太湖流域安吉县森林控制土壤侵蚀及养分流失的效益评估

因土壤流失带来的面源污染是太湖流域水质恶化的主要原因之一,而森林在控制土壤侵蚀以及减少养分流失方面具有重要作用。以安吉县森林资源二类调查数据为基础,采用土壤侵蚀模数法和土壤养分含量估算了森林控制土壤侵蚀及其减少氮、磷养分流失量,并参照污染物入河降解系数与环境资源区域补偿标准,评估了安吉县森林减少氮磷养分流失的生态效益。结果表明：安吉县森林可年均减少151万t土壤侵蚀量,从而控制住土壤中1 409t总氮和577t总磷养分流失,相当于每年避免了824t总氮和410t总磷输入到河流水体中;仅此一项生态服务功能,安吉县森林每年就应得到9 255万元生态补偿资金,约合森林688元/（hm2.a）,相当于目前47元/hm2生态补偿标准的15倍。该研究揭示了太湖流域上游地区森林控制土壤侵蚀及养分流失对于流域水环境保护的重要性,有助于流域水环境污染治理与保护工作的开展。     

GIS支持下三峡库区典型小流域土壤养分流失量预测

土壤养分流失是农田非点源污染的主要形式。以长江三峡库区典型小流域为研究区域 ,根据土壤养分流失规律与土壤侵蚀量预测结果 ,以及表土中养分含量 ,像元土壤侵蚀量和泥沙对养分的富集比 ,建立了可与 GIS结合的侵蚀泥沙携带养分量预测模式。运算结果显示 ,小流域有机质、氮、磷、钾流失总量分别为 5 0 9.8,47.1,14.6 ,1137.4t,平均 30 .5 ,2 .8,0 .9,6 8.1t/ km2。根据正常施肥水平及有机质累积率草拟的土壤养分流失分级标准来判断 ,三峡库区小流域养分流失量 ,以严重流失占的比例较大。     

美国路易斯安那州森林采伐迹地的水土保持措施

本文对路易斯安那州采伐林地的水土保持措施进行了研究,并估算了采伐林地的土壤侵蚀速率。作者于1985年对采伐两年的1584个林地样地进行了调查,用通用土壤流失方程式估算了土壤流失量。虽然在采伐林地的运材道、集材道上未能广泛实行种植牧草、修筑截水沟等水土保持措施,但是在两年内对95.5%的样地都进行了补植。采伐林地预测的最大土壤侵蚀速率(6.7t/hm~2·a)发生在运材道上。在采伐地整地方法中,机械作业产生最大的土壤侵蚀速率(10.4t/hm~2·a),而无机械处理的火烧法产生最小的土壤侵蚀速率(0.5~0.8t/hm~2·a)。无采伐的森林植被径流缓冲带并不能完全阻止沟头侵蚀。     

苦驴河上游小流域土壤侵蚀及其养分流失特征

[目的]定量分析苦驴河上游小流域土壤侵蚀及其养分流失特征,为巢湖上游小流域水土保持工作提供科学依据。[方法]基于遥感技术(RS)和地理信息系统(GIS),利用修正通用土壤流失方程(RUSLE)定量评估研究区土壤侵蚀及其养分流失状况,分析土壤侵蚀强度与坡度、高程和土地利用等因子的关系。[结果]①2018年研究区平均土壤侵蚀模数为394.45 t/(km~2·a),主要为微度和轻度侵蚀。②土壤侵蚀强度与坡度呈明显的正相关,且随着坡度增加,强度及以上侵蚀的面积比例逐渐增加。同一高程范围内不同土地利用对土壤侵蚀程度影响不同,以各土地利用的平均土壤侵蚀模数表示为:未利用地[1 022.55 t/(km~2·a)]林地[655.04 t/(km~2·a)]旱地[285.78 t/(km~2·a)]水田[139.80 t/(km~2·a)]。③土壤养分流失与土壤侵蚀的空间分布趋势一致,土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)平均流失量分别为3.66,0.27,0.07 t/(km~2·a)。[结论]苦驴河上游小流域土壤侵蚀及其养分流失受地形地貌影响显著,南高北低,南部丘陵水土流失较为严重,山林地和坡耕地是该地区水土保持工作的重点区域。     

