我国冻融侵蚀现状及防治对策

冻融侵蚀普查是水利普查中水土流失普查的重要内容之一。在冻融侵蚀普查工作中,采用我国自主建立的冻融侵蚀评价模型和评价指标体系,获得了全国冻融侵蚀强度、面积和空间分布情况数据,揭示了我国冻融侵蚀的空间分布特征。成果显示:我国冻融侵蚀区总面积为172.48万km2,其中轻度以上冻融侵蚀面积为66.096万km2,分别占我国陆地国土面积的17.97%和6.89%。在冻融侵蚀分布的8个省(区)中,西藏的冻融侵蚀面积最大,约占全国冻融侵蚀面积的48.90%,其余省(区)冻融侵蚀面积由大到小依次为青海、新疆、四川、甘肃、内蒙古、黑龙江、云南。     

我国水土流失状况与发展趋势研究

利用第3次水土流失普查数据,分析我国目前水土流失总体状况,水蚀、风蚀和冻融侵蚀等不同类型水土流失状况以及东部、东北、中部和西部地区4大经济区域水土流失状况,并对水蚀区侵蚀危险度现状进行了评价。结合水利部开展的第1、2次全国水土流失普查数据,分析15年来水土流失的动态变化情况,以及我国主要江河流域多年来土壤流失量变化的状况。     

中国水力侵蚀抽样调查

在回顾国内外区域性土壤侵蚀调查方法基础上,从抽样设计、数据采集与处理、水力侵蚀强度评价方法和全国水力侵蚀成果4个方面阐述了第一次全国水利普查水土保持情况普查中水力侵蚀普查的全过程。简要介绍了本次水力侵蚀普查成果,并与2000年水利部发布的第二次土壤侵蚀遥感调查结果比较,分析了我国水力侵蚀的动态变化,据此提出了优化调查单元布局、加强动态评价等建议。     

高海拔寒区融水侵蚀研究进展

对比不同侵蚀类型侵蚀过程、机理,阐述冻融侵蚀和融水侵蚀的区别与联系;探讨并界定融水侵蚀概念,指出融水侵蚀是季节性冻土在冰川积雪融水径流作用下的土壤侵蚀过程。分析融水侵蚀过程机理,反复的冻融作用和不透水冻结层降低土壤抗蚀性,二者同时促进坡面融水集流冲刷加速侵蚀。分析融水侵蚀主要影响因素,气温、辐射和降水是影响冻融作用和融水径流的直接因素,植被、风和地形通过影响雪的分布及辐射而间接影响融水侵蚀过程。评述融水侵蚀GIS定性评价方法和评价模型,融水侵蚀评价研究需参考GIS的定性评价,借鉴USLE/WEPP等土壤侵蚀模型方法。最后对融水侵蚀未来的研究方向进行了展望。     

青藏高原土壤侵蚀研究进展

青藏高原地貌类型多样,气候复杂,存在冻融、风力、水力和重力等多种侵蚀营力。在气候变化和高原人口增长的背景下,青藏高原的土壤侵蚀不断加剧。然而,相比我国其他区域,青藏高原的土壤侵蚀研究相对薄弱。通过梳理文献,对青藏高原的冻融侵蚀、风力侵蚀、水力侵蚀和重力侵蚀的研究现状进行了整理与分析,研究发现:冻融侵蚀的定义存在分歧,地质侵蚀和土壤侵蚀的概念存在混淆,与土壤侵蚀相关的基础研究缺乏。未来青藏高原研究应加强土壤侵蚀监测等基础工作,关注温度变化对土壤侵蚀的影响,重视土壤侵蚀防治工作,为保障我国生态屏障安全提供决策依据。     

第一次全国水利普查水土保持普查方案

第一次全国水利普查水土保持情况普查包括水土流失、侵蚀沟道和水土保持措施等3种对象.水土流失普查,采取宏观遥感调查与地面系统抽样调查相结合的方式,利用土壤侵蚀模型评价不同侵蚀类型的分布、面积和强度.侵蚀沟道普查,利用遥感影像、DEM(数字高程模型)等基础数据得到侵蚀沟道位置,通过野外调查和空间分析,得到侵蚀沟道面积、数量与分布.水土保持措施普查,利用各种基础资料综合分析得到水土保持工程措施和植物措施的类型和数量.     

