自然降雨条件下不同水土保持措施对坡耕地土壤侵蚀的影响

吉林省是坡耕地较多的省份之一,坡耕地土壤侵蚀是东北主要面临的持续性自然灾害,是人们关注的生态环境问题。在自然降雨条件下,采用收集径流的方式得到产沙量与径流量,探讨不同水土保持措施对坡耕地土壤侵蚀的防治效应。结果表明：地埂植物带、土坎水平梯田与顺坡垄作的土壤侵蚀量表现为顺坡垄作>地埂植物带>土坎水平梯田;在5°和10°坡度下采用地埂植物带措施对土壤侵蚀治理效果明显;坡度为10°的土坎水平梯田的年径流量为7.83 mm,保土率为98.09%;2种措施与顺坡垄作相比,地埂植物带与土坎水平梯田的产沙量和降雨侵蚀力均达到极显著相关。可见,说明地埂植物带与土坎水平梯田措施有良好的保土、保水效应。地埂植物带和土坎水平梯田措施可显著降低土壤侵蚀量,有效地拦截地表径流,减慢径流流速和拦蓄水流,因而减少径流量。     

川中丘陵区紫色土坡耕地土壤侵蚀特征

通过径流小区定位观测,研究了川中丘陵区坡耕地土壤侵蚀特征。结果表明,坡面径流量和土壤侵蚀量年际间存在差异;随着坡度的增加,坡面径流量和土壤侵蚀量呈增加的趋势。多元回归分析表明,降雨量与坡面径流深、土壤侵蚀量之间存在显著的线性关系;而降雨强度、降雨历时与土壤侵蚀量分别存在着显著的幂函数和二次函数关系。主成分分析表明,降雨量和降雨强度为坡耕地主要的土壤侵蚀因子,降雨历时对土壤侵蚀的贡献率随坡度的增加逐渐加强。     

不同耕作方式和雨强对紫色土养分流失的影响

 【目的】揭示紫色土地区坡耕地常用农耕措施在不同雨强条件下对土壤养分流失途径及流失量的影响规律，为紫色土坡耕地培肥及养分流失治理提供理论依据。【方法】本研究采用两因素、三水平、三重复随机区组试验，利用人工降雨装置模拟3种不同强度的降雨，采用模拟径流小区观测地表径流量、壤中流量、泥沙侵蚀量及取样分析养分流失量。【结果】在耕作方式相同时，雨强越大，地表径流量越大，地下径流量减少，总径流量增加，不利于土壤保蓄雨水和含水量的提高。在相同雨强条件下，平作的地表径流量最大，土壤侵蚀也最剧烈。横坡垄作在中小雨强条件下控制地表径流和侵蚀的效果非常明显，但在大雨强条件下，控制径流和泥沙的效果减弱; 横坡垄作有增加地下径流和氮流失量的趋势。在本试验条件下，约1%的化肥氮（速效氮）被雨水淋洗出土体并排放到环境中；而速效磷的流失量只占化肥磷的万分之三至万分之十，流失量很小。【结论】紫色土坡耕地磷素流失的载体是泥沙，流失量更易受雨强的影响，要控制磷的流失，首先应防止土壤侵蚀；横坡垄作能够有效控制土壤侵蚀，因此，也能较好控制磷流失。紫色土坡耕地氮流失载体在雨强较小时是径流，径流中又以地下径流为主，要控制氮流失，首先必须控制地下径流；传统的横坡垄作会加大地下径流量，也就加大了氮的流失。全面控制紫色土的氮、磷损失，必须采用控蚀耕作、增厚土层、提升土壤有机质等综合措施。     

