稀土元素示踪法在坡面侵蚀产沙垂直分布研究中的应用

简要分析了核示踪法在土壤侵蚀研究中的应用现状，并以稀土元素(REE)示踪法为例，结合不同坡度、不同流量的室内放水冲刷模拟试验对坡面侵蚀产沙垂直分布特征进行了研究，研究结果表明：在坡度较小的情况下，坡面各不同部位的相对侵蚀量沿下坡方向呈现出先减小后增大的趋势；在坡度较大而流量较小的情况下，坡面各坡段的相对侵蚀量与坡度较小的情况相似，当流量较大时，坡面各不同坡段的相对侵蚀量呈现出随坡长的增大而减小的趋势。但坡面最下端坡段的相对侵蚀量总是随着冲刷历时的延长而呈现出下降趋势，而其余各坡段的相对侵蚀量则呈现出缓慢的波动式上升。试验结果还表明REE示踪法可以比较满意地说明坡面侵蚀过程中的泥沙来源情况，是一种研究坡面侵蚀产沙特征的有效方法。     

REE示踪坡面侵蚀的演变过程

通过人工模拟降雨，利用分段和分层结合布设不同的稀土氧化物(Rare-Earth Oxide)，研究次降雨条件下坡面侵蚀的演变过程。结果表明，随降雨的进行．坡面侵蚀一般存在一个由片蚀-近坡角纹沟发育-细沟发育-坡面侵蚀稳定(至基准面)的动态演化过程，各过程中相应侵蚀形态占据主导地位；沟头的出现是导致各侵蚀段侵蚀活跃的重要因素；连续小雨强降雨条件下，坡面以细沟发育为主，侵蚀过程较初次降雨要平稳得多。     

坡面侵蚀分布特征动态变化过程的REE示踪法研究

本文利用REE示踪技术 ,初步探讨了野外全坡长小区在次降雨过程中 ,坡面侵蚀时空分布的动态变化过程。结果表明 :利用REE示踪法不仅可以准确地测定坡面不同地形部位的相对侵蚀量 ,还可通过对侵蚀过程样的分析 ,较为客观揭示降雨侵蚀过程中坡面各部位相对侵蚀量的时空变化趋势。坡面各部位相对侵蚀量随时间的变化可能存在三种模式 ,增长递减型、递增型和波动型。其最大侵蚀部位主要集中在坡面中段 ,并随降雨的持续 ,存在向坡面下部移动的趋势。     

稀土元素示踪坡面次降雨条件下的侵蚀过程

为定量研究次降雨条件下坡面侵蚀形态的演变过程,该文利用REE-INAA（稀土元素-中子活化分析）方法,将REE元素沿坡面垂直分层布设并结合室内模拟降雨试验,研究了次降雨条件下面蚀和细沟侵蚀的转变和动态发育过程。结果表明：降雨初期坡面主要发生面蚀,细沟出现后,坡面侵蚀将加快加剧,细沟侵蚀深度随之迅速增加。坡面侵蚀中面蚀量约占总侵蚀量的30%左右,细沟侵蚀量占70%左右。单位深度范围内最上层土壤侵蚀量最大,向下依次递减。可以将坡面侵蚀形态演变过程划分为面蚀、细沟发育和细沟稳定3个阶段,各阶段转化都有明显的拐点出现。因此,利用REE-INAA方法可以对土壤侵蚀演变过程进行较准确地定量研究。     

稀土元素示踪法在土壤侵蚀与泥沙来源研究中的应用

[目的]掌握稀土元素(REE)示踪土壤侵蚀和泥沙来源的方法,明确其不确定性来源,对正确运用该方法获得可靠的侵蚀速率和泥沙源地贡献结果具有重要意义。[方法]基于前人运用REE示踪土壤侵蚀速率和泥沙来源的研究成果,总结了REE示踪土壤侵蚀的基本技术路线及其在水蚀、风蚀和泥沙来源研究中的应用,探讨了REE示踪土壤侵蚀和泥沙来源研究中的不足。[结果]分析认为REE虽是理想的示踪剂,但REE示踪法仍存在影响示踪土壤侵蚀和泥沙来源准确性的关键方面需要改进,包括REE与土壤结合方式与机理、长期监测或复杂环境下随淋溶、径流的迁移以及植被吸收利用等。在未来研究中应重点关注大量释放REE对土壤、植物、环境健康的影响以及REE示踪法与复合指纹识别法的结合运用等。[结论]研究结果为提高REE示踪土壤侵蚀结果的准确性,运用该方法开展其他侵蚀类型研究,与复合指纹识别法结合辨别大区域的泥沙来源奠定基础。     

