沂蒙山区土壤侵蚀空间分布及其影响因素动态变化

【目的】研究土壤侵蚀强度空间格局与坡度、土壤、降雨、植被覆盖和土地利用等影响因子的动态变化关系,揭示沂蒙山区土壤侵蚀规律。【方法】以TM影像、地形图、土壤图和气象资料为源数据,综合运用GIS和RS技术,获取沂蒙山区坡度、土壤可蚀性K值数据以及1986年、1995年和2005年的年降雨侵蚀力、植被覆盖度、土地利用和土壤侵蚀强度数据;通过对研究区山地丘陵地带进行子流域划分,以子流域为单元,选取土壤侵蚀强度指数、平均坡度、土壤可蚀性指数、平均年降雨侵蚀力、平均植被覆盖度和土地利用结构指数,并采用统计分析方法,对土壤侵蚀强度空间格局与其主要影响因素的动态变化关系进行分析。【结果】随着植被覆盖度的增加以及土地利用结构向有利于控制土壤侵蚀的改善,1986年、1995年和2005年3个时期内山地丘陵地带上土壤侵蚀明显降低。土壤类型对3个时期土壤侵蚀强度空间格局的影响不显著;降雨侵蚀力在2005年成为影响侵蚀强度格局的主要因素之一,但影响程度较低,贡献率仅为5.35%;坡度因子是影响各时期侵蚀强度格局的最主要因素,但影响程度逐渐降低,其贡献率由1986年的93.33%下降到2005年的79.75%;植被覆盖因子在1986年影响侵蚀强度格局的贡献率为6.67%,之后则减弱;而土地利用结构对侵蚀格局的影响程度逐渐增强,贡献率已增至到2005年的14.90%。【结论】年降雨侵蚀力分布的空间差异增大后,降雨因子将成为显著影响土壤侵蚀空间格局的因素之一;受人类活动影响,当植被覆盖度达到一定程度后,土地利用结构逐渐成为影响侵蚀格局的重要因素,建议该地区今后的水土流失防治工作应优先考虑调整土地利用结构。     

基于GIS的罗玉沟流域降雨侵蚀力时空分布规律研究

降雨侵蚀力是建立通用土壤流失方程USLE及RUSLE的6个最基本因子之一,它反映了降雨引起土壤侵蚀的潜在能力.罗玉沟流域是黄土高原丘陵沟壑区第三副区的典型小流域,此区域水土流失极为严重.采用章文波修正的Richardson日降雨侵蚀力模型,处理该流域15年日降雨资料,估算降雨侵蚀力.通过分析得出:(1)该流域年均降雨侵...     

基于AHP的茂县土壤侵蚀时空格局动态变化

以遥感(RS)和地理信息系统(GIS)为平台,以四川省茂县为研究区域,依据土壤侵蚀程度的评价原则选取对研究区域土壤侵蚀影响较大的5个评价因子,包括坡度、植被盖度、土壤可蚀性因子、降雨侵蚀力和水土保持措施因子,运用层次分析法(AHP)计算各评价因子的权重,然后根据多因子分析将土壤侵蚀程度分成5个等级——微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀,得到茂县土壤侵蚀的等级分布。结果表明,茂县土壤侵蚀还在可控制范围内,没有强度侵蚀和极强度侵蚀的地方。     

岷江上游土壤侵蚀与土地利用的耦合关系研究

利用岷江上游地区2005年土地利用数据和土壤侵蚀数据,在GIS技术支持下,研究了该地区土壤侵蚀强度与土地利用类型之间的耦合关系.结果表明,土壤侵蚀与土地利用具有很大的关系,土地利用直接影响着土壤侵蚀强度及空间分布.岷江上游土地利用以林地和草地为主,裸岩和建设用地侵蚀面积仅占0.11.不同土地利用方式下的土壤侵蚀强度指数不同,依次为:旱地﹥低盖度草地﹥其他林地﹥中盖度草地﹥水域﹥高盖度草地﹥建设用地﹥疏林地﹥灌木林地﹥有林地﹥水田﹥裸岩.土壤侵蚀以微度水蚀为主,占35.43,主要发生在有林地和灌木林地,分别占研究区总面积14.24和11.70;轻度及中强度水蚀则多发生在中盖度草地;随着土壤侵蚀强度增加,旱地侵蚀面积逐渐增大,且远远大于水田;冻融侵蚀占研究区总面积26.96,多分布在中盖度草地,为20.89.因此,合理土地利用方式的选择,土地利用格局的优化,对于减轻水土流失,控制土壤侵蚀,提高土地利用效益至关重要,也对促进该流域社会经济发展具有重要意义.     