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。     

东北黑土区坡耕地土壤侵蚀特征与多营力复合侵蚀的研究重点

[目的]分析东北黑土区坡耕地土壤侵蚀特征,为该区复合土壤侵蚀研究及其有效防治提供重要科学依据。[方法]基于大量野外调查和理论研究以及文献资料,概述了复合土壤侵蚀的研究现状,分析了东北黑土区坡耕地土壤侵蚀特征。[结果]东北黑土区坡耕地土壤侵蚀特点主要为:多营力复合侵蚀的季节更替和空间叠加作用,农田沟蚀严重,坡面汇流引起的土壤侵蚀更加突出,雨滴打击作用和壤中流形成是坡面土壤侵蚀的主要驱动力。当前复合土壤侵蚀研究的主要内容为:冻融作用对风蚀和水蚀的影响,风水复合侵蚀,东北黑土区多外营力复合侵蚀研究。[结论]复合土壤侵蚀的研究重点为:①多种外营力相互作用的坡面复合侵蚀过程机制;②冻融作用对土壤抗侵蚀能力的影响机制;③量化冻融作用、融雪、降雨径流和风力侵蚀对坡面侵蚀和沟蚀的贡献;④多外营力作用的流域尺度泥沙来源诊断;⑤复合土壤侵蚀预报模型研发;⑥复合土壤侵蚀防治措施的有效性评价;⑦东北黑土区复合土壤侵蚀防治分区。     

应用遥感技术调查内蒙古土壤侵蚀现状成果概要

内蒙古自治区是我国北方地区土壤侵蚀严重的省区之一。研究和查清全区土壤侵蚀现状,是水土保持一项重要的基础工作。本文简要地介绍了应用遥感技术调查内蒙古土壤侵蚀现状所取得的成果:全区土壤侵蚀面积为115万多平方公里。其中,水蚀面积占23.6％,风蚀面积占64.6％,冻融侵蚀面积占11.8％;Ⅱ级以上三种类型的侵蚀面积占74.05％。文章阐明了各类各级土壤侵蚀的分布特征,按流域和行政区对区内的土壤侵蚀进行了评价,提出了土壤侵蚀区划及防治区划成果。     

高寒区冻融侵蚀类型及驱动力分析

高海拔寒区环境特殊,在全球气候变暖和人为活动加剧等因素的影响下,高海拔寒区日益严重的水土流失给牧区人民生产生活和生态环境带来严重影响。对高海拔寒区主要的土壤侵蚀类型——冻融侵蚀的概念,高海拔寒区冻融侵蚀的主要类型——冰川侵蚀、融冰/雪径流侵蚀、冻融风蚀、冻融泻溜、冻融泥流和沟道冻融侵蚀的形成特点及驱动力进行了分析,以期为高海拔寒区冻融侵蚀研究提供参考。     

青藏高原冻融荒漠化退化区分布及影响因素

[目的]青藏高原由于其高海拔、气温低、冻融侵蚀强烈的特点,是冻融荒漠化的主要发生区。探究青藏高原冻融退化区分布及其原因,对该区水土保持工作和生态环境保护具有重要参考意义。[方法]选择植被覆盖度、冻融循环次数、土壤温度日较差、土壤含水量、年降水量和坡度作为冻融侵蚀因子,对2000—2019年青藏高原冻融侵蚀敏感性进行了评价,结合研究期内青藏高原荒漠化趋势,构建了一种判定冻融荒漠化退化区域的方法。[结果]2000—2019年青藏高原冻融侵蚀区总面积为1.531×10⁶ km²,中度及以上敏感性区域面积为9.131×10⁵ km²,占青藏高原总面积的35.92%。青藏高原冻融荒漠化退化区域面积约为1.113×10⁵ km²,主要分布于高原西南部,退化程度以中度退化为主,面积占比为44.35%。[结论]气温上升、湿润指数下降和净太阳辐射增强是青藏高原冻融荒漠化发生的主要自然驱动因素,高原南部部分地区由于气候条件的差异,三者发挥了相反的作用。     