基于GIS和USLE的土壤侵蚀预测研究——以云南新平大红山铁矿为例

将地理信息系统(GIS)与通用土壤流失方程(USLE)相结合对云南新平大红山铁矿区进行土壤侵蚀量的预测和估算.结果表明:全区土壤流失面积为5.54 km2,占矿区总面积的65.17%,年土壤流失量为4.855万t.矿区50 a之后,土壤流失面积变化不大,年流失量下降为2.736万t,减少了43.65%.完成土地生物复垦后的土壤流失变化趋势是强度及其以上级别的土壤侵蚀量降低,中度及其以下的侵蚀量增加.     

漳河灌区不同阶段土壤侵蚀及氮磷流失量研究

土壤氮磷流失是污染生态环境和困扰农业生产发展的一个重要问题。针对湖北省漳河灌区的土壤特征和土地利用方式,应用RUSLE模型计算了灌区1952—2010年共4个阶段的土壤侵蚀量及氮磷流失量,结果表明:灌区开灌后土壤侵蚀量由第一阶段的1026375t/a增加到第四阶段的1978054t/a;氮、磷流失模数由9.53kg/(hm2.a)和11.91kg/(hm2.a)分别增加至13.03kg/(hm2.a)和16.29kg/(hm2.a),总体均呈现逐渐增加的趋势。这说明灌区土地利用变化等对土壤流失和氮磷流失具有一定的影响,加强灌区土地利用管理和施肥管理,对于减轻土壤侵蚀和减少农业非点源污染有着重要的意义。     

黄河源高寒草甸高原鼠兔土丘的土壤风力侵蚀规律

为阐明高寒草甸退化区土壤风力侵蚀作用及土壤流失规律,以青海省河南县退化高寒草甸高原鼠兔土丘为研究对象,通过开展野外人工模拟风蚀试验,对不同风速下鼠丘土壤流失量及其养分流失规律进行分析和讨论。结果表明：（1）风蚀作用下土壤流失量均呈先快后慢的变化规律,风速从6.0 m/s逐步增加到12.0 m/s时,土壤流失量增长约6.3倍。（2）风蚀过程中鼠丘高度和直径随风蚀时间的变化较明显,其变化速率与土壤流失速率相对应,且风蚀促进土壤水分的蒸发速率,从而促进鼠丘的土壤可蚀量。（3）鼠丘土壤养分随风速和土壤流失量的增大而增大,即养分流失规律与土壤流失量的变化规律相同,其中土壤有机质、全钾、速效钾和碱解氮的流失量相对较大。研究结果表明风力侵蚀是加剧退化高寒草甸高原鼠兔爆发区土壤流失和养分贫瘠的重要因素之一。     

基于GIS、RS和RUSLE的林区土壤侵蚀定量研究--以大兴安岭呼中地区为例

USLE是美国农业部(USDA)土壤保持局建立的以大量试验数据为基础的经验性方程,主要应用于农业区域的土壤侵蚀的监测,现已被广泛应用.RUSLE是USLE的改进方程,尽管它们的表达式相同,但RUSLE从技术性和确定因子的两方面进行了改进,具有更广泛的应用范围和更高的精度.以地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和修正的通用土壤流失方程(RUSLE)为核心,根据呼中地区1990年遥感影像解译数据、统计资料和实地考察得到地貌、植被、降雨量,林业采伐,火烧迹地等资料,确定方程中各因子,并介绍林区各因子确定的方法,对大兴安岭呼中地区土壤流失量进行了定量化分析,评价该区森林采伐和火烧对土壤流失的影响,进行水土流失的定量评价.结果表明呼中地区总水土流失量为427 537.5 t/a,大部分地区小于3.5 t/(hm2·a),低于水利部1984年颁布的允许流失量标准(2～10 t/hm2·a),总体水土保持良好.但是研究区内水土流失严重地区十分集中,主要分布在坡度较陡处和火烧、采伐迹地.在无人类和火烧干扰的情况下坡度对水土流失影响最显著.     

