基于GIS的土壤侵蚀预测与评价研究进展

地理信息系统(GIS)以其在数据管理、空间分析及结果可视化等方面的优势,被广泛应用于不同空间尺度土壤侵蚀预测与评价。分别对GIS在小流域和区域尺度的土壤侵蚀预测与评价研究进行了评述,在土壤侵蚀预测与评价中,应建立一体化的GIS土壤侵蚀定量模型,并加强GIS在土壤侵蚀多空间尺度转换研究中的应用。     

地统计方法在土石山区土壤侵蚀空间变异性研究的应用

土壤侵蚀是一种复杂的空间随机分布现象,其影响因素多,对其做出合理有效的定量分析难度较大。近年来,GIS技术及地统计学的迅猛发展为我们攻克土壤侵蚀空间变异这一难题提供了可能。以西南土石山区水土保持项目为依托,尝试地统计方法在土壤侵蚀空间变异性研究的应用,建立了地统计学方法在土壤侵蚀空间变异性研究中应用的基本技术流程。以便其在小流域土壤侵蚀的定量评价、规划与治理以及动态监测等方面提供理论研究和实际应用。     

国内外应用“3S”技术开展水土流失监测的发展状况

"3S"技术正处在日新月异的发展阶段。"3S"技术于20世纪70年代引入我国后,在土壤侵蚀研究应用方面取得了长足进展,目前在水土流失动态监测、水土保持管理信息化建设等方面应用已经十分普遍。通过对我国与世界其他国家在"3S"技术应用发展状况、土壤侵蚀及水土流失因子研究、"3S"技术应用于水土流失监测等方面的研究,分析了我国将"3S"技术应用于土壤侵蚀与水土保持的情况,并对今后进一步的应用与发展进行了展望。     

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。     

摄影测量技术在土壤侵蚀研究中的应用

回顾和评价了国内外摄影测量技术在土壤侵蚀研究中的应用,并探讨了摄影测量的主要产品数字高程模型的分辨率和精度及在土壤侵蚀的应用中要注意的问题,认为摄影测量方法在土壤侵蚀研究中具有传统方法不可比拟的优势,但成熟技术的引入和广泛应用仍需进一步的研究。     

我国南方地区的土壤侵蚀及防治技术

本文比较系统地总结了新中国建立以来我国南方地区在土壤侵蚀及防治技术研究方面所取得的成就。40年来,随着水土保持工作的蓬勃开展,南方地区在土壤侵蚀分类、土壤侵蚀制图、土壤侵蚀规律及侵蚀机理、新技术应用、防治技术研究诸方面均取得很大成绩,为控制当地水土流失和发展农林牧业生产做出了贡献。文章还对今后水土保持应该开展的研究课题,提出了很有价值的意见。     

GIS在中国土壤侵蚀定量研究中的应用

土壤侵蚀定量研究一直是土壤侵蚀学科的热点和难点问题,GIS在我国土壤侵蚀定量研究已有20年之久,回顾和总结过去的研究成果对于今后更好地开展研究工作具有重要意义。本文系统地分析和总结了GIS在我国土壤侵蚀信息管理、土壤侵蚀测报和土壤侵蚀模型等定量化研究中应用的现状与进展,针对目前研究中存在的问题,探讨了GIS在我国土壤侵蚀定量研究和应用工作中的展望。     

基于网格单元的青岛市土壤侵蚀背景值分析

土壤侵蚀过程的复杂性、空间性和现代空间信息技术的广泛应用,使得多种空间尺度土壤侵蚀的定量化研究成为可能。以青岛市为研究区,基于网格单元,应用土壤侵蚀强度解译图和GIS技术,设计了土壤侵蚀背景值的调查方法。在ArcGIS软件的支持下,通过地图信息的重组、融合及空间分析过程,采用数据网格化方法对青岛市不同评价单元的平均土壤侵蚀模数进行估算并分析了土壤侵蚀背景值。结果表明:土壤侵蚀背景值估算结果能够比较客观地反映青岛市的土壤侵蚀状况,可为今后的小流域治理、水土保持规划提供科学数据和决策依据。     

