SOTER支持下海南岛土壤侵蚀模拟与影响因子分析

基于SOTER数据库,利用USLE方程对海南岛土壤的现实和潜在侵蚀量进行了定量估算,结果表明海南岛92.82%的面积土壤侵蚀量在500t/km2·a以下,侵蚀主要发生在中坡度坡地和高坡度丘陵区;而由于其所处的特殊气候区,潜在侵蚀量巨大,中度以上侵蚀面积达到全岛的90.67%。酸性常湿雏形土、铝质湿润雏形土和铁质湿润雏形土相对侵蚀程度大,粉砂岩、泥岩地区最容易发生侵蚀。     

1∶25万土壤及地形数据库及指标体系研究

根据土壤及地形(SOTER)数据库基本原理和方法建立1∶25万SOTER数据库，重点研究和修正大中比例尺SOTER主地形体划分指标体系，提出海拔高度分组指标、坡度分组指标和地势起伏强度分组指标，并利用上述3个指标组合计算出样区SOTER主地形体组分(中坡度丘陵、低坡度山体台地、山谷、中坡度山体、山前倾斜平原和冲洪积平原)，以进一步发展和完善SOTER数据库理论方法体系。同时，SOTER数据库的建立使原有的历次土壤普查、国土资源详查的资料信息化，使之服务于土地资源的评价、管理与保护。     

1：25万土壤及地形数据库及指标体系研究

根据土壤及地形(SOTER)数据库基本原理和方法建立1：25万SOTER数据库,重点研究和修正大中比例尺SOTER主地形体划分指标体系,提出海拔高度分组指标、坡度分组指标和地势起伏强度分组指标,并利用上述3个指标组合计算出样区SOTER主地形体组分(中坡度丘陵、低坡度山体台地、山谷、中坡度山体、山前倾斜平原和冲洪积平原),以进一步发展和完善SOTER数据库理论方法体系。同时,SOTER数据库的建立使原有的历次土壤普查、国土资源详查的资料信息化,使之服务于土地资源的评价、管理与保护。     

长江上游典型区SOTER数据库支持下的土壤侵蚀危险度评价

以长江上游典型区彭州市为例,在该区SOTER(1∶50 000)数据库的支持下,选取地貌类型 、坡度、植被覆盖率、土地利用、土壤类型等作为评价因子,运用专家权重模型,将研究区 分为无险型、轻险型、危险型、强险型和极险型5种类型,输出了土壤侵蚀危险度评价图, 并指出了各种类型的防治侵蚀的措施.     

海南岛1∶20万SOTER数据库的组织与设计研究

就1∶20万海南岛SOTER数据库的组织与设计过程进行了详细的探讨.剖析了中尺度SOTER制图的原则与方法、属性数据的采集及组织管理思路等.在此基础上拟订了研究区制图单元指标体系,完成了研究区制图单元的区分与制图,构建了研究区1∶20万SOTER数据库,包括中心数据库与附属数据库.该研究在理论上对于发展与完善SOTER方法论体系、促进其推广与应用有着积极的意义.在实践上对于促进海南岛土地资源的科学决策管理与持续利用具有参考价值.     

邯郸地区1:25万SOTER数据库研究

在GIS支持下,根据国际土壤信息和参比中心提出的土壤与地形体数字化数据库(SOTER)基本原理和方法,建立了河北邯郸地区1:25万土壤和地形体数字化数据库(SOTER),实现了空间数据和属性数据的整合。     

应用ARC／INFO预测芋子沟小流域土壤侵蚀量的研究

依据实地调查资料及相关图形资料 ,建立了芋子沟小流域地理数据库。在地理信息系统 ARC/ INFO支持下 ,根据通用土壤流失方程式 ( USL E)对数据库实施运算操作 ,预测了芋子沟小流域土壤侵蚀量。结果表明 ,芋子沟小流域年平均输沙模数为 3 893 .3 8t/ km2 ,侵蚀强度属中度 ;占流域面积 2 9.4 8%的坡耕地产沙量占流域总产沙量的 81.98% ,占流域面积 69.5 2 %的其它地类对流域土壤侵蚀量的贡献率仅为 18.0 2 % ,坡耕地年均土壤侵蚀量为 10 82 6.5 4 t/ km2 ,属于极强度侵蚀。坡耕地是芋子沟小流域水土流失的策源地 ,小流域水土流失治理的关键是实现流域内坡耕地的合理利用。     