USLE模型中降雨侵蚀力因子的估算方法

土壤侵蚀的预报与定量研究一直是土壤侵蚀学科的热点和难点,通用土壤流失方程（USLE）是目前最为广泛应用的土壤侵蚀预报模型,对其中降雨侵蚀力因子（R）估算的准确性直接影响USLE的预报精度.系统地总结了国内外在估算USLE模型中降雨侵蚀力因子的常用方法,对准确、有针对性地利用USLE模型进行土壤侵蚀预测与控制有重要意义.     

降雨侵蚀力计算方法研究进展

降雨侵蚀力(R)是指由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,是土壤侵蚀定量预报的重要环节。从模型最小估算单位尺度、指标类型和精度2个方面分别将目前降雨侵蚀力模型分为次降雨侵蚀力(R_t)模型、月降雨侵蚀力(R_m)模型、年降雨侵蚀力(R_a)模型以及多年平均降雨侵蚀力■模型,次雨量模型、日雨量模型、月雨量模型、年雨量模型和综合指标模型,并逐类分析各指标和模型的特点、优劣,为降雨侵蚀力计算时选用合适的指标和模型提供参考。针对现有模型的不足,提出建立基于日雨量的综合指标模型,提高估算精度。综合R因子的研究现状,提出直接观测的设想。     

紫色丘陵区几种土壤可蚀性K值估算方法的比较

土壤可蚀性K值可为当地土壤流失量预测和水土保持措施效应评价提供依据。采用5种土壤可蚀性K值估算方法对紫色丘陵区土壤可蚀性进行比较研究,以筛选出符合该地区紫色土成土和侵蚀特点的土壤可蚀性估算方法,结果表明:1）对相同土壤母质和土地利用类型而言,5种土壤可蚀性估算方法的K值依次为:KEPICK修正诺谟K诺谟KShiraziKTorri,5种估算方法K值差异显著,其根本原因在于选择了不同的土壤理化性质指标作为K值估算基础。紫花苜蓿地土壤可蚀性K值最小,说明选用紫花苜蓿等豆科植物作为坡耕地间、套作植物、绿篱建设植物,可有效降低旱坡耕地的土壤侵蚀敏感性。2）对相同土壤母质和土壤类型而言,不同土地利用类型对土壤可蚀性估算方法的稳定性反应不同,其敏感性大小为:紫花苜蓿地小麦地桑林地,对于存在经常性翻耕活动的各种坡耕地种植模式而言,各种估算方法的稳定性差别不大。3）在紫色丘陵区,诺谟法和EPIC法估算的K值与标准值最为接近,且对土壤理化性质变化具有一定敏感性,因此在该地区进行土壤侵蚀敏感性评价和土壤流失量预测时,可采用诺谟法和EPIC法进行K值估算。      

极端次降雨事件下的土壤侵蚀调查研究

黄土高原是我国乃至世界上土壤侵蚀状况最严重的地区之一,其中细沟侵蚀是该地区最主要的土壤侵蚀方式之一,往往一次极端降雨事件造成的细沟侵蚀量可占全年土壤侵蚀量的50%以上。2013年延安市遭受了自有气象记录以来最强的一次极端降雨事件,本文选取延河流域此次降雨相对集中的4个县区(安塞,志丹,延川,延安宝塔区)进行了系统的土壤侵蚀调查,结果发现:在不同土地利用类型中,自然恢复的草地和人工林地,土壤侵蚀现象较少,而侵蚀现象比较严重的是坡耕地和果园地;土壤侵蚀量并不是随坡度的增大一直增加,均存在一个临界坡度;随草本植被盖度的增加,土壤侵蚀量逐渐减小。植被的垂直结构越完整,侵蚀量越小。此次调查结果对于在黄土高原地区开展土壤侵蚀相关研究具有一定的现实意义。     

