退耕政策对延安地区土壤侵蚀影响

陕北黄土高原是中国土壤侵蚀最为严重及退耕政策实施的重要区域,经过10多年退耕还林还草政策实施,区域生态环境明显改善。科学评价政策实施对土壤侵蚀的影响,有助于政策的调整及完善。以延安地区为例,基于该区域土地利用、植被覆盖、DEM及降水等数据,评价退耕政策实施对区域内土壤侵蚀的影响。结果表明：（1）受退耕政策影响,2000—2010年延安地区及＞25°区域耕地面积大幅减少,主要转化为草地和林地,转化比例分别超过80%和15%;（2）＞25°区域耕地面积减少207.8km2,减少47.50%,但仅占延安地区退耕面积的8.8%,由于＞25°区域耕地对土壤侵蚀影响较大,完全可以全部实施退耕;（3）退耕政策实施提高了植被平均NDVI值,延安地区及＞25°区域,耕地减少区域的植被平均NDVI值在2000—2010年间分别增加53.76%和55.29%;（4）计算表明,2000—2010年间耕地面积减少并未抵消降雨侵蚀力增大对土壤侵蚀的影响,若按2000年降雨侵蚀力不变计算,退耕政策确实起到了减少土壤侵蚀的作用。由于土壤侵蚀的减少是一个长期过程,所以退耕政策实施成果的维护、植被覆盖的改善和恢复需要持续进行。     

基于USLE模型的滹沱河上游黄土区土壤侵蚀空间特征研究

滹沱河是山西省面积较大的支流之一,研究滹沱河上游的土壤侵蚀对于建立山西省生态修复体系具有重要意义。以忻州市滹沱河上游为研究区,以遥感影像数据、数字高程模型数据、降雨数据、土壤类型数据为基础,利用GIS、RS技术,结合美国通用水土流失方程(USLE)估算滹沱河上游流域的土壤侵蚀模数。结果表明：（1）2015年滹沱河上游的土壤平均侵蚀模数为2538.9 t/(km ²·a),整体属于中等侵蚀水平。土壤侵蚀类型主要为微度侵蚀、极强烈和剧烈侵蚀;（2）随着高程海拔的升高,土壤侵蚀强度加大,土壤侵蚀面积减少,高程与土壤侵蚀强度呈正相关关系,与侵蚀面积呈负相关关系。剧烈侵蚀在各个高程带均有分布,在[500,1000)高程带中,微度侵蚀的面积范围最大;（3）研究区在0—5°带的土壤侵蚀面积分布最大;（4）牧草地的土壤侵蚀分布范围最广,其次分别为耕地>林地>园地>城镇村及工矿用地>水域及水利设施用地>其他土地。研究结论可为政府制定土壤侵蚀治理的技术方法、治理方案以及治理工程类型、规模及布局等提出科学依据。     

黄前流域土壤侵蚀特征及其与环境影响因子关系

以黄前流域为研究对象,以减少水土流失为目的,运用3S软件和水土保持相关理论,通过对2008年ALOS影像解译,研究黄前流域内土地利用、坡度、高程和植被盖度因子对土壤侵蚀的影响。结果表明：流域内土壤侵蚀强度类型以轻度侵蚀和中度侵蚀为主;侵蚀主要发生在坡度为5°~35°、高程200~800 m、植被盖度45%~75%的林地和园地。水土流失区域主要发生在人类活动剧烈的园地,说明人类活动对流域的土壤侵蚀有很大的影响。     

沂河流域土壤侵蚀分布特征研究

为探索沂河流域土壤侵蚀的强度和规律,利用ArcGIS的空间分析与统计分析功能,从高程、坡度、土壤类型、土地利用4个方面,对沂河流域土壤侵蚀的空间分布特征进行研究。结果表明：（1）流域土壤侵蚀总体以中度侵蚀为主,存在较为明显的区域差异;（2）侵蚀主要发生在600 m以下区域,其中高程位于200~400 m之间的区域侵蚀面积最大;（3）5°以下以及8°~15°坡度级土壤侵蚀面积较大,土壤侵蚀随坡度的增加总体都呈现出先增强后减弱的趋势;（4）土壤总面积越大,侵蚀面积也越大。石质土、粗骨土的土壤侵蚀率较高,潮土和砂姜黑土的土壤侵蚀率较低;（5）耕地、草地和林地侵蚀面积最大,林地、草地、未利用地土壤侵蚀率较大,水域土壤侵蚀率最小。     