聚丙烯酰胺与苔藓对幼龄锥栗园土壤侵蚀的影响

采用聚丙烯酰胺(PAM)和苔藓为材料,利用径流小区试验,观测其对幼林锥栗园土壤侵蚀的影响,分析其在3种雨型下径流量与入渗量、含沙量与产沙量以及侵蚀泥沙机械组成的变化结果表明,3种雨型顺坡和梯田的径流量关系为对照＞ PAM与苔藓混合处理＞PAM处理＞苔藓处理,入渗量为苔藓处理的小区最大;PAM处理的产沙量最少,顺坡长历时降雨条件下苔藓处理降低含沙量的效果更加明显;梅雨产沙主要以粘粒和粉粒为主,雷阵雨和台风雨产沙沙粒比例明显增加,PAM与苔藓混合处理阻止园大颗粒土壤的流失最为有效     

降雨特征因子与坡面土壤侵蚀关系分析

以沪（上海）陕（陕西）高速公路信阳至南阳段填沙路基边坡为研究对象,运用径流场法建立了21个径流小区,对边坡的降雨特征因子与坡面土壤侵蚀关系进行了定量分析。结果表明：侵蚀性降雨量、侵蚀性平均雨强均与土壤侵蚀量存在较强的相关关系;降雨侵蚀力值与土壤侵蚀量存在很强的相关性;降雨量级与土壤侵蚀量有较强的相关性,降雨历时与土壤侵蚀量无明显的相关关系;侵蚀性降雨的前3、5、7d降雨量与土壤侵蚀量的相关性均较差。该分析结果可为提高土壤侵蚀预测预报的准确性、有效预防和降低路基边坡土壤侵蚀提供科学依据。     

橡胶幼龄林下间作菠萝对水上流失的影响

本实验旨在探讨橡胶幼龄林下间作菠萝对水土流失的影响。采用单因素随机区组设计的方法,测定了顺坡种植菠萝,横坡种植菠萝和不间作（对照）条件下的径流量及土壤侵蚀量。结果表明：西双版纳雨季时,5～10月间。横坡和顺坡种植菠萝径流量均低于不问作菠萝,顺坡种植在6～9月间的径流量都高于横坡种植：6～10月间．顺坡种植和横坡种植菠萝能显著降低林间侵蚀量,横坡种植在6～9月间侵蚀量均低于顺坡种植;径流量、侵蚀量和降雨量的变化趋势基本相同;顺坡和横坡种植的总径流和总侵蚀量均显著减少。说明橡胶幼龄林下横坡种植菠萝可以有效减轻林地水土流失。     

橡胶幼龄林下间作菠萝对水土流失的影响

本实验旨在探讨橡胶幼龄林下间作菠萝对水土流失的影响。采用单因素随机区组设计的方法,测定了顺坡种植菠萝,横坡种植菠萝和不间作(对照)条件下的径流量及土壤侵蚀量。结果表明:西双版纳雨季时,5～10月间,横坡和顺坡种植菠萝径流量均低于不间作菠萝,顺坡种植在6～9月间的径流量都高于横坡种植;6～10月间,顺坡种植和横坡种植菠萝能显著降低林间侵蚀量,横坡种植在6～9月间侵蚀量均低于顺坡种植;径流量、侵蚀量和降雨量的变化趋势基本相同;顺坡和横坡种植的总径流和总侵蚀量均显著减少。说明橡胶幼龄林下横坡种植菠萝可以有效减轻林地水土流失。     

玉米植株对降雨再分配过程的影响

 【目的】明确成熟期玉米冠层截留降雨的能力。【方法】以研究区域实际降雨强度为基础,采用人工模拟降雨法对成熟期玉米冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量进行了测定。【结果】冠层截留率平均为7.5%,茎秆流率平均为28.8%,穿透雨率平均为63.7%;冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量与雨强呈极显著线性正相关关系,冠层截留量和茎秆流量与叶面积之间呈极显著正相关直线关系,而穿透雨量与叶面积呈极显著线性负相关关系。【结论】不同雨强条件下,玉米冠层截留效应不尽一致;玉米冠层和茎秆可以引导一部分冠上雨量,减少直接到达地表降雨的数量,从而影响径流;本研究中建立的雨强和叶面积与冠层截留量、茎秆流量和穿透雨量之间简洁、实用模型,可为农耕地土壤侵蚀防治提供一定参考依据。     

