汉江中下游土壤侵蚀及颗粒态非点源磷负荷研究

以汉江中下游为研究区,考虑流域内部地理要素和时空过程的异质性,划分子流域作为基本的响应单元,利用2007年Landsat TM影像、DEM、土壤、气象和社会经济数据等,建立了流域基础数据库.在此基础上运用ArcGIS 9.2和Erdas 9.2计算得到流域降雨侵蚀力因子R,土壤可蚀性因子K,坡度坡长因子LS,经营管理因子C,水土保持因子P等.采用USLE和颗粒态非点源负荷经验方程,分别探讨了汉江中下游土壤侵蚀及非点源磷负荷的空间分布特征.结果表明:汉江中下游土壤的侵蚀模数为867.55 t/(km2·a),属于轻度侵蚀,但依然有5.69%的区域侵蚀模数大于2 500 t/(km2·a).流域内由于土壤侵蚀导致的颗粒态非点源磷负荷流失量达8 496.79 t/a,其中南河、唐白河、蛮河等支流的非点源流失状况最为严重,最高单位负荷量可达8.42 kg/(hm2·a).非点源负荷产生的关键源区主要分布在神农架林区、房县、保康等山地丘陵以及南阳盆地等农业生产区,因此增加植被郁闭度,控制坡地耕作,科学施肥,防止水土流失对于控制非点源污染有着重要意义.     

基于GIS的祖厉河流域土壤侵蚀治理模式模拟研究

借助RS图像信息提取技术,对祖厉河流域遥感影像进行校正与信息提取。利用GIS栅格数据空间分析功能,将研究区空间化为30m×30m的栅格单元。根据土壤流失方程RUSLE生成各因子栅格图,借助GIS空间分析功能,实现该区土壤侵蚀评估模拟。结果表明:祖厉河流域1995年、2005年、2015年土壤侵蚀模数分别为2 877,3 372,3 713t/(km2·a);从侵蚀量变化来看,1995年总土壤流失总量为29 608 397t/a,2005年总土壤流失总量为34 694 588t/a,2015年总土壤流失总量为38 202 817t/a,年平均流失模数为3 713t/(km2·a)。从土壤侵蚀空间分布和侵蚀量变化来看,研究区土壤侵蚀度呈现南北低、中部高;河流深切区低,高山林立区高的特点。针对研究区,提出4种模拟治理并进行验证,分析得出完全采取人工提升林区植被增长速度,主要包括全力发展坡地退耕还林还草的高效治理模式是该区最佳治理模式,可有效改善土壤流失状况,使平均土壤流失模数降为2 656t/(km2·a)。     

岩溶区坡面土壤侵蚀特征研究

以重庆南川岩溶区为例,用137C s法研究了岩溶区坡面土壤侵蚀特征。结果表明,坡面上部侵蚀速率较小,平均侵蚀速率为400.8 t/(km2.a),最大侵蚀速率为1 138.4 t/(km2.a);坡面中部侵蚀加剧,平均侵蚀速率2 264.8 t/(km2.a),最大侵蚀速率可达3 760 t/(km2.a);坡面下部侵蚀减弱甚至堆积。土壤表层有机质、表层粘粒及水稳性团聚体含量在坡面上的变化与土壤侵蚀速率具有负相关趋势。     

三峡库区小流域旱坡地氮磷流失特征研究

为探讨三峡库区小流域旱坡地氮磷流失特征,采用标准径流小区对重庆市涪陵区珍溪镇王家沟小流域常规耕作方式(顺坡耕作)以及水土保持耕作方式(常规顺坡耕作+PAM土壤调节剂、免耕+顺坡种植+稻草覆盖、常规顺坡耕作+植物篱、免耕+横坡垄作、常规横坡耕作)下土壤氮素和磷素的流失量及形态特征进行分析。结果表明:(1)就旱坡地土壤氮素的流失特征而言,径流中氮素的流失量相对较小,最大值仅为53.63mg/m2;而泥沙中所携带的氮素流失量相对较大,其最大值达131.25mg/m2;整个观测期内,氮素的流失主要以颗粒态为主,颗粒态氮的流失量占总氮流失量的53.0%～62.0%。(2)就旱坡地土壤磷素的流失特征而言,各处理径流中磷素的总体规律基本表现为:常规顺坡耕作>常规横坡耕作>免耕+顺坡种植+稻草覆盖>常规顺坡耕作+PAM土壤调节剂>免耕+横坡垄作>常规顺坡耕作+植物篱;泥沙中所携带的磷素流失量相对于径流中的磷素流失量而言较大,最大值为58.14mg/m2;整个观测期内,颗粒态总磷流失量为水溶态总磷流失量的1.75～2.15倍,流失方式同样以颗粒态为主。总体而言,水土保持耕作方式下的氮磷流失量均小于常规耕作处理,能有效减少径流及泥沙中各形态氮磷的流失。     

