辽西低山丘陵区侵蚀沟壑分类的研究

朝阳市属半湿润半干旱低山丘陵区 ,境内植被稀少 ,沟壑纵横。据统计全市现有大、小沟壑 11 2万条 ,总面积2 6 78万hm2 ,占全市总面积的 13 3%。分析研究影响沟壑侵蚀发生发展的各因素 ,从中找出主要影响因子 ,准确判定沟蚀发生阶段及发展趋势 ,从而进行科学的分类 ,有利于沟壑治理与开发。从沟壑的土壤、植被、侵蚀程度及水文状况等发展形态 ,确定出 12个分类指标 ,采用模糊聚类方法 ,对选取全市 5县 (市 )有代表性的 10 0条沟作为样本进行分类。分析表明影响沟壑的各因子重要性排序为 :沟壑溯源侵蚀速度 >年侵蚀量 >土层厚度 >沟壑占地面积>径流深 >沟宽 >沟长 >沟深 >植被盖度 >汇水面积 >沟底比降 >降水量。经计算机程序运行 ,这 10 0条沟基本分为初期“V”型发展沟 2 4条、中期“U”型发展沟 4 4条和后期“”型稳定沟 32条 ,分别占总沟壑比例为 :2 4 %、4 4 %和 32 %。     

DEM网格尺寸与沟谷提取精度研究

基于DEM的沟谷提取涉及到DEM网格尺寸和汇流累积阈值这两个重要因素的选择问题。以北京市八达岭小流域1∶1万地形图为数据基础,运用Region Manager 5.0软件、MATLAB 6.0软件和Excel统计功能模块,完成该小流域的沟谷提取工作和数据处理工作。分析得出:随着DEM网格尺寸和汇流累积阈值的增加,所提取的沟壑密度呈现幂函数趋势减小;比较这两个因素,DEM网格尺寸对沟谷提取的精度影响更大。试验发现,以汇流累积矩阵平均值作为依据选择汇流累积阈值较合适。     

基于GIS的南方红壤丘陵区小流域汇流网络提取研究

以南方红壤丘陵区宝洞峪小流域作为实验样区,在地理信息系统技术空间分析和水文分析模块的支持下,采用不同分辨率的DEM为基本信息源,探讨了汇流阈值与汇流网络密度间的定量关系.研究结果表明:汇流阈值与汇流网络密度呈定量统计关系.经过对所得数据的回归分析.得出了汇流阈值与汇流网络密度的定量回归模型,其中系数6呈较明显的空间分异特征并随着DEM精度的变化而变化.还提出了一种基于栅格个数的汇流网络密度计算方法,通过在实际研究中的应用,表明该方法可以有效地应用到汇流网络结构研究中.     

小麦累积光合量的估算及其规律分析

在分析小麦（扬麦５号）生育期内环境条件与单叶光合速率变化关系的基础上，建立了用气象因子计算累积光合量的模式。用此模式可估算出小麦的某日、某一发育期及全生育期的累积光合量，由该模式计算出的结果与实测值相差很小，具有较好的拟合效果。这就使得我们仅用常规气象资料，即可估算出小麦的累积光合量。同时，还根据计算的结果分析了小麦累积光合量的变化规律，这将有助于我们对小麦干物质累积过程的进一步认识。     

基于低频GPR的土壤累积入渗量的探测方法研究

农田尺度上土壤累积入渗量的准确获取是目前土壤入渗研究中的难题.通过土工模拟和灌水实验,探讨利用低频探地雷达(GPR)技术探测土壤累积入渗量的方法.在分析灌水前后GPR剖面特征的基础上,分别构建和对比了基于波速法和振幅法的土壤累积入渗量计算模型.结果表明,基于振幅的探测模型在精度和稳定性方面均优于波速法,反射波振幅模型精度高于地面波模型,利用反射波波谷1构建的累积入渗量的GPR探测模型的决定系数达到0.96.因此,使用低频探地雷达可以实现对土壤累积入渗量的准确探测.研究结果为农田尺度上土壤累积入渗量的探测方法提供了一种新思路,同时,也为GPR在土壤学领域中的进一步应用提供了科学依据.     

