浅谈柳绕流域风蚀区现存问题及治理对策

柳绕流域位于内蒙古科尔沁沙漠东南边缘,辽宁省中部。在新民市区域面积为2 011 km2,风蚀已成为该地区主要自然灾害。多年来虽坚持综合治理,但农田防护林带林分单一,因部分缺苗断条而遗留“风口”;林相单调,林下透风系数大;农村能源紧张,作物秸秆全部归仓作燃料,致使农田大面积裸露,构成沙源;荒滩植物群落只有几种单一旱生草种,不能有效保护沙地。针对该流域的治理中存在的问题,应采取调整农村能源结构,发展薪炭林,解决农村能源问题;调整防护林结构营造复层异龄混交林分,增设新林种,改部分乔木林带为灌化管理,引进新草种,增加植被覆盖;发展农田水利,实施生态用水固沙;喷施聚丙烯酰胺,实施化学固沙等有效治理措施。     

基于风蚀模型的河北省土壤风蚀风险评价

[目的]对河北省空间范围开展土壤风蚀风险评价研究,以期为研究区基于土壤风蚀的土地退化和大气污染防治提供科学依据。[方法]在遥感和地理信息系统技术的支持下,采用第一次全国水力普查中推荐的风蚀模型,对研究区2009年的土壤风蚀风险进行评价。[结果]河北省土壤微度侵蚀面积所占比例最大,约占河北省总面积的65.36%,主要分布在河北平原、太行山地和冀北山地;其次为轻度侵蚀,约占河北省总面积的12.46%,主要分布在坝上高原和冀西北间山盆地;中强度侵蚀的风蚀面积最小,合计不足河北省总面积的0.1%,主要为分布在研究区北部的沙地类型;极强侵蚀和剧烈侵蚀没有分布。[结论]河北省土壤风蚀强度呈现出明显的空间差异性,干燥,风速大,植被覆盖度低的冀西北地区风蚀强度最大,湿润、风速小、植被覆盖度高的冀东北地区风蚀强度最小,南部平原和太行山区风蚀强度中等。     

艾比湖干涸湖底盐漠土壤环境特征分析

在艾比湖东南部历史时期干涸湖底上选择一块长1 500 m,宽1 000 m的植被类型较丰富的采样带,用土钻分别采集深度为0—30 cm和30—60 cm的土壤样品,研究了新疆准噶尔盆地西部艾比湖干涸湖底沉积土壤的盐分、主要离子和有机质的季节性变化和空间分布特征。结果表明:（1）干涸湖底表层（0—30 cm）沉积物盐分平均值占整个采样层（0—60 cm）沉积物盐分平均值的73.3％,沉积物盐分垂直分布呈现出强烈的表聚性。（2）5—10月份土壤盐分的空间分布发生了很大的变化,在垂直剖面上自下向上盐分增加,在水平剖面上秋季盐分大于春季,蒸发作用对干涸湖底的土壤盐分分布有很大的作用。（3）艾比湖干涸湖底不同离子空间变异的一般规律是除了Ca²⁺离子以外,表层土壤比深层土壤的变异系数大。（4）土壤的有机碳和有机质含量10月份较5月份略有升高,盐漠植物在生命活动中对其地表有机碳和有机质的调节作用使其分布格局发生了一定的变化。     

艾比湖湿地七种植被类型土壤全氮分布特征研究

选择艾比湖湿地为研究区域,针对土壤中的氮进行定量测定,讨论研究区土壤全氮的含量、密度和储量及其分布特征。结果表明:艾比湖7种不同植被覆盖类型的土壤全氮含量整体偏低;土壤全氮含量均随土深度的增加而依次减少;土壤全氮含量的差异主要表现在表土层(0~20 cm)。全氮蓄积量排序依次为盐化草甸灌木荒漠小乔木荒漠寒湿性针叶林干涸湖底荒漠河岸林盐生灌丛。七种不同类型土壤类型的全氮总储量为4691903 kg。上述结果可为当地的环境保护及生态修复提供科学参考。     

