无人机倾斜航空摄影监测崩岗侵蚀量变化的方法

如何高效精确地监测崩岗的动态发育过程并且量化侵蚀量是崩岗侵蚀机理研究中的难点。该文以准专业级无人机对目标崩岗进行倾斜摄影获得的全方位多角度航空影像为基础,通过空三加密处理生成目标崩岗的三维点云模型;利用点云数据构建DTM,提取目标崩岗地形数据;运用多时相连续DEM相减的方法获取监测周期内崩岗的高程变化,计算侵蚀量并找到侵蚀严重的部位,再使用2.5D体积测算方法细化侵蚀严重的崩壁和沟头部位的侵蚀量,以此作为补充,最终获得监测期内的总侵蚀/沉积量体积并换算为泥沙量。最终结果验证的平均相对误差为9.69%,一个月监测周期内最大的绝对误差仅为0.303 3 m3,满足监测要求。因此利用无人机倾斜航空摄影测量的方法监测崩岗侵蚀量是可行有效的,该方法可提取崩岗的所有地形信息,研究侵蚀泥沙的来源和侵蚀过程,是较为快速和精确的崩岗监测手段。     

狗牙根与空心莲对水库消落带土壤氮磷释放影响的模拟

通过水库水位涨落室内模拟试验,探究丹江口库区消落带优势物种狗牙根和空心莲2种草本植物对土壤氮磷释放过程影响。结果表明:(1)水淹结束后(32天),空心莲子草土壤TN、TP分别降低11.75%,25.28%,狗牙根分别降低3.62%,25.77%。(2)干湿交替环境主要影响土壤中NH_4~+-N、NO_3~--N和AP的含量的变化,对土壤中的TN、TP含量的影响较小。(3)狗牙根的死亡增加土壤TN、NH_4~+-N、TP量,即不耐淹植被过滤带虽然能净化径流中N、P等污染物,但截留的污染物和植物吸收的养分随着植物体的分解再次进入水体或土壤,无法达到有效防控农业面源污染的目的。该研究为丹江口水库利用植被缓冲带防控水体富营养化提供一定理论依据。     

红壤侵蚀特点及其坡地治理关键技术与模式探讨

严重的水土流失导致红壤的全面退化,研究红壤区坡地治理的关键技术与模式,对防治红壤水土流失意义重大。本文结合我国近10年来红壤侵蚀的研究成果,概述了红壤坡地的侵蚀特点;从工程措施、植物措施、耕作措施3个方面,探讨当前红壤区侵蚀坡地治理的关键技术;并在分析不同关键技术截流、分流、汇流贮用效果的基础上,总结了红壤区崩岗地、林地、荒坡地和坡耕地4种典型侵蚀坡地的径流调控模式,以期为有效治理红壤坡地侵蚀,促进经济和生态环境可持续发展提供借鉴和指导。     

根据土壤水平一维入渗推求紫色土水动力学参数

选择3种不同质地的紫色土,通过室内土壤水平一维入渗试验,探讨简单入渗法和入渗特性法推求水动力学参数对于紫色土的适用性。结果显示,简单入渗法和入渗特性法推求的水动力学参数中,水分特征曲线准确性较高,水分扩散率和非饱和导水率准确性较差。简单入渗法推求的水分扩散率和非饱和导水率均低于实测值1～2个数量级,但推求值与实测值曲线趋势较为一致。入渗特性法推求的水分扩散率和非饱和导水率在高含水量小于实测值,在低含水量大于实测值,推求值随含水量变化趋势响应缓慢。     

等高植物篱/大豆间作根系相互作用对生长和氮素吸收利用的影响

通过15N标记土壤的箱栽试验,探讨了地下部分隔作用对植物篱/大豆间作生长和氮素吸收利用的影响。结果表明,香根草/大豆间作系统中大豆吸N量,无隔和网隔处理比板隔处理分别增加20.1%和0.6%,香根草吸N量分别高出7.4%和24.2%;而紫穗槐/大豆间作系统中大豆吸N量,无隔和网隔处理比板隔处理分别降低28.3%和15.9%,紫穗槐吸N量依次降低14.3%和24.3%。香根草/大豆间作系统中,大豆植株15N丰度网隔处理低于无隔处理,而香根草15N丰度则表现为根系无隔时较高;紫穗槐/大豆间作系统中紫穗槐和大豆的15N丰度都表现为根系无隔时较低。在培栽条件下,间作抑制了大豆生长,影响到大豆N素的吸收利用;与大豆根系间相互作用抑制了紫穗槐生长,但一定程度上改善了香根草生长,推测根系分布在养分吸收利用中占重要地位。     