基于辣椒产量、磷素累积及土壤磷环境风险的磷肥用量研究

针对西南地区辣椒生产中磷素吸收分配及土壤磷素累积特征不明的问题,通过田间试验明确辣椒不同时期各器官的磷素累积、分配及土壤磷累积动态过程,阐明基于辣椒产量、磷素吸收和土壤磷环境风险的最佳磷肥用量。试验于2018年以当地主栽品种开展田间试验,通过设置5个施磷水平(P 0、33、65、131、393 kg/hm²),测定辣椒各器官干重、磷含量、磷累积量及土壤磷累积量、土壤有效磷浓度、土壤水溶性磷浓度等指标。结果表明,随施磷量的增加:初花期和收获期辣椒茎、叶、果的干重均显著增加,施磷使初花期茎、叶干重增幅分别为50.0%～150%、50.0%～175%,施磷使收获期茎、叶、果干重增幅分别为39.7%～122%、66.7%～143%、15.2%～51.0%;磷累积量均显著增加,施磷使初花期茎、叶磷累积量增幅分别为63.6%～200%、40.9%～     

有机肥种类对土壤有效磷累积量的影响及其流失风险

为研究不同有机肥种类对土壤有效磷累积量的影响,采用鸡粪、猪粪、牛粪3种有机肥,于2008~2009年间在河北省廊坊进行了大田试验。结果表明:在总磷量相同条件下施入不同种类有机肥,耕层土壤中水溶性磷和有效磷含量显著不同。施入牛粪、鸡粪、猪粪的土壤0~5 cm土层中土壤水溶性磷分别为15.64、12.06、9.95mg/kg,有效磷含量分别为91.87、73.47、65.26 mg/kg;综合0~20 cm土层,施入牛粪、鸡粪、猪粪的土壤水溶性磷分别为6.42、4.84、4.41 mg/kg,有效磷含量分别为47.60、35.50、35.14 mg/kg。表现出有机肥中有效磷含量高则表层土壤中水溶性磷和有效磷含量也高。由于表层土壤的高量水溶性磷和易溶性磷在降雨条件下易于造成农田磷素流失,在确定环境友好的有机肥施用量时,不仅要考虑有机肥带入的总磷量,还要重视有机肥中有效磷含量对农田表层土壤水溶性磷和易溶性磷富集的影响。     

基于遥感影像与逻辑回归模型的延河流域沟壑分布概率预测

为研究黄土高原沟壑地貌空间分布特征,开展了基于遥感影像和机器学习的沟壑地貌提取,研究了延河流域沟壑地貌空间分布及其环境控制因子。以Google Earth Pro平台为支撑,在人工提取大量沟壑地貌样本的基础上,基于Landsat8 OLI影像波段信息,采用主成分分析前3个变量、缨帽变换前3个变量、NDVI、高程、坡度和坡向10个因子,使用逻辑回归模型预测整个延河流域的沟壑概率分布。结果表明:(1)在10个变量因子中,因子Brightness的R²_McF为0.158,重要性最大,因子elevation的R²_McF为3.6×10^-5,重要性最小;(2)最优逻辑回归模型由组合因子Brightness,PCA₁,Greenness,Wetness,PCA₃和slope确定,其重要性R²_McF为0.206;(3)最优逻辑回归模型的沟壑概率预测精度为73.72%,ROC曲线下面积即AUC值为0.80;(4)延河流域沟壑地貌约占整个延河流域面积的52.05%。研究表明,延河流域沟壑分布呈现从西北方向到东南方向逐渐集中的特点。     