基于GIS的南四湖沿岸农业面源氮磷负荷估算研究

以济宁市沿南四湖县区乡镇为主要研究区,根据降雨径流和土壤侵蚀量,运用遥感(RS)影像和地理信息系统(GIS),确定土壤通用流失方程(USLE)各参数,运用USLE对南四湖沿岸氮磷流失模数进行定量估算,为南四湖沿岸农业氮磷流失的消减与控制提供科学依据。结果表明:USLE模型计算的氮磷流失量主要集中在湖西区域,以喻屯镇、王鲁镇和唐口镇的流失量居于前列,最高的喻屯镇氮、磷流失量分别达439.9t/a和271t/a;湖东区域,石桥镇、马坡镇、欢城镇和韩庄镇的氮磷流失量居于前列,最高的石桥镇氮和磷流失分别为174t/a和120.6t/a。农田实际调查的氮和磷的流失量与模型计算值趋势较一致,两者呈极显著线性正相关(p<0.01)。氮的模型计算流失量略低于实际调查流失量,而磷的模型计算流失量远远高于实际调查流失量。主要是因为南四湖沿岸农田氮的流失是氮的主要流失形式,远高于畜禽养殖和生活排污的氮流失。而磷的流失主要来自畜禽养殖,其次才是农田流失磷。     

华西雨屏区5种坡地利用方式产流产沙与养分流失特征

选择5种坡地利用方式,分别是裸地、农耕地(玉米)、荒草地、巨桉林地Ⅰ与巨桉林地Ⅱ,建立人工径流小区,对2006年6～11月各小区产流产沙及养分流失进行对比研究.结果表明:(1)5种坡地利用方式产流产沙差异显著(P＜0.05),径流深依次是裸地(250.9 mm)＞农耕地(232.9 mm)＞荒草地(175.4 mm)＞巨桉林地Ⅰ(170.5 mm)＞巨桉林地Ⅱ(141.3 mm);产沙量大小依次为:农耕地(313.63 t/km2)＞裸地(176.80 t/km2)＞荒草地(94.45 t/km2)＞巨桉林地Ⅰ(90.58 t/km2)＞巨桉林地Ⅱ(36.37 t/km2).(2)5种坡地利用方式养分流失差异显著(P＜0.05),其流失量大小顺序均为钾素＞磷素＞氮素.其中,氮素与磷素流失以水溶态为主,平均为96.16%与69.45%;钾素以颗粒态(与泥沙结合态)为主,平均为74.93%.(3)不同坡地产流产沙主要影响因素不同,裸地与农耕地受降雨影响较大,而荒草地与巨桉林地受人为干扰因素较大.(4)调整农事活动、改善经营措施与减少人为干扰对防止坡地产流产沙以及养分流失具有重要作用.     

不同管理方式下吉林省农田黑土流失量

本文利用土壤流失方程式的计算机应用程序[1],模拟计算吉林省榆树和德惠两市黄土质黑土坡耕地在不同管理利用方式下的土壤流失强度。结果表明,黑土种植玉米降雨流失量在4～45 t/hm2·a之间。种植大豆流失量高出玉米一倍。流失量随耕地坡度加大和A层变薄而增加。吉林黑土A层厚度正在逐渐下降,下降幅度因土种和管理方式而异,范围在0.5～4.5mm/a。种植玉米,吉林省黑土每年会流失830×104t表土,相当于流失近20×104t有机物质。种植大豆会使土壤和有机质流失量加倍。与传统的耕作方式模拟对比,保护性耕作可以显著降低吉林黑土的流失量。     

杭州湾南岸农业生态系统土壤保持功能及其生态经济价值评估

文章运用土壤通用流失方程(USLE)研究了杭州湾南岸农业生态系统的土壤保持功能,并评价了其经济价值.研究表明,由林地、水田和旱地组成的杭州湾南岸农业生态系统的土壤保持量为5.67×105 t/a,其经济价值为20.35×105元/a,其中减少土壤废弃的经济价值为12.33×105元/a,保持土壤养分价值为4.92×105元/a,减少泥沙淤积价值为3.10×105元/a.     

