坡度对坡面侵蚀产沙响应的研究

坡度是影响坡面土壤侵蚀的重要因素,在一定条件下,坡面土壤侵蚀随着坡度的增大而增加,但存在一个临界坡度,当超过这个坡度后,坡面土壤侵蚀量反而随着坡度的增大而减少。国内多数学者认为这个临界坡度介于25°~29°之间,这对我国25°以下坡耕地水土保持措施的配置以及超过25°坡耕地退耕还林还草计划的实施具有一定的理论指导意义。在坡面上不同坡度范围内配置合适的水土保持措施可以削弱坡度对坡面土壤侵蚀强度的影响,即在缓坡上实施保护性耕作措施,在25°以下坡耕地合理布设水平梯田及植物篱,25°以上的坡耕地实行退耕还林还草,可以有效地控制坡面土壤侵蚀的发生,促进坡耕地的可持续利用和改良。     

长江上游重点水土流失区陡坡耕地的出路

长江上游重点水土流失区坡耕地面积５４９１ 万ｈｍ２ ,占耕地面积的６２８ ％ ,其中＞ ２５°的陡坡耕地约占坡耕地面积的１／５ 。坡耕地全部退耕还林影响群众生活,而且可能会加剧冲沟侵蚀。宁南县将一些２５°～３０°的陡坡地集中连片改造为梯地,并配套有较完善的坡面水系工程,不但有效防治了水土流失,而且作物产量和产值大幅度提高。因此,长江上游重点水土流失区＞ ２５°的陡坡耕地退耕还林工作不能一刀切。光热条件好、人多地少的地区,可以将２５°～３０°的陡坡地集中连片改造为梯地,配套完善的坡面水系,以取得良好的生态、社会、经济效益。     

坡陡土薄地区坡耕地改造的四种模式

坡陡土薄地区坡耕地改造的四种模式王大郁（重庆市巴县水土保持办公室，６３１３２０）重庆长江三峡河谷地区人多地少，１５°以下土层较厚的坡地基本上已被先辈改成了层层梯田，余下１５°～２５°的耕地多数是瘦薄地，２５°以上陡坡耕地种粮也较为普遍。我县在开展长江...     

典型黑土直型坡耕地土壤侵蚀强度的小波分析

土壤侵蚀导致东北黑土坡耕地土地质量严重退化,研究东北黑土区典型坡耕地的土壤侵蚀规律,对控制坡耕地的水土流失以及深化土壤侵蚀规律的认识具有重要的意义。本研究通过采集开垦近100年的黑土直型坡耕地的土壤样品,利用137Cs示踪技术,结合小波分析方法,研究了长坡长直型坡耕地50多年来土壤侵蚀强度的空间变化规律,结果显示4个断面顺坡方向上的坡面侵蚀强度均存在着坡长为142m的强弱交替变化的波动周期,这反映了长坡长直型坡土壤在长期的降雨侵蚀过程中,泥沙沿坡面输移的强弱交替变化。通过对4个断面的侵蚀速率的数学拟合发现,用正弦函数的和拟合的结果最好,R2均在0.96以上,进一步说明了直型坡面侵蚀随坡长变化的波动性规律。所研究的断面控制面积内平均侵蚀速率为3054 t.km-2.a-1。     

长江中上游不同坡改梯方式生态效益研究

在重庆开县芋子沟小流域和渝北区木耳镇后河小流域设置试验小区,根据观测资料,分析不同坡改梯方式梯地的生态效益。结果表明,在产流产沙方面,均表现为休闲地小区>坡耕地小区>20°坡式梯地小区>15°坡式梯地小区>水平梯地小区,这说明坡改梯梯地与坡耕地、休闲地相比,具有明显的水土保持效果。在不同坡改梯方式中水平梯地的保土效果最优,产沙量比15°坡式梯地、20°坡式梯地分别少78.95%、81.25%,而后两者则相差不大。在改善土壤养分方面,水平梯地和坡式梯地相比,总体表现为水平梯地略优于15°坡式梯地,15°坡式梯地优于20°坡式梯地。     

穆棱市生态修复实施“七有一必须”