坡面土壤侵蚀空间分异特征的磁性示踪法和侵蚀针法对比研究

利用磁性示踪法和侵蚀针法相结合的方法,在自然降雨条件下对比研究了不同坡度坡面土壤侵蚀的空间分异特征。结果表明:磁性示踪法和侵蚀针法均能够有效的指示出在降雨过程中坡面土壤发生剥蚀和沉积的空间分布规律。两种方法的试验结果一致表明,在距坡顶0-200cm的范围内为净侵蚀区,坡面坡度越大受到的侵蚀越严重。坡面中下部(距坡顶200-500cm)侵蚀沉积分布受坡度影响较大,随着坡度的增大,坡面中下部的沉积分布下移,并且净沉积量减少,净剥蚀量增加。5°坡面中下部以泥沙的沉积为主,且在中部沉积量达到最大值;10°和15°坡面的中部和坡脚处以侵蚀为主,沉积主要发生在距坡顶300-400cm的范围内。     

应用REE示踪法研究细沟流净剥蚀率

细沟侵蚀在坡面水蚀中占有重要地位,用模型模拟预报细沟侵蚀具有重要意义。以往对细沟发育的研究主要停留在定性描述上,缺少对过程的定量分析。现有的基于物理过程基础上的侵蚀预报模型,如水蚀预报模型WEPP(Water Erosion Prediction Project),从概念上可以模拟侵蚀产沙的时空变化,但模型中的参数如细沟净剥蚀率、输沙能力、     

紫色土土壤侵蚀研究的知识图谱(1960~2018)——基于CiteSpace计量分析

为了解紫色土土壤侵蚀的研究进展、热点以及趋势,以CNKI核心合集中的紫色土土壤侵蚀研究文献为对象,运用CiteSpace文献计量方法对其进行可视化展示,并进行系统分析和归纳总结。结果表明:紫色土土壤侵蚀相关文献数量逐年增长,在2000年后呈急剧增长的趋势;研究经费主要来源于国家自然科学基金、国家科技支撑计划等。西南大学和中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所是主要研究机构,各研究机构分别形成了以何丙辉、魏朝富、朱波、王玉宽和蔡崇法等研究者为核心的合作子网络团队。研究可分为初步探索阶段(1960~2000):研究热点较少且分散,集中于土壤性质和侵蚀的定性研究;高速发展阶段(2001~2010):研究热点词量高速增长,随着土壤侵蚀预报模型、“3S”技术和人工降雨试验等技术和方法的应用,开始侧重于土壤侵蚀过程、机理以及水土保持措施控蚀效益等定量研究;研究定型阶段(2011~2018):研究热点变化较小,但交互网络逐渐成熟,加强了土壤自身特性如团聚体、有机质、粘聚力和胶体等较微观层面的研究,侵蚀类型研究不再局限于水力侵蚀,因耕作而引起的侵蚀研究开始增多。     

沟坡侵蚀REE示踪法试验研究初探

为解决野外小流域泥沙来源研究中REE的施放问题,在室内利用人工模拟降雨的方法,对坡面一沟坡连续体模型REE施放方法进行了试验研究。结果表明,对于坡度较陡,汇流相对集中的沟坡部位,可采用点穴施放法布设稀土元素,但仍需掺土,若布设纳稀土元素实际操作难度较大。在此基础上,提出了在野外小流域泥沙来源观测中可采用网格法布设点穴,并对其产沙量计算亦提出了相应的设想及方法。     

基于立体摄影技术探究沟蚀及其形态特征研究进展与热点

沟蚀是土壤侵蚀的一种主要形式,立体摄影技术是能够对沟蚀形态特征进行实时测量的一种新兴技术。为揭示近几十年来该交叉领域的发展和演变趋势,笔者采用文献计量学方法,利用可视化软件CiteSpace和VOSviewer对Web of Science核心集数据库中相关文献的热点及其演化趋势进行计量分析。国内外学者对该交叉领域的关注度逐年增加,其中美国、中国在该领域进行了大量研究;基于文献耦合关系对相关文献进行国家、机构、作者间合作联结强度进行分析,发现虽然我国相较美国而言起步较晚,但是有着很大的发展潜力。“无人机”“数字高程模型”“摄影技术”等关键词的出现,反映出该研究领域对其技术应用方面的精化趋势。     