新疆艾比湖地区土地荒漠化时空格局的变化

新疆艾比湖地区在我国内陆荒漠自然生态系统中具有典型性和较高研究价值。利用RS及GIS手段对新疆艾比湖地区不同时期的卫星数据进行分析处理,提取各类土地荒漠化类型的时空分布特征信息。结果表明：艾比湖地区的荒漠化土地以盐渍荒漠化和风蚀荒漠化2大类型占绝对优势,按2000年分析结果,风蚀荒漠化土地面积占32．35％,盐渍荒漠化土地面积占54．49％,复合荒漠化土地面积占12．68％,水蚀荒漠化土地面积占0．48％;2000--2005年,艾比湖地区的总土地荒漠化面积减少了4．5％,其中,风蚀荒漠化土地面积减少了41．58％,盐渍荒漠化土地面积减少了2．85％,而复合荒漠化土地面积增加了82．9％;新疆艾比湖地区土地荒漠化的时空格局变化特征是,风蚀、盐渍化土地面积减少,复合荒漠化土地面积增加;土地荒漠化程度加重,复合荒漠化类型土地增加并向其他土地类型扩展。     

基于GIMMS-NDVI的新疆植被覆盖时空变化附图1新疆1982—2006年植被NDVI平均值分布

利用1982—2006年的GIMMS NDVI数据,采用最大值合成法、平均值法、时间序列分析、T值检验等方法等以年数据研究了新疆的植被覆盖动态变化情况,并结合气候等相关因素综合分析了其时空分布特征。研究表明:(1)新疆的植被覆盖有明显的南北差异,北疆优于南疆,西北优于东南。(2)研究区近25a间植被覆盖呈现增长趋势的区域有20.33万km2,占总面积的12.4%;呈现减少趋势的区域面积为11.75万km2,占总面积的7.0%;面积无变化或变化不大的区域占总面积的80.6%。(3)新疆1982—2006年间植被覆盖主要是呈现出波浪式上升的良好增长趋势,并且相对较为稳定。     

古尔班通古特沙漠南缘梭梭固沙林土壤粒度的分异规律

[目的]分析梭梭林地的防风固沙效果,为当地的沙漠化防治提供基本的资料,为生态建设提供可靠的依据。[方法]以古尔班通古特沙漠南缘莫索湾地区的梭梭(Haloxylon ammodendron)林地为研究区,按照距离沙源远近,分别选取了4种典型的梭梭样地,进行土壤样品采集,分析其粒径分布特征。[结果]位于沙源处的梭梭林由于沙尘来自古尔班通古特沙漠,沙源均一性以及分选性良好。土壤粒径主要受植被盖度的影响,使得沙地表层细粒成分增加;在一定的植被覆盖下,随着沙源距离的增大,表层土壤平均粒径依次减小,主要是因为植被拦截沙尘物质,使得表层土壤粒径产生差异;表层土壤平均粒径相对于下层呈增大趋势,且距离沙源越近变化幅度越大,但是土壤粒径峰度、偏度差异不大。[结论]表层土壤粒度特征存在差异反映了各梭梭林在不同的植被覆盖下风沙活动强度对其的影响,自然植被带与人工梭梭林能够有效拦截和固定大量的风蚀物质,但由于自然植被生长状况不如人工林,在植被大量衰退和强风蚀作用下对风沙的拦截作用较弱,因此,在自然植被带外围人工造林对当地风沙的阻挡作用起到至关重要的作用。     

基于土地利用/覆盖的干旱绿洲区植被覆盖度变化--以新疆生产建设兵团第八师为例

为了探讨西北干旱绿洲区土地利用/覆盖类型景观格局特征,以及不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度变化,本文以干旱典型绿洲区新疆生产建设兵团第八师为研究区,选取2000年、2005年的Landsat TM和2010年环境一号星CCD遥感影像数据,采用室内解译与野外核查相结合,运用RS和GIS技术分析了该区域的土地利用/覆盖和景观格局变化特征,并基于土地利用/覆盖类型选取3年的MODIS数据进行了植被覆盖度变化分析。结果表明:1)该研究区主要以耕地、草地和灌丛为主,占总面积的88.9%。在自然因素和人为因素的综合作用下,干旱绿洲区土地利用/覆盖类型发生明显变化,草地和灌丛呈减少趋势,面积分别由2000年的2 603.2 km2和1 166.2 km2减少至2010年的1 677.3 km2和933.8 km2;耕地和城镇逐步增加,面积分别由2000年的2 892.8 km2和209.2 km2增加至2010年的4 038.3 km2和259.1 km2;耕地主要由草地和灌丛转化而来,城镇主要由耕地转化而来,土地利用变化整体处于不平衡发展趋势。2)研究区景观特征趋于简单,土地利用变化改变了该区域景观格局,景观多样性、均匀度减少,优势度明显增大,破碎化程度降低,生物多样性也呈向单一方向转变的趋势。3)受气候等主要因素的影响,2000—2010年植被覆盖度呈先降低后逐步升高的趋势,不同土地利用/覆盖类型植被覆盖度表现为林地耕地草地灌丛荒漠,林地、灌丛、草地和耕地植被覆盖度分别增加6.7%、38.2%、15.6%和12.3%;较高和高等级植被覆盖面积增加,中、较低和低等级植被覆盖度面积减少。4)温度一定的条件下,降雨量是影响干旱绿洲区植被覆盖变化的关键因素。该研究结果可为新疆生产建设兵团生态环境保护管理以及合理规划生产模式提供科学的参考依据。     