基于GIS和USLE的宁乡市土壤侵蚀定量评价

以遥感影像数据、DEM数据、降雨数据、土壤类型数据为基础,通过GIS和RS技术,结合美国通用水土流失方程(USLE)估算宁乡市的土壤侵蚀模数,模型指标包括降雨侵蚀力因子(R)、土壤可侵蚀性因子(K)、坡度坡长因子(LS)、植被覆盖度因子(C)、水土保持措施因子(P)。评价结果表明,2015年宁乡市土壤平均侵蚀模数为1 410.64t/(km2·年),属于中度侵蚀等级状情况,土壤侵蚀类型主要为微度侵蚀、剧烈侵蚀和轻度侵蚀,侵蚀面积分别为1 548.87、434.16和397.91km2,占侵蚀总面积的53.84%、15.09%和13.88%。土壤侵蚀模数较高的地区主要集中在宁乡市的沩山、长冲等山地、丘陵地区。系统分析出宁乡市土壤侵蚀与USLE模型的相关影响因子的关系,海拔高程与土壤侵蚀强度成正相关关系,与侵蚀面积成负相关关系,在200m海拔高程地区微度侵蚀面积范围最大。县内土壤侵蚀面积最大地区是在25°以下的坡度带,土壤侵蚀面积总体随着坡度的增加而减小。土地利用类型中耕地和林地的土壤侵蚀最为严重,其次是城镇用地草地水域裸地。根据宁乡市土壤侵蚀现状,提出综合治理措施,以期为政府开展水土保持工作提供科学依据。     

四川盆地降雨侵蚀力分布与土壤侵蚀危险期探讨

采用降雨侵蚀力Ｒ＝「Σ（ｎ，ｊ＝１）（２１０＋８９ＬｏｇＩ３」（ＩｊＴｊ）Ｉ３０／１００的计算方法研究四川盆地降雨侵蚀力的时空分布，初步探讨了不同气候带年降雨量与降雨侵蚀力之间的直线回归关系。并通过主要种植模式各个时期Ｃ因子值的计算，研究土壤侵蚀危险期。     

秸秆覆盖免耕条件下土壤温度动态变化研究

[目的]研究秸秆覆盖免耕条件下土壤温度的动态变化。[方法]设置常规耕作、秸秆还田和秸秆覆盖免耕3种处理,研究河西内陆河灌区作物生育期土壤温度的动态变化。[结果]8:00时3种耕作方式土壤温度相差不大。14:00时土壤温度增速最明显,覆盖免耕的土壤温度变化较其他两种方式平缓,秸秆的覆盖降温作用在作物生育中前期表现明显,后期减弱。20:00时覆盖免耕的土壤积温分别比常规耕作和秸秆还田小134.31、61.4℃。3种耕作方式的土壤温度差值随土壤深度的增加而减小,降温过程中的差值较增温过程的小。作物生育早期常规耕作和秸秆还田的土壤温度变化剧烈;降温天气覆盖免耕的增温和降温分别为7.42、.4℃,增温天气增温和降温则为13.6、12.7℃。[结论]秸秆覆盖免耕依据气温和作物生育期表现出不同的调温效应,减缓和抑平了土壤时间和空间温度的变化,所产生的"增温效应"和"降温效应"在土壤表层表现突出。     

丘陵红壤果园间套模式效益的研究

对丘陵红壤果园幼龄期间套作物的３种模式进行了比较试验。分析了各种间套模式的经济投入及农产品产出，比较了劳动生产效率；研究了在高温干旱期间花生稿复盖对果树地表温度、地温和土壤水分等小气候环境的影响，以及耕层土壤理化性状的变化；综合评价了不同间套模式的经济效益和生态效益；指出花生大萝卜或早大豆／晚大豆模式是值得推广应用的优化组合模式。     

