基于WIN-YIELD软件的黄土丘陵区作物产量地形分异模拟

退耕还林是目前黄土丘陵区整治生态环境和控制水土流失的主体政策。为提高退耕政策贯彻落实的科学性，该文基于WIN-YIELD软件，利用2002年延安气象站的逐日气象数据和燕沟流域地貌、土壤及土地利用等资料，通过对玉米、马铃薯、高粱、大豆和豌豆等作物产量随地形高程、坡度和坡向变化的模拟，以揭示作物产量与地形条件的关系。研究发现：地形坡度对作物的产量有着重要影响，地形坡度越大，作物的产量越低；地形高程除对马铃薯有一定影响外，对其它作物产量的影响不大；地形坡向对不同作物产量的影响普遍较微弱。     

黄土丘陵区水土流失面源污染研究

黄土丘陵区是世界上水土流失最严重的区域之一,严重的水土流失也造成了土壤养分流失和面源污染,已经严重制约了该区域经济社会的可持续健康发展。基于此,在整理分析国内外大量文献的基础上,系统总结了黄土丘陵区水土流失与农业面源污染的研究趋势、形成机制、研究方法及防控措施,为黄土丘陵地区生态农业建设提供依据。     

浅谈烧荒及其解决措施

采用宏观调查和微观实验相结合,测试分析和定位观测相结合的方法,对黄土丘陵区坡耕地主要由水土流失造成的土地退化进行了研究。结果显示,黄土丘陵区坡耕地的水土流失不仅造成表层耕作土壤变薄和地表径流损失,还造成表土养分流失、土壤物理性能变差、土壤水分入渗能力下降。土地退化的最终结果是土地生产力的下降,干旱年份水土流失造成不同坡度坡耕地不同农作物的粮食减产幅度达21.9%～80.0%。     

免耕和施肥对玉米光合速率的影响

依据在陕西安塞进行的田间试验,研究了黄土丘陵旱农区传统翻耕和免耕及化肥和有机肥对玉米光合速率和气孔导度的影响。结果表明,免耕措施下玉米的光合速率、气孔导度、水分利用效率均高于传统翻耕,气孔导度的日变化与光合速率显著相关。在黄土丘陵区实施免耕既有利于作物对有限降水的高效利用,提高作物产量,也可促进农田系统生产力可持续提高。     

运用线性规划建立土地合理利用优化模型的探讨

为了通过较大面积的中间试验，探求黄土丘陵区土地资源的合理利用，从根本上防治水土流失，改善农业生产条件和生态环境，提高农业系统的总体功能，为陕北黄土丘陵区的系统开发和农业自然资源的合理利用提供科学依据和技术措施，并作出区域示范，我所和安塞县人民政府合作，在安塞县茶坊——县南沟八个大队建立了水土保持实验区。通过对实验区农业资源综合考察和农林牧生产规划，使我们深刻认识到：造成该区水土流失严重，农业生产落后，人民生活贫困的根源在于土地利用不合理。     

晋西黄土兵陵沟壑区作物生产力影响因子研究—以王家沟流域为例

针对黄土丘陵沟壑区水土流失严重以及作物产量低而不稳的特点，首先介绍了近10年来王家沟流域作物生产变化的情况，然后在地理信息系统（GIS）技术支持下，利用基于土壤侵蚀的YIELD作物生产力模型并结合各作物的实际观测资料，从气象因素（降雨量，气温）以及耕作措施两方面分析了该小流域作物生产力变化的原因，结果表明在气象因素（大气降水）和土壤侵蚀的共同影响下，土壤水分和养分的变化是影响该区作物生产力变化的主要因素。     

黄土和红壤丘陵区输变电线路工程水土流失影响因素及特征

为顺应国家电网公司高质量绿色发展的内在需求,防治输电线工程施工过程中造成的严重水土流失。以黄土丘陵区和红壤丘陵区为研究对象,通过野外调查和文献查阅,选取区域内两条典型线路,就气候、地形、土壤和植被等自然因素对输电线路工程水土流失特征的影响进行研究。结果表明:(1)黄土丘陵区相较于红壤丘陵区侵蚀营力除水力之外还有风力。(2)黄土丘陵区土壤渗透性强、土层深厚,而红壤丘陵区质地粘重、遇水易板结、入渗能力差。(3)黄土丘陵区植被自我恢复能力较差,施工过程中需要随时进行补植,而红壤区植被遭受破坏后恢复能力强,即使施工中植被遭受破坏,在短期内也可自然恢复。(4)黄土丘陵区输电线路工程在施工期土壤侵蚀模数是自然恢复期的1～10倍。黄土丘陵区输电线路各区域的土壤侵蚀模数是红壤丘陵区的2.5～31.25倍。(5)黄土丘陵区侵蚀模数在换流站站区、电机电缆区和榆林市线路工程塔基区的侵蚀模数取最大值,换流站站区和线路工程塔基区新增水土流失量最大; 而红壤丘陵区输电线路工程侵蚀模数在宜昌市线路工程塔基区取最大值,塔基区的新增水土流失量亦为最大。塔基区是水土流失防治和监测的重点区域。因此,根据当地自然因素差异,分区域设计工程措施,有利于减少水土流失。     

