中国西南喀斯特坡地水土流失/漏失过程与机理研究进展

西南喀斯特区坡耕地特殊的地表、地下双层空间结构,使得岩溶区的土壤侵蚀过程具有特殊性和复杂性,并产生了一系列特殊的环境地质问题,如水土流失、旱涝、石漠化等。开展喀斯特坡地水土流失/漏失研究,主要是揭示喀斯特坡地水土流失/漏失过程及驱动机制,为喀斯特石漠化的综合治理及其石漠化生态恢复提供理论依据和技术支撑。同时,系统论述了我国西南喀斯特坡地地表侵蚀和地下漏失过程与机理的最新研究进展,其中地表侵蚀过程与机理都进行了定性和定量化的研究,而地下漏失过程与机理则处于定性描述和室内模拟探索阶段;喀斯特坡地有关的模拟和野外观测研究均表明,喀斯特坡地的土壤侵蚀方式是一个从地下漏失到地表侵蚀的转变过程,即小雨时以漏失为主,而暴雨时则以二者并重甚至以地表流失为主;此外,还深入分析了喀斯特区坡地水土流失阻控的研究动态及研究不足,并指出该区水土漏失过程与机制在未来的研究方向和发展趋势。     

西南喀斯特地区土壤侵蚀特征研究现状与展望

受地质背景的强烈制约,西南喀斯特地区土壤侵蚀与其他类型区显著不同,叠加了化学溶蚀、重力侵蚀和流水侵蚀的耦合作用,呈现地面流失和地下漏失的混合侵蚀机制。从土壤地表侵蚀产沙、土壤地下漏失、土壤侵蚀强度与分级标准、土壤侵蚀过程模拟等几个方面简要综述了该区土壤侵蚀特征,并对未来研究方向进行了展望。今后应该加强西南喀斯特地区水土流失途径与土壤流失/漏失定位监测技术研究,进一步发展水土二元流失模拟模型,为该区土地利用变化的水土保持功能定量评估提供科技支撑,服务石漠化综合治理和后续规划制订。     

喀斯特地区土壤侵蚀研究进展

我国喀斯特地区总面积约54万km2,脆弱的喀斯特生态环境加上人类不合理地利用自然资源,使喀斯特地区土壤侵蚀严重、生态环境持续恶化。通过对近年来喀斯特地区土壤特征、容许土壤流失量、土壤侵蚀强度、土壤侵蚀机理和治理等方面的研究进展进行介绍和评述,提出了喀斯特地区土壤侵蚀研究需要进一步关注该区独特的土壤特征与侵蚀环境,在容许土壤流失量、土壤的地下流失及土壤侵蚀的定量化等方面进行更深入的研究。     

短历时强降雨对典型喀斯特坡耕地侵蚀产沙的影响

探索短历时强降雨对典型喀斯特坡耕地侵蚀产沙的影响,为喀斯特区坡耕地应对极端天气的水土流失防治提供理论依据。研究采用人工室内模拟降雨试验的方法,对喀斯特坡耕地侵蚀产沙特征在短历时强降雨作用下的影响因素开展研究。结果表明:(1)短历时强降雨导致喀斯特坡耕地地表输沙模数和产沙量随降雨强度的增大而增大,而地下输沙模数和产沙量与降雨强度无明显变化规律,坡耕地土壤侵蚀以地表为主。地表产沙临界雨强为30～50 mm/h。(2)坡度增大时地表产沙比重大于地下产沙比重,地表土壤侵蚀以地表为主。产沙比重发生转折的坡度值为15°～20°。70 mm/h降雨强度和5°坡度下,降雨强度对地下土壤侵蚀可能存在"负效应"。(3)喀斯特坡耕地侵蚀产沙特征与降雨强度和坡度密切相关,但降雨强度因子起主导作用。强降雨主要影响地表土壤侵蚀,因此,对喀斯特坡耕地土壤侵蚀治理应以地表为主。研究结果有助于深入了解短历时强降雨对喀斯特坡耕地土壤侵蚀的影响,为对喀斯特坡耕地应对极端天气和水土流失防治以及维持生态环境健康持续发展提供理论依据。     

