降雨特征与水土流失关系的研究

本文基于野外天然降雨定位试验观测资料,对降雨特征值的组合因子与水土流失量之间进行了多元统计相关分析。结果表明:降雨动能与最大30min雨强的组合因子EI₃₀与侵蚀量的关系最为密切;以降雨总量与最大30min雨强的乘积PI₃₀取代EI₃₀,经过检验,指标的精度能满足计算侵蚀量的需要,此指标可在黄土高原地区推广应用;建立了反映降雨径流影响侵蚀的综合数学模型;并指出,径流势能对侵蚀量具有极其重要的影响作用。     

利用日降雨量资料估算西南地区的降雨侵蚀力

降雨是影响土壤侵蚀的主要因素之一,降雨侵蚀力是各种土壤侵蚀预测预报模型的主要参数。降雨侵蚀力通常用降雨动能和某一时段最大降雨强度的乘积表示,如EI₃₀、EI₁₀或者EI₆₀等,但是这种计算方法需要长期且连续的自记雨量资料。我国大多数地区缺乏完整的自记雨量资料,使这些方法的应用受到了限制。一些不需要自记雨量过程的降雨侵蚀力计算方法已经提出,对考虑降雨季节变化的日降雨量估算降雨侵蚀力模型进行了修正,并用     

子午岭林区林地和开垦地土壤侵蚀特征研究

利用大型坡面径流场和小流域的观测资料研究了子午岭林区林地开垦前后土壤侵蚀特征,其结果为林地土壤侵蚀很轻微,侵蚀强度小于15t/（km²·a）,径流模数小于2400m³/（km²·a）。地形和降雨特征对土壤侵蚀的影响不甚明显,植被和土壤成为影响土壤侵蚀的决定性因子。而当林地被开垦后,土壤侵蚀由自然植被覆盖下的自然侵蚀转变为人为加速侵蚀,侵蚀模数达1000t/（km²·a）以上,径流模数在27480m³/（km²·a）以上。降雨和地形特征对土壤侵蚀的影响非常明显。土壤加速侵蚀量与10min 或15min 最大雨强（Ⅰ₁₀或Ⅰ₁₅）的关系最为密切,坡面汇流增加,谷坡侵蚀产沙系数为27.7%。     

香溪河流域降雨侵蚀力特征及简易算法初步研究

降雨侵蚀力表示降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,对土壤侵蚀定量预报及评价研究有重要意义。利用三峡库区香溪河流域兴山气象站1990—2009年20 a的逐日降雨量资料,采用日降雨侵蚀力模型估算了研究区的降雨侵蚀力,分析了降雨侵蚀力的年内、年际演变特征,并以此为基准值建立了降雨侵蚀力简易算法模型。结果表明:香溪河流域年内降雨侵蚀力R主要集中在5—8月,占全年的71%,峰值与侵蚀性降雨峰值一致,均出现在7月;R值年际变化较大,变异系数达到0.36,多年平均降雨侵蚀力为4 361.55（MJ·mm）/（hm²·h）,R值与年降雨量和年侵蚀性降雨量年际变化趋势基本一致,但也存在少数异常年份,多年降雨侵蚀力年际变化趋势系数为0.106,呈增加趋势;简易算法模型决定系数均在0.9以上,相对误差较小,均能满足要求,可应用于研究流域,但降雨侵蚀力精确值未知,模型参数有待进一步优化。     