豫东北黄泛区2019年土壤侵蚀特征——以河南省兰考县为例

[目的] 探索豫东北黄泛区2019年土壤侵蚀时空特征,为区域水土流失防治、生态环境建设和经济社会发展提供数据参考。[方法] 选取兰考县为研究对象,以多源遥感影像为基础数据,通过风蚀模型、CSLE模型计算土壤风蚀和水蚀模数,以半月为时间单元,研究土壤侵蚀及其影响因子2019年内变化规律,综合分析2019年土壤侵蚀特征。[结果] ①风力因子变化呈“M”型,第3—9,21—22个半月值较高;表土湿度因子半月变化呈“波浪型”,第13—18个半月值较高;降雨侵蚀力因子、林园草植被覆盖与生物措施因子B均值的变化为“先升高再降低”,前者第9—16个半月值较高,后者第12—18个半月值较高。②风蚀模数变化呈“M型”,第4—9,21—22个半月风蚀较强;全年累计风蚀模数在0～5 186.31 t/（km²·a）范围内,均值为153.26 t/（km²·a）;仪封乡、张君墓镇风蚀模数较高,多分布在水浇地、采矿用地上。③水蚀模数变化呈“先升高再降低”趋势,第12—18个半月水蚀相对较强;全年累计水蚀模数在0～8 028.86 t/（km²·a）范围内,均值为9.54 t/（km²·a）;东坝头乡、城关镇存在水蚀较强区域,主要在采矿用地上。④2019年兰考县共17个半月出现水土流失,占全年的70.83%;第4—9个半月水土流失面积最多;均为风蚀。全年水土流失面积为271.66 km²,占全县面积的24.34%;主要为轻度风蚀,占水土流失面积的96.83%。风蚀主要在仪封乡、张君墓镇、谷营镇和东坝头乡,水蚀主要在仪封乡。[结论] 兰考县2019年土壤侵蚀主要发生在第4—9,21—22个半月,以轻度风蚀为主,主要分布在仪封乡、张君墓镇、谷营镇和东坝头乡。水土流失监测与防治应重点关注此时间内水浇地、采矿用地上的侵蚀。     

佳芦河流域水土保持监测及土壤侵蚀评价

以佳芦河流域分辨率为0.38 m的航摄影像和5 m的DEM等为信息源,基于ArcGIS平台,获取了流域水土保持措施、土地利用、植被覆盖度、坡度、沟壑烈度等土壤侵蚀影响因子,依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007),对各因子进行叠加分析,对水蚀、风蚀区等不同侵蚀类型的土壤侵蚀强度进行了分析评价。结果表明,截至2012年9月,佳芦河流域有水土流失面积1068.89 km 2,占流域面积的94.26%,其中轻度、中度、强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积分别为118.69、206.35、126.29、75.08、542.48 km 2;强烈及以上侵蚀面积占到水土流失面积的69.59%,其中强烈和极强烈侵蚀多发生在风蚀区,而剧烈侵蚀主要发生在水蚀区的沟道中。     

植被盖度对典型草原区地表风沙流结构及风蚀量影响

选择内蒙古锡林郭勒盟典型草原为研究区域,通过风洞模拟试验开展典型草原植被盖度对土壤风蚀的定量化分析研究,旨在探明不同植被盖度下起动风速、地表风沙流结构及风蚀量影响的规律,从而为该地区制定合理的防风固沙技术提供理论依据。结果表明:起动风速随植被盖度的增加而增大;受植被的影响风沙流结构呈跳跃式分布,近地层的输沙率随植被盖度的增加而减小,最大输沙率的高度层随植被盖度的增加不断上移;不同植被盖度下,风速与总输沙量之间均呈幂函数关系,各风速下总输沙量随着植被盖度的增加而减少。     

沙地土壤风蚀动力因子分析

地表粗糙度反映地表对风速减弱的作用以及对风沙流的影响 ,其值大小取决于地形、植被覆盖及作物的播种方向 ,粗糙度越大风蚀强度越小。吉林省西部流动沙丘的起沙风速为 1 0 3m/s,风蚀耕地的起沙风速为 6 3～ 7.9m/s。春季侵蚀性风能为 1 72 1 8(v·u)。该区风蚀性气候因子和侵蚀性风能自东向西递增 ,西北部的通榆为最大     

