东北典型薄层黑土区土壤可蚀性模型适用性分析

土壤可蚀性是土壤侵蚀预报和环境效应评价模型的重要参数。该文选取东北典型薄层黑土区宾州河流域为研究区,通过校验极细砂粒含量转换式,分析侵蚀—生产力影响模型(erosion productivity impact calculator,EPIC)、通用土壤流失方程(universal soil loss equation,USLE)和修正土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE2)3种模型K值估算方法间的差异,以探讨各估算方法在东北典型薄层黑土区的适用性。结果表明:与实测值相比,RUSLE2模型整体"低估"极细砂粒含量,平均低估22.5%;建立的薄层黑土区极细砂粒含量转换方程可使估算精度提高95%以上。RUSLE2模型K值估算方法适用于薄层黑土区。EPIC与USLE模型K值估算方法均"高估"薄层黑土区的土壤可蚀性,但通过建立的修正方程进行校正,仍可用于中国东北薄层黑土区K值估算。该研究可为薄层黑土区及相似地区的土壤侵蚀定量评价和土壤质量危险性评价提供必要的科学依据。     

基于小区实测数据的不同类型土壤可蚀性因子计算

[目的]对不同类型土壤可蚀性因子进行计算,为土壤侵蚀定量评价、水土流失动态监测提供科学依据。[方法]通过收集全国范围野外径流小区实测资料,采用一定的数据遴选标准,利用小区法计算我国主要土壤的K值;同时考虑实测值评价Wischmeier和EPIC K值估算公式在我国的适用性。[结果]我国主要土壤的K值范围分布在0.0008～0.0705 (t·hm~2·h)/(hm~2·MJ·mm)之间。黑土、黄绵土和褐土的K值较大,红壤和紫色土因子值较小。全国范围内,公式估算得到的K值与实测值存在较大误差;修订后的Wischmeier公式估算东北黑土区K值精度相对较高。[结论]基于全国实测站点数据和文献数据,计算出修正到标准小区的K值,K值空间变化幅度较大,大体呈现出从北向南减小的趋势。为获得比较准确的K值,建立相关经验公式需进一步加强监测点管理和长序列观测数据的积累。     

中国亚热带土壤可蚀性K值预测的不确定性研究

土壤可蚀性K值是土壤侵蚀模型(如USLE和RUSLE)的必要参数,直接套用经验模型估算土壤可蚀性K值会给土壤侵蚀预报带来不可估计的误差。本文以我国亚热带7种典型土壤可蚀性K值的观测值为依据,选用平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)、均方根误差(RMSE)和精度因子(Af)四种数学统计项为指标,评价了诺谟图模型、修正诺谟图模型、EPIC模型、几何平均粒径模型和Torri模型等5种土壤可蚀性K值预测模型的不确定性。结果表明,5种模型的不确定性从小到大的顺序为:Torri模型<修正诺谟图模型和诺谟图模型相似文献   

中国土壤可蚀性值及其估算

土壤可蚀性是评价土壤对侵蚀敏感程度的重要指标，也是进行土壤侵蚀预报的重要参数。本文运用野外观测资料，研究了我国不同水土流失区的土壤可蚀性值问题。根据实测资料，计算给出了一组土壤可蚀性实测值。并利用这组实测值。对我国土壤可蚀性估算问题进行了探讨。结果表明，国外现有的可蚀性估算模型不能直接应用于我国土壤的可蚀性计算，估算值明显大于实测值。但估算值与实测值之间存在有良好的线形关系。最后提出了我国不同地区及不同资料占有情况下的土壤可蚀性估算方法。本文研究结果可以直接用于我国土壤侵蚀预报中土壤可蚀性计算。     