基于RS和GIS的伊河流域土壤侵蚀研究

为了有效地评价由土壤侵蚀引起的伊河流域的面源污染状况,依据水利部颁布的《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190-2007),应用通用土壤侵蚀方程,借助遥感和GIS技术精确计算模型各参数因子,对伊河流域区域土壤侵蚀强度进行评价,揭示土壤侵蚀在空间分布上的差异,并简要地分析植物覆盖度对土壤侵蚀的影响。结果表明,伊河流域微度侵蚀面积占整个流域的90.1%;在影响土壤侵蚀的几个因子中,地形因子的影响最大,在山区植被覆盖度高的地方,土壤的侵蚀模数较小。     

土壤入渗特性影响因素研究综述

土壤入渗特性是评价土壤水源涵养作用和抗侵蚀能力的重要指标,也是模拟土壤侵蚀过程的基本输入变量,受制于许多外在和内在因素的影响。综述了影响土壤入渗特性的主要因素,这些因素主要有土壤理化性质、下垫面性质、降雨强度、水质及水温等。并提出了今后应该加强研究的内容。     

基于SOTER数据库的河北省土壤侵蚀研究

【研究目的】应用SOTER数据库与RUSLE模型定量化估算河北省土壤侵蚀风险。【方法】在建立河北省SOTER数据库的基础上,提取地形因子、植被覆盖与耕作管理措施和土壤保持措施,结合土壤可蚀性与降雨侵蚀力因子,应用RUSLE模型定量评价河北省山区土壤侵蚀风险。【结果】河北省轻度水土流失面积3.5万km2,占18.9%;中度水土流失面积1.1万km2,占6.1%;强度与极强度水土流失面积分别为8 183km2与1.0万km2,分别占全省面积的4.4%和5.6%;剧烈土壤侵蚀面积为1.2万km2,占全省面积的6.8%。【结论】河北省土壤侵蚀主要发生在太行山、燕山山区,尤以低山丘陵地带的土石山区最为严重。     

辽北低山丘陵区坡耕地土壤侵蚀作用效果研究

本文研究不同坡度、降雨量、耕作方式对辽北低山丘陵区坡耕地土壤侵蚀作用的影响。研究结果表明：降雨量（x）与土壤流失量（y）之间遵守y=aebx的指数曲线变化规律,且有a〉0,b〉0的回归特征,说明土壤流失量随降雨量的增加而加剧;在相同降雨条件下,土壤流失量随坡度的增加而加剧,顺坡垄农田的侵蚀量＞等高垄农田的侵蚀量;流失量（y）和降雨量（x1）、坡度（x2）的回归方程为：Y=2.49-1.83 X1+ 2.13 X2+ 0.02 X1X1-0.162 X2X2 + 0.13 X1X2,降雨对流失量的影响要大于坡度对流失量的影响。     

阴山北麓农牧交错带风蚀气候侵蚀力的计算与分析

研究结果表明,内蒙古阴山北麓农牧交错带的气候条件是造成风蚀重要因素,年平均气候侵蚀力为154.5,属于中国干旱、半干旱地区气候侵蚀力水平强的地区,超过风蚀气候侵蚀力"极重"级(C≥100)的分级标准.在季节上的气候侵蚀力分析,春季最强为80.3,以下依次是冬季38.7、夏季18.9、秋季16.6.     

降雨入渗对宁南山区黄土梯田边坡稳定性的影响

为了研究降雨入渗对宁南山区黄土梯田边坡稳定性的影响。采用ABAQUS软件建立降雨入渗下的宁南山区黄土梯田边坡稳定性有限元模型,研究了水平梯田、隔坡梯田、原始边坡（对照）3种边坡类型,在降雨入渗强度(28~38 mm/h)和边坡坡度(15°—30°)下的破坏时间和安全系数的变化规律。结果表明:降雨入渗下,黄土梯田边坡的破坏时间随降雨入渗强度的增大而减小,且呈幂函数关系,水平梯田的破坏时间显著高于隔坡梯田和原始边坡;安全系数也随降雨入渗强度的增大而减小,但呈线性关系,水平梯田的安全系数与隔坡梯田和原始边坡并无显著差异。降雨条件下,修筑梯田能增加浅层梯田边坡的稳定性,而对于深层梯田边坡的稳定性影响不大。     

Dynamic Influence of Sustained Small Rainfall Infiltration on Stability of Unsaturated Soil Slope

Taking the moisture content as main control parameter of shear strength of the soil, we analyze the variational properties of moisture content and shear strength with the change of rainfall time during the small sustained rainfall infiltration, and establish the relationships between total cohesion as well as effective angle of friction and the time of sustained small rainfall infiltration into an unsaturated slope. With the rainfall infiltration, the influence area of slope expands. Through the strength reduction method based on FLAC3D, the dynamic safety factor of slope in different time and the duration time before the failure of the slope are obtained. The results show that the slope critical sliding surface is yet unsaturated during a sustained small rainfall.     