滇东南岩溶地区两种地类的水土流失比较

对西畴岩溶地区坡耕地和封山育林地的水土流失测定结果表明:降雨多少和降雨强度对径流影响较大,一般降雨量多的年份或月份,产生的径流量和泥沙流失量也较多.坡耕地的水土流失情况较为严重,平均每年产生径流170.06 t/hm2,土壤侵蚀模数为162 t/(km2·a).封山育林植被恢复后,增加了盖度,减少了土地的裸露,植株对降雨有效截留,有效防止了水土流失,径流量比坡耕地减少了37.30%,土壤侵蚀模数为39 t/(km2·a),泥沙的流失量减少75.78%,且呈逐年减少的趋势.封山育林后流失的土壤养分也得到控制,固体养分流失量,分别比坡耕地减少有机质51.79%、全氮70.82%、全磷38.85%、全钾75.36%、速效氮72.10%、速效磷10.75%、速效钾70.21%,液体养分流失量,分别比坡耕地减少氮34.55%、磷23.16%、钾61.31%.封山育林由于有植被的保护,枯枝落叶及微生物对土壤的改良和营养补充,使大多数营养成份有所提高,而坡耕地的土壤营养成份在下降.     

广西石灰岩地区水土流失及其治理措施的探讨

广西石灰岩分布较广,喀斯特现象发育,山多石头多,土地零散坡地多,成土缓慢,土层薄。石灰岩地区土壤允许流失量仅为68t/(km²·a),而现在该区土壤流失量一般为100～200t/(k²m·a),大大超过允许流失量。作者针对广西实际情况提出并论述了:1.造林绿化;2.封育恢复植被;3.修筑石坎梯田;4.增施肥料,深翻改土;5.建立生态目标责任制等水土保持措施。     

坡形和PAM对黄土坡地水土养分迁移特征的影响

通过野外径流小区人工降雨试验，研究坡形和聚丙烯酰胺（PAM）对径流量、土壤侵蚀和养分流失的影响。试验设置2个PAM施用量，分别为0，2 mg/L；9种坡形处理，即4个凹形坡，4个凸形坡，1个直形坡。结果表明：（1）与均匀坡面相比，凸形坡的平均土壤流失量、氨氮流失量和磷酸盐流失量分别增加25.12%，24.01%和26.96%，且土壤和养分流失量随着凸形坡面的凸度增加而增加，凹形坡的平均土壤流失量、氨氮流失量和磷酸盐流失量分别减小13.53%，10.85%和19.95%；（2）凹形和凸形坡面的径流量差异很小，且均大于均匀面的径流量；（3）施用PAM后，3种坡形的坡面土壤流失均减少90%以上，养分流失减少28.19%~68.13%，且PAM施用在凸形坡上减少水土养分流失量效果最佳。     

大兴安岭东部林区森林水土保持功能初步评价

 为确定合理的生态效益补偿机制及确定各生态单元保护的优先度提供参考,选择以森林为主要资源的大兴安岭东部林区为研究对象,以地理信息系统为平台,采用通用土壤流失方程式,对该区域森林采伐前后的水土流失情况进行估算。结果表明:整个研究区未采伐时,年土壤侵蚀总量为485万8658.55t,采伐后为1亿4109万9989.4t,高达采伐前的29倍,采伐前所有林业局的土壤侵蚀模数,均小于200t/(km2·a)的允许土壤流失量,采伐后所有林业局的土壤侵蚀模数均大于允许土壤流失量。其中,呼中林业局最高为3849.57t/(km2 ·a),属于强度侵蚀。这充分表明,该区域森林的水土保持功能十分明显,采伐前后土壤侵蚀模数分布格局基本一致,西部区明显高于东部区,与该区域的坡度变化格局相似,说明在该区植被覆盖是土壤侵蚀最主要的影响因子,而坡度则是造成土壤侵蚀空间差异的主要因子。     