自2000年穆棱市被确定为国家退耕还林试点县(市)以来,始终把坡耕地的水土流失治理作为生态环境建设的主体来抓,坚持走"生态优先,全面规划,综合治理,持续发展"之路,按照全省"三年绿化龙江大地"的总体部署,实施了"穆棱大地绿化工程"。针对不同坡面的水土流失情况,采取15°以上超坡耕地退耕还林、3°~15°坡面修筑水保工程、植被覆盖率较低的荒山荒地进行生态修复等一系列水保措施,做到"七有一必须"。充分发挥小流域坡耕地水土保持工程拦洪效能,实施水土保持工程整地造林措施,保证了造林成活率,且实现了农业可持续发展。     

黑土坡面土壤团聚体组成特征研究

通过对径流小区坡面土壤团聚体含量的分析,探讨了不同坡度条件下,黑土坡耕地土壤团聚体的组成及分布规律。在3°～18°的坡面上,土壤大团粒和中团粒含量与坡度呈显著负相关关系,并且随坡度的增加,土壤团聚体的几何平均直径(GMD)与平均重量直径(MWD)均显著减小,土壤抗蚀性下降,潜在侵蚀危险程度增大。与免耕平作相比,在3°～6°缓坡上,横坡垄作方式的土壤团聚体D50值大;而9°坡面上部,横坡垄作的D50值大,坡下部免耕平作的D50值大。表明黑土区缓坡耕地采用横坡垄作方式有利于土壤团聚体的保持;9°以上坡耕地,免耕平作方式坡下部土壤抗蚀性较强。     

丹江口库区坡耕地水土流失治理模式探讨

坡耕地的水土保持治理措施较多,为在有限的资金和劳力投入下获得较大的经济和生态效益,对丹江口市水土保持工程的经济效益和生态效益进行了调查和研究,结果表明:在丹江口库区,对小于5°的坡耕地不宜采取硬措施,只宜采取等高耕作、轮作、间作、套种等保土耕作措施;对5°~15°坡耕地应根据实际情况,在资金投入和劳力有保障的前提下优先建设梯田;对15°~25°坡耕地宜采取经济林+植物篱的措施;对25°以上坡耕地宜退耕还生态林。     

喀斯特坡耕地块石出露对土壤水分入渗的影响

块石出露是喀斯特石漠化地区典型的地貌景观特征之一。为探索喀斯特坡耕地中块石出露对土壤水分入渗的影响，通过野外人工模拟降雨试验，研究3个坡度（15°、20°、25°）、3个面积（小、中、大）、5种形状（斜条形、横条形、近圆形、三角形、竖条形）块石出露下的土壤水分入渗特征。结果表明：1）3种坡度下，各形状块石出露下和裸露坡的入渗率均随着坡度增加而减少。总体上，块石面积越小坡度越缓，入渗过程变化越平稳且入渗率高，块石面积越大坡度越陡，入渗过程变化波动大且入渗率低。2）初始、稳定、平均入渗率的最大值均出现在15°坡面，最小值均出现在25°坡面。总体上坡度和块石面积越大，土壤的稳定入渗率越高。3）与裸露坡面相比，块石出露下，15°、20°、25°坡度对入渗增量的贡献率为2.63%、20.88%、76.49%。小、中、大面积块石对入渗增量的贡献率为46.39%、32.88%、20.73%。形状对入渗增量的贡献率为31.50%（斜条形）>27.66%（横条形）>27.08%（近圆形）>10.81%（三角形）>4.36%（竖条形）。4）3种模型的拟合结果，裸露坡拟合度最高，均大于0.89，而斜条形块石拟合度都最低，均为0.60左右。Horton模型的拟合度最好，Kostiakov模型的拟合度良好，Philip模型的拟合度一般，故Horton模型更适用于喀斯特坡耕地不同块石出露下土壤水分入渗过程的拟合。研究结果有助于了解喀斯特坡耕地块石出露下的土壤水分入渗特征，促进农业水土资源的管理保护和利用，为该区水土流失和石漠化工程治理提供借鉴。     

锦屏一级水电站影响区土壤侵蚀潜在危险度分析

利用GIS技术制作专题坡度图可知 ,锦屏一级水电站影响区内 16°～ 2 5°的坡度区占最大比例 ,河谷两侧主要坡度范围为 2 6°～ 3 5° ;由当地环境资源调查资料可知 ,影响区年降水量在 60 0mm以上 ,植被覆盖率平均为 3 0 93 % ,坡耕地占坡地面积平均为 2 97% ,当地土壤主要是山地草甸土 ,岩性多为硬性变质岩。根据有关评价标准 ,确定锦屏一级水电站影响区土壤侵蚀潜在危险度为轻险型     