基于GIS的黑龙江省拉林河流域土壤侵蚀空间特征分析

以黑龙江省拉林河流域为研究区,利用USLE计算土壤侵蚀模数,并建立了基于GIS的空间栅格数据库。采用地统计分析方法,进行研究区的土壤侵蚀模数空间特征分析。对比现行两种土壤侵蚀强度分级标准,分析确定适用的土壤侵蚀强度分级标准。采用空间和趋势分析方法,进行研究区的土壤侵蚀强度空间分布特征分析。结果表明:（1）研究区的土壤侵蚀模数分布具有强烈的空间相关性,自西向东、由北至南呈线型增大的分布趋势;（2）《黑土区水土流失综合防治技术标准标准》中规定的土壤侵蚀强度分级标准适用性更强;（3）研究区的土壤侵蚀面积占总面积的94%,强烈、轻度和中度水力侵蚀为主要的侵蚀强度类型;强烈水力侵蚀主要分布于西部的洪积台地,轻度水力侵蚀主要分布于东部的低山丘陵宽谷,中度水力侵蚀主要分布于中部的地貌过渡带,极强烈和剧烈水力侵蚀主要呈零散状分布于东部的低山丘陵沟壑,中部和西部也有零星分布;随植被覆盖度的降低,土壤侵蚀强度等级自东向西呈增大趋势。     

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.     

关岭县不同等级石漠化区土壤侵蚀特征

为分析不同等级石漠化土壤侵蚀特征,以典型喀斯特区贵州关岭县为研究对象,以ZY-3影像为数据源,综合运用"3S"技术,非喀斯特区根据《岩溶地区水土流失综合治理技术标准》标准,喀斯特区根据《喀斯特地区土壤侵蚀综合治理技术》中石漠化与土壤侵蚀等级划分标准,解译出关岭县2015年土壤侵蚀与石漠化图,分析了不同等级石漠化区土壤侵蚀特征。结果表明:关岭县不同等级石漠化区的土壤侵蚀特征存在一定的规律,关岭县喀斯特区土壤侵蚀发生率比非喀斯特区低9.4个百分点,非石漠化区土壤侵蚀发生率略低于石漠化区,严重石漠化区土壤侵蚀发生率低于石漠化等级轻的区域。关岭县石漠化与土壤侵蚀区域分布及强度并不一致,在土壤侵蚀治理过程中应加强石漠化程度较弱区域的治理,同时更需要加强还未发生石漠化区域土壤侵蚀的防治。     

基于GIS和USLE的密云县土壤侵蚀评价及空间特征研究

将地理信息系统与通用土壤流失方程（USLE）相结合进行密云县土壤侵蚀量的预测。在全面调查，收集研究区气候、地形、土壤等基础资料的基础上，通过Landsat—TM影像提取土地利用信息、植被覆盖度信息，并建立土壤侵蚀空间数据库。运用通用土壤侵蚀模型USLE定量计算出土壤侵蚀量，并对研究区土壤侵蚀强度进行了分级，旨在探求密云县土壤侵蚀空间分布的特点及成因，为该区域水土保持和北京市的安全供水提供科学依据。研究表明，地貌类型和土壤类型是密云县土壤侵蚀中影响较大的因子。     

