切沟侵蚀研究进展与展望

切沟是重要的侵蚀类型,是小流域侵蚀泥沙的主要来源,对其发生发展的动力过程、形态特征、监测方法及预报模型进行系统分析和总结,是揭示切沟侵蚀发生动力学机制、治理切沟侵蚀、保护土地资源的前提和基础。通过系统分析、总结切沟及切沟侵蚀概念、切沟形态特征与测量方法、影响因素、发育动力过程和预报模型等相关研究进展,明晰了切沟概念,对比了不同测定方法的优劣,量化了影响切沟发育的关键因素,明确了切沟发育各子过程的动力机制,比较了典型切沟侵蚀模型的结构与主控因素,提出了切沟侵蚀亟待加强的研究内容。为理解切沟侵蚀形成、发育动力过程、提高切沟侵蚀治理的有效性提供理论依据。     

华北土石山区草地过滤带布设方式对坡面产流产沙的影响

为治理华北土石山区坡耕地水土流失,提出坡面草地过滤带优化布设方式,以该区典型的土壤石灰岩母质发育的褐土为研究对象,在9°坡度、90 mm/h雨强条件下,利用室内人工降雨试验,分析草地过滤带的布设方式(坡下片状、坡下条状、坡上片状、坡上条状)对坡面侵蚀的影响。结果表明:(1)坡下条状布设方式可以有效延缓坡面初始产流时间,相比其他3种布设方式初始产流时间延长了1.3～1.6倍,且坡下条状布设方式可增加坡面径流入渗,减少产流量,在累计产流量上,坡下片状坡上条状坡上条状坡下条状。(2)坡上布设方式下的累计产沙量是坡下布设方式的10～23倍,坡上布设方式的产沙率随时间变化波动明显,坡上布设方式下的产沙率是坡下布设方式的3～35倍,当在坡下布设草地过滤带时对泥沙的削减效益最优。(3)坡下布设可以抑制细沟侵蚀的发育,坡下条状布设方式可以有效控制细沟产生的数量和沟长,护坡效益最优。     

东北黑土区长缓复合侵蚀坡面土壤可蚀性参数特征

东北黑土区长缓坡耕地是土壤侵蚀的主要来源,土壤可蚀性是影响土壤侵蚀的重要因素。以黑龙江省克山农场典型长缓坡耕地为研究对象,在坡面上沿垄作方向从南向北选取150 m坡面,分别于2018年4月和9月测定原状土的土壤剪切力,同时取样应用Le Bissonnais法中的慢速湿润处理测定水稳性团聚体含量,计算土壤团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和质量分形维数(D),分析黑土区长缓坡耕地的土壤可蚀性参数特征。结果表明:MWD、GMD、D、0.2 mm土壤团聚体含量和剪切力在春季不同坡长大小顺序均表现为0 m30 m150 m60 m120 m90 m;秋季则总体上表现为30 m 0 m150 m120 m 60 m 90 m,说明在坡中60 m、90 m、120 m处土壤抗蚀性较差,并且随着土层深度增加土壤抗蚀性增大。秋季MWD值和GMD值分别为春季的1.27倍和1.37倍,0.2 mm土壤团聚体含量和剪切力秋季均高于春季,D值春季高于秋季,说明黑土区长缓坡面秋季土壤抗蚀性好于春季。水稳性团聚体各指标之间相关性显著,与剪切力无显著性相关。土壤水稳性团聚体可作为评价土壤可蚀性的稳定指标,剪切力评价土壤可蚀性影响程度低于水稳性团聚体指标,具有不稳定性。研究结果可以为东北黑土区长缓坡耕地复合侵蚀防治提供科学依据。     

喀斯特不同侵蚀场地土壤颗粒分布及可蚀性特征

选取西南喀斯特最为典型的坡地、洼地和落水洞为研究单元,采用野外调查采样与室内试验相结合的方法,研究坡地、洼地和落水洞土壤颗粒的分布规律和土壤可侵蚀性特征。结果表明:土壤颗粒的质量分数分布,坡地为砂粒(42.25%)>粉粒(36.33%)>黏粒(21.42%);洼地为粉粒(51.80%)>砂粒(32.61%)>黏粒(15.59%);落水洞为粉粒(51.65%)>砂粒(31.67%)>黏粒(16.68%),坡地以砂粒为主,洼地和落水洞以粉粒为主。土壤可侵蚀性K值变化范围:坡地为0.07~0.22,洼地和落水洞分别为0.26~0.33和0.25~0.32,坡地土壤抗侵蚀能力强于洼地和落水洞。土壤分形维数与砂粒含量呈负相关,与粉粒含量呈正相关,与黏粒含量呈显著正相关。土壤可侵蚀性K值与砂粒和黏粒含量呈负相关,与粉粒含量呈显著正相关。土壤侵蚀沉积易形成质地较细,结构良好的土壤,但形成的土壤抗侵蚀能力较弱,易发生二次水土流失。     

植被与水土流失

本文着重从定量关系出发,综述了植被丛冠层、枯枝落叶层、根系层防止水土流失方面的作用,包括植被覆盖度与降雨截留量土壤流失量和拦沙强度等,有效根密度与土壤抗冲性,有效深度、有效幅度与土体抗剪强度等的定量关系。     