施氮量对棉铃干物质和氮累积及分配的影响

以高品质棉（科棉1号）和常规棉（美棉33B）品种为材料,2005年在江苏徐州（11711E, 3415N）、2007年在河南安阳（11413E, 3604N）设置施氮量（低氮N 0 kg/hm2,适氮N 240 kg/hm2,高氮N 480 kg/hm2）试验,研究施氮量对棉铃干物质、氮累积分配和棉铃（纤维、棉子）品质的影响。结果表明:施氮可改变棉铃各部分干物质和氮素的累积特征,进而影响棉铃重和棉铃品质。在本试验N 240 kg/hm2水平下,单铃棉子和纤维的干物质累积量最大,棉铃各部分（铃壳、纤维、棉子）氮含量适中、氮累积量最高,最终铃重最大,棉纤维和棉子品质最优;在不施氮（N 0 kg/hm2）时,棉铃干物质和氮快速累积期开始较早、累积速率较低,最终干物质和氮累积量均较低,铃重最低,棉纤维和棉子品质最差。在N 480 kg/hm2水平下,棉铃各部分（铃壳、纤维、棉子）的氮含量和累积量提高,且在成熟棉铃中棉纤维干物质的分配系数下降,棉子中的氮分配系数提高,最终棉子中蛋白质含量上升,铃重和棉纤维比强度、棉子油分含量均降低。综上所述,施氮量过低影响棉铃干物质和氮素的累积,而施氮量过高则主要影响棉铃干物质和氮素在铃壳、棉子和纤维间的分配,二者均导致最终的铃重降低、棉纤维和棉子品质变劣。     

基于辐射累积量的灌溉策略对不同土壤质地温室黄瓜产量和品质的影响

针对设施土壤栽培中缺乏简单实用灌溉策略的问题,该研究以黄瓜‘中农26’为试材,在典型土壤质地（壤土、黏壤土和砂壤土）下,控制同一质地土壤相同太阳辐射量累积下总灌水量一致,探究基于太阳辐射累积量的灌溉策略（分别以15、20和25 MJ/m²的辐射累积量作为灌水起始点）对日光温室秋冬茬黄瓜植株生长、产量、灌溉水分利用效率和品质的影响。结果表明,对于壤土、黏壤土和砂壤土,以25 MJ/m²的辐射累积量作为灌水起始点,分别对应单次3.22、3.56和2.77 mm的灌水量,有利于植株获得更高的光合速率、叶面积、株高和节间数;但同一质地土壤相同灌水量下基于太阳辐射累积量的灌溉策略并未对黄瓜产量和灌溉水分利用效率产生显著影响（P>0.05）。对于壤土、黏壤土和砂壤土,以20 MJ/m²的辐射累积量作为灌溉起始点,分别对应单次2.59、2.85和2.22 mm的灌水量,果实可获得较高的可溶性糖和维生素C含量,较低的硝酸盐含量,品质较优。因此,基于太阳辐射累积量作为灌水起始点的灌溉策略可用于设施黄瓜栽培,但单次灌水量需综合考虑土壤质地类型和高产/优质的栽培目标进行设定。     

沟壑密度调查应采取水文网络法

沟壑密度是评价小流域沟蚀程度的指标,具体地反映了小流域沟蚀轮廓。目前,对于沟壑密度调查,尚无统一规定,有方格网法,小斑号法等。这些方法虽能描述小流域沟蚀现状但不能为沟壑治理的工程设计提供前期资料。水文网络法,从沟道发育入手,将大流域依沟道分布划分为若干小流域,结合工程布局进行调查,计算结果与其它方法相同,结论相同,而基础资料均为以后的工程设计提供了必要的准备,可随时调用。     