基于USLE模型的重庆生态涵养发展区土壤侵蚀量估算

利用USLE模型估算渝东北生态涵养发展区土壤侵蚀量,并对研究区土壤侵蚀强度进行分级,以此为基础进一步分析不同降雨侵蚀力、坡度、土壤类型下的土壤侵蚀强度分布特征。结果表明:本研究区土壤侵蚀量大致呈东北向西南递减的趋势,东部山地土壤受侵蚀最严重,西部山间丘陵地带土壤侵蚀量相对较小,研究区平均土壤侵蚀模数为30.15t/(hm~2·a),土壤侵蚀量为10 220.85万t/a。研究区各区县土壤侵蚀分布情况可划分为三类:(1)重点预防保护区。土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,林草覆盖度较高,但有水土流失加剧的危险,代表区县是忠县、梁平、垫江;(2)重点监督区。土壤侵蚀以中度和强度侵蚀为主,土壤侵蚀相对严重,代表区县为云阳、万州、巫山、奉节、丰都;(3)重点治理区。土壤侵蚀以极强度和剧烈侵蚀为主,土壤侵蚀最严重,代表区县为巫溪、开县、城口。降雨侵蚀力为3 000~4 000(MJ·mm)/(hm~2·h·a),坡度在25°以上,土壤为石灰土、紫色土或黄褐土的地区,土壤侵蚀以强度、极强度和剧烈侵蚀为主,是水土流失治理的重点。     

红壤区土壤侵蚀危险程度分级初探

土壤侵蚀危险性分级是研究土壤侵蚀危险程度的重要方法.为了探索更加符合实际的土壤侵蚀及其危害程度分级方法,依据水利部土壤侵蚀分级标准和水利部科考成果,对南方红壤科考区的土壤侵蚀强度和土壤侵蚀潜在危险性及其所处流域主要湖泊泥沙输比(SDR)进行分级.结果表明,科考区内轻度、中度、强度和极强度侵蚀均存在.中度侵蚀和强度侵蚀为主要侵蚀类型,占总侵蚀类型的84％.轻度和极强度侵蚀占16％.潜在危险性分级中,无险型、轻险型、危险型和极险型均存在,轻险和危险为主要类型,占总潜在危险类型的84％,无险和极险类型占16％.土壤侵蚀对异地的危害比较大,60％的湖泊SDR＞0.5,其上游土壤侵蚀对异地是危险甚至极险的.研究结果可为红壤全区土壤侵蚀分级和治理工作提供参考.     

基于水库沉积物特征及WaTEM/SEDEM模型的贵州喀斯特小流域土壤侵蚀时空变化

全面认识长时间尺度的贵州喀斯特地区土壤侵蚀时空变化对土壤侵蚀治理具有重要意义。以贵州松官流域为研究对象,使用土壤侵蚀分布式模型WaTEM/SEDEM分6个阶段模拟了过去1986-2015年的土壤侵蚀变化,并将其与松官水库沉积物揭示的侵蚀强度进行了对比。结果表明:利用WaTEM/SEDEM模型模拟得到的产沙量与实测值相近,显示模型在喀斯特地区具有较好的适用性;过去30年间松官流域土壤平均侵蚀模数为21.33 t/（hm²·a）,侵蚀强度经历了先加剧后减缓的过程,最强烈的侵蚀出现在1996-2000年;流域南部的耕地地区是松官流域土壤侵蚀的主要来源,占土壤侵蚀总量的85.09%,而流域北部的林草地侵蚀较弱;模型结果与沉积物记录具有较好的一致性,皆反映出土地利用相较降雨对土壤侵蚀影响更大,未来对喀斯特地区的水土保持更应关注土地利用的变化。     

基于GIS和RS的矿区土壤侵蚀分级及其适用性研究

为研究矿区土壤侵蚀的变化特征并探讨土壤侵蚀分级方法的适用性,以平朔矿区为例,根据土壤侵蚀分类分级标准,运用遥感影像、土地利用数据和数字高程数据,借助ENVI与Arc GIS软件,对矿区1986、2000和2013年进行了三期土壤侵蚀强度分级。分析了数量变化和时空变化的特征,并以此对平朔矿区的土壤侵蚀强度进行了分区。结果表明:平朔矿区各土壤侵蚀等级面积有着微度侵蚀轻度侵蚀中度侵蚀强烈侵蚀极强烈侵蚀剧烈侵蚀的特征,侵蚀状况的时空变化与矿区人为扰动的影响相一致,但土壤侵蚀分类分级标准的"三因子"法在矿区的应用应得到改进,需综合考虑矿区不同土壤类型、植被类型和地质条件等对土壤侵蚀的影响,使其更适合在矿区内应用。     