黑牛河流域土地资源及持续性利用研究

在详细分析黑牛河流域土地资源分布及利用结构的基础上．研究探讨了该流域土地资源的优缺点，认为该流域土地资源可持续利用有诸多优势条件，同时指出水土流失是制约土地资源可持续利用的根本性因素。为此，提出了加强水土保持工作．实现黑牛河流域土地资源可持续利用的主要对策与措施。     

晋西黄土丘陵沟壑区作物生产力影响因子研究——以王家沟流域为例

针对黄土丘陵沟壑区水土流失严重以及作物产量低而不稳的特点,首先介绍了近10年来王家沟流域作物生产变化的情况,然后在地理信息系统(GIS)技术支持下,利用基于土壤侵蚀的YIELD作物生产力模型并结合各作物的实际观测资料,从气象因素(降雨量、气温)以及耕作措施两方面分析了该小流域作物生产力变化的原因,结果表明在气象因素(大气降水)和土壤侵蚀的共同影响下,土壤水分和养分的变化是影响该区作物生产力变化的主要因素.     

黄土丘陵区生态适宜型农村经济发展模式探讨

基于黄土丘陵区在全国国土总体格局中的生态功能定位,本文以有效控制水土流失和整治生态环境为前提,在总结黄土丘陵区农村经济发展普遍性方向的基础上,重点讨论了在黄土丘陵区建设生态适宜型农村经济发展模式宜遵循的基本原则、主要内容、发展阶段及产业开发层次,并从生态环境效益、经济效益和可持续发展性等角度阐述了评判模式可行性及发育程度的基本方法.最后针对模式具体应用应注意的问题提出了若干建议.     

基于GIS的土地利用与土壤侵蚀的耦合关系研究——以粤北岩溶山区为例

在GIS技术的支持下,通过对遥感影像解译,获取了2010年粤北岩溶区廊田镇南部的土地利用与土壤侵蚀数据,对研究区域的土地利用与土壤侵蚀的耦合关系进行了研究。研究结果表明：不同的土地利用方式对土壤侵蚀的发育有着不同的影响,土地利用与土壤侵蚀存在耦合关系,而形成土壤侵蚀的一个重要原因是土地利用方式不当。优化土地利用结构,选择合理的土地利用方式,对于高效利用土地资源,控制水土流失,实现区域经济的可持续发展具有重要意义。     

贵州省水土流失与社会经济相关性分析

贵州喀斯特生态脆弱,水土流失和贫穷形势严峻,探究水土流失与社会经济的关系,对当地生态环境改善和社会经济可持续发展意义重大。以水土流失数据和社会经济数据作为主要信息源,选取人口、经济发展、土地利用和城市发展4个方面的社会经济指标,利用ArcGIS和GeoDa软件,对水土流失及各指标因子进行空间相关性检验,再建立经典线性回归模型、空间滞后模型和空间误差模型,并对三个模型进行对比分析。结论如下:（1）空间分析结果显示,水土流失的空间自相关性较强,水田和旱地对水土流失影响不一致;（2）三个模型对比,空间滞后模型的拟合度最优,解释能力最强。     

不同土地利用背景下土壤侵蚀空间分布规律研究

在 RS与 GIS技术的支持下 ,对不同土地利用背景下的土壤侵蚀空间分布规律进行了定量研究。具体表现为通过空间分析 ,对不同土壤侵蚀下的土地利用类型、不同地貌特征下的土壤侵蚀状况、不同土地利用结构下的土壤侵蚀进行了动态分析。研究结果表明 :我国的土壤侵蚀以水力侵蚀为主 ,其次为风力侵蚀和冻融侵蚀。我国的水力侵蚀以微度水力侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积在逐渐减少 ;我国的风力侵蚀以剧烈风力侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积逐渐增加 ;在冻融侵蚀区以微度冻融侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积逐渐减小。对我国威胁最大的是风力侵蚀 ,因此 ,研究如何防治风力侵蚀 ,阻止土壤沙漠化 ,在目前是一项十分紧迫的任务。     

