丘陵地带和流域东部降水丰沛的地区,松花江流域的山前丘陵漫岗区。研究结果对本区水土保持规划具有重要参考意义。     

不同空间尺度下的土壤侵蚀元胞自动机建模评述

土壤侵蚀系统是一个典型的非线性动力系统,系统内部的侵蚀发育演化过程十分复杂,为了对该过程进行精确的模拟和预测,需要发展有效的技术和方法.元胞自动机( cellular automata,CA)是一种具有时空特征的离散动力学模型,采用“自下而上”的构模方式,对于模拟和分析具有空间特征的土壤侵蚀系统具有先天优势.由于空间尺度变化所引起的土壤侵蚀因子对侵蚀产沙过程的影响不同,CA模型在坡面尺度下主要针对细沟侵蚀和土壤颗粒的变化,在小流域尺度下涉及到更多的元胞状态和更加完整的侵蚀过程,在大区域尺度下重点研究气候和地貌之间的相互作用.不同空间尺度建立的CA模型没有确定的转换规则,模型通用性较低,今后需要在三维可视化、智能化等方面深入研究CA模型在土壤侵蚀领域的应用.     

孤山川流域已有水土保持措施蓄水减沙效益计算成果分析

针对已有水土保持措施蓄水减沙效益计算成果存在同一流域同一时段差异较大的问题,以孤山川流域为例,介绍了已有水土保持措施蓄水减沙效益计算成果,在分析比较的基础上,认为其结果差异较大的原因是所采用的水土保持措施量和蓄水减沙指标不同引起的。为了解决差异,提高计算精度,今后要加强对基本资料、基本规律的研究,特别要加强对径流小区、小流域水土流失规律和水土保持效益的研究等。     

水土流失与水质污染一体化定量监测的初步研究——以江苏省方便流域为例

通过对方便流域的水土流失、水质面源污染的研究,介绍了一体化定量监测的研究新思路。采用“3S”技术获得满足数学监测模型因子的数据。首先定量监测准水土流失量,然后利用不同土地利用条件下的全年土壤养分平均含量和水土流失定量监测结果的处理,以获得准确的水质面源污染地分布图和流入水库的污染量。水土流失量的监测精度,采用与上下游水文站的测沙数据评价法来确认;而入库养分污染量则采用其采水样分析结果与测径流流量的计算值来确认。2002年,实验区水土流失量的监测精度为93·62%,水质的全磷面源污染量的监测精度为77·79%,初步显示出一体化定量监测具有准确、快速又经济的特点。     

子午岭林区土壤侵蚀与生态环境关系的研究内容和方法

围绕子午岭天然次生林区土壤侵蚀与生态环境演变关系的研究主题,着重讨论研究背景,研究内容和研究方法。以典型调查和定位观测相结合,分析研究植被的破坏与恢复对土壤侵蚀的影响。通过建立大型径流场,动态监测不同地形部位林地与开垦地的土壤侵蚀演变过程,包括降雨、径流、入渗和侵蚀量的变化,细沟侵蚀和浅沟侵蚀的演变,土壤侵蚀与土壤退化的演变,坡、沟侵蚀的演变;同时结合进行野外人工降雨试验,林地和开垦地小气候对比观测等。初步建立了一整套宏观与微观相结合的研究体系,在黄土高原残留林区建立了土壤侵蚀与生态环境观测站,填补了国内空白。     

GIS支持下辽河中下游流域不同土地利用的土壤侵蚀变化分析

在GIS支持下研究了流域内不同土地利用条件下土壤侵蚀规律,研究结果表明:辽河中下游流域在1995～2000年短短5年期间,随着人口增长和对土地利用开发强度的增大,加剧了土壤侵蚀速度和侵蚀强度,进而使土壤侵蚀模数和土壤侵蚀量增加。     

黄土高原土壤侵蚀垂直分带性研究

土壤侵蚀垂直分带是黄土高原土壤侵蚀分布的重要规律。本文通过野外细沟、浅沟侵蚀实测,航片判读和量算,小区域调查与制图等方法,对黄土高原土壤侵蚀垂直分带作了系统研究和划分,并提出两个水土保持重点带。通过系统的测量发现了以往被忽视但很重要的一个侵蚀带:细沟、浅沟侵蚀过渡带。提出浅沟、切沟侵蚀混交带的新概念。本文对塬区与丘陵区分别进行研究与划分,补充了塬区分带研究这一薄弱环节,对黄土高原土壤侵蚀制图和水土保持措施布设具有指导意义。     