基于CiteSpace的沙产业研究进展

[目的] 分析沙产业的发展现状、研究热点及其发展趋势，揭示目前沙产业的研究态势，为未来沙产业的研究提供新思路。 [方法] 以Web of Science核心合集中1984-2021年沙产业领域的文献作为数据源绘制科学知识图谱。 [结果] ①沙产业研究经历了由缓慢增长到快速增长的发展过程。 ②沙产业的主要研究力量为中国、美国、德国、意大利等国。 ③沙产业发文机构间的合作较为紧密，科研交流互动频繁，形成了几个相对稳定的合作类团，其研究者也较多，但研究人员的研究方向、研究领域比较宽泛，目前尚未形成固定的研究主题和研究范式。 ④研究热点主要从“修复与平衡”视角出发，通过构建可持续发展框架，完善生态系统服务，发展生态工程，建立沙漠公园，开展工厂化养殖等多种途径来践行沙漠治理与开发。 [结论] 在新时代生态文明建设背景下，沙产业作为战略新兴产业，需在理论探析的基础上更加关注多元化的实践探索。     

基于CiteSpace可视化分析有机肥料研究进展

从Wo S数据库核心合集中检索出1900—2019年相关文献4473篇,运用CiteSpace知识图谱分析工具,对合著国家、机构、作者、学科领域、关键词、文献共被引网络等进行可视化分析,对有机肥料的研究进展及演变趋势进行图谱解读与分析:①有机肥料对改善土壤理化性状、抑制土传病害、提高作物产量品质的作用及其机理依然是研究重点;②最新的基因测序等分子生物学技术在有机肥料研究中将得到更加广泛应用;③添加天然沸石、生物质炭等物质制造有机类肥料是未来有机肥料加工的重要方向;④有机肥料研究具有很强的学科交叉性,涉及农业、化学、环境生态学、环境科学、工程学等众多学科领域;⑤中国有机肥料研究发展迅速,国际上合作发表有机肥料学术论文数量前三的研究机构分别是中国科学院、南京农业大学、中国农科院,具有重要的学术影响力。     

坡面侵蚀土壤磁化率及磁性示踪试验研究

通过在小流域坡面上进行的实地磁测、室内组分分离、组分磁测及坡面土壤侵蚀磁性示踪试验,对坡面不同空间部位土壤的磁化率特征和降雨后土壤磁化率变化的机理,以及利用磁性示踪法来研究坡面土壤侵蚀的可行性进行了探讨,结果表明,坡面土壤磁化率以上坡磁化率最低、中坡最高、下坡居中;土壤不同粒径组分磁化率与粒径大小存在密切联系,土壤不同粒径组分中以粒径在0.1～0.25mm的组分对土壤磁化率影响最大;在降雨后不同坡位土壤磁化率均发生变化,其机理是由于土壤遭到侵蚀后粒级组成发生变化,从而造成磁性矿物的含量发生变化,进而引起了土壤磁化率的改变;利用磁性示踪法来研究坡面土壤侵蚀是一个行之有效的方法。     

137Cs示踪三峡库区土壤侵蚀速率研究

三峡库区土壤侵蚀量研究对于该区水土保持、土地资源合理利用、生态环境改善以及水库的使用寿命具有重要的实践意义。本文运用137C s示踪法对三峡库区土壤侵蚀速率进行初步研究,结果表明:研究区137C s的背景值为2 029.2 Bq/m2;不同土地利用类型中,土壤侵蚀强度的大小顺序为:耕地>园地>草地>荒地>林地,按照水利部1997年颁布的土壤侵蚀强度等级标准,则耕地为中度侵蚀,园地、草地和荒地为轻度侵蚀,林地为微度侵蚀。不同坡度段土壤侵蚀强度差别不大,由强到弱依次为5~°15,°0~°5,°25~°35,°15~°25°和>35°坡度段,皆属轻度侵蚀;重庆-万州段和云阳-宜昌段土壤侵蚀等级虽皆为轻度,但前者已接近中度侵蚀,其土壤年均侵蚀模数为后者的2.18倍。     

