探讨以沙量平衡计算方法辅助土壤侵蚀监测

在简要阐明沙量平衡计算概念的基础上，提出以沙量平衡计算辅助土壤侵蚀监测之方法。分析了沙量平衡计算各组成部分与土壤侵蚀监测之间的关系，对沙量平衡计算框架下沙源监测、沉积泥沙存蓄变化监测及泥沙输出监测的应用方法及其可行性进行了探讨，明晰了以此方法辅助土壤侵蚀监测的时空问题。     

开发建设项目土壤侵蚀监测方法体系探讨——以福银高速公路联合段为例

以福银高速公路尤溪联合段为研究区域,探讨开发建设项目土壤侵蚀的监测方法。研究表明,遥感监测、实地建立径流小区、人工模拟降雨法、水文观测和实地调查测量法的综合集成是进行开发建设项目土壤侵蚀监测较好的方法体系:通过遥感法来监测项目建设前后土壤侵蚀、土地利用的动态变化,通过径流小区法、水文观测法和侵蚀沟法以获得项目土壤侵蚀量,结合实地调查和测量法进行监测土壤侵蚀造成的影响监测。     

辽宁省细河流域土壤侵蚀监测方法对比研究

以辽宁省细河流域为例,基于RUSLE模型和环境与灾害监测预报小卫星HJ-1A/1B的CCD数据,计算了该流域的土壤侵蚀状况,将土壤侵蚀强度分级后的结果与多因素综合法得到的土壤侵蚀强度分级结果及2005年辽宁省土壤侵蚀遥感调查结果进行了对比验证。结果表明,HJ卫星的CCD数据适用于土壤侵蚀监测领域,RUSLE模型能够较好地应用于细河流域的土壤侵蚀监测中。2009年土壤侵蚀总面积比2005年第4次土壤侵蚀遥感调查结果有所降低,土壤侵蚀主要分布在西北和东南山区,其中强烈及以上等级的侵蚀则主要分布在"煤电之城"阜新市的露天煤矿地区。     

流域森林植被水文生态效应研究展望

对流域森林植被的水文效应及其与流域水资源关系的研究，多少年来受到各界学者关注，并取得了显著成果。但森林与水的关系问题十分复杂，二者的关系除受到流域森林植被本身高度异质性的影响外，地形、地质、土壤类型、植被等的空间变异性，气象通量诸如降雨、入渗和蒸发等的时空变化性，以及研究方法和尺度对研究成果也有着限制性影响。在综述近年来相关方面研究的基础上，就当前森林水文研究中的若干定论与争议做出分析，并对今后的研究做出展望：进一步完善流域内各类型森林景观要素的水文效应研究，探索水文效应敏感型流域森林植被景观格局及其动态特征指标，深入研究流域河岸带森林植被的水文生态效应，加强森林植被水文效应的区域性对比和跨尺度整合研究     

概念性土壤侵蚀模型的建立及在紫色土小流域的应用

概念性土壤侵蚀模型在描述流域基本过程的同时对参数要求较低,现有概念性模型中计算产沙所需参数主要靠律定或借鉴经验值。该文介绍了1个无需流域出口产沙量长序列观测资料来律定且能适用于研究流域的概念性土壤侵蚀模型。模型中引入了分布式水文模型WetSpa Extension作为水文模块,结合流域内试验小区上建立的流量—产沙量经验关系计算侵蚀量,再结合泥沙输移比构建起产沙模块。通过在紫色土地区小流域的应用表明,模型能够得到较合理的流域出口产流量、产沙量以及侵蚀率的空间分布等模拟结果,在没有试验小区的邻近流域地区也具有推广性,且能作为评价水保措施效益的有力工具。该概念性模型对于流域出口泥沙资料稀少的地区具有很高的应用价值和协助流域管理的 潜力。     

定西市水土保持监测系统的构想

在国家"九五"项目支持下,结合辽宁省两次遥感侵蚀调查工作和松辽中下流域水资源调查评价工作,在遥感技术和GIS的支持下,运用GIS空间分析方法,分析了辽河中下游流域土壤侵蚀变化规律。     

松花江流域不同空间尺度典型流域泥沙输移比及其影响因素

为在不同空间尺度上对东北黑土区流域侵蚀产沙建立宏观认识,以松花江流域为研究区,选择不同尺度的典型流域,通过收集降水、遥感影像和土地利用资料,计算不同尺度流域土壤流失量;采用流域出口量水堰和水文站径流泥沙观测资料,计算流域输沙量,从而得出不同空间尺度典型流域悬移质泥沙输移比(SDR).研究区小尺度流域全年SDR为0.33,大中尺度流域SDR变化于0.005 ～0.365之间,平均仅0.051.本区SDR存在显著的季节差异:小尺度流域雨季SDR为0.38,春季融雪侵蚀期仅为0.17;流域面积(A)和主河道比降(SLP)是影响大中尺度流域SDR的重要因素;SDR与A呈幂函数递减关系,这在丘陵漫岗区更为显著;山区的流域的SDR随SLp的增加而递增.研究成果有助于建立本区土壤侵蚀与流域产沙之间的定量关系,为流域水土保持规划提供科学依据.     

