中国北方地区植被覆盖度的遥感解译及水土保持作用系数推算研究

采用遥感信息解译了中国北方地区植被覆盖度 ;通过植被覆盖度推算出水土保持作用系数 ;保土作用系数与降水蒸发差呈负相关 ,与植物初级生产力呈正相关 ,其相关性很高 ,可信度均超过 0 .0 1水平。在北方地区保土作用系数有可能成为评价区域生态功能的综合指标。     

农业耕作措施蓄水保土效益试验研究

坡耕地由于人为耕作管理作用,造成地表高低起伏,影响着坡面地表径流和产沙。在室内人工降雨试验基础上,分析了坡面耕作措施的蓄水保土效益。等高耕作蓄水效益为70．56％～10．07％,平均值为51．58％,保土效益为76．60％～21．66％,平均值37．73％。同时分析了坡度和雨强对坡面耕作措施蓄水保土效益的影响,以期服务于坡耕地治理。     

基于RUSLE模型的紫色丘陵区坡耕地水土保持研究

坡耕地是紫色丘陵区水土流失最为严重的土地利用类型,本文基于RUSLE模型对四川盆地紫色土坡耕地水土流失影响因素进行分类和评价,提出紫色丘陵区坡耕地水土保持的RUSLE工程,可为坡耕地水土流失防治提供理论框架。研究认为:(1)降雨侵蚀力因子(R)、土壤可蚀性因子(K)存在明显的空间变化、季节变化和年际变化特点,R因子变化主要由当地降雨条件的时空变化引起的;坡耕地耕作土壤的土壤可蚀性K因子空间变化从本质上是由于土壤类型空间分布所决定的,时间变化从本质上是由于各种自然因素或人为因素引起的土壤理化性质变化所造成的;作物覆盖因子(C)存在明显的时间变化特点,不同的坡耕地利用模式其覆盖度的年内变化差异很大,由降雨侵蚀力和作物覆盖因子在时间上的配合组合情况决定了当地坡耕地的实际水土流失量;紫色土丘陵区坡耕地表现为"短坡长、陡坡地"特点,坡耕地水土保持措施应以不同频率水文年条件下当地常规种植模式的持续稳定生产力获得为最终目标。(2)紫色丘陵区坡耕地水土保持RUSLE工程为以自然年降雨条件(分配)与作物年地表覆盖度的配合状况为依据,通过农业种植模式选择以增大地表覆盖度主动避让年内降雨侵蚀力最大的5,6,7月;以降低土壤可蚀性为目标改良土壤理化性质和耕作性质,保持一定厚度的耕作土层以降低土壤侵蚀危险性;以"保土排水"为目标实施可改善坡耕地微观地形的聚土免耕、植物篱技术,减少坡面土壤流失量并降低坡耕地季节性干旱危险性,保持稳定的土地生产力。     

坡耕地垄向区田水分入渗规律及蓄水保土效果

主要针对黑龙江省黑土、白浆土坡耕地应用垄向区田技术,对水分入渗及蓄水保土进行深入研究。其目的是探讨不同土壤类型的坡耕地,应用垄向区田技术对土壤渗透特征及蓄水保土规律的影响。进一步完善坡耕地垄向区田蓄水保土效果的应用理论。     

垄向区田技术参数的区定及对坡耕地大豆产量及水分利用效率的影响

垄向区田蓄水保土技术是一种坡耕地水土保持耕作措施,能够有效地拦蓄降雨径流,提高土壤含水量,从而改善作物的生长发育状况。研究针对东北坡耕地的自然灾害特点,在田间试验的基础上,研究了垄向区田蓄水保土技术对大豆产量及水分利用效率的影响。研究表明:垄向区田技术可以提高坡耕地大豆产量,有效保持了土壤中的水分,提高了作物水分利用效率,从而达到高产稳产的目的。     