基于SRTM数据的中国1:100万SOTER地形体的构建

集土壤与地形数据于一体的 SOTER 数据库,较单一的土壤或地形数据库包含有更多的信息,这能够为日益锐化的人口与自然资源之间的矛盾的解决提供更有力的数据支持.而全国尺度 SOTER 数据库的建立将能够从国家尺度为该矛盾的解决提供更多的支撑.本文利用新的数据源(SRTM)和数字土壤制图技术,定量化地构建了中国1:100万 SOTER 地形体.通过本研究发现,采用 90 m 分辨率的SRTM数据来构建1:100 万的 SOTER 地形体的结果是令人满意的,可以实现无缝接边,与传统的方法相比,更准确、更快速、更一致.同时,也提供了一个定量化构建小比例尺地形体单元的方法,为小比例尺 SOTER 数据库的建设提供方法论上的支持,对实现农业和环境资源的有效管理具有重要的作用.     

宁南黄土高原坡面土壤侵蚀与影响因子研究

通过对宁南黄土高原不同坡度、不同土地利用模式,坡面土壤侵蚀特征及相关影响因素进行分析,结果表明:不同土地利用方式下,土壤侵蚀量和径流量随坡度增加而增加,土壤侵蚀峰值均出现在6月,6月的径流量和泥沙量平均可达全年的29.42% 、39.95%.土壤侵蚀量以农作利用方式最高,在14°30″下土壤侵蚀量是9°的4.05倍,自然荒坡土壤侵蚀量最低,只有农地利用模式的34.41%.相同坡度条件下,土壤侵蚀量表现为农地＞苜蓿+沙打旺＞小冠花＞自然荒坡,但径流量和泥沙量的变化特征不一致.影响坡面土壤侵蚀的主要因子有次降雨量、雨强、降雨动能和降雨侵蚀力.各因子年间呈波形变动,以雨强和降雨侵蚀力变异幅度最大,可达35.79%～75.86%,次降雨量和降雨动能变异较小,只有25.72%～31.24%.降雨侵蚀力(R)呈单峰型分布,R(EI30)可以描述区域降雨侵蚀特征.在不同土地利用方式下,降雨侵蚀力和径流量、泥沙量之间没有明显相关,而径流量和泥沙量有一定的相关关系.     

利用DEM建立香港土壤地体数据库

完成了香港SOTER数据库的建立,采用数字高程模型和其它基础图件,制图过程完全计算机化,使SOTER方法更适合于计算机技术的发展和应用,提高工作效率和精度;对SOTER在中大比例尺尺度上的应用进行了探索,完善其适用范围和理论体系;以香港作为研究区域,建设基于SOTER方法的土壤信息数据库,对于评价该区土壤、环境质量以及生态利用具有意义。     

基于SOTER的海南岛土壤水侵蚀模拟

The actual and potential water erosion rates of soils with different land covers in Hainan Island,China,were estimated based on the universal soil loss equation(USLE) and a 1:200000 Soils and Terrain digital Database(SOTER) Ddatabase,from which soil water erosion factors could be extracted.92.8% of the whole island had a current erosion rate of lowerthan 500t km^-2 a^-1.Soil erosion risk was considered to be high because of its abundant rainfall.Without vegetation tcover,the potential soil erosion ratewould be extremely high and 90.8% ofthe island would have a soil erosion rate higher than 2500t km^-2a^-1.Relative erosion vulnerability of different soil zones,landform types,and lithological regions of the island was compared by introducing a relative erosion hazard parameter α.Cambosols developed from siltstone and mudstone in low hill regions were pinpointed as soils with the highest erosion risk in the island.     

阳洼流域土壤137Cs的空间分布及侵蚀研究

利用137Cs示踪技术,研究了宁南黄土高原阳洼流域土壤137Cs的空间分布和侵蚀特征.研究结果表明,流域137Cs背景值为1 966.99 Bq/m2,流域内不同土地利用方式下土壤137Cs比活度不同,且有比较明显的137Cs比活度分异.流域内林草地土壤剖面137Cs呈现指数分布模式,坡耕地剖面的137Cs则呈均匀分布模式.不同土地利用方式下土壤137Cs的面积活度表现为沟台＞林草地＞农耕坡地,其中农耕坡地、沟台地土壤侵蚀、沉积表现出较大的变异,变异系数达65%以上.阳洼流域土壤侵蚀模数与137Cs比活度呈现出相反的分布趋势,但都明显具有斑块状和条带状分布的特点.流域土壤以中、强度侵蚀为主,中、强度侵蚀面积占流域总面积的46%,在流域土壤侵蚀防治中坡耕地仍是治理的关键.     

