新埠河流域不同阶段土壤侵蚀特性研究

采用国际通用土壤侵蚀方程RUSLE定量研究湖北省漳河灌区新埠河流域1964-2008年不同阶段的土壤侵蚀特性,并对其发展趋势加以分析.研究表明:该流域的土壤侵蚀模数随着时间的推移呈现增加的趋势,土壤侵蚀模数由第1阶段的3.33 t/(hm2·a),增加到第4阶段的6.82 t/(hm2·a).分析其原因,主要是流域内土地利用结构的改变,水田、河湖及林地面积的逐渐减少和旱地、居民建设用地不断增加,使得土壤侵蚀趋向严重.因此有必要对流域的水土资源加强管理,最大限度地减少人类活动造成的不利影响.     

基于RS与RUSLE的新疆铁米尔苏河梯级水电站水土流失预测研究

新疆铁米尔苏河具有典型的温带大陆性半干旱气候特征,拟建的铁米尔苏河梯级水电站是阿克苏地区最大的水电站,其水土保持对地区生态环境有重要的影响。基于多源遥感数据,获取植被和土地利用信息,并收集降雨资料与土壤数据,再利用修正通用土壤流失方程(RUSLE),对拟建铁米尔苏河梯级水电站土壤流失进行了定量估算,结果表明:一级水电站土壤侵蚀模数为1 769.105 9~1 776.397 1t/(km2·a),属于轻度侵蚀区;二级水电站土壤侵蚀模数为2 469.181~2 479.535t/(km2·a),属于轻度侵蚀区;三级水电站土壤侵蚀模数为4 360.132 7~4 378.535 7t/(km2·a),属于中度侵蚀区。研究结果具有一定的可靠性,可为拟建的铁米尔苏河梯级水电站工程区水土流失治理提供科学依据。     

水土保持生态补偿定量计算研究 ——以辽宁大凌河流域为例

本文以大凌河为研究区域,利用土壤侵蚀方程模型,得出从实施大凌河整治工程和景观绿化建设工程后土壤侵蚀的变化值,并以此为依据分别计算了水土保持生态补偿主体方和客体方的消耗成本和获得收益,进行生态补偿定量的计算,得到结论:整个大凌河流域的土壤保持总量是7.21×104t/a,土壤侵蚀模数是1473.3t/(km2·a),客体方治理水土流失消耗的成本是20.12万元,因土壤侵蚀现象减弱而减少的遣弃荒废土地和营养元素所带来的收益为38.46万元,主体方因减少淤泥和水体富营养化所获收益为76.22万元,大凌河流域人均所得补偿大约是211.02—386.56元/a.     

典型喀斯特石漠化小流域小型农田水利配套技术与模式

以贵州清镇市王家寨小流域为例,借助3S技术建立研究区土地利用与石漠化空间数据库,摸清不同等级石漠化分布的土地利用方式,结合经济社会和人地矛盾分析,揭示导致石漠化的主导因子。在此基础上,根据水文地貌结构,水土资源条件等综合因素,确定流域小型农田水利配套方式与布局,以洼地排涝解决内涝保护基本农田为核心,提水解决水资源短缺为重点;通过配套供水管网,田间道路,引导发展节水灌溉型早熟蔬菜。2008年工程实施,至2011年流域石漠化面积减少10.2%,强度等级明显降低,中度及以上石漠化面积减少21.23hm2,土壤侵蚀模数由治理前204.45t/(km2.a)降低到156.31t/(km2.a);人均收入提高237.9%,农业产值增产66.7%,在几次重大干旱中,流域水资源均有保障,喀斯特洼地"洼地排涝+提水灌溉"模式有序地推进了流域整体石漠化的治理。     

孤山小流域的综合治理

1 流域基本情况 孤山小流域位于山东省新泰市东北部，流域面积25.59 km2，地质岩性为花岗片麻岩，土壤为棕壤，质地松散，抗蚀能力差。多年平均降水量7 444.4 mm，年际变化大，且多暴雨，强度大，是造成该流域水土流失严重的主要原因。 孤山小流域治理前水土流失面积18.27 km2，占总面积的71.4%，已治理水土流失面积6.95 km2，土壤侵蚀主要是水力侵蚀，土壤侵蚀模数6 000 t/(km2*a)，年平均侵蚀深4.44 mm，年土壤流失总量15.35万t。严重的水土流失造成土壤肥力下降，淤积河道、塘坝，生态环境恶劣，对农民生产生活构成严重威胁。治理后，经实测计算，土壤侵蚀模数1 029 t/(km2*a)，年平均侵蚀深0.76 mm，年土壤流失总量2.63万t。 2 规划目标及治理模式 规划目标。根据该流域土地资源丰富、干部群众治理积极性高的特点，按照高标准、高起点的要求，以经济效益为中心，合理调整农村产业结构，以治水保土、发展林果为重点，工程、生物、耕作措施相结合，建立起完善配套的水土保持综合防护体系，建设优质高效果品基地，实现三大效益同步发展。 治理模式。孤山小流域水土保持综合治理模式主要采取"山顶松柏槐，山腰干鲜果，山下梯田生物堰，沟道谷坊、塘坝节节拦，道路绕山转"的多层次综合防护体系。 3 效益情况 (1)保水保土效益。根据山东省制定的各项保水保土定额，经计算，该流域总保水量由治理前的71.46万m3增加到181.01万m3；流域内新增水保措施年减蚀9.17万m3，其中：经济林6.24万m3，水平梯田1.33万m3，水保林1.2万m3；新建拦砂谷坊90座，年增加拦沙量3 500 m3。     

