干热河谷冲沟侵蚀劣地不同坡位草被生长和土壤水分关系研究

金沙江干热河谷区冲沟侵蚀极为发育,形成大量侵蚀劣地,对该区域侵蚀劣地不同坡位草被生长特征和土壤水分状况进行了调查分析。结果表明,1)侵蚀劣地不同坡位草被生长差异较大,草被盖度和地上生物量大小均表现为:坡上部坡中部坡下部,且坡下部与坡上部和坡中部之间草被生长状况存在极显著差异(P0.01);2)同等降雨状况下,不同坡位土壤水分含量随时间延长均呈现指数递减趋势,但其衰减速率不同,导致土壤水分含量存在差异,衰减速率表现为:坡上部坡中部坡下部,土壤水分含量表现为相反顺序;3)监测时段内土壤水分(土壤平均含水量和末次土壤含水量)与草被覆盖度和生物量之间均呈现极显著正相关关系(P0.01),说明侵蚀劣地不同坡位下土壤水分差异是决定草被生长差异的关键因素。     

霍林河流域洪水径流演变规律及驱动机制研究

霍林河是松嫩平原西部地区科尔沁、向海和查干湖湿地的重要补给水源,其洪泛作用对流域洪泛区环境系统的景观维系起着决定作用。选取流域3个代表测站近50年来的年最大洪峰流量序列,分析流域洪水径流演变的规律及驱动机制,包括自然和人为干扰两方面,可以为流域防洪减灾及洪水资源化利用提供理论依据。霍林河洪水以雨洪型为主,洪水多发于降雨...     

金沙江干热河谷冲沟发育区不同部位土壤水分的时空变化特征

【目的】为了研究干热河谷冲沟不同部位(集水区、沟头和沟床)土壤水分时空变化特征。【方法】基于元谋干热河谷典型冲沟不同部位土壤水分的长期监测,分析冲沟不同部位土壤水分(10~100 cm)时空变化特征。【结果】(1)冲沟不同部位土壤平均含水量随时间变化可划分为土壤水分消耗期(2-6月)、土壤水分积累期(7-10月)和土壤水分消退期(11-12月)等3个变化阶段;冲沟不同部位不同深度土壤水分年内变化特征不同,其中集水区20、30和40 cm土层,土壤水分年内分配差异不明显,其他部位不同深度土壤水分均表现明显的干湿季变化。(2)冲沟不同部位年内土壤水分含量及变异系数随着土层深度的增加均表现出先减小后增加的分布特征,其中40~60 cm土层土壤水分变异系数较低且土壤水分亏损表现明显,表明表层(10~30 cm)和深层(60~100 cm)土壤水分年内含量高且分配不均,而中间(30~60 cm)土层土壤水分含量相对较少且分配相对均匀。(3)不同深度的土壤水分日变异系数表明,集水区和沟床在干季,不同深度土层间土壤水分差异较小,雨季差异较大,分配不均,而沟头土壤水分在春季土壤水分分配较均匀,其他时间均出现分配不均现象;冲沟不同部位土壤水分含量差异显著,表现为沟头(9.98%)沟床(9.65%)集水区(6.64%)。【结论】在进行植被恢复时,应该考虑冲沟不同部位、季节性以及剖面土壤水分变化规律,因时因地进行植被恢复。     

龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀对有机碳迁移的影响

坡耕地土壤再分布对土壤有机碳(SOC,soil organic carbon)迁移的作用机制研究已成为土壤侵蚀学研究的热点,然而目前极少有研究关注地震后生态脆弱的龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀机理及其导致的土壤有机碳再分布规律。该研究选择龙门山地震带内(都江堰市)一块陡坡耕地和一个梯田系列,采用137Cs法和野外调查,对比分析强震导致田埂垮塌和未受损情况下坡耕地土壤侵蚀空间变化特征和有机碳运移变化机理。结果表明,该区黄棕壤有效137Cs背景值为1 473 Bq/m2;坡度较小的坡式梯田内部上坡表现为侵蚀,下坡表现为沉积,同时,上部梯田的侵蚀速率高于下部梯田,但整个梯田系列净侵蚀量非常小,这表明梯田之间由于缺乏田埂的保护,水力也起着侵蚀、搬运上坡梯田土壤的作用,但是整个坡式梯田系列可以起到较好的保土作用,同时,坡式梯田内部主要以耕作侵蚀为主,是造成梯田上部坡位土壤流失严重的主要原因;陡坡耕地的地形为复合坡,由于田埂垮塌导致其土壤侵蚀速率显著高于坡式梯田系列,在整个坡面上,除了坡顶土壤侵蚀速率高之外,下坡坡度变大(曲率较大)的部位土壤侵蚀速率也非常高,同时,土壤沉积也发生在2个坡位(中下坡坡度较缓的部位和坡脚部位);在梯田系列和陡坡耕地上,SOC与土壤137Cs的空间变化规律较为一致。研究结果表明,在龙门山地震带,质量较好的石埂梯田仍然发挥着较好的土壤保持效果,同时,耕作侵蚀是该区坡耕地上一种重要的土壤侵蚀形式,在制定相应的土壤保持措施时,必须充分考虑耕作侵蚀的作用,才能有效地控制土壤侵蚀,此外,该研究结果还表明采用137Cs核素示踪技术可以比较科学地解释该区域的土壤侵蚀速率和SOC的空间变异规律。     

长江上游典型地区的土壤退化评价

以长江上游典型区——彭州市为例，在该区SOTER（1：50000）数据库的支持下，建立了基于AHP法的土壤退化评价系统。对样区53个SOTER单元进行了评价，生成了相应的专题评价图。     

干热河谷冲沟侵蚀劣地坡积区土体性质与裂缝形态发育特征

采用实地调查和室内分析等方法,并结合数字图像处理技术,研究了干热河谷冲沟侵蚀劣地坡脚堆积区(PJ)、坡底沉积区(PD)和平地漫流区(PM)土体性质和裂缝形态发育特征,并探讨了土体性质对裂缝形态特征的影响。结果表明,(1)侵蚀劣地坡积区不同部位土体性质差异显著,其中土壤体积质量及黏粒质量分数均表现为PDPJPM,毛管孔隙度为PMPDPJ,有机质为PMPJPD;不同部位土体性质极值比:黏粒质量分数最大(1.94),有机质(0.65)次之,再次是毛管孔隙度(0.27),土壤体积质量(0.09)最小;PJ、PD土体性质变化主要受物源特性和沉积方式的影响,而PM土体性质主要与植被分布以及漫流有关。(2)干热河谷侵蚀劣地不同部位土体裂缝形态特征差异也十分显著,其中裂缝长度密度(Lc)及连通性指数(K)均表现为PDPJ≤PM,面积率(Rc)、面积周长比(APc)及加权平均分形维数(AWMFRAC)则整体上表现为PD≥PJPM(Ⅲ号坡积区的Rc除外);表明裂缝发育强度(Rc)及复杂程度(APc、AWMFRAC)PD最高,其次为PJ,再次是PM。(3)相关分析表明,长度密度与土壤体积质量(p=-0.782)、黏粒质量分数(p=-0.626)均呈显著负相关,连通性指数与黏粒质量分数呈显著负相关(p=-0.618),这表明土壤体积质量及黏粒质量分数对裂缝发育产生了重要影响。     