森林火险气象等级信息发布系统的开发

建立森林火险气象等级发布系统管理平台,以连续天况和后续天气预报为基础,结合雨量数据分析空气湿度、土壤湿度和森林覆盖情况制订森林火险气象等级预报。以采集预报因子,数据库整合分发信息为核心。从PC终端延伸拓展至智能手机、PDA的新一代技术,是基于移动互联网,让管理者、护林防火员利用显示屏、手机随时随地开展各类信息和资料查询活动,从而大量节约森林防火的管理成本和运营成本,组织防火灭火的效能得以大幅度提高。     

A simulation model-assisted study on water and nitrogen dynamics and their effects on crop performance in the wheat-maize system I: The model

Based on data collected from field experiments, a comprehensive model was built on the Ithink (a registered trademark of iSee Systems) platform to simulate the dynamics of water and nitrogen, and crop performance in the winter wheat-summer maize double cropping system of the North China plain. The model, consisting of seven sub models, i.e. weather generator, phenology, biomass, dry matter partitioning, water balance, nitrogen balance, and nitrogen absorption and partitioning, well reflects water and nitrogen use and their relationship with crop yield under field conditions. A vertical water movement equation is employed in the water balance sub model to account for movement between layers. Crop transpiration and soil evaporation are simulated separately according to potential evaporation, crop cover and a soil water deficit coefficient. Soil evaporation is from the surface layer only while crop transpiration comprises the total amount of water absorbed by the root system from all soil layers. The model considers that nitrogen transformations, transfers and uptake are fulfilled by root systems. Transformation of nitrogen as mineralization, fixation and denitrification are responsive to soil moisture and temperature. Nitrogen movement is simulated with a convection-dispersion equation with nitrate as the soil solute. Nitrogen absorption and partitioning sub model includes the effects of water and nitrogen supply, crop nitrogen demand and nitrogen content in various crop organs. The model can be used to simulate crop yield, water-and nitrogen-use efficiencies and water-nitrogen leaching to specific soil layers in different water and nitrogen management practices.     

Estimation of USLE crop and management factor values for crop rotation systems in China

Soil erosion on cropland is a major source of environmental problems in China ranging from the losses of a non-renewable resource and of nutrients at the source to contamination of downstream areas. Regional soil loss assessments using the Universal Soil Loss Equation(USLE) would supply a scientific basis for soil conservation planning. However, a lack of information on the cover and management(C) factor for cropland, one of the most important factors in the USLE, has limited accurate regional assessments in China due to the large number of crops grown and their complicated rotation systems. In this study, single crop soil loss ratios(SLRs) were collected and quantified for 10 primary crops from past studies or reports. The mean annual C values for 88 crop rotation systems in 12 cropping system regions were estimated based on the combined effects of single crop SLRs and the percentage of annual rainfall erosivity(R) during the corresponding periods for each system. The C values in different cropping system regions were compared and discussed. The results indicated that the SLRs of the 10 primary crops ranged from 0.15 to 0.74. The mean annual C value for all 88 crop rotation systems was 0.34, with a standard deviation of 0.12. The mean C values in the single, double and triple cropping zones were 0.37, 0.36 and 0.28, respectively, and the C value in the triple zone was significantly different from those in single and double zones. The C values of dryland crop systems exhibited significant differences in the single and triple cropping system regions but the differences in the double regions were not significant. This study is the first report of the C values of crop rotation systems in China at the national scale. It will provide necessary and practical parameters for accurately assessing regional soil losses from cropland to guide soil conservation plans and to optimize crop rotation systems.     

东北黑土区土壤侵蚀模型中植被因子C值的研究

利用人工降雨径流模拟试验法,重点研究了美国通用土壤流失方程(USLE)中植被与土壤侵蚀关系因子C值的地方适用性。初步估算出东北黑土农业区不同土地利用类型土壤侵蚀和非点源污染流失量化计算中的C值取值范围,进一步与国内其他地区应用的C值进行比较,得出了较满意的结果。其规律为本次试验C值普遍小于原美国通用土壤流失方程(USLE)中给出的经验C值。在此基础上,将试验C值应用于吉林二龙湖流域土壤侵蚀量研究中,并通过试验C值计算的土壤侵蚀量与其他方法计算结果相比较,验证估算值在实际应用中的适用性和实用性,为黑土丘陵区土壤侵蚀和非点源污染的控制和治理提供了科学依据。     