The Effect of Different Soybean Tillage Systems on Infiltrability and Erosion Susceptibility of an Oxisol in Paraná, Brazil

Measurements of infiltrability were carried out during the soybean vegetation period in three different tillage systems on an Oxisol, with the aim of estimating relative erosion susceptibility. The tillage systems studied were conventional tillage (disc plow), minimum tillage (chisel plow) and no-tillage. Infiltration was determined as the difference between rainfall applied with a portable rainfall simulator and runoff collected from mini-plots.
During all growth stages of the soybeans, infiltrability under no-tillage was higher than under conventional tillage. Minimum tillage took an intermediate position. Lowest overall infiltrability and consequently, highest relative erosion susceptibility was observed in the early growth stage after planting, in a wet year, when the degree of soil cover was also lowest. Infiltrability was mainly affected by degree of surface seal development as a result of natural rainfall energy the soil surface had received prior to measurements, as well as degree of soil cover. Highly significant correlations were found between the calculated sum of erosivity indices one month before measurement and the total infiltration. Differences in bulk density and macroporosity had hardly any effect on infiltrability.
The better performance of no-tillage in controlling erosion observed in Brazil can thus be explained by the higher degree of soil cover in comparison to the other tillage systems studied.     

砾石覆盖层截留降雨的模拟实验研究

砾石覆盖技术可减少土壤水分蒸发,在世界的一些干旱半干旱地区得到了不同程度的应用。但在降雨时,雨水通过覆盖层进入土壤的过程中,覆盖层也会截留一定的降雨量。此文通过模拟降雨实验,表明：在降雨强度、降雨历时和铺设方式等相同的条件下,烘干砾石的吸水量随着降雨历时的延长而增大,并逐渐达到饱和吸水量;烘干砾石达到吸水饱和所需的降雨历时随着砾石平均等效粒径的减小而缩短;随着砾石平均等效粒径的增加,覆盖层砾石颗粒间的滞留水量逐渐减少;饱和砾石覆盖层的截留水量也逐渐减小,用指数衰减拟合模型进行拟合,具有高度的显著性。     

降雨条件下坡积土边坡暂态饱和区形成机理及分布规律

降雨是引起坡积土边坡失稳的最常见外部因素之一。雨水的入渗在引起土体抗剪强度参数降低的同时，还将导致土体重度的增加、基质吸力的降低，最终造成边坡的失稳。开展雨水在边坡内部的渗流过程研究已成为分析边坡在降雨条件下稳定性的前提。基于有限元数值模拟方法，进行了雨水在土体中渗流过程的模拟，着眼于降雨条件下边坡暂态饱和区的形成、分布及消散特征，描述了该过程中边坡内部含水率、基质吸力、水力梯度的变化规律。结果表明：暂态饱和区形成的主要原因是土体中向湿润锋下方渗出的雨水量小于降雨入渗补给量，从而使得土体中的含水率累积升高；暂态饱和区的形成与降雨强度、降雨时间具有十分密切的关系，暂态饱和区形成时间、雨水入渗深度、土体表面体积含水率大小分别与降雨强度存在函数关系；清晰描述了暂态饱和区形成发展消散地下水位升高的全过程，从该过程看，边坡排水措施的设计值得思考。     

Effect of Rainfall Collecting with Ridge and Furrow on Soil Moisture and Root Growth of Corn in Semiarid Northwest China