三峡库区紫色土坡耕地吸附态磷可迁移污染负荷空间分布

为研究三峡库区紫色土坡耕地吸附态磷负荷的空间分布特性、预测坡耕地改造技术在整个库区应用的减污效果,基于地形指数,提出了吸附态污染物入河系数的空间分布式。以修正的通用土壤流失方程为基础,结合所提出的入河系数分布式,构建了吸附态污染负荷模型,并对模型的模拟效果进行了检验。应用所构建的模型,对三峡库区紫色土坡耕地改造技术-"大横坡+小顺坡"和"地埂+植物篱"的减污效果进行了预测与定量分析。结果表明:采用"大横坡+小顺坡"和"地埂+植物篱"的紫色土坡耕地耕作模式可分别减少吸附态磷负荷41%和64%。     

不同耕作措施对黑土坡耕地土壤侵蚀的影响

针对黑龙江省西部半干旱区土壤流失情况,在坡耕地径流小区通过野外人工模拟降雨试验,研究不同降雨强度、不同耕作措施下降雨产沙产流特征和过程。试验结果表明:降雨强度越大,对地表径流量和侵蚀量的影响越大,即雨强与径流量和泥沙量呈正相关,各种耕作措施的土壤流失顺序是顺坡垄裸地>横坡垄裸地>等高种植地>深松地>秸杆覆盖地>垄向区田地,植被覆盖地能有效控制水土流失,垄向区田地是这几种耕作措施中减少坡耕地水土流失的有效措施。     

广安市水土保持工作成就初报

广安市位于四川省东部的华蓥山,地处长江上游嘉陵江和渠江河畔,山高坡陡,暴雨集中,植被稀疏,水土流失严重.据1988年遥感资料,全市水土流失面积为4055 km2,年土壤侵蚀总量为3 005 t,土壤侵蚀模数为年7 410 t/(km2·a).1989年以来,全市五区(市、县)先后被列入长江流域水土保持重点防治区,采取工程、生物和耕作措施相结合,进行水土流失综合治理,13 a来,全市水土流失面积降至3 042 km2,年土壤侵蚀量降至1 280万t,年土壤侵蚀模数降至4 208 t/(km2·a).水土保持工作呈现出广安的地方特色.     

湘西山地不同植被类型的水土保持效益研究

根据6种不同植被径观测流场资料分析发现①荒山的坡面年产流量比5种有林地的坡面年产流量要大11.37%;不同林分类型坡面年产流量相差83.19%;②荒山坡面年产沙量、输沙率比有林地坡面要大238%～381%、335%～779%;天然次生林的坡面年产沙量、输沙率为经济林的54.35%、65.45%,林分保土效益大于保水效益335倍;③林地土壤侵蚀模数逐渐减少,造林5年后,可使造林前的中度流失降低到轻度流失;④坡耕地土壤侵蚀模数为5 580 t/(km2*a),比荒山的土壤侵蚀模数还要大110 t/(km2*a).     