基于GIS和RULSE的三峡库区土壤侵蚀量估算分析

以三峡库区为研究对象,在GIS技术支持下,利用野外实测及DEM、土地利用、土壤类型、植被覆盖等数据,对修正后的通用土壤流失方程(RUSLE)中各因子进行量化分析,从而对三峡库区土壤侵蚀量进行估算,并对土壤侵蚀强度进行分级;在此基础上计算不同坡度、土地利用类型、土壤类型下的土壤侵蚀综合指数。结果表明,三峡库区年均土壤侵蚀量为19 364.71×104 t/a,平均土壤侵蚀模数为2 741.48t/(km2.a),属于中度侵蚀;68.57%的区域为微度侵蚀或轻度侵蚀,强度以上侵蚀主要分布在库区的东部,面积占库区的14.43%,侵蚀量却占总侵蚀量的58.67%,是预防和加强水土流失治理的重点区域。     

沙棘造林对吴起县土壤水蚀的影响

为定量评价沙棘造林后的水土保持效益,文章以沙棘造林的典型县域为研究对象,基于3S技术与RUSLE土壤侵蚀模型,分析评价了该县沙棘造林前后土壤侵蚀的时空变化。结果表明:吴起县实施沙棘造林后10年来,水土流失明显减少,较高强度土壤侵蚀的土地面积大幅度减少。①沙棘造林后土壤侵蚀分布以中度侵蚀最多,其面积占吴起县国土总面积的43.62%,而沙棘造林前土壤侵蚀以极强烈侵蚀为主,占吴起县国土总面积的42.76%。②沙棘造林后全县平均土壤侵蚀模数为5285t/km2.a,属于强度侵蚀,其沙棘造林前平均土壤侵蚀模数为9779t/km2.a,属于极强烈侵蚀,为沙棘造林后的1.85倍,沙棘造林后全县每年可减少土壤侵蚀量1402万t。     

基于GIS的多年土壤侵蚀对安基山水库淤积的影响

为研究多年土壤侵蚀变化对下游水库淤积影响,以安基山水库为例,分析2007-2011年5a间流域上游土壤侵蚀对水库淤积情况。基于RS遥感影像数据获取流域内的植被和土地利用信息;收集降雨和土壤数据;以流域DEM数据为基础利用ArcGIS表面分析功能提取流域内的坡度和坡长等数据;在通用土壤流失方程USLE基础上建立流域土壤侵蚀定量检测模型。应用ArcGIS空间分析技术对水库2007-2011年土壤侵蚀量进行定量估算,统计和分析安基山流域土壤侵蚀强度分布及其动态变化规律,以此研究水库多年拦沙率及淤积量。分析结果是:强度侵蚀主要发生在流域中下部,2007年土壤侵蚀最为严重,2008年土壤侵蚀最弱且水库拦沙率最大,2007年和2011年水库泥沙淤积量最多,2008年水库泥沙淤积量最少。该方法可为土壤侵蚀防治和水库泥沙淤积治理提供指导作用。     