基于坡度的黑土区切沟密度协同克里格插值方法研究

切沟侵蚀已成为东北黑土区土壤侵蚀的重要组成部分。结合野外样区实地调查切沟分布数据与空间插值方法是快速获取大面积切沟密度值的有效手段。流域的平均坡度值是切沟形成的影响因素之一,为提高切沟密度值空间分布的插值精度,在黑龙江省海伦市内,利用网格法均匀选取40个1 km²左右的小流域,在实地测量区域内切沟密度数据的基础上,应用距离权重反比法、普通克立格和以小流域的平均坡度作为协同变量的协同克立格对其做空间插值。结果表明:切沟密度与协同区域化变量受结构性因素的影响远大于随机性因素,均为强空间自相关性;距离权重反比法与普通克里格法的预测精度相近;协同区域化变量的空间结构性优于单一变量,协同克立格法生成的空间分布图精细度明显提高,均方根误差降低20%以上,预测值与实测值的相关系数提高89%以上,协同克里格可有效提高区域切沟插值精度。     

基于Google Earth影像的横断山区沟蚀及侵蚀沟类型调查研究

[目的]探讨横断山区侵蚀沟的类型、分布特征及影响因素,为研究沟蚀对横断山区土壤侵蚀及土地退化的影响提供依据。[方法]基于Google Earth高清影像结合GIS的方法,基于可见性的基本原则,对横断山区开展侵蚀沟的抽样调查。共布设调查单元2 242个,每个单元尺寸1km×1km。[结果]共有571个调查单元发现有侵蚀沟分布,占调查单元总数的25.5%,平均沟壑密度为2.20km/km2。沟蚀在海拔低于1 500m的区域发育显著,沟壑密度随坡度增加而增长,与年降雨相关性较弱。草地是沟蚀发育的主要土地利用类型,燥红土的沟蚀分布率及平均沟壑密度显著高于其他土壤类型。通过总结国内外现有的侵蚀沟分类体系及其异同,结合调查结果,判定该次调查的横断山区侵蚀沟类型主要为切沟和冲沟(包括有泥石流事件的冲沟)。[结论]横断山区切沟和冲沟分布广泛,发育强烈,其分布受海拔、坡度、土地利用及土壤类型等因素的影响较为显著。     

神府-东胜矿区人为泥石流沟道流域地形条件分析

在对神府一东胜矿区人为泥石流沟道广泛野外调查的基础上,选取了４３条典型泥石流样沟。在１：１００００地形图及卫片上进行了形态要素量测,应用流域地貌分析原理,对所有样沟各形态要素进行了详细分析,结果认为,人为泥石流沟道地势比沿程变化特征为,以形成区比降最大,区别于自然泥石流沟道;沟道分区面积比以汇水区面积最大,明显区别于湿润地区;流域形状以扇形为主,沟道给养面积较大,崎岖系数不太大是半干旱地区人为泥石     

田湾沟泥石流特征及其防治对策

雅砻江一级支流子耳河左岸的田湾沟泥石流威胁着下游600m子耳河河口电站拟建地面厂房。通过调查,对形成田湾沟泥石流的活动性及成因进行了研究分析,并根据该流域泥石流的特征和危害,提出了防治措施建议,为电站的安全运营提供保障。     

四川省金川县八步里沟泥石流灾害治理现状及对策

八步里沟位于金川县城郊,近百年间多次暴发泥石流,对金川县城造成严重危害。为了减轻泥石流对金川县的威胁,在各级政府和主管部门的支持下,中国科学院成都地理所(即中国科学院成都山地灾害与环境研究所)与当地政府及有关部门在80年代对八步里沟泥石流进行了综合治理。工程竣工至今其治理效果非常显著,近20年来再未发生泥石流灾害事件,有效地保护了县城逾万群众的生命财产安全。但是鉴于工程设计使用年限即将到期,加之后期缺乏妥善管理,工程的防灾减灾能力已逐步减弱。同时因工程发挥的防灾效益较好,致使当地民众的防灾减灾意识比较淡薄,一遇特大暴雨引发新的泥石流有可能引起较大灾害。因此对八步里沟进行进一步治理迫在眉睫。     