长沙市东郊不同母质发育耕型红壤的可蚀性因子K值估算

采集了长沙市东郊第四纪红土和花岗岩风化物两种母质发育的耕型红壤样品,通过室内分析获得了土壤的颗粒组成和土壤有机质含量。利用诺谟图法、修正诺谟图法、EPIC模型、几何平均粒径模型和Torri模型分别估算了两种母质发育红壤的可蚀性因子K值,并将估算结果与江西省鹰潭市中国科学院红壤生态试验站通过自然降雨实测方法获得的K值进行了比较。结果显示,Torri模型和几何平均粒径模型比较适合估算长沙市东郊第四纪红土发育红壤的可蚀性K值,Torri模型、几何平均粒径模型和EPIC模型比较适合估算长沙市东郊花岗岩风化物发育红壤的可蚀性K值。     

陕西省耕地土壤可蚀性因子

[目的]土壤可蚀性因子是计算土壤侵蚀的一个重要因子,对陕西省耕地土壤可蚀性因子展开研究,可为陕西地区的耕地土壤侵蚀计算及评价提供科学依据。[方法]以陕西省9个地区的耕地土壤实测数据为基础,利用通用土壤流失方程USLE(universal soil loss equation)、修订土壤流失方程RUSLE2(revised universal soil loss equation version 2)、侵蚀生产力影响模型EPIC(erosion productivity impact calculator)中可蚀性因子K值的计算公式以及几何平均粒径公式和几何平均粒径—有机质Dg-OM公式,计算不同耕地土壤质地条件下的土壤可蚀性因子。[结果]RUSLE2的极细砂粒转换公式在陕西黄土丘陵沟壑区平均低约14.53%,在陕南地区平均高约32.91%,使用修正公式后平均误差分别为7.81%和13.14%;对比分析K值的估算值与实测值,子洲县实测K值为0.002 69〔(t·hm2·h)/(hm2·MJ·mm)〕,Dg-OM模拟计算均值为0.0297〔(t·hm2·h)/(hm2·MJ·mm)〕;水蚀预报模型WEPP(water erosion prediction project)中的细沟间可蚀性(Ki)和细沟可蚀性(Kr),与USLE的K值相关系数分别为0.738 6和0.607 4。[结论]极细砂粒转换修正公式的计算误差小于RUSLE2模型;Dg-OM模型适合陕西黄土丘陵沟壑区及长武县、杨凌区和安康市典型耕地土壤;WEPP中Ki和Kr,当土壤砂粒含量小于30%,USLE的K值与WEPP的Ki和Kr值有强相关性。     

花岗岩崩岗区土壤可蚀性因子估算及其空间变化特征

土壤可蚀性K值是土壤侵蚀模型的必要参数,研究花岗岩崩岗区土壤可蚀性K值有助于宏观判断和定量分析崩岗区土壤侵蚀的空间变化特征.采集湖北通城花岗岩典型崩岗淋溶层、淀积层、母质层土壤,运用5种土壤可蚀性K值估算方法分析各层土壤可蚀性差异,通过室内人工模拟降雨实验验证花岗岩风化土可蚀性K值的有效性及5种估算方法的灵敏度.结果表明:花岗岩风化土的各层土壤可蚀性差异显著,母质层平均K值最大,是淋溶层的1.20倍,淀积层的1.03倍,且各层土壤的稳定含沙率和各粒径流失量差异显著;诺莫法估算的各层土壤的可蚀性K值与40 min每层土的稳定含沙率之比最接近,诺莫法估算各层土壤可蚀性K值的灵敏度最高,为修正诺莫的1.5倍,EPIC模型法的6倍.因此,针对南方花岗岩风化土可采用诺莫法准确评价土壤可蚀性K值.通过估算崩岗不同层次土壤的可蚀性K值及其空间变化特征,对针对性地研究崩岗形成机制及其治理具有一定指导意义.     