三峡库区等高绿篱技术对土壤物理性质的影响

等高绿篱是目前国内外广泛采用的一种十分有效的坡耕地植被恢复和水土保育技术,被认为是三峡库区农业生态系统持续发展的有效途径之一。以等高绿篱（新银合欢和黄荆）篱前淤积土为研究对象,评估等高绿篱一坡地农业复合种植模式下不同土层深度、不同距篱（坎）距的土壤水分及物理性质变化特征。结果显示：绿篱处理的土壤非毛管孔隙度、饱和入渗率、饱和含水量和自然含水量均高于石坎梯田处理,而土壤密度和田间持水量均小于石坎梯田处理,尤其在表层和第2层,其差异更明显,等高绿篱保育土壤效益显著;同一土层,随距篱（坎）距延长,绿篱处理的土壤密度、自然含水量逐渐增大,土壤非毛管孔隙度、饱和入渗率和饱和含水量逐渐减小,而石坎梯田处理的变化不明显;随土层加深,各处理的土壤密度、自然含水量均相应逐渐增大,土壤非毛管孔隙度、饱和入渗率和饱和含水量均相应逐渐减小,且处理之间差异也逐渐缩小;距篱（坎）远近间接反映了绿篱处理对土壤水分及物理性质的影响程度,距篱越近,影响越大;新银合欢处理与黄荆处理之间相比,效应相当。     

不同质地重塑土坡面水沙定量关系研究

为确定不同质地重塑土坡面水力学参数与土壤侵蚀速率间的定量关系,采用模拟径流冲刷动床试验的方法,对不同质地坡面的土壤侵蚀速率进行了研究,建立了土壤侵蚀速率与水力学参数、土壤性质间的定量关系。结果表明:(1)土壤侵蚀速率与坡度和流量关系密切,且坡度对土壤侵蚀速率的影响更大;土壤质地对土壤侵蚀速率具有明显的影响,相同试验条件下使土壤侵蚀速率呈现"单峰状"分布,在50%含沙量的坡面最大;(2)细沟平均沟深、断面宽深比与土壤侵蚀速率之间具有极显著的相关关系(r=–0.865,P0.01),可以作为反映坡面侵蚀产沙程度的指标;(3)单位水流功率是描述土壤侵蚀速率的最佳水力学参数(r=0.911,P0.01),幂函数可以很好地表达两者之间的定量关系(D_r=49.96Pr~(2.07),R~2=0.795);(4)考虑到土壤性质对坡面侵蚀的影响,在单位水流功率与土壤侵蚀速率的定量关系中引入了土壤黏聚力,进一步提高了定量关系的可靠性(D_r=165.22Pr~(2.36)C~(–0.44),R~2=0.816),由于方程中参数获取的相对简便,在实际应用中具有更广的适应范围与现实价值。     

大冶龙角山矿区农田土壤重金属形态分布及其来源

为研究大冶龙角山矿区某溪流段沿岸农田土壤基本理化性质和重金属分布情况,采用Tessier五步连续提取法提取并测定土壤中Mn、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni和Cd 7种重金属的形态与含量,并分析了重金属含量与土壤Fe和S含量之间的相关性。结果表明:所有重金属在大部分取样点总含量均超出湖北省土壤背景值;Cu和Cd总含量超过土壤环境质量三级标准(GB 15618—1995)限值,Zn、Pb、Cr和Ni符合土壤环境质量二级标准;Mn、Cu、Zn、Pb、Ni和Cd均以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,Pb、Cr和Cd存在一定比例的可交换态。矿山矿石组分主要为黄铁矿和黄铜矿,且Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的铁锰氧化物结合态、残渣态以及总含量的分布均与土壤Fe和S含量分布表现出较好的正相关关系,表明硫化物矿物开采引发了重金属Mn、Cu、Pb、Zn和Cd在该矿区农田土壤中的累积与污染。     

丹江库区典型土壤磷的淋溶模拟研究

通过室内土柱模拟试验对湖北省丹江库区典型土壤磷的淋溶特征进行了研究.结果表明,淋溶液中的钼酸盐反应磷(MRP)的累计淋溶量和浓度都随着施肥量的增加而增加.在连续淋溶3～4次后,淋溶液中钼酸盐反应磷(MRP)的浓度达到峰值,然后随着淋溶的持续进行,其浓度逐渐下降,最后变化趋势趋于平稳.磷的淋溶受土壤粘粒含量的影响较大,尤其当土壤的粘粒很高时,它的影响程度表现更明显.湖北省丹江库区的3种主要土壤:黄棕壤、紫色土和石灰土,相同条件下,淋溶液中钼酸盐反应磷的淋溶量和浓度大小顺序依次为:石灰土>紫色土>黄棕壤,因此,石灰土中磷发生淋溶损失的程度比较大,而黄棕壤则比较小.     

土壤侵蚀退化研究

土壤退化是全球性的重大环境问题之一,直接威胁人类的生存。在引起土壤退化的诸因素中,土壤侵蚀是最普遍和最重要的因素。在前人土壤侵蚀退化研究成果的基础上简单回顾了其发展现状,重点综述了土壤侵蚀退化机理,并针对性地提出了土壤侵蚀退化防治措施。