渭北旱原农业资源高效利用模式和技术措施

针对渭北旱原地域辽阔,土地资源丰富,光热资源充足,但降水有限,且年季分布不均,旱灾发生频繁,生态环境脆弱,土壤瘠薄,资源利用率低,土地生产力低等客观条件,陕西省农科院在合阳甘井建立旱地农业研究试验站,长期进行了渭北旱原资源高效利用模式和旱地农业可持续发展攻关研究,先后构建了多种资源高效开发利用模式和与此相适应的技术体系。实践证明,该项目研究成果对消除这一地区贫困,保证粮食供给,减少和控制环境污染,提高土地生产力,优化农田生态,合理利用自然资源等有重要作用。     

喀斯特山区土地利用变化与土壤侵蚀耦合关系研究——以毕节试验区为例

利用RS与GIS技术,提取地类、坡度和植被等3个因子的数据信息,模拟1990—2010年毕节试验区的土地利用过程和土壤侵蚀变化过程,并运用叠置分析和转移矩阵分析的方法,分析了土地利用变化过程中土壤侵蚀的响应特征,揭示土地利用变化及土壤侵蚀变化的关系。结果表明:毕节试验区土地以林地、耕地、草地为主,耕地面积不断减少,林地和建设用地面积不断增加;土壤侵蚀以轻度、中度侵蚀为主,整体呈现改善的趋势,尤其是退耕还林后,土壤侵蚀的面积与强度均不断降低;土地利用变化与土壤侵蚀具有密切的联系,耕地是土壤侵蚀发生的主要土地类型,耕地的减少与土壤侵蚀呈正相关关系,林地面积变化与土壤侵蚀具有较好的相关性,但在退耕还林的初期,土壤侵蚀的强度略有增加,草地增加与土壤侵蚀负相关,增加草地有利于土壤抗侵蚀能力的增强。研究喀斯特山区土地利用与土壤侵蚀的耦合关系,有利于有限的土地资源的合理配置和喀斯特地区的生态保护,为区域土地规划及水土保持等宏观决策部门提供理论支撑。     

三峡库周区不同土地利用方式下土壤侵蚀变化特征——以重庆市璧山县为例

三峡工程水库淤积是影响三峡工程能否正常运行的一个关键问题,三峡库区周边地区的土壤侵蚀造成泥沙淤积问题对三峡工程的威胁较大;在遥感与GIS技术的支持下,通过遥感影像解译获取库周地区璧山县199年和2000年土地利用与土壤侵蚀数据,建立土地利用与土壤侵蚀的面积转移矩阵,采用景观格局指数探讨了两期土壤侵蚀的格局及变化特征.结果表明:不同的土地利用方式对土壤侵蚀有着不同的影响,土壤侵蚀的造成既与人类砍伐和开垦林地、坡耕地种植有关,也与山区的地形地貌有关;结合璧山县年来对土壤侵蚀治理的实际措施来证实选择合理的土地利用方式,以及实行天然林保护等工程对于高效利用土地资源,控制水土流失,实现区域经济的可持续发展具有重要意义;     

喀斯特地区县域土壤侵蚀估算及其对土地利用变化的响应

喀斯特地区土层浅薄,不合理的土地利用导致严重的水土流失,加剧石漠化程度.为定量分析生态工程实施前后土壤侵蚀状况及其对土地利用变化的响应,基于GIS技术和RMMF模型,对环江县1991、2000和2010年土壤侵蚀进行模拟,并采用邻近水文站和径流小区泥沙监测数据进行验证.结果表明:1991、2000和2010年研究区土壤侵蚀模数分别为76.36、76.46和49.60t/(km2·a),与相关监测数据比较一致;土壤侵蚀总量分别为34.76万、34.80万和22.58万t,主要来源于非喀斯特区(均约占全县侵蚀总量的94％).研究区微度侵蚀面积占90％以上,轻度及以上等级所占比例较小.对比不同土地利用类型的土壤侵蚀模数,旱地远大于其他类型,其次是中覆盖度草地和其他林地.相同降雨条件下,由于旱地面积减少,2010年土壤侵蚀量较1991年减少4.21万t;2010年喀斯特区、非喀斯特区土壤侵蚀量较2000年分别减少了4.21％和8.76％.这预示生态工程实施后,环江县耕地减少、林地增加,土壤侵蚀减少.本研究为评估喀斯特地区土壤侵蚀现状以及退耕还林的水土保持效应提供参考依据.     