丘红壤坡耕地苎麻与花生水土保持效果对比研究

通过径流小区试验,进行了苎麻与花生水土保持效果的对比试验,重点分析降雨量、作物覆盖度、叶面积指数等农艺性状及冠层截留量与地表径流量的关系。试验从4月份作物种植后开始测定,7月底作物收获结束。结果表明,无论是地表拦蓄径流量,还是泥沙侵蚀量,苎麻处理都优于花生处理;与花生处理相比,苎麻处理的冠层截留量提高了22.9%~908.3%(p<0.01),土壤入渗率增加了16.2%~157.7%;红壤坡耕地径流量与降雨量呈显著正相关,与覆盖度和叶面积指数呈显著对数或指数负相关。     

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。     

紫色土丘陵区坡耕地坡面侵蚀响应特征研究

采用人工模拟降雨法,分析了紫色土丘陵区坡耕地坡面侵蚀过程地表石砾化、土层厚度变化及影响因素,利用建立的流失土层厚度计算方程对重庆地区不同土地利用类型流失土层厚度进行了分析。研究表明:(1)在降雨前、3次降雨后、6次降雨后,小区地表石砾覆盖度分别为1.5%,2.4%和12.2%,地表石砾覆盖度与累积产沙量正相关,在相同产沙量条件下,后期降雨侵蚀产沙造成的石砾化程度更为显著;(2)在模拟降雨前期,随着降雨量增大坡面流失土层厚度增加很快,4场降雨后降雨量增大导致的流失土层厚度增长率减少;不同地形因子组合下,累积雨量与流失土层厚度间存在较好的线性关系;(3)重庆地区无措施裸露坡耕地年均流失土层厚度为4.479 mm,大于年均成土厚度,作物覆盖顺坡耕地、作物覆盖横坡耕地、植物篱坡耕地、作物覆盖水平梯地、林地和荒草地年均流失土层厚度分别为1.931,0.728,0.533,0.041,0.001,0.079 mm,均小于年均成土厚度;重庆地区流失土层厚度大小为:渝东南地区>渝中部区>渝东北区>主城区>渝西地区,研究可为重庆市水土保持分区防治提供理论指导。     

从泾河“2003·08”大暴雨看水保措施的蓄水保土作用

据对泾河流域“2003·08”暴雨进行的调查,在此次暴雨中,水土保持措施发挥了重要的蓄水保土作用:20世纪80年代以后修建的梯田,其蓄水、保土效益分别是80年代以前梯田的1.63倍和1.40倍;人工林草当覆盖度大于40%时即有明显的蓄水保土效益,且效益随着覆盖度的增加而增加;淤地坝的蓄水拦沙作用显著。     

作物覆盖度对土壤侵蚀的影响

为研究传统耕作模式下坡耕地作物覆盖度对土壤侵蚀的影响,利用冬小麦不同的种植密度和生长期来模拟作物不同的覆盖度情况。采用人工模拟降雨方法测定0,150万,250万,350万,450万株/hm² 5种不同密度处理在不同生育期的覆盖度、地表径流和土壤侵蚀,分析作物覆盖度对土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)坡耕地作物种植密度的不同导致覆盖度产生差异,对土壤侵蚀有明显的影响,作物覆盖度一般随种植密度的增加而增加,但如果密度过大,由于生长状况不佳,覆盖度反而变小,表现为7.5万株/hm²时覆盖度最大,种植密度最大的9万株/hm²的覆盖度却不是最大;(2)侵蚀量和径流量与作物覆盖均呈较好的指数函数关系,分别为Y=44.37e^-0.09x(p＜0.01),Y=1089.19e^-0.02x(p＜0.01),即随作物覆盖度的增加,径流量和侵蚀量减少;(3)土壤侵蚀和地表径流之间存在显著的指数函数关系(R²=0.96)。研究结果对分析传统耕作农地的土壤侵蚀,量化耕作措施因子和准确预测土壤侵蚀,指导农田水土保持有重要意义。     