植被覆盖和降雨因子变化及对东北黑土区土壤侵蚀的影响

[目的] 研究东北黑土区植被覆盖和降雨侵蚀力因子对土壤侵蚀时空变化的影响程度,为该区水土流失治理和可持续发展提供科学依据。[方法] 运用修正后的通用土壤流失方程（RUSLE）得到了2000—2018年东北黑土区土壤侵蚀分布特征,并探究土壤侵蚀模数与因子时空分布变化规律,得出侵蚀模数对于植被覆盖和降雨侵蚀力因子变化的敏感性。[结果] 黑土区土壤侵蚀变化与植被覆盖与管理因子和降雨侵蚀力因子的变化相关。研究期间侵蚀模数从1 175.20 t/（km²·a）下降至822.07 t/（km²·a）,并且全区主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,空间上呈现西南向东北逐渐降低的空间分布特点。[结论] 东北黑土区东南部和西南部的植被覆盖与管理因子（C）敏感系数分别为0.95和1.00,是强度敏感区域,提高植被覆盖度将成为有效治理手段;西北与西南降雨侵蚀力因子（R）敏感系数分别为0.45和1.00,为中度敏感和强度敏感的区域,降低降雨的影响对治理侵蚀最为有效。     

摩布小流域水土流失动态监测结果分析

依据宣威市摩布小流域摩布水土保持地面监测站径流小区监测点2014—2020年连续7年的水土保持监测资料,研究场次降雨侵蚀力(EI₃₀)和场次雨量、最大30 min雨强的乘积(PI₃₀)之间的关系,不同坡度不同措施下径流小区的土壤侵蚀特征,以及径流深、土壤侵蚀强度与降水量的关系。结果表明：EI₃₀与PI₃₀的相关系数高达0.981 2,相关性较好,说明用PI₃₀估算EI₃₀的精度较高,可直接用降雨量快速便捷地计算降雨侵蚀力;经果林和人工造林等水土保持措施可以减少径流小区的土壤侵蚀量,尤其是减轻坡度对土壤侵蚀的影响;20°、10°坡地径流深、土壤侵蚀强度与降雨量拟合关系均较好,监测结果对西南喀斯特地区水土流失预测、土壤侵蚀强度估算等具有较高的参考价值。     

赣北第四纪红壤坡地降雨侵蚀力的计算与分析

 降雨侵蚀力是建立土壤侵蚀预报模型的基础。为探讨赣北第四纪红壤坡地降雨侵蚀力的最佳组合形式、时间变异特征及其简易估算方法,通过赣北典型的第四纪红壤坡地区2001—2005年的实测资料,对各种降雨参数的单因子、复合因子与土壤流失量进行统计分析,对降雨侵蚀力的时间变异特征进行初步探讨,并对降雨侵蚀力和降雨量进行相关分析。结果表明:∑EI30可作为试验区降雨侵蚀力的最佳组合形式;降雨侵蚀力年际分布不均匀,年内分配主要集中在4—9月(占91.66%),总体上降雨侵蚀力与降雨量的年际和月际变化基本一致;次降雨的降雨侵蚀力与降雨量之间的相关系数为0.838,达到极显著水平。据此可建立基于降雨量的降雨侵蚀力简易模型,对无降雨过程资料地区的降雨侵蚀力计算具有参考价值。     

径流深和侵蚀量与集水面积、坡度及降雨量关系研究

[目的]分析径流深、侵蚀量与集水面积、坡度等影响因子间定量关系,为土壤侵蚀物理模型构建及参数率定提供参考。[方法]基于不同下垫面措施野外径流小区天然降雨实测资料,构建了年降雨径流深、侵蚀量多参数非线性估算模型。[结果]降雨产流阈值随集水面积、坡度呈先减后增、先增后减的变化趋势。年径流深(Y₁)和年土壤流失量(Y₂)随面积呈先增后减变化趋势;Y₁随坡度呈先减小后迅速增加变化趋势,Y₂随坡度呈持续递增变化规律;Y₁和Y₂随年降雨量持续增加。当坡面面积为130 m²时,Y₁和Y₂均达最大值;当坡度为13.5°时,Y₁达最小值。Y₁多参数非线性回归估算模型精度较好,70%数据点相对误差分布在±30%内。[结论]集水面积、坡度和年降雨量三者交互作用对年降雨径流深和侵蚀量影响作用最大;对于年降雨径流深和侵蚀量而言,均存在临界集水面积和临界坡度值。     