基于GIS的黄土高原小流域土壤侵蚀定量评价

以小流域为单元进行土壤侵蚀量的定量评价研究,是探索土壤流失规律和评价流域治理效益的一个重要途径和内容。根据修正通用土壤流失方程（RUSLE）,在ArcGIS软件平台下,以QuickBird遥感影像作为主要数据源,计算了黄土高原南小河沟小流域土壤侵蚀量并定量分析了土壤侵蚀量与坡度和土地利用的关系。结果表明:南小河沟小流域年土壤侵蚀量88 504.2 t/a,平均土壤侵蚀模数为2 438.98 t/（km²·a）,属于轻度接近于中度侵蚀强度,土壤侵蚀得到有效控制。随着坡度的增大土壤侵蚀量明显增加,>25°区域产生全流域80%以上的土壤侵蚀量。不同植被类型的土壤侵蚀模数依次为:天然草地>未成林地>疏林地>灌木林地>人工草地>乔木林地。改善疏林地、未成林地和天然草地的结构,加强难利用地和荒坡地的治理,提高植被覆盖度,是降低土壤侵蚀量的主要途径。     

子午岭地区林地破坏加速侵蚀对土壤养分流失和微生物的影响研究

以浅沟集水区为研究对象,分析了子午岭地区林地被开垦破坏15年后裸露地在不同侵蚀强度和侵蚀方式下的土壤养分流失和土壤微生物数量的变化。结果表明,林地开垦破坏后,土壤侵蚀加剧发展,侵蚀强度达159.7t/(hm2a),是林地土壤侵蚀量的上千倍。开垦破坏15年后,裸露地浅沟集水区不同地形部位表层土壤全氮、有机碳、速效磷和土壤微生物总数显著减少,同林地相比,依次分别减少37.9%～82.6%、42.7%～86.4%、24.2%～80.3%和31.8%～92.0%。在裸露地浅沟集水区梁坡随坡长的增加,表层土壤有机碳、全氮和速效磷含量及微生物总数呈显著的下降趋势,且沟槽的土壤各养分含量及微生物总数明显低于沟间。裸露地浅沟集水区土壤养分流失强度及微生物数量减少幅度在浅沟集水区的空间分布与土壤侵蚀方式和侵蚀强度相对应。林地开垦破坏15年后,土壤养分以有机碳流失最严重,其次分别为速效磷、全氮;微生物中的真菌减少幅度最大,细菌次之,放线菌减少幅度最小。     

木论喀斯特森林水土流失规律研究

森林水土流失是森林水文生态效益评价的重要指标。通过坡面径流小区测流法,于2006—2010年连续5a对木论喀斯特森林及灌草坡植被进行水土流失的对比观测研究。结果表明:(1)林地年地表径流量为0.78～2.85mm,年均值为1.77mm,占年均降雨量的0.10%,比灌草坡(5.87mm)减少了69.8%;(2)林地年土壤侵量为9.9～28.5kg/hm2,年均值为17.7kg/hm2,比灌草坡(58.7kg/hm2)减少了69.8%;(3)林地年养分(N,P,K)流失量为0.008～0.028kg/hm2,年均值为0.019kg/hm2,比灌草坡(0.064kg/hm2)减少了70.3%;(4)土壤及养分流失主要集中在5—8月,分别占全年流失总量的76.3%,92.7%,与该区同期降雨量的年内分配相匹配。     

太行山低山区刺槐人工林水土保持效应研究

利用小型径流观测场对比观测了不同林地降雨、径流过程以及全年的土壤侵蚀量。结果表明 ,与裸地相比刺槐林有很好的水土保持作用 ,能明显地减少地表径流和泥沙侵蚀。3 0 mm左右降雨量 ,有林地减少地表径流的能力是无林地的 3倍以上。2 0 0 0年径流观测场有林地土壤流失量为 179.4 2 g/ m2 ,无林地土壤流失量为 980 .1g/m2 。无林地土壤侵蚀量随降雨量的不同约是有林地的 3～ 5倍 ,有林地年度总侵蚀量较无林地减少 5倍以上。