西藏樟木沟泥石流成因分析及综合评判

樟木沟泥石流对西藏地区唯一的国家一类陆路通商口岸——樟木口岸具有较大威胁,为合理制定泥石流防治方案,在研究樟木沟泥石流形成条件和动力学特性的基础上,分别采用数量化综合评判方法和模糊数学综合评判方法对该泥石流沟的易发程度进行了评价。综合评判结果显示,樟木沟为一条轻度易发泥石流沟,但有偏向中度易发泥石流的倾向。此外,对沟道断面清水流量的监测结果表明,樟木沟内常年流水是樟木镇松散层内地下水的主要补给源,对樟木滑坡群稳定性有不利影响。     

基于Granger模型的黄土沟壑区典型人工林绿水流研究

[目的] 对黄土沟壑区典型人工林刺槐、侧柏、油松的绿水流变化规律进行研究,为该区植树造林,促进水资源高效利用等工作提供科学指导。[方法] 首先对Granger模型在南小河沟流域典型人工林内的适用性进行评价,然后结合实测的低效绿水,对各林地内高、低效绿水进行了分离,并基于分离结果,分析总结无雨期各林地高、低效绿水变化特征及其与太阳辐射、叶面积指数、土壤含水率的关系。[结果] ①Granger模型在各林地内的适用性良好,其纳什效率系数在率定期以及验证期分别在0.67以及0.52以上。②各林地中,高效绿水在不同水文年的变化程度表现为：侧柏（45.93%） > 油松（28.81%） > 刺槐（6.11%）;低效绿水变化则表现为：油松（52.73%） > 侧柏（34.97%） > 刺槐（21.16%）;绿水流变化表现为侧柏（21.13%） > 刺槐（12.37%） > 油松（0.50%）。偏枯和特枯年份无雨期刺槐、侧柏、油松林地10 cm土层相对含水量低于50%的比例占90.1%,56.8%,64.0%和68.4%,70.1%,71.2%;20 cm土层相对含水量低于50%的占90.1%,61.0%,60.1%和80.0%,66.7%,50.5%。[结论] ①侧柏是对水分最敏感的树种。②不同水文年对侧柏高效绿水（45.93%）的影响大于低效绿水（34.97%）,对刺槐和油松的影响则正好相反。③太阳辐射对侧柏低效绿水的影响最大,对刺槐高效绿水影响最大。刺槐和油松的低效绿水都随叶面积指数的增加而减少,高效绿水则随之增加。侧柏的高效绿水受叶面积指数影响较小。3种林地在试验期大部分时段内都处于中度缺水状态。     

房对沟泥石流特征及形成环境初探

通过对山西省文水县北徐村房对沟１９９０年７月１１日泥石流实验调查及访问,分析了该沟泥石流的形成环境,分析认为房对沟是一条由非泥石流构演化而成的一条典型人为泥石流沟,没有明显的物源补给区及通过区之分,是由许多坡面型泥石流汇合而成的复合型的谷泥石流,如果现在不进行治理,一旦暴雨突降,则泥石流爆发,后果不堪设想。     

舟曲县三眼峪沟泥石流灾害治理工程分析

2010年8月8日,舟曲县城北侧三眼峪沟和罗家峪沟暴发的特大山洪泥石流,给舟曲县城人民生命财产造成了巨大损失。基于现场调查、勘测,从流域地质环境条件,该次泥石流形成及活动特征,固体松散物质储存及补给方式,沟道冲淤变化及县城防灾等分析入手,阐述了拦挡工程在三眼峪沟泥石流治理中的作用,提出了以拦为主,拦排结合的治理观点;对拦挡坝工程类型进行分析选择,提出了采用抗冲击力强的中、高拦挡坝治理该沟泥石流,以确保足够的拦砂库容和工程的安全可靠性;依据各沟段泥砂补给及泥石流活动特征,分析拦挡坝构筑物形式及其功能和作用,系统部署了沟道拦挡坝工程。