基于DEM的坡形与水土流失的关系——以西溪小流域为研究区

为探讨对水土保持及生态环境的保护具有重要意义的坡形与水土流失关系，弥补以往多基于小区或室内试验的代表性不足，以DEM为基础数据，在现有P指数的基础上构建了表征纵向坡形的P_v指数，并以西溪流域中的小流域为研究区域，分析坡形-水土流失关系。结果表明：1）P_v指数表征的坡形-水土流失关系更符合小区试验结果，因此在量化纵向坡形方面更合理；2）总体上，直线坡的水土流失强度最大，然后向凸形坡和凹形坡的方向递减，且凸形坡的水土流失强度大于凹形坡，但坡度<15°时，直线坡的水土流失强度降为最小，向两侧递增；3）坡形对水土流失的作用小于坡度、大于坡长，且坡度为25°~35°、坡长为30~50 m时该作用最显著；3）坡形对水土流失的作用主要集中在微凸坡和微凹坡与直线坡之间，其他坡形对水土流失的作用较小，因此P_v为-0.4~-0.2和0.2~0.4时改造坡形对防止水土流失的收效最佳。     

不同治理措施对侵蚀红壤区生物量及生产力的影响

以长汀县花岗岩强度侵蚀区采用的全坡面播草和多树种混交两种治理措施为研究对象,以未采取恢复措施的严重侵蚀地(对照1)及当地植被保留较好的风水林(对照2)为对照,探讨了这两种措施对群落植被的生物量和生产力的恢复效果.结果表明,全坡面播草和多树种混交群落的马尾松平均木生物量分别为23.03和23.13kg,均显著高于对照1(6.02 kg),均显著低于对照2(582.87 kg).全坡面播草群落的生产力较低,为5.30 t/(hm~2·a),恢复度为0.40,群落生物量为26.20 t/hm~2,恢复度为0.10.多树种混交群落生产力较高,为9.19 t/(hm~2·a),恢复度为0.78,群落生物量为36.98 t/hm~2,恢复度为0.16.二者的生物量和生产力的恢复程度差异较大,体现了不同措施的恢复效果.     

聚丙烯酰胺在侵蚀崩壁不同层次土壤的吸附特征

采用静置吸附法分析聚丙烯酰胺(PAM)在侵蚀崩壁3个层次土壤的静态吸附行为,研究不同的液固比例、吸附时间对吸附量的影响,得出吸附等温线。结果表明:PAM在红土层和砂土层土壤中吸附的最佳液固比例是20∶1;在碎屑层土壤中的最佳液固比例是25∶1。PAM在红土层土壤中静态吸附量趋于零,主要受土壤质地、有机质含量等因素的影响;在砂土层和碎屑层土壤中,PAM浓度为100mg/L和200mg/L时,平衡吸附时间为28~32h;PAM浓度为300~500mg/L时,平衡吸附时间为20~24h;对砂土层和碎屑层土壤的吸附等温线进行回归拟合均符合Langmuir吸附模型。     

坡度和雨强对崩岗崩积体侵蚀泥沙颗粒特征的影响

不同侵蚀条件下崩积体的侵蚀产沙特性是阐明崩积体侵蚀机理的关键。采用人工模拟降雨试验,研究不同坡度和雨强条件下崩积体坡面侵蚀泥沙颗粒的变化特征。结果表明:随着雨强和坡度的增大,泥沙粗颗粒含量及粗颗粒的富集率均增加;侵蚀物质随降雨过程逐渐变粗,后趋于稳定,大雨强条件下细沟侵蚀阶段表现为对供试土壤的"整体搬运";侵蚀泥沙颗粒的平均重量直径(Mean weight diameter,MWD)随雨强的增大而增大,1.00 mm min-1和1.33 mm min-1雨强下,细沟间及细沟侵蚀泥沙的MWD随坡度变化均存在临界坡度(30°~35°之间),其他雨强条件下则无此种情况;雨强对侵蚀泥沙MWD的影响大于坡度。     

不同治理措施对强度侵蚀恢复生态系统养分格局的影响

本研究以长汀花岗岩强度侵蚀区常见的以草促林和乔灌混交两种治理模式为研究对象,并以未采取恢复措施的严重侵蚀地及当地植被保留较好的风水林为对照,通过对其养分格局的分析,阐明不同治理措施对侵蚀退化生态系统恢复的影响。结果表明:采取不同的生态恢复措施后,生态系统的养分年存留量和库存量均有增加,并且均远高于未采取生态恢复措施的严重侵蚀地;同时,以草促林措施的生态系统在各方面的恢复程度均较低,乔灌混交的则较高。二者恢复程度差异较大,体现了不同生态治理措施的恢复效果。     