紫色土区小流域土壤保持服务功能的空间分布特征

[目的]分析不同坡度、土壤类型、土地利用下的土壤保持服务功能分布,为减少土壤流失和改进土地利用规划提供科学依据。[方法]结合修正通用土壤流失方程(RUSLE)和GIS技术,以曲水河小流域为典型研究区,基于DEM、土壤、土地利用等基础数据,分析了研究区土壤保持服务功能的分布现状及影响因素。[结果](1)该流域土壤保持总量为1.10×107 t/a,单位面积土壤保持量为384.74t/(hm2·a),具有较高的生态系统服务功能重要性;(2)土壤保持服务功能总体呈现从河谷阶地逐渐向周边丘陵坡地递增的空间分布特征;(3)强烈及以上侵蚀强度区、8°~25°的坡度区、耕地、钙质紫泥田区和红棕紫泥土区应为土壤保持工作的热点区域。[结论]不同坡度、土壤类型、土地利用类型下土壤保持服务功能差异显著,可以通过改良土壤、提高植被覆盖和采取土壤侵蚀防治措施提高土壤保持服务功能水平。     

基于InVEST模型的门头沟区生态系统土壤保持功能研究

人类不合理的土地资源开发所导致的土壤侵蚀成为山区生态系统关注的热点和焦点问题。选择生态涵养与土壤侵蚀并存的北京市纯山区门头沟区为研究区域,在分析2005—2013年门头沟区土地利用与土地覆被变化的时空差异的基础上,采用了InVEST模型对区内生态系统的土壤保持功能进行了定量分析和动态评估。研究表明:（1）2005—2013年,门头沟区耕地、林地和水域、未利用地面积减少,园地、草地、建设用地增加;耕地和园地变化显著,耕地主要转为园地、林地和建设用地;园地主要由耕地和林地转化而来。（2）2005—2013年,门头沟区土壤保持能力和保持量均呈增加趋势,单位面积土壤保持能力由87.41 t/（hm²·a）增加到113.56 t/（hm²·a）,土壤保持量增加了377.38万t,土壤侵蚀量减少了23.42万t;受土地利用与土地覆被变化、降雨侵蚀力以及植被覆盖度影响,西北、东北地区土壤保持功能增强,西南地区减弱,东部地区基本不变。（3）不同土地利用与土地覆被类型的土壤保持能力排序为:林地 > 草地 > 未利用地 > 建设用地 > 耕地 > 园地 > 水域;2005—2013年,不同土地利用/覆被类型的单位面积土壤保持能力均呈增加趋势;除耕地外,其他地类的土壤保持总量均呈增加趋势。     

对当代林业水土保持作用的几点认识

水土保持林不同于一般意义上的森林 ,其布局、配置、树种结构、经营及其发挥的水土保持能都具有本身的特殊性。水土保持林的效益主要取决于林地枯落物和林地土壤状况。对湖南、江西两省水土流失概况的调查结果表明 ,尽管森林覆被率高达 5 1 4%和 5 3 % ,林地中的水土流失仍十分明显。原因是目前的森林质量和功能都无法与具有水土保持功能的原始森林相比 ,其地表组成物质太少且单一 ,地面粗糙度低 ,起不到对地表径流的阻挡作用 ,致使地面径流汇流时间缩短 ,洪水下泄快并容易形成洪水叠加 ,导致洪涝灾害加剧。同时 ,应该承认森林效益具有迟效性 ,指望现代营造的、还不完全具备水土保持林功能的“假森林”在短期内发挥效益是不现实的。只有采取水土保持综合治理 ,才能有效地减少水土流失。     

土壤保持功能对土地利用变化的敏感性研究

土地利用/覆被变化作为人类活动的直观反映，深刻改变着地表植被覆盖和地表径流，进而导致土壤保持功能的变化。采用趋势分析法对重庆市2000—2015年土壤保持功能的变化趋势进行研究，采用交叉敏感系数法研究各地类转换对土壤保持功能的敏感性。结果表明：（1）研究区地类以林地和旱地为主，2000—2015年间林地、裸地、水体和建设用地的面积有所增加，旱地、草地和水田的面积有所减少。其中，建设用地增幅最大，达0.93%，主要来源于旱地和水田的转换；旱地降幅最大，达0.85%，主要流向建设用地和林地。（2）研究区2000—2015年间土壤保持量总体呈波动上升趋势。其中，基本不变的区域占比77.22%，增加和显著增加区域占比21.85%，减少和显著减少的区域占比0.10%。增加和显著增加的区域主要集中在500~1 000 m的旱地和林地，减少和显著减少的区域主要为海拔500 m以下的旱地。（3）旱地与草地、水田与林地之间的转换对土壤保持功能的变化敏感性最高（敏感性系数分别为11.01和6.73），其次是旱地与裸地、水田、水体之间，草地与水体、裸地、林地之间以及林地与水体、裸地之间的转换，其敏感性系数均大于1。     