土壤可蚀性研究进展综述

土壤可蚀性是表征土壤对降雨渗透能力及其对降雨和径流剥蚀、搬运敏感程度的一个综合指标,是反映土壤侵蚀的重要参数。介绍了国内外学者提出的土壤可蚀性指标,评述了直接测定法、公式法和诺谟图法的优缺点与应用范围;结合我国土壤可蚀性研究现状,介绍了我国土壤侵蚀严重区的典型土壤可蚀性指标值的最新研究成果,分析了我国土壤可蚀性研究的不足,指出应加强并完善土壤可蚀性指标、土壤可蚀性影响因子和土壤可蚀性计算方法的研究。     

三峡库区土壤可蚀性K值研究

 研究土壤可蚀性K值有助于宏观判断和定量分析三峡库区土壤侵蚀的特点。依据重庆市和湖北省的第2次土壤普查资料,建立三峡库区各土种的理化性质数据库,并通过三次样条插值方法对不同粒径标准的土壤质地进行转换,然后采用几何平均粒径模型修正公式计算出三峡库区各土种的可蚀性K值,经面积加权平均得到三峡库区11类土壤的可蚀性K值,最后在分类分级基础上,探讨土壤可蚀性K值的分布特征。结果表明:三峡库区土壤可蚀性K值变化于0.00720.019 2 t.hm2.h/（MJ.mm.hm2）之间,其中在0.015 00.019 0t.hm2.h/（MJ.mm.hm2）之间的中高可蚀性和高可蚀性土壤面积占库区总面积的74.49%;三峡库区存在很大的土壤侵蚀风险,国外已有的K值经验算式不能直接照搬,而采用几何平均粒径修正模型对三峡库区土壤可蚀性K值进行估算是可行的。     

沂蒙山区典型县土壤可蚀性K值空间变异研究

土壤可蚀性是一个相对概念,在时间、空间等方面呈现异质性特征,选取蒙阴县和沂水县为研究区域,采用EPIC模型中K值计算方法,以地统计学原理为指导,基于Arc GIS地统计模块,探讨了沂蒙山区典型县土壤可蚀性空间分布特征,为区域土壤侵蚀评价提供数据支撑。结果表明:(1)研究区土壤可蚀性K值变化范围为0.1057~0.3776,属中等变异,以中低可蚀性土壤分布最广;在分布最广的粗骨土土类中,石灰岩钙质粗骨土K值最大,为中高可蚀性土壤,存在较大的侵蚀危险性。(2)蒙阴县西北部区域为低可蚀性土壤,中部和东南部为中可蚀性及以上土壤;沂水县土壤主要为中低可蚀性,而南部、西北及东北部存在中高及高可蚀性土壤;两县相接区域土壤为中可蚀性及以上土壤。(3)同一土类而不同土地利用呈现异质性特征,不同土地利用K值大小依次为园地耕地林地草地。(4)随着海拔高度增大,土壤可蚀性K值呈逐渐减小趋势。     

贵州喀斯特地区土壤石漠化的本质特征研究

喀斯特土壤石漠化是我国西南喀斯特地区诱发重要地质灾害的生态环境问题,是制约区域社会经济发展的关键因素。通过分析贵州喀斯特地区土壤的机械组成、物质成分、理化性质和微生物特性,探讨了土壤石漠化的本质。结果表明:土壤侵蚀,细粒物质减少,表层土壤消失,岩土界面缺少风化母质的过渡层,或者被裸露基岩取代;土壤质地出现砂化,颗粒变粗;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能减弱;土壤微生物功能多样性降低;超载的社会经济压力等是导致喀斯特地区土壤石漠化最重要的驱动力。     

贵州喀斯特地区土壤石漠化的本质特征研究

喀斯特土壤石漠化是我国西南喀斯特地区诱发重要地质灾害的生态环境问题,是制约区域社会经济发展的关键因素.通过分析贵州喀斯特地区土壤的机械组成、物质成分、理化性质和微生物特性,探讨了土壤石漠化的本质.结果表明土壤侵蚀,细粒物质减少,表层土壤消失,岩土界面缺少风化母质的过渡层,或者被裸露基岩取代;土壤质地出现砂化,颗粒变粗;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能减弱;土壤微生物功能多样性降低;超载的社会经济压力等是导致喀斯特地区土壤石漠化最重要的驱动力.     