花岗岩强度水土流失区的治理效益综合评价

应用生态经济学的理论和方法,对朱溪河流域治理情况进行调查,构建小流域评价指标体系,利用层次分析法与专家分析法相结合确定其权重,对治理前后进行了效益评价,得出治理前后评价值差异极显著,其中朱溪河流域综合治理效益值为0.6645,而生态效益评价值为0.3228,相对于综合效益的贡献率为48.58%。由此可知:治理后朱溪河流域的生态效益、经济效益和社会效益明显优于治理前。     

花岗岩红壤丘陵区崩岗土体界限含水量的温度效应研究

水分和温度会显著影响花岗岩红壤的力学状态,是崩岗发生和发展的两大驱动因素.以崩壁三个土层土壤:红土层、砂土层和碎屑层为研究对象,在15、25、40和60℃温度条件下对三个土层土壤的液塑限和结合水含量开展研究.结果表明:红土层的液限、塑限和塑性指数均高于砂土层和碎屑层,碎屑层土壤的液塑限最小.崩岗土壤的液塑限与细黏粒、有...     

芒萁根系对崩岗红土层土壤抗剪强度的影响

为探究植物根系对崩岗红土层土壤抗剪强度的作用机制，采取室内直剪试验，研究不同含水率条件下芒萁（Dicranopteris dichotoma）根系对红土层抗剪强度的影响。结果表明：（1）不同根重密度土体的抗剪强度总体随含水率增加而下降，含根土体的抗剪强度大于素土。（2）黏聚力随着含水率的增加均呈先增大后减小的趋势，而随根重密度的增加呈增大的趋势，且增量逐渐减小。（3）内摩擦角与土壤含水率之间呈线性负相关，但与根重密度之间无明显关系。（4）含水率对抗剪强度的影响大于根重密度，可用含水率和根重密度模拟根土复合体的抗剪强度（NSE=0.84）。综上，根系的作用可增加崩壁红土层土壤的抗剪强度，但高含水率条件下根系的增强效应降低，可通过减少水分注入以增加崩壁根土复合体的稳定性。     

基于贴近摄影测量的崩岗侵蚀监测技术

在崩岗侵蚀研究中,为了高效精准的对高陡崩壁土体侵蚀沉积运移进行准确监测,运用无人机贴近摄影测量技术对崩岗研究区进行数字影像采集,通过运动恢复结构-多视点匹配(Structure From Motion-Multi View Stereo,SFM-MVS)技术,生成点云数据及研究区数字表面模型(Digital Surface Model,DSM),利用ArcMap进行叠加分析监测周期内研究区侵蚀沉积变化。从定位精度、测量精度、重现性分析3个方面对贴近摄影测量技术进行误差及可行性分析。最终验证结果贴近摄影测量技术总平均重投影误差为0.19 mm,侵蚀沉积量总平均绝对误差为0.006 m~3,较传统倾斜摄影测量技术误差降低了了45.45%。高程精度较倾斜摄影测量技术总体提升了162.5%。重复点云数据高程误差的平均值仅为0.36 mm,识别图像及控制点误差均达到毫米级,因此利用无人机贴近摄影测量技术精度满足崩岗高陡崩壁监测需求,该技术可提取崩岗研究区侵蚀地貌特征信息,是较为高效精准的研究侵蚀沉积过程的监测技术。     

坡面水流分离崩岗崩积体土壤的动力学特征

利用变坡式水槽,在坡度(20°,25°,30°,35°,40°)和流量(1.1,2.2,3.3,4.4,5.5L/min)下进行崩岗崩积体土壤的分离试验。结果表明:流量对土壤分离速率的作用大于坡度,土壤分离速率与坡度及流量呈线性相关;水深对土壤分离速率的影响大于坡度,土壤分离速率与坡度及水深呈线性相关;土壤分离速率与水流流速呈指数函数关系;水流剪切力、水流功率及单位水流功率与土壤分离速率之间的关系均为线性关系,其中,水流功率和水流剪切力可以很好地描述崩积体的土壤分离速率。