Pu同位素在土壤侵蚀示踪中的应用

137Cs示踪技术目前在土壤侵蚀研究中应用最为广泛,但是随着环境中137Cs的衰变,寻找可以替代的放射性核素具有十分重要的意义。人造放射性核素Pu同位素与137Cs来源相同,但半衰期更长,且更容易被土壤中的细颗粒物质吸附。特别是随着测量技术的发展,电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)以及加速器质谱技术(AMS)等的应用,使得Pu同位素的测量较137Cs更高效、灵敏。因而Pu同位素成为可以替代137Cs进行土壤侵蚀示踪的理想元素。本文从Pu的来源及分布、Pu在土壤中的吸附和固定、Pu同位素的测量方法三个方面分析Pu同位素示踪土壤侵蚀的基础,并对Pu同位素示踪土壤侵蚀的基本原理和应用现状加以简述,探讨了今后Pu同位素在土壤侵蚀示踪应用中的主要研究方向。     

核分析技术在土壤侵蚀研究中的应用

利用核分析技术研究土壤侵蚀是近３０多年来发展起来的新兴技术，它能对土壤侵蚀时空变化两个方面进行定量监测，与传统研究方法相比，具有很多的优越性。本文对几种天然放射性或大气沉降的核素及稀土元素示踪在土壤侵蚀研究中的应用及研究现状进行了综述。     

Cost–benefit analysis of the Zonal Program of Castro Verde (Portugal): Highlighting the trade-off between biodiversity and soil conservation

We address the effects of erosion on the environmental services provided by the soil and explore possibilities for integrating soil erosion impacts in cost–benefit analyses of agri-environmental policies. As a case study, we considered the continued soil erosion caused by the traditional cereal farming system which is financially supported by the Zonal Program of Castro Verde. This case study illustrated the conflict between the preservation of biodiversity habitat requirements and the maintenance of soil productivity. We conclude that soil erosion is currently a major threat to the long-term sustainability of the Cereal Steppe of Castro Verde and largely reduced the cost-efficiency of public expenditure in local biodiversity conservation. Although replacement cost has proven to be a suitable method to determine the cost of soil productivity loss from erosion, we argue that there is a need to frame the erosion cost estimate obtained within more integrative approaches of assessing erosion costs.     

近30年来磁性示踪技术应用于土壤侵蚀领域的文献计量分析

  目的  土壤侵蚀是全球性环境问题,土壤磁性示踪技术已应用到土壤侵蚀领域,但少有专题综述。本文梳理相关文献,并分析国内外土壤侵蚀磁性研究的发展进程和前沿热点。  方法  利用Web of Science核心数据库和中国知网（CNKI）筛选近30年国内外相关文献,借助CiteSpace软件绘制研究热点、作者等网络知识图谱,分析不同时期土壤侵蚀磁性研究的发展脉络。  结果  （1）国际土壤侵蚀磁性研究的发文量在2018年达到峰值。中国英文论文发文量在2020年达到最大值,中文论文数量逐渐减少。（2）国际土壤侵蚀磁性研究集中在量化土壤侵蚀、确定侵蚀泥沙来源和人工磁性示踪技术等。国内研究集中在土壤磁性机理、坡面土壤侵蚀和磁性示踪技术等。（3）美国发文量居全球首位,其次是中国,且近3年发文量高于美国。（4）国内外研究机构均存在合作程度低的状况。  结论  国际土壤侵蚀磁性研究处于增长阶段,研究内容较丰富,各国合作日益紧密。国内对研究者发表的英文论文重视程度高,研究进展快,但对中文论文重视程度低,中国学者发表的中文论文数远低于英文论文数;研究方法多从国外引进、创新性不够。因此,我国要发挥磁性示踪技术优势,深入理解土壤侵蚀内在机理,强化土壤侵蚀定量化研究。     

草海流域土壤侵蚀特征研究

应用地理信息系统软件的空间分析功能,从土壤侵蚀空间分布特征和流域平均土壤侵蚀模数的角度对草海流域土壤侵蚀现状进行了分析,并提出了水土保持建议.研究表明:草海流域土壤侵蚀面积占流域总面积30.58％,以轻度侵蚀为主,草海流域平均土壤侵蚀模数为870t/km2·a,属于轻度侵蚀地区,中度以上侵蚀主要分布在西南部、东部、南部...     