河龙区间水土保持工程与耕作措施减沙量计算

为解决区域上工程、耕作措施减沙量的计算问题,以河龙区间(河口镇—龙门)为研究区,按1%密度布设野外调查单元。以野外调查单元地块的耕作措施状况和已有研究成果为基础,计算了野外调查单元潜在土壤侵蚀量A′与土壤侵蚀量A。以A/A′作为布设野外调查单元网格的耕作措施因子值,获得区域耕作措施因子图层,进而进行土壤侵蚀量和减沙量计算。计算结果在水土流失面积、强度分布上与已有成果基本一致,全区土壤侵蚀模数为4 004t/(km2.a),产沙量为4.54×108 t/a。耕作措施总减沙量为8.00×107 t/a,主要集中在中部的佳县、临县、神木县等黄土丘陵沟壑区。     

典型岩溶区小流域土壤流失量估算研究——以桂林寨底地下河流域为例

为研究岩溶区小流域土壤流失状况,以桂林寨底地下河流域为研究对象,以研究区土地利用为基础,采用多元数据集成的方法,将地理信息系统、遥感技术与修正的通用土壤流失方程相结合,估算岩溶区小流域土壤流失量。结果表明,流域平均土壤侵蚀模数为515.38 t/(km2.a),属于中度侵蚀,年均土壤流失总量为17 007.74 t,强烈及以上土壤流失面积仅占全流域总面积的10.05%,但土壤流失量却占流域土壤流失总量的79.75%。估算结果为岩溶区小流域水土流失研究和治理提供了重要的数据参考。     

重庆中梁山岩溶区耕作侵蚀影响因素研究

在重庆市中梁山岩溶区用示踪法对坡耕地进行耕作试验研究。结果表明:锄头和铁锹耕作引起的土壤位移距离、位移量与坡度呈正相关,而踩锹引起的土壤位移距离、位移量则与含水量具有一定的相关性。在顺坡耕作时铁锹引起的土壤位移距离、位移量与锄头相近,但它们远远大于踩锹;等高耕作时铁锹引起的土壤位移距离、位移量是锄头的1.3~3.8倍左右。铁锹顺坡耕作引起的土壤位移距离、位移量是它等高耕作的2~2.4倍;锄头顺坡耕作引起的土壤位移距离、位移量是它等高的3~8.8倍。引起土壤位移量的大小顺序依次是:锄头顺坡>铁锹顺坡>铁锹等高>锄头等高>踩锹顺坡。     

耕作及轮作对土壤氮素径流流失的影响

5年轮作和1年水平沟耕作试验表明:在不同的坡度上,与传统耕作法相比,水平沟减少产流7%,径流液铵态氮浓度提高19%,流失量达到13.01kg/(km²·a),比传统耕作多流失1.11kg/(km²·a);径流硝态氮浓度减少27%,比传统耕作减少7.68kg/(km²·a);径流硝态氮流失减少量和铵态氮增加量相差6倍,水平沟可减少6.57kg/(km²·a)矿质氮流失;水平沟拦截泥沙25%左右,泥沙中全氮富集率提高13%,土壤全氮流失457kg/(km²·a),平均减少18%;一季黑豆和一季黄豆及两季黑豆和一季黄豆参与的5年轮作周期,土壤侵蚀量仅为896t/(km²·a)和984t/(km²·a),不及糜子和土豆参与轮作周期的1/2.     

丹江鹦鹉沟小流域土壤侵蚀和养分损失定量分析

小流域土壤侵蚀量和养分损失量的定量研究可为南水北调水源区的生态保护、水土保持和生态补偿提供重要的依据.该文在地理信息技术(geographic information system,GIS)的支持下,应用修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)估算了丹江鹦鹉沟流域的土壤侵蚀量和养分损失量,并进行了土壤侵蚀强度分级.结果表明,流域的年均土壤侵蚀模数为3140 t/km2,侵蚀强度为中度.其中强度侵蚀以上的土地面积占流域总面积的24.1%,侵蚀量为4573.0 t,却占年侵蚀总量的84.8%,其主要是坡度较大的坡耕地,是流域需要重点治理的区域.不同土地利用类型的土壤侵蚀量差异较大,林地、草地和农地的年均土壤侵蚀模数分别为509.7、1511.8和4606.5 t/km2.林草地年侵蚀量较小,农地土壤侵蚀量占流域总侵蚀量的95.3%.坡度每增加5°,不同土地利用的土壤侵蚀模数增加量比坡长每增加5 m的增加量要大1~2倍.研究区表土流失造成的全氮、全磷和有机质损失量分别为3.81、3.52和101.45 t,其中农地的养分损失量最为严重.流域泥沙中全氮、全磷和有机质的年均流失模数分别为1.01、0.75和38.43 t/(km2×a).该研究可为水源区水土流失和非点源污染治理以及清洁小流域建设提供科学依据.     