广东省土壤可蚀性现状及影响因素分析

土壤可蚀性是土壤侵蚀预报和土地利用规划的重要参数,本文采用EPIC(Erosion Productivity Im-pact Calculator)模型中土壤可蚀性因子K值为指标,利用第二次土壤普查资料,探讨广东省土壤可蚀性K值及分布特征,并绘制了广东省土壤可蚀性K值图,结果表明:广东土壤可蚀性K值为0.116~0.415,加权平均K值为0.25,主要分布在较低-中高可侵蚀性范围;以铁铝土为例,成土母质对土壤侵蚀影响是多因素的,由于母质的特性差异,母质所发育土壤可蚀性K值并不能完全代表其侵蚀危害性,从总体上看,土壤经过多年耕种,抗侵蚀能力明显下降。     

Soil loss estimation using rusle model to prioritize erosion control in KELANI river basin in Sri Lanka

Soil erosion contributes negatively to agricultural production, quality of source water for drinking, ecosystem health in land and aquatic environments, and aesthetic value of landscapes. Approaches to understand the spatial variability of erosion severity are important for improving landuse management. This study uses the Kelani river basin in Sri Lanka as the study area to assess erosion severity using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) model supported by a GIS system. Erosion severity across the river basin was estimated using RUSLE, a Digital Elevation Model (15 × 15 m), twenty years rainfall data at 14 rain gauge stations across the basin, landuse and land cover, and soil maps and cropping factors. The estimated average annual soil loss in Kelani river basin varied from zero to 103.7 t ha-1 yr⁻¹, with a mean annual soil loss estimated at 10.9 t ha⁻¹ yr⁻¹. About 70% of the river basin area was identified with low to moderate erosion severity (<12 t ha−1 yr⁻¹) indicating that erosion control measures are urgently needed to ensure a sustainable ecosystem in the Kelani river basin, which in turn, is connected with the quality of life of over 5 million people. Use of this severity information developed with RUSLE along with its individual parameters can help to design landuse management practices. This effort can be further refined by analyzing RUSLE results along with Kelani river sub-basins level real time erosion estimations as a monitoring measure for conservation practices.     

基于WEPP模型的水土保持措施因子与侵蚀量关系研究

水土保持措施能够有效减少水土流失,是土壤侵蚀过程中的一个重要影响因子。以北京市延庆县水土保持科技示范园的径流小区观测数据为基础,利用WEPP模型模拟了坡面不同水土保持措施下的侵蚀量,结果表明:(1)植被盖度与侵蚀量呈负相关关系,植被盖度越高侵蚀量越少,当盖度50%时侵蚀量会显著减少,且植被有效盖度的阈值为70%;(2)梯田的土壤侵蚀过程主要发生在田坎处,水平田面几乎没有水土流失,侵蚀量与田坎高成正比,与田面宽成反比。在北方土石山区,水平梯田田坎高度不宜超过2.5 m,田面宽不宜小于5 m;(3)粮—草间作能有效减少土壤侵蚀量,且草带所占比例越大减蚀效益越好。在水土保持为主的坡耕地上适合推广粮:草比为2:4的间作配置模式。研究结果对于北方土石山区的土壤侵蚀研究以及水土保持措施的配置具有一定参考意义。     

基于GIS和USLE的龙墩水库小流域土壤侵蚀评估研究

本研究以南京市高淳区龙墩水库流域为研究对象,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对流域土壤侵蚀进行模拟预测。结果表明:整个流域年均土壤侵蚀模数为4 343.46 t/km~2,属中度侵蚀。整个流域微度和轻度侵蚀所占面积比例相对较大,两者所占面积比例之和超过了63%,极强度和剧烈侵蚀虽然所占面积较小,但却产生了超过了70%的侵蚀量。不同土地利用类型中土壤侵蚀强度差异较大,年均侵蚀模数旱田草地水田林地,侵蚀量旱田水田草地林地。通过GIS将整个流域划分为13个子流域,子流域4、5、10由于区域内大部分是旱田,土壤侵蚀模数较大,为流域内土壤侵蚀的关键源区,子流域10侵蚀模数和侵蚀量都比较大,应该重点关注;而子流域1、9和12由于侵蚀总量较大,也应该保持一定的关注。所有子流域土壤侵蚀量都主要来自高强度侵蚀等级,其中以剧烈侵蚀为主。因此,控制土壤侵蚀应该优先考虑高强度侵蚀等级区域。     