基于文献计量分析的近30年国内外土壤侵蚀研究进展

通过文献计量学可视化分析方法客观评价土壤侵蚀研究发展进程,了解国内外土壤侵蚀研究发展前沿,从而推动我国土壤侵蚀研究的发展。采用CiteSpace软件和文献计量学方法,以Web of Science数据库核心合集和中国知网(CNKI)数据库核心期刊为数据源,分析了近30年国内外土壤侵蚀研究的发展历程。研究发现国际土壤侵蚀研究在1992—2000年间以土壤侵蚀与土地生产力关系及评价方法的研究为重点,进而发展为注重气候变化与侵蚀的相互影响、土壤侵蚀量的精确估算以及大尺度宏观侵蚀研究;而我国土壤侵蚀研究受国家政策导向明显,在1992—2000年间是以经济效益为重点的土壤侵蚀治理研究;逐渐发展为结合GIS和遥感,以生态建设和可持续发展为核心的问题导向研究;近十年来,土壤侵蚀研究以RUSLE等模型研究为主,更注重土地利用、坡度等影响因素和土壤侵蚀关系的研究。最后,通过对比分析近30年国内外土壤侵蚀研究的热点和前沿,提出我国土壤侵蚀研究今后的发展方向。     

GIS支持下不同坡度的土壤侵蚀特征分析

利用地理信息系统技术对不同坡度等级情况下的土壤侵蚀特征进行了分析。首先,利用地理信息系统软件从DEM数据中产生坡度数据,将其分级为6个等级。然后与土壤侵蚀数据集进行叠加统计分析,从而得到不同坡度等级情况下的土壤侵蚀特征。本文研究表明:(1)坡度等级从2～5级,轻度以上水蚀所占百分比逐渐降低。(2)在所有坡度等级上,轻度以上风蚀所占百分比均在86.8%以上。在第2坡度等级上,风蚀综合指数最高,而在第5坡度等级上,风蚀综合指数最低。(3)冻融侵蚀综合指数的最高值出现在第3坡度等级上,其最低值出现在第6坡度等级上。(4)在各个坡度等级上,均以水蚀为主,均在46%以上,其最高值为73.8%,出现在第4坡度级上。此外,在第1坡度级上,风蚀占次优势,而在第2～6坡度等级上,冻融占次优势。(5)坡度等级在1,2和3级上,其轻度侵蚀所占百分比和土壤侵蚀综合指数均相对较高,而在坡度等级4,5和6级上,轻度侵蚀所占百分比和土壤侵蚀综合指数均相对较低。这主要是由于在坡度等级较低的情况下,人为活动比较多,土地利用程度较高,对植被和土壤的破坏较大,从而导致这种反常现象。     

祁连山南坡土壤侵蚀定量研究与影响因素分析

土壤侵蚀是引起土壤土地退化及土壤肥力下降的主要原因之一,直接影响着区域生态经济的可持续发展。基于RUSLE模型、CA-Markov模型及LMDI模型,对祁连山南坡2000—2019年土壤侵蚀空间变化及预测、不同地形条件下土壤侵蚀变化特征及影响因子的定量分析进行了研究,为研究区水土保持治理提供参考。研究表明:(1)土壤侵蚀模数呈现出西北向东南递减的趋势,整体增加速率为0.0645/a;(2)土壤侵蚀变化分为两个阶段,2000—2005年为土壤侵蚀加重阶段,2005—2019年为土壤侵蚀减轻阶段;(3)2019—2027年,土壤侵蚀虽有减轻的趋势,但也要防止极强度以下的侵蚀低级向高级转变;(4)土壤侵蚀模数随着海拔及坡度的增加而增加,在海拔4 700～5 200 m及坡度>30°的区域土壤侵蚀模数达到最大,分别为10 460.72,7 256.32 t/(km²·a)。土壤侵蚀量随着坡度的增加而减小,不同坡向下的土壤侵蚀排序为西>北>南>东>水平方向;(5)植被对土壤侵蚀的影响一定是积极的,而降雨不一定加重土壤侵蚀,且土壤侵蚀受植被和降雨影响较小区域主要分布在门源县。综上,祁连山南坡的土壤侵蚀近几年得到较好的治理,可根据具体的环境条件对土壤侵蚀进行分类治理。