贵州温度植被干旱的指数（TVDI）特征及其遥感干旱的监测应用

基于遥感技术的温度植被干旱指数(TVDI)综合了遥感陆面温度或遥感植被指数两类土壤水分检测方法的长处,有效地减小了植被覆盖度的影响,提高了遥感干旱监测的准确性.应用TVDI法和贵州2006年7月和8月,2007年8月的EOS/MODIS遥感资料,分析并揭示了山区复杂独特的NDVI-Ts空间结构特征,反演了贵州表层土壤干旱情况,并与同期当地气象站土壤湿度观测数据进行定量验证,证明TVDI与土壤湿度显著相关.该方法适宜于较大区域、复杂地形的干旱检测与预警.     

果园生草模式土壤固碳潜力——以福建省为例

以定位试验为平台,研究了果园生草管理模式对土壤有机碳含量的影响,并通过分析土壤有机碳的变化量来估算福建省果园生草管理的土壤固碳潜力。结果表明:与1996年相比,2007年生草果园0-20 cm土壤有机碳含量提高了37.0%,土壤容重降低了1.8%。与清耕模式相比,生草模式更有利于土壤有机碳的积累,其土壤碳年变化量是清耕模式的3.2倍,土壤固碳速率为714.52 kg.hm-2.a-1。福建省果园生草模式土壤固碳潜力为3.26×105t.a-1,其中,以漳州地区最高,占36.3%。     

陕北丘陵区农田蒸散规律及对土壤水环境的影响与防治对策

为了探讨陕北黄土高原农田土壤蒸散规律及水分环境现状,提高土壤水分利用效率,采用TDR法测定了土壤水分,对陕北峁状丘陵区旱梯田裸露地、作物地以及农田覆盖地土壤水分进行系统监测,并结合野外自动气象哨资料,分析了该区农田土壤水分蒸散规律。结果表明,裸露地周年存在两个蒸发高峰期,年蒸发量占降水量的74.4%;土地空闲期对恢复土壤水分亏缺贡献很大;地面采取部分覆盖(地膜覆盖,覆盖率60%)有利于土壤水分环境的恢复与保护,而采取全覆盖(组合覆盖和秸秆覆盖,覆盖率100%)有利于土壤水分的高效利用。在此基础上提出了提高该区土壤水分利用率的有效技术途径:采取双料沟垄组合覆盖技术最大限度地抑制裸露地表的无效蒸发,草粮轮作、避免耕地荒芜提高土壤水分利用率。     

不同覆土厚度对裸岩石砾地土壤化学性状和春玉米产量的影响

[目的]为了研究在裸岩石砾地不同覆土厚度作物耕作层土壤理化性状和春玉米产量的变化。[方法]在2011～2012年陕西富平基地设置裸岩石砾地,通过30、40、50、60、80和100 cm 6种不同覆土厚度,分析各不同覆土厚度下土壤化学性状、农艺性状和春玉米产量的差异。[结果]不同覆土厚度对土壤0～50 cm土层土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量具有明显的影响;碱解氮、速效磷和速效钾含量都随着土层深度的增加而减小。在10～30 cm土层,C50处理土壤的碱解氮含量分别比C30、C40、C60、C80和C100处理高3.92%、12.51%、17.51%、3.39%和11.26%。在0～30 cm土层,C50处理土壤的平均速效磷含量分别比C30、C40、C60、C80和C100处理高14.57%、9.57%、2.31%、4.14%和4.91%;在0～50 cm土层,C50处理土壤的平均速效钾含量最大,为112.51 g/kg,即C50处理较其他处理具有保肥作用。不同覆土厚度对春玉米株高、生物量影响显著。覆土厚度不同,直接影响春玉米干物质积累。C50处理春玉米从拔节期到灌浆期的平均株高最高,为150.03 cm;春玉米从拔节期到灌浆期的平均生物量分别为68.65、69.09、72.48、68.91、69.10和68.12 g。不同处理对春玉米产量、产量构成因素影响显著。C50处理平均籽粒产量最高,为6 832.89 kg/hm2;各处理春玉米的平均籽粒产量从大到小依次为C50处理>C40处理>C60处理>C80处理>C30处理>C100处理。[结论]C50处理具有保肥作用且增产效果最佳。