基于WEPP的黄土丘陵区不同坡长条件下坡面土壤侵蚀预测

为了更全面地评价WEPP模型在我国的适用性,该文通过建立模型数据库,利用WEPP分别模拟了坡长为10、20、30和40 m的径流量和土壤侵蚀量,并用实测径流和侵蚀资料进行对比分析。结果表明,在10、20、30和40 m 4个坡长条件下,WEPP模型对降雨、每年和多年平均径流量模拟的Nash-Sutcliffe有效性(ME)分别为0.915、0.879和-0.056,对单场降雨、每年和多年平均土壤侵蚀量模拟的ME分别为0.853、0.758和-0.456,多年平均的ME为负值可能是由小样本计算造成的。WEPP模型对单场降雨和每年径流量和侵蚀量模拟效果较好。尽管WEPP模型对多年平均径流量和土壤侵蚀量模拟效果较差,但模型模拟的多年径流量和土壤侵蚀量与实测值的多年径流量和土壤侵蚀量的最大相对误差分别为7.90%和29.20%,表明WEPP模型对多年径流量和侵蚀量的模拟可满足要求。径流量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比不够敏感;而土壤侵蚀量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比过于敏感。      

坡耕地土壤流失规律研究

通过人工模拟降雨,研究了降雨强度、坡度和耕作措施与土壤流失的关系,得出坡度和耕作措施相同时,雨强与土壤侵蚀模数之间呈较好的指数函数关系;耕作措施相同、雨强接近时,土壤侵蚀模数与坡度之间呈较好的幂函数关系.当坡度相同,雨强小于0.75 mm·min-1时,土壤侵蚀模数沿直线坡-锄地-等高犁地-等高沟垄序列逐渐下降;当雨强大于1.5 mm·min-1时,土壤侵蚀模数沿该序列逐渐增大.     

降雨因素对紫色土坡地土壤侵蚀影响的试验研究

选择该地区水土流失主要动力条件降雨因素为切入点, 通过人工模拟降雨试验对紫色土坡地降雨侵蚀特征及规律进行研究. 结果表明: (1) 降雨量与径流量、侵蚀量呈显著线性正相关, 降雨量变化显著地影响径流总量和侵蚀总量的变化; 降雨强度与径流量、侵蚀量之间也存在显著正相关, 但相关程度较前者略小; (2) 侵蚀量与时段最大降雨强度、平均雨强之间的相关程度差异很大, 主要原因在于平均降雨强度概化了降雨侵蚀机制和侵蚀过程; (3) 径流量和侵蚀量之间符合平方关系和幂函数关系, 回归方程达极显著水平; (4) 在高(中)强度降雨过程中, 径流量和侵蚀量随降雨过程呈幂函数正相关变化, 而低强度降雨过程中, 径流量和侵蚀量随降雨过程呈线性负相关变化.     

不同坡度下侵蚀量与降雨特征的关系研究

坡面侵蚀影响因素众多,为研究不同坡度下土壤侵蚀的降雨影响因子。选择坡度为5°,10°,15°野外径流小区,观测雨强、径流量、降雨过程,接取沙样。利用SPSS分析统计软件,对降雨量P(X1)、平均雨强I(X2)、瞬时最大雨强IMAX(X3)、最大10min雨强I10(X4)、最大30 min雨强I30(X5)、降雨动能E(X6)、最大30min雨强与降雨动能的乘积EI30(X7)、降雨量与平均雨强的乘积PI(X8)、降雨量与最大瞬时雨强的乘积PIMAX(X9)、降雨量与最大10min雨强的乘积PI10(X10)、降雨动能与最大10min雨强的乘积EI10(X11)、降雨量与最大30min雨强的乘积PI30(X12)和坡度(X13)与土壤侵蚀量进行因子分析和逐步回归分析。结果表明:坡面侵蚀量主要受降雨动能和坡度影响,坡度在5~15°范围内是影响坡面侵蚀的主要因素,坡面侵蚀量与降雨动能和坡度呈线性关系。     