滇中尖山河流域不同土地利用类型土壤抗蚀性

为揭示滇中尖山河小流域不同土地利用类型的侵蚀特性,以滇中尖山河小流域4种不同土地利用类型(坡耕地、裸地、林地、园地)不同土层(0—10,10—20,20—30 cm)土壤为研究对象,通过对土壤抗蚀性15个指标的测定与分析,研究了不同土地利用类型对土壤抗蚀性的影响。结果表明:不同土地利用类型中坡耕地、裸地5 mm土壤水稳性团聚体显著低于林地、园地,5 mm水稳性团聚体含量表现为裸地(12.72%)大于坡耕地(8.93%),且坡耕地0.25 mm团聚体随土层深度的增加而降低;土壤团聚体结构破坏率表现为裸地坡耕地林地园地,土壤有机碳含量与0.25 mm水稳性团聚体含量均达到极显著正相关。不同土地利用类型下园地和林地土壤的抗蚀指数、结构系数、团聚度、土壤结构和稳定性、抗分散强度和保水保肥能力最高,水稳性指数较大,分散系数最小,土壤抗蚀性能最强。不同土地利用类型综合抗蚀指数大小顺序为园地(0.823 6)林地(0.520 4)坡耕地(-0.382 2)裸地(-0.961 8)。综上,实行人工造林能够显著提高原土结构稳定性,园地和林地在增加土壤抗蚀性方面有明显优势,加强人工林建设可作为研究区土壤改良的有效措施。     

土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用及其评价趋势展望

土壤侵蚀是导致坡耕地耕层质量退化和土壤生产力不稳定的关键驱动因素。该文从水蚀区坡耕地侵蚀控制和生产功能角度,在解析地块尺度土壤侵蚀、水土保持、农业活动对坡耕地耕层生态过程作用特征的基础上,系统分析了土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用、影响效应及作用途径。认为:1)坡耕地耕层质量变化由降雨侵蚀、耕作活动交互作用的生态过程决定,2种作用的时间、空间尺度不同;耕层土壤参数在坡耕地农业生产中作用分为保水、保土、保肥和增产潜力,由地块尺度农作物-耕层耦合效应决定土壤生产能力、坡耕地水土流失特征及耕层侵蚀性退化方向及程度。2)土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用表现为土壤性质恶化、土壤质量劣化、土地生产力衰退3个方面,耕层土壤物理性质变异程度大于化学性质变异,径流作用导致的土地生产力衰退大于土壤流失作用。3)坡耕地耕层质量评价指标体系应兼顾侵蚀下降、产量提升2个目标,地块尺度诊断指标有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性可作为合理耕层评价最小数据集;坡耕地合理耕层适宜性分为5级,其诊断指标分级标准宜与土壤侵蚀分级和耕地地力分级衔接。4)坡耕地合理耕层评价未来应密切关注耕层质量诊断指标最小数据集、坡耕地合理耕层阈值/适宜值分级标准、坡耕地水土流失阻控标准拟定3个主要方向。研究可为深入认识坡耕地侵蚀性退化机制,辨识坡耕地合理耕层调控途径以及坡耕地合理耕层构建技术参数提供依据。     

龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀对有机碳迁移的影响

坡耕地土壤再分布对土壤有机碳(SOC,soil organic carbon)迁移的作用机制研究已成为土壤侵蚀学研究的热点,然而目前极少有研究关注地震后生态脆弱的龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀机理及其导致的土壤有机碳再分布规律。该研究选择龙门山地震带内(都江堰市)一块陡坡耕地和一个梯田系列,采用137Cs法和野外调查,对比分析强震导致田埂垮塌和未受损情况下坡耕地土壤侵蚀空间变化特征和有机碳运移变化机理。结果表明,该区黄棕壤有效137Cs背景值为1 473 Bq/m2;坡度较小的坡式梯田内部上坡表现为侵蚀,下坡表现为沉积,同时,上部梯田的侵蚀速率高于下部梯田,但整个梯田系列净侵蚀量非常小,这表明梯田之间由于缺乏田埂的保护,水力也起着侵蚀、搬运上坡梯田土壤的作用,但是整个坡式梯田系列可以起到较好的保土作用,同时,坡式梯田内部主要以耕作侵蚀为主,是造成梯田上部坡位土壤流失严重的主要原因;陡坡耕地的地形为复合坡,由于田埂垮塌导致其土壤侵蚀速率显著高于坡式梯田系列,在整个坡面上,除了坡顶土壤侵蚀速率高之外,下坡坡度变大(曲率较大)的部位土壤侵蚀速率也非常高,同时,土壤沉积也发生在2个坡位(中下坡坡度较缓的部位和坡脚部位);在梯田系列和陡坡耕地上,SOC与土壤137Cs的空间变化规律较为一致。研究结果表明,在龙门山地震带,质量较好的石埂梯田仍然发挥着较好的土壤保持效果,同时,耕作侵蚀是该区坡耕地上一种重要的土壤侵蚀形式,在制定相应的土壤保持措施时,必须充分考虑耕作侵蚀的作用,才能有效地控制土壤侵蚀,此外,该研究结果还表明采用137Cs核素示踪技术可以比较科学地解释该区域的土壤侵蚀速率和SOC的空间变异规律。     