宁夏土壤侵蚀现状及其特征

采用美国第二代陆地资源卫星TM假彩色合成放大影像目视解译并结合野外调查 ,将宁夏土壤侵蚀划分为水力侵蚀和风力侵蚀两种类型 ,水力侵蚀面积 2 2 897 1km2 ,风力侵蚀面积 15 976 0km2 ,两者占全区总面积的 75 0 %。区内南部以水力侵蚀为主 ,到北部转为水风力混合侵蚀。水力侵蚀主要发生在 7～ 9三个月 ,风力侵蚀主要发生在冬春两季。无论是年内还是年际间 ,土壤的风力侵蚀时间过程和水力侵蚀时间过程均体现出一种互补机制     

干旱风沙区水库边缘植被-风力侵蚀的变化及成因

[目的] 对干旱风沙区水库边缘植被覆盖度和土壤风力侵蚀的动态变化及其成因进行分析，为该库区风沙危害的防治提供依据。[方法] 基于Landsat影像使用像元二分模型计算植被覆盖度，运用定性与定量相结合的方法，研究甘肃省瓜州县桥子水库边缘植被变化和风力侵蚀状况。[结果] 2006，2011，2018年植被覆盖度分别为0.15，0.13和0.35，水库边缘的植被呈先减后增的趋势，其生长有远离水库的趋势。2006-2011年桥子库群周边环境变化剧烈，2011-2018年植被退化速度减缓。研究区强烈以上侵蚀面积比例仍较大（50%以上）。[结论] 研究区植被和侵蚀变化的原因除了气候等自然因素外，地下水补给量减少，水位降低，超生态负荷扩大绿洲，不合理的种植业结构、耕作方式及牧业发展等人为因素加速了天然植被退化和局部侵蚀，而采取的草场封育、固沙造林等治理和修复措施在一定程度上延缓这一进程。建议采取生态引水、补给地下水、发展节水农业、禁垦禁牧、调整产业结构、恢复植被等抢救性措施和预防保护治理措施，以维护绿洲的持久稳定。     

京津风沙源区生态保护与建设工程对防风固沙服务功能的影响

[目的] 评价京津风沙源生态保护与建设工程自2000年启动实施近20 a以来的防风固沙效应，以指导工程二期的实施。[方法] 选取植被覆盖度、风蚀量和防风固沙服务功能保有率等指标进行分析。[结果] 京津风沙源区以草地为主，其次为林地和农田；工程实施以来，多年平均土壤风蚀量为7.87×10⁸ t，以微度和轻度侵蚀为主；一期工程实施期间的土壤风蚀量总体呈逐年减小趋势，二期工程实施以来，风沙源区遭受风蚀危害又逐渐加重，尤其是沙化草原亚区，该区风蚀模数变化趋势达到了8.96 t/（hm²·a）；就防风固沙服务功能保有率而言，整个风沙源区均值达到了0.82，低值区主要分布于沙化草原亚区（0.743）和晋北山地丘陵亚区（0.752）；二期工程实施以来，大部分区域保有率均显著提升，这与二期工程实施期间全年及冬春季的植被覆盖度变化情况一致。[结论] 京津风沙源的风蚀防治区重点在保有率下降区域和以草地和沙地为主的沙化草原亚区、浑善达克沙地亚区和科尔沁沙地亚区。     

长城沿线毛乌素沙地形成、扩展及其荒漠化效应

地质历史时期“河套古湖”退缩残留的湖滨沙堤受风力作用“就地起沙”,是毛乌素沙地形成的物质基础。受自然环境动态变化与人类不合理活动的影响,历时时期毛乌素沙地的土地利用和经济方式发生过“游牧为主-亦牧亦农-农耕为主”的反复变化。唐代以至明清时期,长城沿线毛乌素沙地土地沙化有愈演愈烈之势,并在不同地段,分别以片沙蔓延、沙舌扩展、河谷沙化及宽带沙舌等形式向东南方向扩展。此种现象不仅造成本地区土地类型改变、植被摧毁和土壤侵蚀加重等,也引起毗邻地区沙尘暴频率和影响范围增大、加重黄土区土壤侵蚀及河流粗沙输沙率等荒漠化效应。     