水土保持林有效覆盖率述评

水土保持林有效覆盖率是水土保持林建设的一个重要的宏观控制指标,确定水土保持林有效覆盖率对于制定水土流失区国土整治规划,促进植被恢复工作健康发展具有重要意义。就近年来有关水土保持林有效覆盖率研究中出现的一些问题,如盖度与覆盖率的区别等进行了进一步的分析和论证,希望提高人们对水土保持林有效覆盖率的认识,促进流失区水土保持植被恢复工作的健康发展。     

水土保持措施对小流域洪水过程的影响研究

采用小流域平行对比法,分析研究小流域的次降雨洪水过程,研究水土保持综合治理对小流域洪水的作用过程,通过双环入渗法测定流域土壤入渗速率,分析不同土地利用类型对土壤入渗速率的影响,结果表明,水土保持林草措施通过改变流域下垫面条件,改善土壤的入渗性能并对洪水过程产生影响。     

小流域淤地坝建设的水土保持效益浅析

通过黄土高原地区坝系示范工程水土保持观测,分析了小流域淤地坝及坡面水土保持措施的动态变化、拦沙蓄水效益和淤地坝的增产效益。结果表明:由于降雨时空分布不均和沟道条件差异,5 a间淤地坝拦沙量差异显著,呈现出先大幅度减小,后小幅度增加的趋势;与梯田和坡耕地比较,淤地坝的平均增产效益分别达到36.4%（梯田）和78.9%（坡耕地）。提出了坝系观测中应注意的几个问题,对促进完善小流域淤地坝建设和效益评价具有重要意义。     

甘肃白龙江流域生态系统土壤保持功能时空变异及其影响因子

土壤保持是生态系统提供的调节服务之一,在缓解区域侵蚀和维持生态安全等方面发挥着重要作用。基于InVEST模型和地理探测器等方法,开展了甘肃白龙江流域生态系统土壤保持功能时空变异及其影响因子分析。结果表明:（1）2002—2014年流域生态系统土壤保持功能不断增强,但空间格局变化不大;（2）各土地利用类型、海拔、坡度及坡向上土壤保持功能均有所提升,且保土功能增幅表现出随海拔抬升而减小,随坡度递增而增加的趋势;（3）降水量变化是流域土壤保持功能变化的主要因素,其与农作物单产变化、土地利用类型变化分别交互后的因子影响力较大。由于降水具有不可控性,因此,降低人类农业活动干扰,增加植被覆盖有利于甘肃白龙江流域土壤保持功能的提高。研究结果可为西北山地流域土壤保持和生态系统管理提供参考。     

IKONOS卫星影像在小流域水土保持成果调查中的应用

利用官兴岔流域2001年IKONOS卫星数据资料，对流域的土地利用和土地覆盖进行普查，并与1982年进行小流域综合治理初的土地利用和土地覆盖资料进行对比分析，客观评价了小流域治理的成果，评估流域土地利用的合理性，为“3S”新技术在水土保持成果调查工作中的应用做了进一步探索。     

10种藤本植物边坡水土保持效应研究

利用坡面人工径流小区,对比了10种藤本植物地的植被覆盖度、径流量、土壤侵蚀量和土壤抗蚀性能。结果表明,与裸地相比,藤本植物可以增加土壤的覆盖度,减少降水的径流量,减少土壤侵蚀量,其中以地枇杷、爬山虎、扶芳藤的效应最为明显;藤本植物还可以提高土壤的抗蚀性,其中地枇杷地崩解所需时间最长,有效根密度最大,水土保持效果最好。