东北不同黑土厚度区多营力作用的坡面土壤侵蚀试验研究

量化东北黑土区多种外营力作用的坡面复合土壤侵蚀过程,将为坡面水保措施的精确布置提供重要科学依据。基于野外模拟试验,分析了东北典型薄层黑土区(宾县)、中层黑土区(海伦市)和厚层黑土区(克山县)多营力叠加作用的坡面水蚀特征。野外模拟降雨的试验处理包括仅水蚀的试验处理(I)、冻融+水力叠加作用的试验处理(Ⅱ)和冻融+风力+水力叠加作用的试验处理(Ⅲ)。结果表明:与仅有水蚀作用的试验处理相比,冻融作用使典型薄层、中层和厚层黑土厚度区的坡面径流深度分别减小29.4%,39.3%,32.1%;而其使坡面水蚀量分别增加16.3%,36.0%,26.3%;冻融和风力叠加作用使3个黑土厚度区的坡面径流深度分别减少3.6%,4.1%,10.8%,而其坡面水蚀量分别增加38.5%,102.1%,64.1%。试验条件下,从厚层黑土区到中层黑土区再到薄层黑土区,坡面径流深度和坡面侵蚀量均呈增加趋势。冻融作用和冻融+风力叠加作用对3个黑土厚度区坡面水蚀的影响程度从大到小依次皆为海伦黑土>克山黑土>宾县黑土。冻融作用使土壤硬度和土壤抗剪强度分别减小24.4%~36.7%和21.3%~23.9%,从而使土壤可蚀性增加,导致坡面水蚀量增加。地表在风力作用下形成了不同深度和不同大小的风蚀凹痕微形态,导致坡面径流集中和流速增加12.4%~19.1%,坡面径流侵蚀能力和搬运能力增加,从而使坡面水蚀量增加。     

北京市土壤侵蚀监测方法探讨

 为了科学定量评价北京市土壤侵蚀状况,通过北京市地面水土流失监测网络,开展水土流失定点观测,研究北京市土壤侵蚀监测的评价方法。结果表明：利用大量实测资料,基于美国通用土壤流失方程建立的北京土壤流失方程,可以作为北京市土壤侵蚀调查的模型工具;基T GIS和降雨侵蚀力模型的年度土壤侵蚀量推算方法,可作为从小区尺度转换到区域尺度的一种方法;由于网格法没有考虑水土保持措施因子,调查得到的土壤侵蚀量结果比采用抽样调查法得到的结果偏大。北京市土壤侵蚀监测方法的研究可为区域水土流失定量评价和动态监测提供借鉴作用。     

西藏地区水土流失现状及防治对策

西藏地区土壤侵蚀以水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀为主,水土流失主要受降水、大风、温度、地形地貌、地质、植被等自然因素及乱垦滥伐、过度放牧、掠取资源、破坏环境等人为因素影响.为防治西藏地区复杂多样的水土流失,结合西藏地区的自然属性和区域水土流失特点,将西藏地区分为藏东南水力侵蚀为主区、藏西风力侵蚀为主区、藏北冻融侵蚀为主区及藏中复合侵蚀区,并针对各区的自然属性及影响因素,提出在不同时期以防治水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀和复合侵蚀为主的防治措施和发展方向,并提出加强水土流失防治宣传、研究水土流失机制和防治对策、落实水土保持措施等举措,以达到防治西藏地区水土流失、保护区域生态环境的目的.     