巴彦淖尔盟培育枸杞的发展前景初探

巴彦淖尔盟是自治区的商品粮基地,也是枸杞产地。解放以来种植业和果园业发展迅速,同时也产生了水土流失、盐渍化等一系列环境问题。本文根据巴彦淖尔盟的自然条件和枸杞的生长环境、生态和经济效益,提出种植枸杞治理环境,提高效益的方案,并分区域初步分析了培育枸杞的发展前景。     

古尔班通古特沙漠半固定沙垄面的蚀积特征

由沙粒传输的时空变化产生的蚀积分布规律决定了沙丘的形成,发展及消亡。本文通过１９９５年４月至１０月整个风季不同时期的实地观测和对风资料的研究。,对古尔班通特沙漠自然状态下半固定沙垄的蚀积特征进行分析和论述。     

不同坡面草被格局下的侵蚀产沙量及其连通性指数表征

为探寻植被格局的定量表征参数,并建立其与侵蚀产沙的关系,深入揭示植被格局阻蚀减沙作用机制,该研究采用室内人工模拟降雨试验,以40%盖度的高羊茅草被坡面为研究对象,探讨了不同坡度（5°、15°和25°）和植被分布格局（裸地、带状横坡、带状顺坡、块状镶嵌、点状均匀格局）下的坡面侵蚀产沙过程变化,并分析了不同草被格局下平均汇流路径长度指数（Mean Flow Length Index,MFLI）、连通性指数（Index of Connectivity,IC）变化及其同坡度和土壤侵蚀量的关系。结果表明：带状顺坡、点状均匀、块状镶嵌和带状横坡的草被坡面平均侵蚀量分别较裸地减小42.9%、55.7%、62.4%和78.0%,带状横坡的阻蚀减沙作用最优。不同草被格局坡面间的MFLI和IC总体也与平均侵蚀量的差异关系一致,从小到大依次为：带状横坡、块状镶嵌、点状均匀、带状顺坡、裸地。MFLI和IC可分别与坡度结合用于模拟评价不同草被格局坡面的侵蚀产沙,决定系数（R2）达0.84以上。其中,IC与坡度的协同性更佳、依赖性更小,是表征植被格局对坡面侵蚀产沙影响的较佳参数。结果可为快速优选水土保持型植被格局、促进生态脆弱区林草植被格局优化和提质增效提供依据。     

植被覆盖度和降雨侵蚀力变化对小流域泥沙连通性的影响

泥沙连通性可以反映泥沙源汇的潜在联系,识别流域水土流失热点区域及泥沙迁移路径。研究泥沙连通性的影响因素有助于更好地理解泥沙连通性的时空变化特征。该研究在已有泥沙连通性指数（Index of Connectivity,IC）模型基础上,考虑影响连通性的功能性因素,并采用修正泥沙连通性指数（Revised Index of Sediment Connectivity,ICr）探讨了植被覆盖度和降雨侵蚀力耦合作用下的季节与年际变化对天目湖中田舍河流域泥沙连通性特征的影响。结果表明：2019年夏冬季植被覆盖度分别为85%、57%,对应的泥沙连通性指数均值是-9.39、-6.85,植被覆盖度变化对泥沙连通性具有重要影响,利用NDVI值获取模型中的地表综合系数,可以动态反映地表植被和土地利用的区域及季节性变化;降雨影响泥沙的功能连通性,年尺度上的连通性指数均值同流域泥沙量的相关系数达0.91。说明在流域植被覆盖变化不明显时或者在林地为主的流域中,降雨因子具有主导作用;植被覆盖度升高28%,IC均值降低37%,而单独考虑降雨因子的IC-R均值则反映出雨量升高,指数值随之升高,修正连通性指数ICr综合考虑了植被与降雨因子,但在应用中要依据流域实际情况适当调整两者的权重。研究结果指出泥沙连通性指数在中国东南部区域运用中存在的问题,将对气候变化背景下我国湿润区湖泊小流域水土保持与水环境治理等提供科学参考。     

1961-2019年黄河流域降雨侵蚀力时空变化特征分析

基于黄河流域317个气象站1961-2019年逐日降雨资料,采用日降雨侵蚀力计算模型计算各站点降雨侵蚀力,统计分析了流域降雨侵蚀力的时空分布特征及其与地理因子和气象因子的关系,从总体趋势角度综合探讨导致土壤水蚀加剧的原因,以期为黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支撑。结果表明：1）黄河流域1961-2019年平均降雨侵蚀力为1 223.1 MJ?mm/(hm2?h?a),整体呈不显著下降趋势,下降速率为每10a下降6.71 MJ?mm/(hm2?h?a)。降雨侵蚀力夏高冬低,夏季降雨侵蚀力占全年的61.3%,冬季仅占0.3%。2）黄河流域多年平均降雨侵蚀力值的分布范围为33.0～3 550.6 MJ?mm/(hm2?h?a),空间分布呈从西北到东南递增的规律。3）降雨侵蚀力与各地理因子均呈极显著相关关系,其中与经度和坡度呈正相关,相关系数分别为0.587和0.164（n=317,p<0.01）,与纬度和海拔高度呈负相关,相关系数分别为-0.498和-0.490（n=317,p<0.01）;降雨侵蚀力与降雨量、降水日数、雨强和暴雨日数均呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.839、0.208、0.819和0.753(n=317,p<0.01)。逐步回归分析显示,降雨量对降雨侵蚀力的贡献率最大,降雨量是导致降雨侵蚀力变化的最主要因素。