不同空间尺度下喀斯特石漠化与坡度的关系

以2005年2月4日1:1万SPOT5影像(空间分辨率2.5 m)为基本数据源,在获取该流域喀斯特各级石漠化分布格局信息的基础上,探讨喀斯特石漠化强度与坡度的空间尺度关系.王家寨小流域石漠化集中分布在15°～25°坡度范围内,簸箩地区轻度、中度、强度集中分布在<5°、15°～25°的坡度范围.而大尺度研究发现石漠化发牛率最大的是>25°的坡地,研究尺度越大,则石漠化集中分布的坡度范围也越高.因此,大尺度分析得出的结论不能指导小尺度石漠化土地的防治工作.     

喀斯特坡耕地产流特征及影响因素

选取我国西南喀斯特地区作为研究区域,以黄壤为试验土壤,通过人工降雨模拟喀斯特坡耕地坡面产流过程,探索其特征及影响因素。结果表明:(1)地表径流与降雨强度的变化呈极显著正相关关系,与地下孔(裂)隙度、岩石裸露率的变化均呈负相关;地下孔(裂)隙流与降雨强度、地下孔(裂)隙度及岩石裸露率的变化均呈正相关,但其相关性均较弱。随着坡度的增大,地表产流量呈先增大后减小,而地下孔(裂)隙流则表现为持续减小。(2)岩石裸露率、降雨强度、坡度和地下孔(裂)隙度等因子对地表径流的影响程度依次是降雨强度>坡度>地下孔(裂)隙度>岩石裸露率,其对地下径流的影响程度依次是坡度>降雨强度>地下孔(裂)隙度>岩石裸露率。(3)地表径流率随时间的变化总体特征为先迅速增大,然后缓慢减小,最后在50～60min以后趋于稳定,地下径流率总体呈现出随降雨历时增长而减小的趋势,但不同变化因素水平下地表及地下径流率随时间的变化差异都较大。     

喀斯特槽谷区岩石与坡面夹角对坡面集中流水力学特性的影响

喀斯特槽谷区地表出露的岩石与坡面形成不同夹角,塑造了复杂的微地貌,显著改变坡面集中水流路径,使得水流特性发生重大变化。目前,不同岩石与坡面夹角下集中流水力学特性的变化特征还不清楚。通过室内放水冲刷模拟试验,研究了3个坡度(10°、15°和20°)、3个冲刷流量(5、7.5、10 L·min-1)和6个岩石与坡面夹角(30°、60°、90°、120°、150°和180°(0°))组合条件下喀斯特槽谷区地表集中流的水力学特性。结果表明:集中水流雷诺数(Re)随冲刷历时变化趋势较复杂,试验条件下,Re随流量的增大而增大,随坡度变化规律不明显,变化范围为517～3343。Darcy-Weisbach阻力系数(f)随冲刷历时表现出增大的变化趋势,其随坡度增大而增大,随流量增大而减小,变化范围为0.62～5.70。Re和岩石与坡面夹角关系均不显著,f和岩石与坡面夹角间的关系在各流量和坡度组合下表现不同。f与Re之间的耦合关系受岩石与坡面夹角的显著影响,当岩石与坡面夹角小于90°时,f-Re关系用对数方程描述比较好;夹角大于等于90°时,则用幂函数方程描述更好。试验条件下,当Re1 791时,f与Re关系不显著;当Re1 791时,f与Re则呈显著正相关。本研究可为喀斯特槽谷区土壤侵蚀预报模型的建立提供依据。     

喀斯特区土壤侵蚀与石漠化协同演变及交互关系

为探究喀斯特地区土壤侵蚀、石漠化协同演变规律、驱动因子及主要驱动因子下二者交互关系。采用优化后的RUSLE模型估算贵州省喀斯特地区2005—2015年土壤侵蚀,并利用贵州省全国石漠化普查数据库计算同期石漠化状况,运用地理探测器探究驱动因子以及主要驱动因子下二者交互关系。结果表明：2005—2015年贵州省喀斯特地区土壤侵蚀与石漠化均以中度及以下为主,其中土壤侵蚀中度及以下占比58%以上,而中度及以下石漠化占比达80%以上;时间上二者存在发生时间的异同性,但研究期间,二者均不同程度地趋于好转;中度及以下石漠化中土壤侵蚀发生率较大,中度以上中占比极少,其中无石漠化中土壤侵蚀发生率达70%以上;土壤侵蚀驱动因子解释力大小依次为土地利用>坡度>年降雨量>海拔>岩石裸露率>植被盖度>岩性>土层厚度,石漠化驱动因子解释力大小依次为岩石裸露率>土层厚度>年降雨量>海拔>岩性>土地利用>植被盖度>坡度。因子组合(交互)对土壤流失及石漠化的解释力均较单因子有所增强,其中土壤侵蚀的主导因子为土地利用,石漠化的主导因子为岩石...     