土壤侵蚀对重金属迁移的作用规律与机制研究进展

[目的]揭示土壤侵蚀作用下重金属的迁移规律，阐明重金属在土壤侵蚀作用下的迁移机制，为重金属的污染防治提供科学指导。[方法]基于国内外有关土壤侵蚀作用下重金属迁移的文章，从土壤性质、重金属性质、环境因子3方面就土壤侵蚀对重金属迁移的作用规律与机制进行系统研究。[结果](1)侵蚀作用下土壤重金属主要以颗粒态形式进行横向/纵向迁移，溶解态重金属迁移占比小但活性强，侵蚀造成沉积区的泥沙特性与侵蚀区土壤存在差异，可能影响重金属富集特征的空间分布格局；(2)土壤pH、有机质和黏粒含量越高，吸附重金属的能力越强，重金属被释放迁移的能力越弱；(3)土壤重金属的赋存形态对其迁移方式有影响，一般溶解态重金属主要来源于有效态，而相对稳定的残渣态通常以颗粒态形式迁移；(4)降雨、地形、植被等环境因子影响泥沙颗粒的迁移过程，并优先迁移细颗粒，使泥沙粒径分布随迁移路径呈一定的变化规律。[结论]侵蚀作用下重金属迁移受土壤—重金属性质及环境因子等多种因素影响，未来研究可重点关注不同地质背景与污染成因条件下土壤侵蚀对重金属迁移过程的影响；不同粒径土壤颗粒的重金属赋存形态异质性研究；喀斯特地下漏失对重金属迁移的作用机理，...     

松花江流域土壤侵蚀现状及防治对策

根据东北地区土壤侵蚀遥感制图调查结果,笔者论述了松花江流域土壤侵蚀类型、分布、强度分级和不同侵蚀强度区的侵蚀特点,并通过典型实例分析了该流域土壤侵蚀造成的危害。在此基础上,提出了该流域土壤侵蚀的防治对策。     

基于GIS技术的古城小流域土壤侵蚀研究

选取克山县古城小流域作为研究对象,基于GIS技术,选用修正的通用土壤流失方程计算土壤侵蚀模数,依据《黑土区水土流失综合防治技术标准》进行侵蚀强度划分,并分析各侵蚀强度空间分布特征、不同土壤侵蚀强度总量,以及土地利用类型对土壤侵蚀的影响。研究表明:研究区年侵蚀总量为123 572.62 t,侵蚀总面积为12 494.31 hm²,占总土地面积的34.81%。以轻度侵蚀为主,中度侵蚀次之,强烈、极强烈、剧烈侵蚀也有发生,但侵蚀面积及侵蚀量均较小。轻度侵蚀集中分布于研究区中部、西北部;中度侵蚀主要分布于研究区中部、东北部地区;强烈侵蚀、极强烈、剧烈侵蚀零散分布于研究区内,多为林地向旱地过渡区。土壤侵蚀主要发生在旱地、未利用地;城乡工矿居民用地也较容易发生土壤侵蚀,但侵蚀面积较小;其他土地利用类型不易发生土壤侵蚀。     

广西壮族自治区土地利用与土壤侵蚀的关系

[目的]对广西壮族自治区的土壤侵蚀现状进行定量分析,分析土地利用类型与土壤侵蚀的关系,为科学防治土壤侵蚀提供决策依据。[方法]以RUSLE模型为基础,引入喀斯特石漠化修正因子M,构建适合广西地区的土壤侵蚀模型。[结果](1)2015年,研究区土壤侵蚀模数为135.51t/(km~2·a),土壤侵蚀厚度达0.08mm/a,土壤侵蚀面积2.52×10~4 km~2,土壤侵蚀量3.21×10~7 t。其中,喀斯特地区土壤侵蚀面积1.86×10~4 km~2,占土壤侵蚀面积的73.81%,占总侵蚀量的31.01%。(2)土壤侵蚀量占总侵蚀量的大小顺序为:耕地(37.58%)林地(30.94%)草地(16.10%)园地(6.39%)工矿用地(4.09%)裸地(2.16%)。[结论]人类活动干扰强烈的土地利用影响全区土壤侵蚀空间分布格局。     