基于RUSLE模型的云南省土壤侵蚀和养分流失特征分析

准确评估区域土壤侵蚀和养分流失空间分布特征,是开展区域水土保持规划和生态治理的基础。基于GIS空间分析技术和RUSLE模型,对云南省土壤侵蚀和养分流失特征进行定量化分析。结果表明：云南省土壤侵蚀面积为1 835.91×10⁴ hm²,占总面积的48.07%,平均侵蚀模数为15.65 t/（hm²·a）,土壤侵蚀以微度侵蚀、轻度侵蚀为主,但极强烈侵蚀、剧烈侵蚀是区域侵蚀产沙的主要来源。滇西南区土壤侵蚀强度较大,而滇西北区土壤侵蚀强度较小。区域土壤侵蚀主要发生在夏季,旱地是区域侵蚀产沙的主要策源地。流失土层厚度集中分布在0~2 mm/a,平均土层流失厚度为1.19 mm/a。土壤有机质（SOM）、全氮（TN）、速效钾（AK）、有效磷（AP）的平均流失模数分别为820.00,55.19,3.32,0.32 kg/（hm²·a）,4种养分流失量空间分布均存在一定的聚集特征,总体表现为滇西区等西部区域大于东部区域。研究结果可为云南省水土保持规划和水土流失生态环境建设提供科学依据。     

田块尺度顺坡垄作改等高垄作提高黑土有机质含量

为了明晰等高垄作后对坡耕地土壤有机质的恢复作用,选取一块面积为1.4 hm2的典型黑土坡耕地,采用标准栅格法,同位大样点取样调查了改垄前和改垄10 a后土壤有机质和含水率等性状的变化。结果表明:1)与经典统计学相比,地统计学通过变程、块金值与基台值的比值以及插值绘制空间分布图,能够从全坡面更好地反映改垄前后性状的空间变化;2)等高改垄10 a后,垄台土壤含水率变程由510.7 m降低到193.2 m,块金值与基台值的比值由11.7%升至46.9%,空间相关性强度由强烈变为中等,水分再分配降低;3)耕层土壤有机质总体增加了2.61 g/kg,提升了8.4%,只在坡中上部西侧小区的部分区域降低了3.7%;4)土壤全氮含量减少了0.04 g/kg,降低了2.8%。上述结果表明,对于严重侵蚀的坡耕地,改顺坡垄为等高垄作,可弱化性状空间相关性,对土壤有机质具有恢复作用,但应适当增加化肥氮素的施用量,对东北黑土区坡耕地水土流失治理具有指导意义。     

岩溶区坡地耕作侵蚀过程中的土壤再分布研究

对耕作侵蚀引起的土壤空间再分布进行研究,有利于改革不合理的耕作方式和治理坡耕地水土流失。本文以重庆市中梁山为例用示踪法对坡耕地进行试验研究。结果表明:随着坡度的增大,耕作后示踪剂在示踪区的含量越来越少;它的最大值出现的位置离基线越来越远,值越来越小;沿耕作方向移动的距离越来越远。这种规律性以锄头和铁锹顺坡明显,等高和踩锹顺坡不明显。从本区耕作侵蚀的角度考虑,等高耕作方式明显要优于顺坡耕作;在顺坡耕作中踩锹优于锄头和铁锹。最后还结合岩溶山区特殊的自然环境条件,讨论了耕作侵蚀对石漠化的影响。     

东北黑土区典型坡面耕作侵蚀定量分析

东北黑土区水土流失主要集中在坡耕地,以往研究多关注水蚀而忽略了耕作侵蚀的存在。为印证并定量描述黑土耕作侵蚀,该文采用物理示踪法,测定了典型坡耕地耕作位移量及其分布格局。结果表明:铧式犁耕作后示踪剂沿耕作方向发生扩散,上坡耕作示踪剂集中分布在0~20 cm范围,而下坡耕作示踪剂集中分布在0~20和50~150 cm。一次耕作引起的耕作位移量为32.68~134.14 kg/m,耕作迁移系数234 kg/m。坡度是影响耕作位移的重要因素,二者呈显著的正相关关系,且对上坡耕作的影响大于下坡耕作。研究区耕作年侵蚀速率0.4~11.0 Mg/(hm2·a),凸起的坡背、坡肩处及坡度较大的位置侵蚀严重。虽然黑土区坡度较小,但由于耕作深度大,速度快,耕作侵蚀严重,应引起足够重视。     