薄层黑土微生物生物量碳氮对土壤侵蚀—沉积的响应

研究土壤侵蚀—沉积对土壤微生物生物量的影响可以为科学评估土壤侵蚀的环境效应提供依据。以典型薄层黑土区——黑龙江省宾州河流域为研究区,利用土壤137Cs含量估算侵蚀速率,通过分析流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量碳和氮含量以及土壤侵蚀强度的差异,揭示土壤微生物生物量对土壤侵蚀—沉积的响应规律。结果表明:流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量的分布存在明显差异,并呈现出与土壤侵蚀—沉积空间分布相反的变化趋势。土壤侵蚀速率在流域的分布为上游中游下游,在坡面的分布为坡中部坡上部坡下部;土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)在流域表现为下游中游上游,在坡面表现为坡下部坡上部坡中部。回归分析表明,MBC、MBN、有机质(Organic matter,OM)和全氮(Total nitrogen,TN)含量随土壤侵蚀强度的增大而减少。土壤侵蚀对土壤微生物生物量的分布有重要影响,土壤侵蚀—沉积过程引起土壤养分的迁移和再分布是导致侵蚀区和沉积区土壤微生物生物量分布产生差异的重要原因。     

子午岭林区林地和开垦地土壤侵蚀特征研究

利用大型坡面径流场和小流域的观测资料研究了子午岭林区林地开垦前后土壤侵蚀特征,其结果为林地土壤侵蚀很轻微,侵蚀强度小于15t/（km²·a）,径流模数小于2400m³/（km²·a）。地形和降雨特征对土壤侵蚀的影响不甚明显,植被和土壤成为影响土壤侵蚀的决定性因子。而当林地被开垦后,土壤侵蚀由自然植被覆盖下的自然侵蚀转变为人为加速侵蚀,侵蚀模数达1000t/（km²·a）以上,径流模数在27480m³/（km²·a）以上。降雨和地形特征对土壤侵蚀的影响非常明显。土壤加速侵蚀量与10min 或15min 最大雨强（Ⅰ₁₀或Ⅰ₁₅）的关系最为密切,坡面汇流增加,谷坡侵蚀产沙系数为27.7%。     

遥感技术在土壤侵蚀研究中的应用述评

[目的]对遥感技术在土壤侵蚀研究中的应用进行述评,探索土壤侵蚀遥感研究的发展方向,并为研究者快速选择适宜的遥感数据源和研究方法提供参考。[方法]通过文献查阅,从不同研究方面开展综述和分析。[结果]针对不同研究区域和主题,总结了土壤侵蚀研究中常用遥感平台和数据源,综述了遥感技术在区域土壤侵蚀特征识别、监测与尺度效应研究中的应用。以及遥感技术在通用土壤流失方程关键因子获取中的应用。同时分析了目前研究中存在的问题并提出相应建议。[结论]遥感技术作为开展大范围、长时间序列土壤侵蚀研究的重要技术手段,在我国土壤侵蚀研究中发挥了巨大作用。但实际应用中也存在基层遥感数据时效性不强、数据源单一和识别因子针对性不强等问题。其高效应用和推广需要技术层面和人员、经济支持层面共同发展与创新。     

基于DEM的山东沂沭泗河流域地貌演化与水土流失研究

水土流失其实是一种主要的侵蚀地貌演化过程。本文以戴维斯提出的地貌侵蚀循环学说和斯特拉勒(N.Strahler)提出的高程—面积分析法为基础,把高程—面积分析法运用到流域地貌发育研究之中,把山东沂沭泗河流域山丘区地貌发育阶段分为壮年期和老年期。各流域土壤侵蚀模数平均值、土壤侵蚀强度综合指数的大小与其地貌发育阶段呈良好的对应关系,说明尽管人类活动是加剧土壤侵蚀的重要原因,但地貌发育过程对土壤侵蚀的影响同样重要。