土壤侵蚀与降雨关系研究

通过2年玉米试验地降雨观测，分析了雨量、雨强、降雨历时与土壤侵蚀的关系，研究结果表明．大雨、暴雨、大暴雨容易引起水土流失，采用等高种植和秸秆或薄膜覆盖技术可减缓侵蚀程度。     

退耕还林（草）和降雨变化对延河流域土壤侵蚀的影响

 【目的】通过定量评估退耕还林（草）和降雨变化对延河流域土壤侵蚀的影响,为延河流域水土保持效益评价、流失治理和环境建设提供决策参考。【方法】利用延河流域日降雨、数字高程模型、土壤类型图、土地利用图和植被覆盖图,运用RUSLE模型,在ArcGIS平台的支持下计算流域1997年和2000年土壤侵蚀量,并分别模拟了退耕还林（草）和气候变化对土壤侵蚀的影响。【结果】由于降雨的变化,研究区年降雨侵蚀力均值由1997年的775.32 MJ?mm?hm-2?h-1?a-1增加到了2000年的1292.07 MJ?mm?hm-2?h-1?a-1,降雨大大加剧了流域土壤侵蚀;由于退耕还林（草）政策的实施,坡耕地面积大大减少,林草面积增加,植被覆盖和管理因子值显著减少,由退耕还林（草）前的0.1714下降到了退耕还林（草）后0.1592,减小了流域土壤侵蚀;由于退耕还林（草）的实施、气候变化以及水土保持工程措施和耕作措施变化共同影响,单位面积平均土壤侵蚀量由退耕还林（草）前的3 012 t?km-2?a-1增加到了退耕还林（草）后4 671 t?km-2?a-1,年土壤侵蚀总量2314×104 t增加到了3589×104 t。【结论】降雨变化使得研究区土壤侵蚀量增加了71.28%,退耕还林（草）约减少研究区土壤侵蚀量7.84%,二者共同作用使得研究区土壤侵蚀量增加了59.26%,退耕还林（草）政策的实施对减少区域土壤侵蚀的作用是显著的。     

模拟降雨条件下农田氮素径流流失特征研究

基于洱海流域农田径流总氮污染严重、入湖总氮负荷较高的特点,采用室外人工模拟降雨方法,研究了20、40、60 mm·h~(-1)三种雨强条件下农田径流产流过程和氮素流失特征。结果表明:农田径流的产生主要受降雨量控制,当雨量达到(20±2)mm时才会产生径流,雨强主要影响其产流后流量的增长速度以及稳流后流量的大小,雨强越大,产流增长速度越快,平稳后径流量也越大;径流中氮素流失量与降雨量呈极显著线性相关(P0.01),而且雨强越大,氮素流失速度越快,雨强60 mm·h~(-1)时线性拟合方程的斜率最大为1.28;三种雨强条件下均无明显的初期冲刷效应,不宜通过截留初期农田径流来控制农田径流氮污染;径流中氮素浓度随着降雨量增加先增大后减小,其浓度峰值受雨强影响较大,雨强大的浓度峰值高,且浓度峰值均出现在径流量趋于稳定时段附近;氮素浓度变化与悬浮物浓度变化呈极显著线性相关。建议通过加强水土流失管控及在湖周采取截蓄净化等措施有效控制洱海流域农田径流中的氮污染。     

基于AnnAGNPS模型的三峡水库生态屏障区径流与土壤侵蚀的变化

利用调查统计和生态产业化工程建设数据,基于GIS技术和AnnAGNPS模型预测三峡水库生态屏障区7条典型农林小流域4种情景模式下径流和土壤侵蚀的变化。结果表明,与2000年相比,2020年7条流域地表径流量将平均减少40.7 mm,土壤侵蚀量将减少5.41 t·hm^-2;流域径流量与坡度呈显著正相关性(p<0.05),与林地面积比率呈显著负相关性(p<0.05),与农地比率相关性不显著; 土壤侵蚀量与林地面积呈显著负相关性(p<0.05),与农地面积呈显著正相关性(p<0.05),土壤侵蚀量空间变异系数均值为160%,为径流量的4.35倍,土壤侵蚀影响因素的不确定性远多于径流量;三峡水库屏障区实施退耕还林和生态产业化工程建设后,水土保持功能持续增强。利用AnnAGNPS模型输出的方法能较为客观地计量流域尺度径流量和土壤侵蚀量,但该方法所需数据量庞大,可能会限定其他地区的推广。     