典型岩溶流域不同坡度等级下的土壤侵蚀与石漠化分布特征耦合分析

为定量分析岩溶区不同坡度范围内石漠化和土壤侵蚀的关系,以南洞地下河流域为研究对象,利用该区域2016年气象数据、遥感数据,结合改进的RUSLE模型,在遥感技术和地理信息技术的支持下对不同坡度下二者的关系进行了研究。结果表明:(1)南洞地下河流域石漠化面积为740.64 km~2,其发生率为77.96%,以中度石漠化为主。区域中覆盖型岩溶区土壤侵蚀面积为444.54 km~2,发生率为66.55%,以微度侵蚀为主。裸露型岩溶区土壤侵蚀面积为688.86 km~2,发生率为72.51%,以轻中度土壤侵蚀为主;(2)裸露型岩溶区石漠化和土壤侵蚀主要发生在5°～25°坡度范围内,当坡度25°时土壤侵蚀面积随着石漠化等级的升高先减少后增加,坡度25°时土壤侵蚀面积随着石漠化等级的升高而降低;土壤侵蚀发生率在各个坡度内随着石漠化等级的升高而降低;(3)在裸露型岩溶区发生土壤侵蚀的范围内,各个坡度的石漠化面积随着土壤侵蚀等级的升高先增加后减少,在中度土壤侵蚀区石漠化面积达到最大。石漠化发生率与土壤侵蚀等级的关系复杂,其与石漠化并不存在单一相关关系。研究区石漠化问题严重,土壤侵蚀强度较大,必须加快区域尤其是5°～25°坡度范围内的石漠化和土壤侵蚀治理工作。     

贵州省岩溶地区坡度与土地石漠化空间相关分析

喀斯特石漠化从本质上来讲是喀斯特地区的成土速率远小于水土流失的速率而造成的土地生产力的退化过程.坡度起伏决定着地表现代侵蚀作用的强弱,影响着水土流失的强度;坡度越大,地表物质的不稳定性就越强,土壤越容易遭受侵蚀而变薄.在前期工作中,构筑了贵州省岩溶地区1∶500 000坡度分级图和石漠化分布图,对岩溶地区坡度图和石漠化图进行空间叠加分析,研究坡度与石漠化形成的相关关系.贵州省岩溶地区坡度主要集中于10°～25°之间,不同程度石漠化分布最集中的地区是＞25°的坡地区;在坡度＞18°的地区,石漠化的发生率基本随着坡度的增大而增大,强度石漠化的表现尤为明显;＜18°的坡地区石漠化程度主要以轻度和中度为主.     

喀斯特山区土壤侵蚀与土地利用关系研究--以贵州省关岭县石板桥流域为例

土壤侵蚀与土地利用关系密切,但在不同地区表现不一.喀斯特山区由于土壤侵蚀的特殊性,不能直接沿用其它地区已有的相关成果.选取贵州省西南地区喀斯特发育典型的一个小流域为案例,从土地利用的类型、坡度格局和高度格局三方面与土壤侵蚀的关系进行了探讨,研究发现喀斯特山区土地利用/覆被与土壤侵蚀之间的关系与其它地区不尽相同,表现在喀斯特山区各土地利用类型土壤侵蚀发生率依次为草地>林地>旱地>难利用地>建筑用地>水田.除水田外,植被覆盖度对土壤侵蚀的控制存在临界值20%～60%.土壤侵蚀强度与植被覆盖度近似呈正比.土地利用在坡度和海拔上的分布格局对土壤侵蚀的控制同样存在临界值,其中临界坡度在15～25°之间,临界海拔在1 485～1 505 m之间.     