A plastic‐covered ridge and furrow farming of rainfall collecting (RC) system were designed to increase water availability to corn for improving and stabilizing agricultural production in the semiarid Loess region of northwest China. This system comprised two elements: the ridge mulched by plastic film that acts as a rainfall harvesting zone and the furrow as a planting zone. To adopt this system for large‐scale use in the semiarid region and bring it into full play, it is necessary to test the appropriate rainfall range for RC farming. A field study (using corn as an indicator crop) combined with rainfall simulation was conducted to determine the effect of RC on soil moisture, root characteristic parameters and the yield of corn under three different rainfall levels (230, 340 and 440 mm) during the growing seasons of 2006 and 2007. The results indicated that with the rainfalls ranging within 230–440 mm, the soil moisture at 0–100 cm depth for RC system in furrows was significantly higher (P < 0.05) than that of conventional flat (CF for control) practice. At 100–200 cm soil depth, there was no significant difference (P > 0.05) between soil moisture in the RC₂₃₀ plots and in the CF₂₃₀ plots during the corn growing seasons, while the soil moisture both in the RC₃₄₀ and RC₄₄₀ plots were significantly higher (P < 0.05) than those in the CF₃₄₀ and CF₄₄₀ plots. The root length, root surface area, root volume and root dry weight for RC₂₃₀ and RC₃₄₀ plots all significantly increased (P < 0.05) compared with CF₂₃₀ and CF₃₄₀ plots, but these root characteristic parameters at 440 mm rainfall slightly decreased compared with those of CF practice. Compared with the CF_230–440 pattern, the increasing amplitude of grain yield under the RC_230–440 pattern diminished with the rainfall increase and there was no obvious yield‐incrementing effect (P > 0.05) between two patterns at 440 mm rainfall in 2006. In comparison with these two farming practices, the RC system not only improved soil moisture of dry farmland, but also promoted the development of corn root systems when the rainfall ranged between 230 and 440 mm. Thus, it could be concluded that the optimal upper rainfall limit for the RC system is below 440 mm in the experiment. For corn, the adoption of the RC practice in the 230–440 mm rainfall area will make the system more effective during the whole growth period and offer a sound opportunity for sustainable farming in semiarid areas.     

晋西黄土丘陵沟壑区降雨地形分布规律研究

通过对不同高程（1158m、1270m、1341、1407）,不同坡向（峁顶、阳坡、阴坡、阳沟坡、阴沟）情况下20个观测点的降雨量监测,经过分析研究表明：对于丘陵沟壑区的山地降雨,在不考虑坡向影响的情况下,降雨量基本随着高程变化规律为,先增加后减少;在同一高程,不同坡向情况下降雨量的分布规律为：阴沟坡>阴坡>峁顶>阳沟坡>阳坡,即阴坡（背风坡）>阳坡（迎风坡）;不同高程情况下亦是如此。     

1951—2013年河南省降水量时空变化特征

本研究选取1951—2013 年河南省18 个观测站月观测降水量数据为研究对象,运用小波分析、Mann-Kendall 线性趋势检验、降水量变率、累积距平等方法,分析河南省降水量及800 mm等降水量线时空演化规律。结果表明：过去63 年,（1）河南省年和四季降水量具有不显著减少趋势,夏季降水量变化控制年降水量变化,发生旱灾的程度高于洪灾;（2）年和四季降水量存在2~3 年、准4.5 年和准6 年的振荡周期,可能与厄尔尼诺/南方涛动有关;（3）年和四季降水量自东南向西北逐渐减少,大部分地区年和四季降水量均具有减少趋势;（4）将800 mm等降水量线作为中国南北方分界线显得单薄,需要寻找更多的代用指标,综合分析南北方分界线具体走向及宽度范围。     

坡面尺度土地利用空间配置的产沙效应——以陕北黄土丘陵沟壑区为例

为了研究黄土丘陵沟壑区缓坡地土地利用与水土流失的作用机理,选取中科院安塞水土保持综合试验站9个缓坡试验小区为研究对象,分析了2009—2011年不同土地利用配置方式(谷子地、柳枝稷地、撂荒地、2/3谷子-1/3柳枝稷地、2/3谷子-1/3撂荒地)的侵蚀产沙特征及其与降雨、植被覆盖度的关系以及减沙效益。结果表明:缓坡不同土地利用配置方式的次降雨产沙量大小为谷子地>2/3谷子-1/3柳枝稷地>2/3谷子-1/3撂荒地>柳枝稷地>撂荒地,与短历时高强度降雨关系密切;7月可能是泥沙量产生的敏感时期;短历时高强度暴雨往往是年产沙量变化的主要原因;与谷子地相比,柳枝稷地、撂荒地、2/3谷子-1/3柳枝稷地、2/3谷子-1/3撂荒地均表现出不同程度的减沙效应,减沙效应大小为:撂荒地>柳枝稷地>2/3谷子-1/3撂荒地>2/3谷子-1/3柳枝稷地;植被覆盖度的提高能有效地减少产沙量。研究结果可以为缓坡土地利用对水土流失的影响评价提供一定的参考依据。