云南曲靖烤烟坡耕地不同农作处理的水土流失特征

通过对云南红壤坡耕地一年内产流降雨的监测,研究不同农作处理下烤烟坡耕地的水土流失特征。结果表明：1）顺坡垄作处理条件下,施肥量的差异造成地表植被覆盖率的差异,影响了水土流失量和养分流失量;2）破膜提土处理条件下,相比未破膜处理,破膜后可增加地表土壤的保水能力、减少水土流失量,其中秸秆覆盖在揭膜后对减轻水土流失效果更好;3）烤烟生长前期,农作处理方式是影响水土流失和养分流失的主要因素,烤烟生长后期,地表植被覆盖率成为影响坡耕地水土流失和养分流失的主要因素;4）氮、磷养分流失途径相比较,总磷流失相对于总氮流失受径流流失影响更大。     

东北地区不同耕作方式农田土壤风蚀特征

为探究不同耕作方式农田土壤风蚀特征,揭示风蚀对表层土壤理化性质及养分含量的影响,以东北地区典型农田土壤(黑土和风沙土)为研究对象,通过野外集沙仪定点监测与室内理化分析等方法,对不同耕作方式(垄作、免耕)和不同地表覆盖措施(无覆盖、留茬、覆盖)下的土壤风蚀特征展开研究。结果表明:(1)风沙土的输沙量显著高于黑土,在0—100cm高度范围内风沙土的输沙量平均为黑土的168倍。随高度的上升输沙量急剧减少,其中0—10cm输沙量最大,占总输沙量的50%以上,40cm以上则无明显风蚀物;(2)不同耕作方式下,免耕农田土壤风蚀输沙量较垄作样地减少了66.0%~94.1%;而相同耕作措施下,不同地表覆盖的输沙量表现为无覆盖>留茬>覆盖,与无覆盖相比,留茬及秸秆覆盖下的输沙量可以减少90.3%~99.4%;(3)受风蚀影响,表层土壤颗粒、有机质及养分流失严重,其中风蚀物的砂粒含量是表层土壤的1.06~1.42倍,且10—20cm风蚀物中有机质、全氮和全磷含量均比表层土壤高;(4)通过修正风蚀方程(RWEQ)估算得出,垄作无覆盖(RTNF)风蚀模数高达181.7~86582.9t/(km^2·a),风蚀剧烈,而免耕覆盖(NTF)的风蚀模数仅为9.89t/(km^2·a),为微度风蚀。研究显示垄作及无覆盖方式下农田土壤风蚀程度剧烈,加剧了表层土壤颗粒和养分流失的风险,而免耕和地表覆盖能有效缓解风蚀危害。     

三峡库区紫色土坡耕地土壤侵蚀的137Cs示踪研究

坡耕地是三峡库区的重点水土流失区和河流泥沙的主要来源地.采用~(137)Cs示踪技术对三峡库区紫色土坡耕地的土壤侵蚀速率进行了定量研究.结果表明,新政小流域的~(137)Cs本底值为1 420.9 Bq/m~2;平均坡度为11.4°的缓坡耕地的~(137)Cs面积活度介于398.5～1 649.6 Bq/m~2之间,坡长加权平均值为816.0Bq/m~2;采用改进的简化质量平衡模型计算了坡耕地的土壤侵蚀速率,结果得出该坡地的土壤侵蚀模数介于-3 358.8～4 937.4 t/(km~2·a),其加权平均值为1 294.6 t/(km~2·a).受犁耕作用的影响,坡耕地两个坡段的土壤侵蚀速率随坡长增加大致都呈下降趋势,并在坡段下方出现了堆积.坡耕地土壤侵蚀速率不高的原因,一方面是由于所研究坡耕地属于缓坡,坡度较小,另一方面则是由于当地农民总结出了一套有效防止水土流失的耕作方式,使得土壤侵蚀强度大大降低.