福建省降雨侵蚀力R值预测预报方法研究

降雨侵蚀力反映由降雨引起的土壤侵蚀的潜在能力,是建立通用土壤流失方程USLE的最基本因子之一。由于降雨侵蚀力计算过程中所需资料较难收集,给其计算增加了难度。利用福建省46个代表性气象站资料,建立了利用经度、纬度、海拔高度以及月降雨量估算降雨侵蚀力的简易算法模型,结果表明该模型预测预报效果较好,能够用于估算平均降雨侵蚀力。     

基于地形梯度的典型退耕区土壤侵蚀时空分异特征研究

[目的]研究典型退耕区退耕前后地形分异条件下的土壤侵蚀时空动态变化特征,为巩固退耕还林(草)成果提供科学支撑。[方法]采用RUSLE模型定量分析了延安市1989—2019年土壤侵蚀强度时空演变特征,结合地形因子探究了土壤侵蚀在各高程、坡度上的分异规律,通过LMDI模型了解影响土壤侵蚀模数变化的降雨因子、植被因子与水土保持因子,并分析了其贡献值,利用CA-Markov模型预测了延安市2029年土壤侵蚀状况。[结果]1989年、1999年、2009年、2019年延安市平均土壤侵蚀模数分别为12 554.80 t/(km²·a),8 237.17 t/(km²·a),5 936.57 t/(km²·a),4 473.02 t/(km²·a),侵蚀类型整体以微度侵蚀为主,在空间上呈现北高南低的分异特征;侵蚀强度总体随高程的升高而降低,但在五级高程上侵蚀加剧;侵蚀强度与坡度存在一致性,坡度增加,侵蚀加剧;近年来,植被因子和水土保持因子对土壤侵蚀的抑制作用增加;2029年延安市土壤侵蚀状况总体好转。[结论]延安...     

坡面土壤侵蚀分布规律的初步分析

通过在坡面不同位置布设REE示踪元素来研究坡面的侵蚀分布规律,结果表明:坡面的侵蚀分布符合Weibull概率分布模型。其中形状参数m与降雨量、降雨历时和径流深相关,而已度参数a与平均雨强、I₃₀相关。坡面的平均侵蚀强度基本上位于从坡脚向上的28～55m内;与我们假设的平均侵蚀强度位于坡面的下2/3处基本一致。但由于侵蚀过程的复杂性与影响因子的多样性．有些问题尚未解决,还有待于进一步研究。     

Wind tunnel simulation of ridge-tillage effects on soil erosion from cropland

In the arid and semi-arid regions, ridge tillage was often used as an alternative practice for wind erosion control on the croplands without sufficient crop residues left during the fallow period. Through wind tunnel experiments, wind erosion rate and vertical mass flux profile of blown sand under the simulated conditions of ridge tillage and flat tillage were studied in 15, 10, 10, 5, 3 min exposures at the wind velocities of 8, 10, 15, 20, 24 m s⁻¹, respectively. The results for the soil tested indicate that the mean rate of wind erosion under flat tillage was 129.89 g m⁻² min⁻¹, while that under ridge tillage were 20–60% less. Under ridge tillage with different structures, average wind erosion rate had a positive correlation with the spacing between adjacent ridges. For the same ridge height, average wind erosion rate decreased with increasing ratio between the height of ridge and the width of furrow. For the same ratio between the height of ridge and the width of furrow, average wind erosion rate increased with increasing height of ridge. Power function relationships were found between wind erosion rate and wind velocity on all the simulated tillage conditions. A wind velocity of 15 m s⁻¹ was the critical velocity, above which wind erosion rate increased rapidly for the soil and simulated tillage conditions tested. Compared with flat tillage, ridge tillage remarkably decreased wind erosion rates when wind velocities were beyond 15 m s⁻¹. Under ridge tillage, the total mass of sand transported at a height of 0–20 cm above soil surface (Q_0–20), and the fraction of that travelling at a height of 0–4 cm (Q_0–4/Q_0–20), were less man mat under flat tillage. For the same ridge height, Q_0–4/Q_0–20 increased with increasing ratio between the height of ridge and the width of furrow. For the same ratio between the height of ridge and the width of furrow, Q_0–4/Q_0–20 decreased with increasing height of the ridge. Sand transport rate under flat tillage decreased with increasing height by a negative exponential function, while negative linear functions were found under ridge tillage. Thus ridge tillage decreased the rate of wind erosion and sand transportation near soil surface, reduced the loss of soil nutrient caused by wind erosion and plant damage caused by blown sand abrasion, which make it an effective agricultural technology for wind erosion control in the arid and semi-arid regions.     