本溪县水土流失重点治理区土壤侵蚀评价

以本溪县水土流失重点治理工程万利项目区为例,采用2009—2019年土地利用数据、土壤类型数据、DEM数据、水文站月降雨量等数据率定CSLE方程的相关参数,运用ArcGIS技术计算万利项目区土壤侵蚀强度,进一步分析土壤侵蚀与坡度、土地利用变化间的关系。结果表明:土壤侵蚀强度在不同坡度带上存在较大差异,土壤侵蚀敏感区以15°～25°坡耕地为主;草地、耕地和林地为项目区主要土地类型,具有草地与林地面积逐渐增大、耕地面积不断减少的变化特征;小流域退耕还林措施的实施,可在一定程度上降低土壤侵蚀强度和面积;土壤侵蚀强度与土地利用变化之间的关系密切,草地和林地土壤侵蚀强度较弱、耕地土壤侵蚀相对较强。耕地的减少、林地和草地面积的增大能够明显减弱侵蚀;坡度和土地利用方式为制约土壤侵蚀空间分布的主要因素,15°～25°坡耕地为今后水土保持的重点治理区。     

耕作引起的紫色土母岩破碎运动定量分析

紫色土区存在耕作破碎母岩补充土壤的现象,尤其是在土层浅薄且岩性松软的泥页岩区,然而目前鲜有相关方面报道。为定量评估不同自然条件和耕作方式下母岩破碎运动特征,以裸露泥岩为研究对象,在野外模拟耕作试验中使用物理示踪法追踪2种含水率(7.44%和14.77%)和5个坡度(5°、10°、15°、20°、25°)条件下,不同深度(2、4、6 cm)耕作引起的母岩破碎运动情况。结果表明:1)含水率是影响母岩破碎运动的重要因素,且耕作深度越小其影响越大;2)随着耕作深度的增大,岩屑的平均位移呈逐渐减小的变化趋势,2 cm深度耕作引起的岩屑位移最大;3)岩屑位移随着深度的增加快速减小,且岩石含水率高的坡面减小幅度更大;4)母岩含水率较高(14.77%)时,坡度对坡面岩屑运动没有显著影响(P>0.1),但母岩含水率较低(7.44%)时,坡度与坡面岩屑位移存在显著正相关关系(P<0.1)。可见,耕作破碎母岩过程受到岩石含水率、耕作深度和坡度的共同影响,且各因子在不同深度的作用机制不同。该研究为揭示母岩人为风化成土和侵蚀机制初步提供了技术支撑和依据。     

粤北岩溶峰丛自然坡面与梯田土壤侵蚀特征分析

选择广东省英德市岩背镇典型峰丛洼地坡面为调查样地,系统调查自然坡面与梯田不同海拔的岩石裸露率、土层厚度、坡度,并测定其土壤粒度。结果表明:1峰丛洼地自然坡面的岩石裸露率与高程、高程与坡度之间存在极显著正相关关系,土层厚度与岩石裸露率、坡度、高程之间均为极显著负相关关系,岩石裸露率与坡度之间为显著负相关关系,而梯田由于人为平整,土层厚度与高程的关系规律不明显。2峰丛洼地自然坡面土壤中砂粒含量最高,平均含量为75.79%,其次是粉粒和黏粒,含量分别为6.73%²2.35%、1.21%22.35%、1.21%¹5.44%,随海拔降低细砂粒、粉粒含量有增加趋势,粗砂粒含量有降低趋势;梯田地表土壤中粗粉粒含量最高,分别为29.53%15.44%,随海拔降低细砂粒、粉粒含量有增加趋势,粗砂粒含量有降低趋势;梯田地表土壤中粗粉粒含量最高,分别为29.53%³7.71%,其次是细砂粒、黏粒,含量分别为25.58%37.71%,其次是细砂粒、黏粒,含量分别为25.58%⁴1.66%、14.55%41.66%、14.55%¹9.37%,粗砂粒和石砾含量较低,分别低于8.11%和2%。3峰丛洼地地貌的复杂性和岩溶环境的土—石二元结构形成的地表非均质性极大地影响了地表侵蚀与土壤物质搬运过程,地表侵蚀与垂直渗漏共存。4梯田改造了坡面地形,在一定程度上降低了土壤地表侵蚀的程度,减少了土壤细粒物质的流失,但无法阻止垂直渗漏现象的发生。