自动化监测系统在水土流失观测中的引进与应用

由于土壤侵蚀使土壤退化及土地生产力下降,甚至威胁人类生产生活的生态环境.多年来土壤侵蚀规律研究一直是自然科学领域研究的关键性技术.20世纪50年代初,黄委会在黄土丘陵沟壑区第1副区设立了小流域土壤侵蚀不同类型的因子观测站网、径流小区等,采集获得60 a多的原始观测资料.长期以来一直为人工观测,成果资料多为降雨-径流-泥沙的特征点源数据,而每次降雨侵蚀是一个连续的自然过程,人工监测由于其因子对位性、监测数据的连续性和系统性较差,造成研究成果只局限于土壤侵蚀影响的单因子或部分因子研究成果,严重影响该区水土流失系统模型的开发.为了进一步提升水土流失规律研究的水平,寻找土壤侵蚀客观真实的自然数据规律,加快该区水土流失模型开发,在该区引进了现代自动化的水土流失监测系统,经过2 a的监测实践和成果数据的比测分析,不仅节约了大量的人、才物资源,而且获取得了客观真实、精度较高和连续动态的水土流失过程数据,对该区水土流失规律研究将起到积极的推动作用.     

紫色土土壤侵蚀研究的知识图谱(1960~2018)——基于CiteSpace计量分析

为了解紫色土土壤侵蚀的研究进展、热点以及趋势,以CNKI核心合集中的紫色土土壤侵蚀研究文献为对象,运用CiteSpace文献计量方法对其进行可视化展示,并进行系统分析和归纳总结。结果表明:紫色土土壤侵蚀相关文献数量逐年增长,在2000年后呈急剧增长的趋势;研究经费主要来源于国家自然科学基金、国家科技支撑计划等。西南大学和中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所是主要研究机构,各研究机构分别形成了以何丙辉、魏朝富、朱波、王玉宽和蔡崇法等研究者为核心的合作子网络团队。研究可分为初步探索阶段(1960~2000):研究热点较少且分散,集中于土壤性质和侵蚀的定性研究;高速发展阶段(2001~2010):研究热点词量高速增长,随着土壤侵蚀预报模型、“3S”技术和人工降雨试验等技术和方法的应用,开始侧重于土壤侵蚀过程、机理以及水土保持措施控蚀效益等定量研究;研究定型阶段(2011~2018):研究热点变化较小,但交互网络逐渐成熟,加强了土壤自身特性如团聚体、有机质、粘聚力和胶体等较微观层面的研究,侵蚀类型研究不再局限于水力侵蚀,因耕作而引起的侵蚀研究开始增多。     

浅谈我国土壤侵蚀学科亟待加强的研究领域

概述了我国土壤侵蚀学科研究的现状,提出了亟待加强的研究领域。强化区域土壤侵蚀宏观研究与侵蚀环境效应评价、侵蚀动力过程与预报模型、土壤侵蚀新技术与新方法等方面的研究,对我国水土流失综合治理、生态环境建设、实现社会经济的可持续性发展有重要意义。     

切沟侵蚀研究现状与存在问题分析

切沟侵蚀在现代土壤侵蚀过程中中占据重要地位,其对流域侵蚀产沙有重要贡献。从切沟发展阶段划分、切沟发展过程的主要方式、切沟侵蚀影响因素、切沟侵蚀预报模型和切沟侵蚀测量技术等方面较全面叙述了切沟侵蚀研究现状,提出了切沟侵蚀研究亟待加强的研究领域有：切沟侵蚀发生演变过程、切沟侵蚀影响机理,切沟侵蚀预报模型,切沟侵蚀研究法与技术。     

激光扫描技术在坡耕地土壤侵蚀监测中的应用

为了研究激光扫描技术应用于土壤侵蚀监测的可靠性,利用3D激光地貌分析仪对黑龙江省水土保持科技示范园内坡耕地径流小区土壤侵蚀进行监测.采用恒定降雨强度(20、40、60、80、100和120 mm/h)对径流小区进行连续6次等历时(30 min)人工降雨,每场降雨前后使用3D激光地貌分析仪对小区内不同位置的坡面形态进行扫描,并与集流桶收集土壤侵蚀量进行对比分析.结果表明:3D激光扫描分析法与集流桶测量法得到的土壤侵蚀量之间具有良好的线性相关关系,3D激光地貌分析仪用于径流小区内土壤侵蚀测定具有较高的精度与可靠性.