基于生态系统服务价值的赤水河流域生态补偿标准核算

以赤水河流域2000、2010、2015年的气象数据、遥感数据、土壤类型、地质背景以及社会经济等数据为基础,采用固碳释氧模型、修正的通用土壤流失方程以及InVEST水源涵养模型定量评估了流域的生态系统服务价值总量,同时采用生态补偿计量模型计算了流域不同区域的生态补偿额度,确定了流域的补偿标准和生态补偿优先级别。结果表明：2000—2015年赤水河流域单位面积固碳释氧价值量、土壤保持价值量以及水源涵养价值量均呈先增加后减少倒“V”形结构。固碳释氧价值由2000年的4279.33元/(hm2·a)上升到2010年的4520.16元/(hm2·a),随后下降到2015年的4409.69元/(hm2·a);土壤保持价值量由2000年的95.11元/(hm2·a)上升到2010年的144.45元/(hm2·a),之后下降到2015年的89.03元/(hm2·a);水源涵养价值量由2000年的23938.13元/(hm2·a)上升到2010年的35232.99元/(hm2·a),之后下降到2015年的20167.41元/(hm2·a)。喀斯特地区固碳释氧价值总量增加的速度是非喀斯特地区的4.35倍,喀斯特地区土壤保持价值量和水源涵养价值量的下降速度分别是非喀斯特地区的1.28倍和1.59倍。流域多年平均生态补偿价值为4626.29元/(hm2·a),生态补偿价值总量为76.23亿元,流域下游补偿价值量最大,而上游地区补偿价值量较小。流域上游地区的喀斯特地区以及下游的原始森林地区属于典型的生态输出地区,应优先得到补偿,而经济发达的中游地区经济发展活跃,应率先进行生态支付,属于典型的生态消费区。本研究结果与以往的基于价值当量的生态补偿模型相比,在栅格像元尺度上量化了流域不同地区的生态补偿标准,可为长江上游赤水河流域生态补偿模式、运行机制以及补偿的标准提供科学依据。     

渗透指数在黄土丘陵沟壑区径流输沙与覆被格局关系研究中的适用性

植被覆盖格局与水土流失之间的相互作用是流域水文、土壤侵蚀研究的热点议题。定量植被覆盖格局是反映流域植被变化的水土流失效应的途径之一。基于水土流失过程发展而来的指标在这方面有很好的潜力。拓展了小尺度上发展起来的渗透指数(LI),结合黄土高原6个流域2000-2008年的径流、输沙监测数据和植被覆盖度数据,在流域尺度上对其有效性进行检验。结果表明,渗透指与流域输沙之间具有很好的指数关系,使用该指数可定量表达流域植被覆盖格局对流域输沙的影响,但对植被格局对径流的影响表达不足。该指数具有一定的过程意义,可作为评价不同植被配置格局输沙效应、甄选流域水土保持植被格局设计方案的工具。     

基于QuickBird影像的黄土丘陵区坡面浅沟侵蚀速率研究

以陕西省吴起县黄土丘陵沟壑区封禁流域(合沟小流域)为研究对象,通过野外实地测量60条浅沟形态参数,建立浅沟长度与体积回归模型,使用2007年和2013年2期同时相QuickBird影像,提取245条浅沟的长度,计算浅沟侵蚀速率。结果表明:在2007—2013年的6 a内,浅沟的数量基本不变,总长度从2007年的13.74 km增长到2013年的14.12 km,浅沟密度为36.21 km/km~2。浅沟长度变化分为缩减与增长2类,缩减类浅沟占46.94%,沟口多数与切沟沟头相连,由于切沟溯源侵蚀速率高于浅沟的发育速率,导致浅沟长度缩减。依据构建的浅沟长度与体积回归模型,基于影像解译的245条浅沟在6 a间总侵蚀量从1 889.97 m~3增加到1 961.49 m~3,若不考虑体积减小的浅沟,平均每条浅沟每年增长0.20 m~3,草本覆盖的坡面浅沟平均侵蚀速率约为215 t/(km~2·a)。     

辽西低山丘陵区不同密度荆条实地放水冲刷试验研究

【目的】揭示辽西低山丘陵区植被密度对土壤抗冲性的影响。【方法】采用野外实地放水冲刷的方法,以荒草地为对照,对不同密度荆条(Vitex negundo var. heterophylla)的土壤抗冲性进行了研究。【结果】1)荆条对土壤的改良作用随密度的增加而增加;2)各样地地表径流量随着冲刷时间的延长呈波浪式增长的趋势,其中低密度荆条样地土壤抗冲系数在23.46～26.07(L·min)/g之间,中等密度荆条样地土壤抗冲系数在26.87～29.84(L·min)/g之间,而高密度荆条样地和荒草地在设计流量为4 L/min时,土壤抗冲系数大于8(L·min)/g和12(L·min)/g;3)各样地土壤抗冲系数随着冲刷量的增大逐渐减小,在上方来水量较小时荒草地的土壤抗冲系数最大,荆条的土壤抗冲系数在26.07～46.55(L·min)/g之间,在上方来水量逐渐增大时荆条的土壤抗冲性强于荒草地,在23.46～36.75(L·min)/g之间,且随荆条株密度的增大呈增大趋势。【结论】植被密度是影响土壤抗冲性的主要关键因子,该研究可以为辽西北地区水土保持林建设提供参考依据。     

盖州市大清河流域水土流失综合治理研究

水土流失综合治理是保护生态环境的重要手段。通过指标体系法确立盖州市大清河流域水土流失综合治理的重点区域,并根据各个地区的自然条件、水土流失、土地利用和综合治理能力,提出了相应的水土保持措施。     