丹江口库区坡耕地不同作物对土壤溅蚀的影响

选取位于丹江口库区的代表性坡耕地,通过野外调查与室内分析,研究种植不同作物(黄姜、红薯、芝麻与玉米)对土壤溅蚀的影响,同时探讨土壤溅蚀与作物株高、覆盖度及其土壤含水量、温度的相关性。结果表明:在作物生长前期,各处理土壤溅蚀差异不显著;在生长盛期,种植作物显著降低土壤溅蚀,其中相对于对照处理,黄姜处理降低幅度最小,芝麻与玉米次之,红薯则最大。相关分析表明,土壤溅蚀与作物覆盖度、土壤含水量及土温呈显著的一元二次曲线相关。因此,种植作物改变了坡耕地局部空间格局,使降雨发生空间再分布。     

金沙江流域干旱河谷区坡耕地作物类型对耕作侵蚀的影响

为了研究干旱河谷区坡耕地农作物种植对耕作侵蚀的影响,在不同作物类型坡耕地(玉米地和荞麦地)上进行耕作试验,通过磁性示踪法测量坡耕地顺坡耕作的耕作位移距离,分析了不同作物类型下的耕作侵蚀速率特征。结果表明：(1)试验地类的耕作位移距离表现为玉米地<荞麦地<裸地(对照地)的变化趋势,荞麦地和玉米地的耕作位移距离均显著低于裸地(p<0.05),表明坡耕地种植玉米和荞麦可以显著减小坡耕地土壤耕作位移距离;(2)3种地类的耕作位移距离与坡度均呈显著正相关关系,玉米地和荞麦地的耕作位移距离系数k₂值和传输系数k₄值明显小于裸地,说明作物因素减小了耕作位移距离随坡度的增加幅度;(3)裸地的耕作侵蚀速率显著高于玉米地和荞麦地(p<0.01),分别是玉米地和荞麦地的1.99倍和1.88倍,说明坡地种植农作物可明显减小坡面耕作侵蚀。综上,种植农作物可有效减少坡耕地耕作侵蚀,研究成果丰富了对坡耕地作物根系防蚀特性的认识,也为完善耕作侵蚀模型奠定重要基础。     

中国西南地区坡地钾素平衡及管理措施探讨

坡地钾素平衡及管理研究于2000年开始在贵州南部开展。试验分别设条带种植1、条带种植2、工程梯化、横坡种植四个水土保持农艺措施和农民习惯种植(对照)5个处理,探讨坡地钾素的平衡及其管理措施。试验结果表明,坡地的钾素平衡除了与施肥和植物吸收有关,还与降水、地表径流和土壤侵蚀有着密切的联系。在简化了的坡地钾素循环中(不包括地下渗漏的钾素部分),肥料提供给土壤的钾素达89.66.kg/hm2～176.83.kg/hm2,对土壤钾素输入总量的贡献达96%以上。而9.80%～26.26%来源于无机肥的钾素是通过作物吸收而带离土壤。地表径流和侵蚀泥砂中具有较高的有效钾含量,地表径流所含的有效钾是降水的4.28～6.67倍;侵蚀泥砂所含的有效钾是侵蚀前土壤耕层的1.51～1.92倍。它们不但带走降水中有效钾,而且还带走土壤中的有效钾,流失量每年分别达到14.82～23.10.kg/hm2和4.46～9.35.kg/hm2。每年通过作物吸收而造成土壤钾素损失为28.46～90.10kg/hm2。坡地农业活动造成土壤缓效钾水平急剧下降,缓效钾亏缺每年达175.34～306.04.kg/hm2。因此,在坡地钾素平衡中,应重视水土保持、秸秆还田及肥料的有效利用。条带种植措施可减少地表径流40.31%～43.77%、泥砂53.60%～65.63%、提高土壤有效钾12.62%～33.69%,使得无机肥的利用率达到26%,是坡地钾素管理的有效措施。