元谋干热河谷坡面表层土壤力学特性对其抗冲性的影响

为了研究元谋干热河谷区坡面表层土壤的抗侵蚀性能,通过对燥红土机械组成、团聚体组成、基质吸力、黏聚力c和内摩擦角φ等参数的分析,并用原状土进行冲刷试验测定土壤的抗冲指数ANS,探讨了这些参数对土壤抗冲性的影响。结果表明,土壤分散率和ANS(soilanti-scourability)呈一元三次多项式变化,随着分散率的逐渐增加,ANS逐渐下降,ANS随着平均重量直径MWD的增大呈幂函数增长,随着基质吸力、黏聚力c和内摩擦角φ的逐渐增加,ANS也呈对数函数增长;ANS与各力学参数的相关程度依次为:抗剪强度τf>φ>MWD>分散率>基质吸力>c,逐步回归表明,黏聚力c、平均重量直径MWD和抗剪强度τf与ANS呈较好的线性关系(R2复=0.983),偏相关系数(RMWD(0.915)>Rc(0.829)>Rτf(0.776))表明水稳性团聚体的稳定性、颗粒及团聚体之间的胶结凝聚力和土壤抵抗水流的剪切破坏力对ANS影响较大。     

元谋干热河谷土地利用变化对生态系统服务价值的影响(简报)

为了研究土地利用变化对区域生态系统服务价值的影响,该文以金沙江干熟河谷的元谋县为例,采用遥感与地理信息系统技术,利用LANDSAT TM影像,分析从1986～2000年间的土地利用变化情况,根据谢高地的生态服务价值系数对区域土地利用类型的生态系统服务价值进行评估,并对其进行了敏感系数(CS)分析.结果表明:研究区在1986～2000年之间,耕地、草地、水域和未利用土地面积均呈现减少的趋势,而林地和建设用地面积呈增加趋势;元谋县2000年的生态系统服务价值比1986年有所提高,土地利用变化使研究区生态资产增加了0.0399亿元,这主要是林地面积增加以及林地的生态价值系数最高的原因所至;敏感性系数分析表明本研究采用的谢高地生态价值系数是合理的.     

金沙江干热河谷植被恢复研究

金沙江干热河谷是我国典型的生态脆弱区。该区气候炎热干旱，植被退化严重，水土流失强烈，一直是长江上游植被恢复的重点和难点。通过十余年来在金沙江干热河谷典型区——元谋干热河谷的研究。发现岩土性质是决定干热河谷坡地水分条件与植被类型的重要因子，降水入渗能力低加剧了干热河谷的土壤干旱，据此提出不同岩土类型区的植被恢复模式和微水造林技术。并在实践中获得了成功，为干热河谷的植被恢复研究作出了有益探索。     

近景摄影测量技术在坡耕地土壤侵蚀速率研究中的应用

以5°,10°,20°的紫色土坡耕地为研究对象,分别进行5,10,15次强度的模拟耕作试验,在此基础上采用60L/min的流量进行3轮放水冲刷试验,采用近景摄影测量技术监测试验前后紫色土坡耕地小区的地形变化,通过生成高精度DEM数据计算土壤流失体积,并采用插钎法测量土层深度变化,验证近景摄影测量技术测定地形变化的准确度,进而推算不同坡度条件下的紫色土坡耕地耕作侵蚀速率和水力侵蚀速率。结果表明:(1)采用近景摄影测量技术能够准确监测地形变化,其测算结果与插钎法的结果比较接近,且通过计算土壤流失体积推算土壤侵蚀速率的方法比较可靠,精度较高;(2)紫色土坡耕地在坡度为5°,10°,20°条件下平均耕作侵蚀速率分别为69.85,131.45,155.34t/(hm2·tillage pass),耕作侵蚀速率随坡度增加呈增加趋势,随着耕作次数增加则呈逐渐减小的趋势;(3)紫色土坡耕地在坡度为5°,10°,20°条件下平均水力侵蚀速率分别为1 892.52,2 961.76,4 405.93t/(hm2·h),水力侵蚀速率与坡度呈正相关关系,与此同时,随着耕作强度的增加,水力侵蚀也呈逐渐增大的趋势,表明耕作侵蚀对水力侵蚀有加速作用。该研究为紫色土坡耕地耕作侵蚀和水力侵蚀交互作用下的土壤侵蚀研究提供技术支撑和数据基础。