晋西黄土区坡面水土保持林地产流产沙的观测分析

以径流小区的观测资料为依据，对晋西黄土区坡面水土保持林地降雨、径流、泥沙进行了分析，该地区产生地表径流的基本降雨条件为最大雨强在１０ｍｍ／ｈ以上，降雨量在１０ｍｍ以上；该地区能够造成土壤侵蚀的主要降雨形式为降雨量在３０ｍｍ以上的降雨。该文还建立了计算地表径流量的回归模型。     

不同坡形坡度径流量产生规律的试验研究

为合理配置水土保持措施,有效治理坡地因径流产生侵蚀而导致的水土流失,采用室内人工模拟降雨方法,研究4种不同坡形(凸形坡、凹形坡、直线形坡、内聚直坡)、3种坡度(5°,10°,15°)在3种不同雨强(0.64,1.05,1.52mm·min~(-1))下坡面径流量产生规律,共36种组合,采用无重复全面试验法,共计降雨36场,并应用无重复三因素方差分析方法对试验结果进行分析和多重比较。结果表明:通过多重比较得到坡形对径流量影响由大到小的次序为:凹形坡、凸形坡、内聚直坡、直线坡;不同坡形、坡度、雨强以及这三个因素之间的两两交互作用对径流量的影响存在着显著的差异,其中坡度和雨强交互作用及坡形和雨强交互作用对径流量影响极显著,并且坡度和雨强交互作用坡形和雨强交互作用,坡形和坡度交互作用对径流量影响显著;由于实验结果不服从正态分布,采用对数变换法得到服从正态分布的数据,采用哑变量处理不同坡形问题,建立了径流量和坡形、坡度、雨强的非线性回归方程,y=e~(1.9009-0.2108x1-0.4195x2-0.0879x3+0.0657podu+1.6773yuqiang),回归方程显著性检验的方差分析法结果为F=306.97,概率值0.0001,回归方程极其显著,对实践具有一定的指导意义,表明应用哑变量处理回归方程中的分类变量问题是可行的。     

鲁中山区坡面尺度下的土壤侵蚀特征分析

土地资源的过度开发利用导致土壤侵蚀问题日益严重。坡面作为土壤侵蚀研究的基本单元,分析其在不同条件下土壤侵蚀特征对于水土保持政策制定具有重要意义。以济南市莱芜栖龙湾水土保持科技示范园的径流场为试验区,对2008—2012年的降水数据以及模拟降水试验观测数据进行定量分析,结果表明:(1)坡长一定时,25°为侵蚀临界坡度,坡度大于或小于25°,侵蚀量减少;(2)在10°～30°坡度范围内,降水量达到12.95 mm时才会产生径流,并且与径流量和泥沙损失量均呈现正相关趋势,并且降水强度越大,面蚀转为细沟侵蚀的时间越快,前期侵蚀量的波动越大;(3)10°～20°的坡度范围内,梯田种植方式比顺坡种植方式有更好的水土保持效果,25°～30°坡度范围内,林草工程和鱼鳞坑等措施结合可以有效减弱土壤侵蚀。     

闽东南花岗岩侵蚀区土壤侵蚀与治理——Ⅱ.坡度和植被对土壤侵蚀的影响

土壤侵蚀量随着坡度增大而升高,但不成比例增长,在一定坡度范围内具有相对的稳定性。当坡度增大到26°时,土壤侵蚀量显著地高于10°,14°,18°和22°小区。坡面覆盖植被后,上述情况明显改变,且能使26°坡面侵蚀量降到允许范围。因此,提高植被覆盖度是控制土壤侵蚀最有效的措施。植被类型不同,其生效也有快慢之差,以草类最快,中耕作物次之,灌丛最慢。