京津风沙源治理工程区沙尘暴时空变化及其与植被恢复关系

沙尘暴是长期以来影响京津地区社会经济可持续发展的主要环境灾害之一。该文以京津风沙源治理工程区26个气象站1957-2007年观测资料为基础,结合GIMMS-NDVI、SPOTVGT等遥感植被数据,研究了近50a京津风沙源治理工程区沙尘暴时空变化及其与气象因子、植被恢复的关系。研究表明:近50a京津风沙源治理工程区沙尘暴发生频次呈显著下降趋势,虽自1999年有所上升,但仍远低于20世纪50-60年代。风速和相对湿度是影响沙尘暴变化的最重要气象因子。近30a,治理工程区沙尘暴变化很大程度上受到植被覆盖与相对湿度的影响,贡献率分别为32.7%和44.5%。京津风沙源治理工程区植被覆盖对沙尘暴影响具有一年的滞后效应,夏季植被覆盖会显著影响到下年沙尘暴发生。自2000年京津风沙源治理工程实施以来,沙尘暴频发的荒漠草原区植被覆盖显著提高,对缓解京津沙尘暴起到了重要作用。     

基于GIS和RUSLE的滇池流域土壤侵蚀敏感性评价及其空间格局演变

土壤侵蚀是滇池流域重要的生态问题之一,掌握滇池流域土壤侵蚀敏感性的时空变化特征有助于水土保持工作的实施和改进。以降雨量、DEM、土壤类型和Landsat影像为数据源,选择降雨、土壤、坡度坡长、植被覆盖4个因子建立土壤侵蚀敏感性评价体系,对滇池流域进行土壤侵蚀敏感性评价。结果表明:滇池流域土壤侵蚀敏感性以轻度敏感和中度敏感为主。空间分布上,轻度敏感区主要分布在滇池周边。中度敏感区主要分布在滇池流域山地区域,地形陡峭。时间变化上,1999—2014年滇池流域土壤侵蚀敏感程度呈下降趋势。轻度敏感区域面积增加20.18%,中度敏感区域面积减少20.31%,轻度敏感区的增加来源于中度敏感区的转变,转变区域分布于滇池流域西北部和东南部。在土壤侵蚀敏感性影响因子中,降雨是影响滇池流域土壤侵蚀敏感性的关键因子。研究滇池流域土壤敏感性时空变化,识别滇池流域易发生土壤侵蚀的区域,有助于该区域水土保持措施实施、生态治理和土地利用优化。     

汶川地震引发的颗粒侵蚀及其治理

颗粒侵蚀是裸露的岩石在阳光暴晒和热胀冷缩作用下破碎,呈颗粒状剥离沿坡面滚落,在坡脚形成碎屑堆积扇的现象。汶川地震发生后,江河沿岸无数的山体崩塌与滑坡造成了大片完全裸露的山体,颗粒侵蚀面积急剧扩大。颗粒侵蚀对植被造成毁灭性破坏、造成飞石伤人和大量坡面泥石流。通过调查和野外实验研究了颗粒侵蚀的规律及其治理方法,发现阳光暴晒和温差变化是岩石表面呈颗粒状脱离的主因,风吹和震动是颗粒从陡坡滚落的触动力。采用鼓风机在野外试验,发现颗粒吹落量和吹落颗粒粒径与风速存在一定关系,并且颗粒侵蚀可以快速治理,在颗粒侵蚀面上喷洒带有苔藓孢子粉的稀泥浆,2个月后长出苔藓层,隔断了阳光暴晒和温差变化,控制了颗粒侵蚀。如果在震区采用直升飞机喷洒苔藓孢子粉泥浆,可以大面积快速修复植被。     

中国土壤风蚀灾害发生的范围

从大尺度讨论土壤风蚀灾害,认为风蚀是侵蚀因子（风力、可蚀表面等）和抑制因子（植被、水分等）斗争的结果,风蚀灾害发生在侵蚀风和干燥无覆被土壤共同出现的时段,所以说气候决定风蚀灾害的范围。依据李世奎等的《中国农业气候区划》诊断各个农业气候区发生风蚀灾害的时间和强度,农业土壤和非农业土壤采用的方法相似,但指标体系不同,确定了中国土壤风蚀灾害发生的范围。结果表明中国土壤风蚀灾害主要发生在温带,范围涉及国土面积60.9%的广大地区,其中,东部季风农业气候大区和青藏高寒农业气候大区,土壤风蚀灾害以农业土壤为主;西北干旱农业气候大区,农业和非农业土壤均遭受风蚀灾害,而且风蚀程度也大于其他气候大区。