1980－2015年云南坡耕地资源时空分布及演变特征分析

坡耕地资源作为山丘区耕地的重要组成部分,分析坡耕地时空分布及演变特征对合理规划利用坡耕地资源、开展区域坡耕地水土生态环境治理具有重要意义。该文利用1980－2015年7个时相土地利用数据,采用土地利用转移矩阵、动态度模型、核密度分析和景观指数模型对云南坡耕地时空分布及演变特征进行分析。结果表明：1）云南坡耕地面积为472.55万hm2,占耕地面积的比例为69.79%,平均坡度为15.62°,不同分区坡耕地空间分布差异显著。2）近35年坡耕地与林地、草地、水田等土地利用类型发生了显著的动态转移过程,但转出与转入总体均衡,转移过程中坡耕地面积呈小幅增加趋势。3）大部分坡耕地坡度大于8°,其中＞15°坡耕地比例高达78.54%,近35年来各坡度分级坡耕地均处于动态演变过程,坡度＜15°的坡耕地面积呈增加趋势,而坡度＞15°的坡耕地面积呈减小趋势,不同坡度分级坡耕地面积存在"减小→增大→减小"或"减小→增大→减小→增大"的动态变化过程,＞25°坡耕地动态变化的波动幅度最大。4）近35年坡耕地核密度分布呈小幅度变化趋势,大部分区域坡耕地分布处于低密度区,高密度区面积占比最小,坡耕地分布呈现出4个显著的聚集分布带。5）坡耕地景观优势度在8种土地利用类型中处于中间位置,而破碎化特征则在8种土地利用类型中最为显著,近35年坡耕地景观破碎化程度减小,坡耕地集中连片程度得到加强。     

东北黑土区横垄坡耕地的产流产沙过程

[目的] 在漫川漫岗黑土区开展横垄坡耕地冲刷试验研究,为黑土地保护工作提供理论依据。[方法] 采用野外现场放水冲刷试验,研究了10,30,50和70 m横垄坡耕地径流小区,在不同上方来水量下的产流、产沙过程。[结果] 3种冲刷流量（0.34,0.67和1.00 L/min）条件下的径流系数和含沙量均随坡长的增加持续波动,但不同冲刷流量达到稳定的大小和时间不同;累积产流量和累积产沙量均随冲刷流量的增强而增大,但相同冲刷流量下受坡长变化影响二者最大值出现的坡长却不同;冲刷流量为0.34 L/min时,10,30,50和70 m这4种坡长的径流系数和含沙量相关性均显著;累积产沙量随累积流量的增加而增加,坡长越短,且线性关系越强。0.34 L/min冲刷流量侵蚀量大小顺序依次为：30 m>10 m>70 m>50 m;冲刷流量为0.67和1.00 L/min侵蚀量大小顺序为：30 m>50 m>70 m>10 m。1.00 L/min冲刷流量情形下30 m坡长侵蚀量是10 m坡长的4.2倍。[结论] 坡面侵蚀量随冲刷流量增大而增大,30 m坡长是横垄坡耕地侵蚀的临界坡长,细沟发育是横垄坡耕地坡面土壤侵蚀的主要来源。     

坡耕地开发利用和保护模式研究

坡耕地严重的水土流失对山区农业的可持续发展构成了极大的威胁。由于坡耕地之间的条件差异不同 ,针对其特点 ,合理地开发利用并采取适宜的保护模式 ,是防治坡耕地水土流失、实现山区农业可持续发展的关键。对于坡度小于 10°的坡耕地 ,只要采取横坡耕作和覆盖耕作相结合的方式 ,就可以防治水土流失 ;对于 10°～ 2 5°的坡耕地 ,采取修梯田的方式可以防治水土流失 ,但从生态环境建设的角度来看 ,等高植物篱农作系统的效果更好一些 ,如果能够把坡改梯和等高植物篱农作系统结合起来 ,效果更为显著 ;对于大于 2 5°的坡耕地 ,可采取垄沟格网式农作和秸秆覆盖的保土措施 ,逐步实施退耕还林。只有根据坡耕地的实际情况 ,研究坡耕地开发利用和保护模式 ,把合理的耕作模式、适宜的种植模式和有效的防护体系有机地结合起来 ,辅之以先进的农业技术措施 ,才能建立高产高效的坡耕地生态农业模式。     