川中小流域丘坡耕地土壤侵蚀研究

采用放射性元素Ｃｓ－１３７土壤侵蚀调查方法，对川中红壤地区五洞桥小流域丘坡耕地土壤侵蚀进行了研究，揭示了丘陵坡耕地土壤侵蚀特征，推算了不同样点下的年土壤侵蚀模数和侵蚀量，划分了小流域土壤侵蚀强度等级。研究结果为，五洞桥流域年土壤侵蚀总量为５７５６０ｔ，年均土壤侵蚀模数为３５９７ｔ／ｋｍ２，属中度侵蚀区，整个流域可划分为微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀等六个侵蚀强度等级。     

豫西黄河流域土壤侵蚀环境特征与类型划分

豫西黄河流域是黄河泥沙的产区之一,严重的水土流失使黄河下游泥沙、洪水问题更加严峻。通过对研究区土壤侵蚀的地质环境及形态类型的调查研究,分析了研究区控制土壤侵蚀的主要地质环境特征,在此基础上依据不同地质环境特征,主要考虑地形地貌类型和地层岩性等地质环境条件的差异,将研究区土壤侵蚀环境类型划分为基岩山地丘陵侵蚀、黄土塬梁峁丘陵侵蚀、河谷侵蚀3种类型,这对于黄河的治理与开发以及区内生态建设具有重要的意义。     

沂蒙山区费县祊河流域土壤侵蚀初步研究

以山东沂蒙山区费县祊河流域为研究对象,全面收集研究区气候、地形、土壤、社会经济等资料,并通过大量现场调查,以通用土壤流失方程(USLE)为基础,运用G IS技术生成降雨侵蚀力因子(R)、土壤可侵蚀因子(K)、坡度和坡长因子(LS)、水土保持措施因子(P)、植被与经营管理因子(C)图;应用ArcG IS的空间叠加分析功能,建立了土壤侵蚀量的空间分布数据库;用建立的土壤侵蚀预测模型估算了流域土壤侵蚀总量与侵蚀模数。研究表明:微度侵蚀面积占整个流域面积的79.57%,尽管其侵蚀量仅占总侵蚀量的2.84%,但存在进一步恶化的趋势;研究区土壤侵蚀面积、侵蚀模数、侵蚀量均呈现出减小趋势,说明水土保持工作取得了成效。本研究为沂蒙山区开展水土保持工作提供了数据支持和决策依据。     

基于土地利用变化的三峡库区(湖北段)土壤侵蚀消长研究

为了探索三峡库区蓄水前后土地利用变化与土壤侵蚀消长之间的关系,以三峡库区湖北段为研究对象,基于RS和GIS空间分析等技术,通过获取和计算CSLE方程中各土壤侵蚀因子,依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190—2007),对2005年、2010年、2015年研究区土壤侵蚀强度进行分级;运用叠置分析,生成2005—2010年、2010—2015年土壤侵蚀和土地利用转移矩阵,并将土地利用变化与土壤侵蚀强度变化图层叠加。结果表明:研究区域土地利用方式以林地和耕地为主,其中耕地和林地的面积在不断减少,园地和建设用地的面积在不断增加,研究区城镇化速率加快。微度和轻度侵蚀面积占比最大并逐年提升,轻度、中度和强烈侵蚀有向更低强度侵蚀迁移的趋势,三峡库区水土流失治理成效初显。草地转为耕地对土壤侵蚀模数的增加最为明显;耕地转为林地、园地和草地以及园地转为林地对土壤侵蚀的发生具有抑制作用。