Derivation of site-related measures to minimise soil erosion on the watershed scale in the Saxonian loess belt using the model EROSION 3D

The Saxonian loess belt is one of the areas in Germany most endangered by water erosion. As consequence of extreme rainstorms, farmland and adjacent areas, e.g. villages, roads, biotopes and watercourses, are repeatedly damaged. Estimating soil loss is a crucial factor for sustainable land use planning in this region. Since soil erosion measurements are usually conducted at the scale of plots, thereby being both costly as well as time-consuming, erosion models are substantial tools for soil protection policies. This paper summarises and integrates the results of a research project aimed at assessing the present situation as well as that of future landscape planning alternatives, using the physically based EROSION 3D simulation model on a catchment scale. EROSION 3D can estimate the yields of sediment for small watersheds and enables environmental researchers and planners to locate the main areas of soil loss and deposition. Five different scenarios based on past and present land use information as well as future landscape 2 planning alternatives were simulated.The modelling results showed that scenarios based on only one option for minimising soil loss were not sufficiently effective in reducing sediment production. However, the combination of active soil protection measures such as conservation tillage with passive measures like grassed waterways or buffer strips resulted in an adequate soil protection. In contrast to passive protection measures, best management practices like non-tillage systems are commonly used in the Saxonian loess belt already. Thus, the implementation of passive measures is an important future task in land use planning. Simulation models like EROSION 3D can provide the information needed for the adequate localisation and the dimensioning of site-specific measures.     

基于TOPSIS模型的典型黑土区耕地质量评价及土壤侵蚀耦合协调分析

黑土区是中国重要的粮食产区，掌握黑土区耕地质量状况，探索耕地质量与土壤侵蚀的耦合协调发展关系，可以进一步保持耕地的健康发展。为探讨黑土区耕地质量与土壤侵蚀的耦合协调发展关系，以嫩江市为研究区，利用层次分析法及CRITIC权重法确定22项选取指标的综合权重，通过综合质量指数法构建地学特征、土壤特性、土壤健康、基础设施建设及植被生长5个维度的质量指数，引入TOPSIS模型分析确定嫩江市耕地质量等级，开展黑土区障碍因子诊断、侵蚀状况模型评估及耦合协调研究。结果表明：1）嫩江市以中等级耕地为主，占总耕地面积的29.6%，高等级耕地较少，占比为10.1%。耕地质量等级存在较大差异，集聚类型以不显著为主，且在市域内呈现散碎分布的空间格局。2）根据障碍因子诊断发现，指标层中土壤pH值、排水能力、灌溉能力、地块连片度及比值植被指数指数的障碍度较高，是制约耕地质量的主要因素。准则层中耕地的基础设施建设指数障碍度最高，对于耕地质量具有显著影响。3）嫩江市西南部区域土壤侵蚀强度相对较弱，侵蚀较为严重区域主要分布在嫩江市的北部及东部区域，空间分布格局呈现东北高西南低。4）空间耦合协调分析发现，耕地质量与土壤侵蚀强度的空间耦合度介于0.22～1.00之间，具有明显的耦合响应特征，呈现出一定的空间差异性，总体上土壤侵蚀与耕地质量处于良好的协同发展状态。研究为松嫩平原农业健康生产及黑土区耕地质量监测评价提供参考依据。     

基于土壤~(137)Cs监测的土壤侵蚀与有机质流失——以密云水库为例

本文运用137Cs核素示踪技术,研究北京重要的水源供应地密云水库周边地区及白河上游地区土壤侵蚀状况与有机质流失状况及其相互之间的量变关系。试验结果表明:0～20cm土层中山坡上137Cs含量低于坡中、坡下,但若山顶具有缓坡或山角下具有陡坡则137Cs含量变化规律相反。根据水利部标准与土壤137Cs监测结果,密云水库周边大部分地区基本属于轻度侵蚀和中度侵蚀,部分地区侵蚀情况严重,达到了剧烈侵蚀的程度。不同土地利用方式对土壤有机质分布有很大影响,有机质含量分布为灌丛>林地>果园>农田;上游地区有机质含量高于水库周边地区土壤,表明人为活动加剧了土壤侵蚀和有机质的流失。对于景观单一,地域较小的采样区进行三次曲线数学模拟,其相关系数高达0.9左右,表明在监测土壤137Cs、210Pb含量变化的同时,可以利用小区域数学模型直接预报预测土壤有机质含量的变化。