不同监测方法对土壤侵蚀监测结果的影响——以江西省潋水河流域为例

分析土壤侵蚀监测的尺度大小问题，认为在南方红壤区，区域尺度面积范围在500km^2以上较为合理，属于土壤侵蚀宏观监测范畴。将人机交互目视解译法、RUSLE模型法和流域卡口站观测法3种方法应用于江西省兴国县潋水河中尺度流域内，进行土壤侵蚀监测及对比。结果表明：用人机交互目视解译法监测的2000年土壤侵蚀量最大，约是流域卡口站观测结果的6．2倍，约是模型法监测结果的1．9倍，差异很大。其主要原因是流域卡口站观测法只观测了悬移质输沙量，推移质输沙量无法观测。此外，利用模型法，不同比例尺DEM对监测结果影响很大，其差异主要体现在土壤侵蚀强度为轻度和微度级别上。在分析不同监测方法对土壤侵蚀监测结果差异的基础上，对我国今后土壤侵蚀宏观监测工作提出了建议。     

抚仙湖流域土壤侵蚀遥感监测

为了有效保护抚仙湖流域生态环境安全,推进其可持续发展,对抚仙湖流域土壤侵蚀情况进行遥感监测研究。采用"3S"技术与野外实地调查相结合的方法,以云南省第一次全国地理国情普查成果为基础,基于通用水土流失方程(USLE)模型,估算抚仙湖流域1974—2014年的水土流失量,并探讨流域土壤侵蚀强度的时空分布及变化规律。研究发现:(1)抚仙湖流域土壤侵蚀强度在很大程度上受降雨量的影响;(2)土壤侵蚀量总体呈现出波动上升下降再上升的趋势。不同强度土壤侵蚀量的变化表明其水土流失经历了先加剧后缓解的变化过程,流域部分敏感区土壤侵蚀程度不断加剧;(3)流域水土流失的空间分布具有一致性,水土流失最严重的区域基本分布在抚仙湖的东西两岸以及南岸的部分区域。     

大凌河河岸带土壤侵蚀与地学要素空间关联分析研究

辽宁省大凌河流域是我国土壤侵蚀较为严重的地区之一,影响区域经济的可持续发展。为此,选取大凌河河岸带范围作为研究区,通过对比不同的海拔、坡度和土地利用类型下土壤侵蚀空间分布格局的变化特征,得到研究区范围内土壤侵蚀的变化规律,对更有针对性的进行研究区土壤侵蚀防治工作具有重要意义。     

不同空间尺度下的土壤侵蚀元胞自动机建模评述

土壤侵蚀系统是一个典型的非线性动力系统,系统内部的侵蚀发育演化过程十分复杂,为了对该过程进行精确的模拟和预测,需要发展有效的技术和方法.元胞自动机( cellular automata,CA)是一种具有时空特征的离散动力学模型,采用“自下而上”的构模方式,对于模拟和分析具有空间特征的土壤侵蚀系统具有先天优势.由于空间尺度变化所引起的土壤侵蚀因子对侵蚀产沙过程的影响不同,CA模型在坡面尺度下主要针对细沟侵蚀和土壤颗粒的变化,在小流域尺度下涉及到更多的元胞状态和更加完整的侵蚀过程,在大区域尺度下重点研究气候和地貌之间的相互作用.不同空间尺度建立的CA模型没有确定的转换规则,模型通用性较低,今后需要在三维可视化、智能化等方面深入研究CA模型在土壤侵蚀领域的应用.     

孤山川流域已有水土保持措施蓄水减沙效益计算成果分析

针对已有水土保持措施蓄水减沙效益计算成果存在同一流域同一时段差异较大的问题,以孤山川流域为例,介绍了已有水土保持措施蓄水减沙效益计算成果,在分析比较的基础上,认为其结果差异较大的原因是所采用的水土保持措施量和蓄水减沙指标不同引起的。为了解决差异,提高计算精度,今后要加强对基本资料、基本规律的研究,特别要加强对径流小区、小流域水土流失规律和水土保持效益的研究等。     

水土流失与水质污染一体化定量监测的初步研究——以江苏省方便流域为例

通过对方便流域的水土流失、水质面源污染的研究,介绍了一体化定量监测的研究新思路。采用“3S”技术获得满足数学监测模型因子的数据。首先定量监测准水土流失量,然后利用不同土地利用条件下的全年土壤养分平均含量和水土流失定量监测结果的处理,以获得准确的水质面源污染地分布图和流入水库的污染量。水土流失量的监测精度,采用与上下游水文站的测沙数据评价法来确认;而入库养分污染量则采用其采水样分析结果与测径流流量的计算值来确认。2002年,实验区水土流失量的监测精度为93·62%,水质的全磷面源污染量的监测精度为77·79%,初步显示出一体化定量监测具有准确、快速又经济的特点。     