基于"3S"技术的典型草原栗钙土层结构模型

针对典型草原土壤结构特征及草原风蚀退化的现状,在内蒙古自治区锡林郭勒盟乌珠穆沁典型草原地区,选取约400km2面积的研究区,采用"3S"一体化技术,获取典型草原地表特征及采样点的三维坐标数据,通过实地打点取样,测量栗钙土层厚度,并结合SuperMap软件建立栗钙土层结构DEM模型。经分析研究可知:栗钙土层结构受多种因素影响,不同地形结构可能有不同的土层厚度。建立土壤结构模型,研究环境条件与土壤结构关系,推断土壤的空间分布,可以实现草原土壤结构动态监测,为预防和控制风蚀沙化提供基础数据,为典型草原生态保护与合理利用提供了科学依据。     

丘陵山区农机专业合作社发展探索

贵州省毕节市威宁县是典型的丘陵山区，地形地貌复杂，土地小而分散，农业机械化率和土地产出率低。近年来，随着农业机械化的发展，威宁县农机专业合作社发展快速，但服务功能、技术管理、资金投入、保养维修、信息不畅通等难题困扰了威宁县农机专业合作社的发展。通过大量调研，提出了丘陵山区农机专业合作社发展对策，推动丘陵山区农机专业合作社健康快速发展，为实现丘陵山区农业全程机械化提供强有力的保障。     

黄土丘陵区浅沟表层土壤粘结力状态空间模拟

为探明黄土丘陵区土壤粘结力沿浅沟分布的空间差异性及其影响因素,运用线性回归模型和状态空间方程模拟了土壤粘结力在浅沟不同部位的分布。结果表明:沿着浅沟分水线、沟坡和沟底,土壤粘结力呈中等程度变异,主要受海拔高度、粘粒、砂粒含量和容重的影响;粘结力与海拔高度、粘粒、砂粒含量、容重均存在显著的空间自相关性和较好的交互相关关系;状态空间方程对粘结力的空间模拟效果要优于线性回归模型,其中采用单因素粘粒含量的状态空间方程结果最好,纳什效率系数NSE为0.968,可以解释粘结力空间变异的97.2%。     

秸秆覆盖对不同初始含水率土壤产沙过程的影响

秸秆覆盖是防治水土流失最有效的措施之一。该文通过模拟降雨（降雨强度为60 mm/h，降雨历时1 h）研究坡耕地在不同土壤初始含水率状态下秸秆覆盖变化对产沙过程的影响。试验地位于中国科学院红壤生态实验站，土壤类型为耕作铝质湿润淋溶土，试验小区为12 m×3 m，坡度为9%。处理分为5个水平的覆盖度（0、15%、30%、60%和90%）和2种土壤初始含水率（干态和湿态）。结果表明，在0、15%、30%、60%和90%覆盖度下，干态土壤平均产沙速率依次为24.5、15.8、10.4、11.2和1.0 g/(m2·h)，同一覆盖度下产沙速率在模拟降雨时段内略微增大。湿态土壤条件下平均产沙速率依次为115.6、70.0、49.6、34.8和31.9 g/(m2·h)，同一覆盖度下产沙速率在模拟降雨时段内下降明显。0、15%、30%、60%和90%覆盖度下平衡时产沙速率依次为52.5、30.5、22.8、19.8和15.4 g/(m2·h)。另外，5个水平的覆盖度中，30%的花生秸秆覆盖降低不同前期含水率下土壤产沙速率50%以上。因此，不同前期含水率情况下土壤产沙速率对秸秆覆盖度变化的响应非常明显，30%秸秆覆盖具有较为经济的水土保持效果。     

冬小麦田春灌前后CO2排放通量的日变化特征及对比分析

[目的]分析冬小麦春灌前后CO2通量的变化特征,给农田生态系统的碳排放对大气中CO2通量的影响提供一定支撑。[方法]采用静态透明箱法,通过手持式CO2测量仪(testo 535)观测分析了冬小麦田春灌前后每天不同时段内静态透明箱箱体内的CO2通量变化,通过不同时段内的CO2通量变化计算冬小麦田春灌前后每天不同时刻的CO2排放通量,分析比较了冬小麦田春灌前后CO2通量的日变化特征。[结果]春灌前,冬小麦田CO2通量在-0.123~0.056mg/(m2 s)之间;春灌后,冬小麦田CO2排放通量在-0.345~0.276mg/(m2 s)之间。冬小麦田春灌后的CO2排放通量明显高于春灌前,其中光合作用吸收CO2和呼吸作用释放CO2同时增加,但吸收大气中CO2的速率增加的更大。冬小麦田在春灌前CO2排放通量的日变化特征为单峰型曲线,但在春灌后逐渐向双峰型曲线转变。[结论]春灌影响冬小麦CO2排放通量的日变化。