淮北地区5种不同植物群落土壤呼吸研究

选取河南西平杨树人工林生态系统中5种不同植物群落土地为研究对象,利用Licor-8100土壤呼吸测定系统对其土壤呼吸进行了连续观测,分析、比较5种不同植物群落土壤呼吸的差异及其影响因素。研究结果表明:（1）5种植物群落下土壤呼吸有所差异,但其日变化及年内变化趋势大致相同,均与土壤温度变化趋势一致,呈单峰曲线,其土壤呼吸大小顺序为:8 m行宽林间小藜—牛筋草地 > 2 m行宽林间苍耳地 > 8 m行宽林间水蓼—灰灰菜地 > 8 m行宽林间苍耳地 > 2 m行宽林间裸地;（2）采用土壤温度和湿度单因素模型（R_s=ae^bT_s或R_s=aW+b）进行分析:土壤温度和土壤含水量分别解释了不同植物群落土壤呼吸季节变化的41%~79%和2.3%~21%;而采用双因素模型分析（R_s=ae^bT_sW^c）,土壤温湿度共同解释了土壤呼吸速率季节变化的49.1%~86.7%,表明不同植物群落的土壤呼吸均受土壤温度和土壤含水量的共同影响;（3）运用Q₁₀=e^10b模型分析,Q₁₀值大小顺序为:8 m行宽林间小藜—牛筋草地（2.47） > 2 m行宽林间苍耳地（2.3） > 2 m行宽林间裸地（2.7） > 8 m行宽林间水蓼—灰灰菜地（2.59） > 8 m行宽林间苍耳地（2.22）,且5种不同植物群落下土壤呼吸Q₁₀值均表现为春季 > 冬季 > 秋季 > 夏季,即土壤呼吸温度敏感性随着温度的升高呈现出降低的趋势。     

Converting USLE soil erodibilities for use with the QREI30 index

Changing the basis of the R factor in the Universal Soil Loss Equation (USLE) to one based on the Q_REI₃₀ index results in the need to calculate new soil erodibilities for use in the modified version (MUSLE-II). This paper provides a formula for calculating first approximations for the new soil erodibilities from known USLE soil erodibilities when data from runoff and soil loss plots associated with the determination of these USLE soil erodibilities are available.     

典型泥石流小流域降雨和土地利用对坡面侵蚀的影响

[目的]揭示泥石流小流域降雨和土地利用对流域内坡面侵蚀的影响和作用,为泥石流的生态治理提供科学依据。[方法]以白龙江流域一级支沟——甘家沟泥石流小流域为研究区,基于该流域已建的5个径流小区(裸地、坡耕地、草地、土坎梯田、经济林地)连续5年的观测资料,利用K-均值聚类法,选择降雨量(P)、降雨历时(D)和最大30 min降雨强度(I₃₀)3个降雨指标,将该流域46次侵蚀性降雨事件划分为3类雨型(Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型),以平均径流系数和平均土壤流失量为主要指标,定量化分析了不同降雨雨型和土地利用类型对坡面产流产沙的影响和作用。[结果]径流和土壤流失对降雨的响应存在差异,平均径流系数为Ⅰ型降雨最高,其次为Ⅲ型和Ⅱ型降雨;土壤流失量为Ⅱ型降雨>Ⅰ型降雨>Ⅲ型降雨。最大30 min降雨强度与5种土地利用类型的径流系数和土壤流失量的正相关性最高,其次为降雨量、降雨历时。5种土地利用类型的平均径流系数为裸地>经济林地>坡耕地>草地>土坎梯田,土壤流失量为裸地>坡耕地>经济林地>草地>土坎梯田。降雨和土地利用相互作用下,径流...     