GIS支持下辽河中下游流域不同土地利用的土壤侵蚀变化分析

在GIS支持下研究了流域内不同土地利用条件下土壤侵蚀规律,研究结果表明:辽河中下游流域在1995～2000年短短5年期间,随着人口增长和对土地利用开发强度的增大,加剧了土壤侵蚀速度和侵蚀强度,进而使土壤侵蚀模数和土壤侵蚀量增加。     

薄层黑土微生物生物量碳氮对土壤侵蚀—沉积的响应

研究土壤侵蚀—沉积对土壤微生物生物量的影响可以为科学评估土壤侵蚀的环境效应提供依据。以典型薄层黑土区——黑龙江省宾州河流域为研究区,利用土壤137Cs含量估算侵蚀速率,通过分析流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量碳和氮含量以及土壤侵蚀强度的差异,揭示土壤微生物生物量对土壤侵蚀—沉积的响应规律。结果表明:流域不同位置和不同坡面部位土壤微生物生物量的分布存在明显差异,并呈现出与土壤侵蚀—沉积空间分布相反的变化趋势。土壤侵蚀速率在流域的分布为上游中游下游,在坡面的分布为坡中部坡上部坡下部;土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)在流域表现为下游中游上游,在坡面表现为坡下部坡上部坡中部。回归分析表明,MBC、MBN、有机质(Organic matter,OM)和全氮(Total nitrogen,TN)含量随土壤侵蚀强度的增大而减少。土壤侵蚀对土壤微生物生物量的分布有重要影响,土壤侵蚀—沉积过程引起土壤养分的迁移和再分布是导致侵蚀区和沉积区土壤微生物生物量分布产生差异的重要原因。     

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。     

基于DEM的山东沂沭泗河流域地貌演化与水土流失研究

水土流失其实是一种主要的侵蚀地貌演化过程。本文以戴维斯提出的地貌侵蚀循环学说和斯特拉勒(N.Strahler)提出的高程—面积分析法为基础,把高程—面积分析法运用到流域地貌发育研究之中,把山东沂沭泗河流域山丘区地貌发育阶段分为壮年期和老年期。各流域土壤侵蚀模数平均值、土壤侵蚀强度综合指数的大小与其地貌发育阶段呈良好的对应关系,说明尽管人类活动是加剧土壤侵蚀的重要原因,但地貌发育过程对土壤侵蚀的影响同样重要。     

济南山丘区地貌演化与水土流失研究

水土流失,其实是一种主要的侵蚀地貌演化过程。本文以戴维斯提出的地貌侵蚀循环学说为基础,把高程-面积分析法运用到流域地貌发育研究之中,把济南山丘区地貌发育阶段分为壮年期和老年期。各流域土壤侵蚀危险度平均值、土壤侵蚀强度综合指数的大小次序与其地貌发育阶段呈现良好的对应关系,说明尽管人类活动是加剧土壤侵蚀的主要原因,但地貌发育过程对土壤侵蚀的影响同样不可忽视。     

金沙江干热河谷典型区土壤退化机理研究——土壤侵蚀对土壤退化的作用

云南省金沙江干热河谷典型区土壤侵蚀普遍而严重 ,对土壤退化有关键性影响。通过对该区不同退化土壤的侵蚀状况 ,从土壤侵蚀对土壤退化的空间分布格局 ,土壤侵蚀对土壤退化类型的发生和作用机制 ,探讨了土壤侵蚀对土壤退化的作用和影响。结果表明 :(1)侵蚀和水土流失是造成土壤退化的要因 ,不同侵蚀类型及其强度控制了土壤退化的空间分布 ;(2 )土壤侵蚀对土壤退化的作用机制主要是 :不同土壤侵蚀强度 ,决定了土壤退化发生类型的数量和程度 ;通过对该区几类主要土壤退化类型发生机制进行分析 ,看出土壤侵蚀是以冲刷剥蚀、搬运扩散和沉积掩埋等作用为主 ,造成和加速了土壤退化的发生和发展。     

基于3S技术的地形起伏度与区域土壤侵蚀的相关性研究

地形起伏度直接影响着地面的径流变化,是导致土壤侵蚀的主要根源之一。分析两者相关性的前提是准确提取地形起伏度,而确定研究数据尺度下地形起伏度的最佳分析窗口是得出可靠结果的保障。在3S技术的支持下,运用均值变点法分析罗甸县基于DEM(空间分辨率为30m×30m)的最佳分析窗口,并依据2007年修正的土壤侵蚀分类分级标准估算研究区各样本单元的土壤侵蚀量,对两者进行相关性分析。结果表明:罗甸县在该尺度数据源下的最佳分析窗口为32×32,最佳统计面积为0.921 6km~2,实证了均值变点分析方法提取地形最佳分析窗口的可行性;地形起伏度与区域土壤侵蚀模数的相关系数为0.519 1,充分说明了作为宏观地形因子之一的地形起伏度是区域土壤侵蚀的主导因素之一。