不同坡度和不同生育期的谷子坡耕地入渗特征

坡度和作物生育期是影响坡耕地土壤入渗性能的关键因素,作物生长导致土壤特性及根系变化进而影响坡面入渗过程。通过人工模拟降雨试验,设计4个坡耕地坡度(3°,5°,10°,15°)及2个降雨强度(40,80 mm/h),在谷子4个生育期(拔节初期、拔节中期、抽穗初期、灌浆初期)开展试验,探究坡度和生育期对谷子坡耕地土壤入渗特征的影响机制,并结合入渗模型(Horton、Kostiakov、Philip模型)对谷子坡耕地土壤水分入渗过程进行拟合并评价其适用性。结果表明:(1)随坡度增加土壤入渗能力下降,与3°相比,15°坡耕地土壤稳定入渗速率、平均入渗速率及累积入渗量分别减小30.76%~52.38%,21.28%~37.50%和22.51%~43.55%。(2)随着谷子生育期的延长,土壤入渗能力显著增加,与拔节初期相比,灌浆初期时土壤稳定入渗速率、平均入渗速率及累积入渗量分别增加23.81%~80.00%,20.83%~40.00%,17.84%~54.10%,表现为拔节初期<拔节中期<抽穗初期<灌浆初期。(3)通过对入渗速率实测值进行拟合,Horton模型对坡耕地土壤入渗过程拟合最好,且模型拟合参数具有物理意义。研究结果可为增加坡耕地降雨入渗、提高水分利用效率、减少坡耕地水土流失提供理论依据。     

黑土坡面细沟形态及剖面特征试验研究

[目的] 对比分析不同坡度条件下黑土坡面细沟宽度、深度、宽深比、细沟剖面形态及沟壁坡度特征,为东北黑土区坡耕地细沟侵蚀防治提供科学参考。[方法] 在野外径流小区不同坡度（5°和10°）下开展汇流冲刷试验〔1 L/（min·m²）,历时60 min〕。[结果] ①试验条件下,黑土坡面细沟剖面形态主要为“U”型,细沟平均宽深比介于2.3~4.9之间;②随着坡度的增大,细沟下切侵蚀作用增强幅度明显超过细沟沟壁崩塌侵蚀作用,导致细沟宽深比减小,细沟剖面形态由“宽浅型”向“窄深型”转化;③对于坡面不同位置,细沟平均宽深比在坡上,坡中,坡下位置分别为2.7,1.6,5.4,即自坡面上部到下部依次表现为“宽浅型”—“窄深型”—“宽浅型”的细沟剖面变化特征;④黑土坡面细沟沟壁坡度主要为37.7°~85.2°,其值随着地面坡度的增加而增大,且不同坡位之间细沟沟壁坡度表现为坡中位置大于坡上和坡下位置。[结论] 防治东北黑土区陡坡耕地中段位置的细沟发育尤为重要,对缓解该区水土流失问题有重要作用。     

极端降雨条件下秸秆覆盖坡面水流流速空间分布

坡面流流速是地表水文和水土保持研究的重要参数。极端降雨条件下,秸秆覆盖坡面水动力过程复杂,探明其流速分布规律对坡耕地土壤侵蚀预报具有重要意义。该研究的模拟降雨试验在黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室降雨大厅内进行。试验土槽宽0.25 m,长8 m,深0.3 m,底部填装黏壤土（31.8%黏粒,43.3%粉粒,24.8%砂粒）,土壤表面均匀铺设长5～7 cm小麦秸秆。试验雨强为160 mm/h2,共设置3种坡度（5°、10°和20°）和3种秸秆覆盖率（0、2和8 t/hm2）,分别在沿着坡长方向距坡顶1.15、3.15、4.15和5.15 m处设置采集点;采用电解质示踪法测量坡面水流流速,分析秸秆覆盖率对坡面流流速及其空间分布规律的影响。结果表明,极端降雨条件下质心法适用于秸秆覆盖坡面流速测量,3种秸秆覆盖率下测量流速分别为0.071～0.352 、0.033～0.110 和0.017～0.117 m/s;秸秆覆盖可削弱雨滴对坡面流的扰动,增大下垫面的粗糙度,流速随覆盖率的增大而减小。3种坡度下坡面流流速测量结果分别为0.017～0.352、0.027～0.323和0.033～0.272 m/s,流速随坡度与坡长的增加而增大;沿坡长方向流速变化率逐渐减小,流速最终趋于稳定;由于秸秆对水流的阻碍作用,高秸秆覆盖率坡面达到最大稳定流速的距离减小。秸秆覆盖坡面与裸坡面的水流流速存在显著的线性关系。秸秆覆盖影响坡面流流态,层流的临界雷诺数取值应小于500。研究结果对理解极端降雨条件下覆盖坡面土壤侵蚀机理具有重要意义。     

黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀过程研究

<正> 黄土丘陵沟壑区地形破碎,各种侵蚀十分活跃。由于坡度和坡面位置的不同,这些侵蚀过程具有明显的垂直分带性(图1)。在顶部坡面(1区和2区),坡度由1区的几度增加到2区的35°,这里多为坡耕地,部分已辟为梯田,主要的侵蚀过程是溅蚀、面蚀和细沟侵蚀。2区下部的坡段存在一明显的转折,坡度往往陡增到40°以上(3区),土地利用方式主要为草坡。3区重力侵蚀和沟道侵蚀活跃,除地表侵蚀之外,洞穴侵蚀较发育,其入口多发育在1区和2区,而出口则往往出现在3区。谷坡的底部坡度平缓(4区),是坡面径流、泥沙流向沟口的通道。     

原州区坡耕地综合治理现状与发展分析

截至2010年底,宁夏固原市原州区基本农田保存面积52 359 hm2,其中机修水平梯田37 426 hm2、水浇地10 400 hm2、旱川地4 533 hm2。这些基本农田在粮食增产、农业增效、农民增收方面起着十分重要的作用。今后,原州区坡耕地治理的重点是5°～15°的坡耕地,对15°～25°的坡耕地将采用逐年退耕的办法进行治理。     

试论退耕还林中对坡度标准的界定

全国现有坡耕地 35 13万hm2 ,>2 5°的坡耕地 5 2 0万hm2 占耕地的 14 .5 % ,这些坡耕地水土流失严重 ,是土壤侵蚀和江河泥沙的主要策源地。坡度对土壤侵蚀有很大的影响。在其它条件相同的情况下 ,不同的坡度会产生不同的土壤侵蚀量。目前 ,国家正加大力度推行退耕还林还草政策 ,这一政策中明确规定了禁止开垦 2 5°以上陡坡地。针对这一标准的提出 ,从坡面侵蚀的机理、坡度与坡面侵蚀的关系及对临界坡度的分析等几方面入手讨论 ,力争得到对退耕上限坡度界定这一问题有更全面和深刻的认识。     

东北漫岗黑土区防护林带分布对浅沟侵蚀的影响

东北漫岗黑土区坡耕地浅沟侵蚀非常严重,防护林带体系作为坡耕地的重要组成部分,势必会对浅沟侵蚀过程产生影响。本文以漫岗黑土区黑龙江鹤山农场典型小流域为研究对象,基于Quickbird高精度遥感影像和数字高程模型,结合实地调查结果,对小流域内防护林带的分布规律和浅沟侵蚀规律进行了分析,并探讨了防护林带布局对坡面浅沟侵蚀的影响。结果表明:在横坡耕作的坡面上,临界汇水区范围内林带的个数与临界坡长、临界汇水面积呈显著正相关,即增加林带个数、减小林带间距可以增大临界坡长和临界汇水面积,而研究区防护林带间距过大,大于该区浅沟发生的临界坡长,并且防护林带间断有利于浅沟的发育;同时,坡耕地垄向由于受到防护林带影响而与其走向一致,使垄沟笔直穿过低洼水线,形成局部顺坡垄,间接诱发浅沟侵蚀。因此,通过增加横坡耕作坡面上防护林带个数、缩小林带间距、加强林带的管护和更新,同时对不合理的防护林带进行必要的调整,才能有效防治坡面浅沟侵蚀。