土石山区径流小区坡长对径流量和侵蚀量影响的研究

以土石山区径流小区所产生的径流量和侵蚀量为研究对象,对在山东省临朐县辛庄试验站径流小区坡长为10m,20m和40m多年的观测资料,分析了坡长与径流和侵蚀的关系.研究表明:不同坡长条件下降雨量与径流量和侵蚀量呈线性关系,同一坡长条件下,径流量和侵蚀量随降雨量的增加而增加,不同坡长条件下,随坡长的增加,径流量逐渐增加,在P<10mm时20m坡长的侵蚀量大于40m坡长的侵蚀量,在P>10mm时呈相反变化.不同坡长条件下I₃₀与径流量和侵蚀量呈幂函数关系,同一坡长条件下,径流量和侵蚀量随I₃₀的增加而增加,不同坡长条件下,随坡长的增加,侵蚀量逐渐增加,在I₃₀<20mm时20m坡长的径流量大于40m坡长的径流量,在I₃₀>20mm时呈相反变化.     

土壤侵蚀量与其水动力因子间的灰关联分析

采用灰关联分析法定量地研究了华南花岗岩地区不同草本植物覆盖率条件下水动力因子(雨量、雨强、径流量)与土壤侵蚀量之间的关联程度。结果表明:(1)随着地表草本植物覆盖率的降低,径流量与土壤侵蚀量的关联度愈来愈小,而雨强、雨量与其关联性却愈来愈大;(2)当地表全裸露时,影响土壤侵蚀的主要因子是雨强,而不是一般认为的径流量:(3)与雨量相比,雨强和土壤侵蚀量之间有更密切的关联性,选择雨强来反映降雨对土壤侵蚀的影响更合适。     

山东省药乡小流域侵蚀性降雨分布特征

为探究山东省药乡小流域侵蚀性降雨分布特征,本研究选择裸地坡面径流小区为研究对象,利用小区观测法得到的降雨、径流以及泥沙等资料,通过频率分析法拟定研究区侵蚀性降雨标准,并运用数理统计方法从时间、降雨强度、降雨侵蚀力角度分析侵蚀性降雨分布特征.结果表明:1)该研究区侵蚀性降雨标准为降雨量17.3 mm;2)7月份侵蚀性降雨场次、降雨量、径流量和产沙量占侵蚀性降雨比例为42.31％、45.71％、85.78％和97.97％,其他月份侵蚀性降雨分布较少;3)大雨、暴雨以上侵蚀性降雨,高降雨强度型降雨场次分别占相应雨量等级比例为60％和100％,其产沙量所占比例分别为75.07％、100％;4)降雨侵蚀力＞1000MJ·mm/(h·hm2)侵蚀性降雨产沙量占侵蚀性降雨比例为95.26％,其径流深是≤1 000 MJ·mm/(h·hm2)侵蚀性降雨3倍以上.以上研究表明,研究区侵蚀性降雨标准为17.3 mm,其主要分布在中雨以上雨量等级,造成严重土壤侵蚀的侵蚀性降雨多为高降雨强度型降雨或降雨侵蚀力＞1 000 MJ·mm/(h.hm2)的降雨,且其多分布于7月份.本文结果有助于研究区小流域侵蚀性降雨规律分析以及土壤侵蚀规律研究.