A rational method for estimating erodibility and critical shear stress of an eroding rill

Soil erodibility and critical shear stress are two of the most important parameters for physically-based soil erosion modeling. To aid in future soil erosion modeling, a rational method for determining the soil erodibility and critical shear stress of rill erosion under concentrated flow is advanced in this paper. The method suggests that a well-defined rill be used for shear stress estimation while infinite short rill lengths be used for determination of detachment capacity. The derivative of the functional relationship between sediment yield and rill length at the inlet of rill flow, as opposed to average detachment rate of a long rill, was used for the determination of detachment capacity. Soil erodibility and critical shear stress were then regressively estimated with detachment capacity data under different flow regimes. Laboratory data of rill erosion under well defined rill channels from a loess soil was used to estimate the soil erodibility and critical shear stress. The results showed that no significant change in soil erodibility (K_r) was observed for different slope gradients ranging from 5 to 25 while critical shear stress increased slightly with the slope gradient. Soil erodibility of the loess soil was 0.3211 ± 0.001 s m^− 1. The soil erodibility and critical shear stress calculations were then compared with data from other resources to verify the feasibility of the method. Data comparison showed that the method advanced is a physically logical and feasible method to calculate the soil erodibility and critical shear stress for physically-based soil erosion models.     

Soil organic carbon and fly-ash distributions in eroded phases of soils in Illinois and Russia

Soil organic carbon (SOC) dynamics are affected by tillage, soil erosion and depositional processes. The objectives of this paper are to evaluate soil organic carbon and fly-ash distribution methods for identifying eroded phases of soils in Illinois and Russia and quantifying the extent of soil loss from erosion. The effect of accelerated erosion on soils is recorded on National Cooperative Soil Survey maps as phases of soil series that reflect the percentage of the original A horizon materials remaining. Identification depends on knowledge of the original A horizon thicknesses, SOC and fly-ash contents at uncultivated and uneroded sites when determining erosion phases of soil at cultivated and eroded sites. However, locating uncultivated and uneroded comparison sites with similar landscape and slope characteristics can be difficult. The amount of A horizon materials within the plow layers (Ap horizons) or topsoils are often determined by soil colors which reflect the SOC contents. Soil erosion phases based on original A horizon materials remaining in the topsoils may underestimate the extent of soil losses from topsoils and subsoils, particularly where soils have been cultivated for hundreds of years and are severely eroded. The SOC contents and soil erosion phases can be affected by losses or gains of organic C-rich sediments from tillage translocation and erosion, by management input level differences, oxidation, or as a result of land use and landscape position variations. Fly-ash was found to be more stable and act as a better indicator of soil erosion phase than SOC content.     

江西省兴国县土壤侵蚀动态演变趋势分析

利用1958、1975、1982、2000年4期的土壤侵蚀强度等级图,空间配准及矢量化后,制成栅格分类图。在IDRISI 的CROSSTAB模块下分别计算了1958年到1975年,1975年到1982年及1982年到2000年的土壤侵蚀等级转换矩阵。根据该矩阵对兴国县土壤侵蚀的情况分期地进行了定量分析。结果表明:在研究的时期内,兴国县的土壤侵蚀经历了三个主要过程:1958年到1975年的侵蚀加剧期,1975年到1982年的自然恢复期,1982年到2000年的全面恢复期。到2000年,强度侵蚀的面积明显减少,无明显侵蚀的面积已达到全县面积的74.7%,严重土壤侵蚀状况已基本得到了控制。