我国风力侵蚀抽样调查方法

风力侵蚀普查是第一次全国水利普查水土保持情况普查的重要内容之一。抽样调查方法是风力侵蚀普查的重要方法。在介绍我国风力侵蚀野外调查单元布设、基础数据收集的基础上,详细介绍风力侵蚀模型、侵蚀因子计算方法,并结合实际调查情况,对包括资料准备、野外调查、汇总上报和成果评价等普查过程的各个阶段及其质量控制措施进行详细总结。普查技术方法的正确把握对于保证普查结果的可靠性、科学性和权威性具有重要意义,普查结果可为国家水土保持规划与生态环境建设提供基础数据。     

基于水土流失的赣州市生态安全评价

为定量评价赣州地区30 a来水土流失治理对生态环境变化的影响,基于水土流失状况构建了赣州市生态安全评价指标体系。利用"压力—状态—响应"模型,从水土流失角度,采用频度统计法和专家咨询法,构建了17个评价指标,首次对赣州地区生态安全状况进行了评价。结果表明:(1)经过30 a的水土流失治理,赣州地区生态安全水平得到明显提高,但局部地区出现了不同程度降低,整体生态安全等级处于Ⅲ级水平,生态环境有待进一步的改善;(2)赣州地区水土流失与生态安全呈现明显的负相关性,经过30 a的水土流失治理,赣州市水土流失与生态安全的负相关性逐渐减弱,水土流失对该地区的生态安全影响逐步降低,因此,水土保持是改善该地区生态环境的重要途径之一。     

保护性耕作综合效益评价体系构建及实例分析

保护性耕作是防治农田土壤风蚀起尘的重要技术方法之一,对于从源头上控制颗粒物污染有重要作用。为了综合评价保护性耕作技术的生态环境效益、社会效益和经济效益,该研究构建了一个包含3个一级评价指标、8个二级评价指标、19个三级评价指标的综合效益评价指标体系,并以天津市大港区苏家园村为例,对传统耕作、免耕覆盖、深松耕3种耕作方式下的生态、经济、社会及综合效益进行评价,以验证评价指标体系的可行性。结果表明:从生态环境效益方面来看,传统耕作免耕覆盖深松耕,其指标值分别为0.182、0.540、0.875;从综合效益来看,传统耕作深松耕免耕覆盖,其指标值分别为0.279、0.435、0.584。保护性耕作比传统耕作具有更高的生态环境和综合效益。该研究可为合理地评价保护性耕作综合效益提供参考,对发展保护性耕作起到良好的导向作用。     

A probabilistic approach for predicting rainfall soil erosion losses in semiarid areas

The implementation of soil and water conservation structures in semiarid areas, usually poses a difficult design problem. This is, in large part, due to the high variability of rainfall and the huge potential impact of extreme hydrologic events on structures and on the landscape in general. Magnitudes of runoff and soil loss or sedimentation rates in those environments are better not assessed by conventional modelling techniques, which tend to average out event magnitude and recurrence variability in time and space. A probability-based approach is proposed here to analyse and predict rainfall erosion losses. The maximum annual storm and its associated erosivity is used as a core element in the assessment of annual interrill and rill erosion rates. Frequency and cumulative soil loss distributions are obtained by combining verified annual and maximum daily rainfall frequency distributions with a proposed erosion algorithm. This stochastic representation of erosion permits to evaluate soil losses for the maximum annual storm, as well as annual erosion rates as a function of recurrence interval. The proposed method was verified with a short series of measured soil loss data in Cape Verde. The physical basis underlying the prediction algorithm and method in general, could be sustained by experimental data and field survey evidence. The method seems applicable to arid and semiarid ecosystems with a high seasonal concentration of precipitation and with rainfall limited to only a few major storm events.     

土壤侵蚀与水土保持科学重点研究领域与问题

进入新世纪,我国土壤侵蚀与水土保持科学研究迎来了新的发展机遇和挑战。在分析我国土壤侵蚀与水土保持学科研究的社会需求、科学需求及其特殊性的基础上,指出了我国土壤侵蚀与水土保持科学研究中存在的主要问题,提出了该领域亟待解决的前沿科学问题,如土壤侵蚀过程与机理,土壤侵蚀预报模型,水土保持措施防蚀机理及其适用性,流域生态过程和水土保持措施配置,大尺度土壤侵蚀与水土保持的格局及其变化规律,土壤侵蚀与水土保持环境效应评价,土壤侵蚀研究新技术与方法等。