沂蒙山区费县祊河流域土壤侵蚀初步研究

以山东沂蒙山区费县祊河流域为研究对象,全面收集研究区气候、地形、土壤、社会经济等资料,并通过大量现场调查,以通用土壤流失方程(USLE)为基础,运用G IS技术生成降雨侵蚀力因子(R)、土壤可侵蚀因子(K)、坡度和坡长因子(LS)、水土保持措施因子(P)、植被与经营管理因子(C)图;应用ArcG IS的空间叠加分析功能,建立了土壤侵蚀量的空间分布数据库;用建立的土壤侵蚀预测模型估算了流域土壤侵蚀总量与侵蚀模数。研究表明:微度侵蚀面积占整个流域面积的79.57%,尽管其侵蚀量仅占总侵蚀量的2.84%,但存在进一步恶化的趋势;研究区土壤侵蚀面积、侵蚀模数、侵蚀量均呈现出减小趋势,说明水土保持工作取得了成效。本研究为沂蒙山区开展水土保持工作提供了数据支持和决策依据。     

黄土高原向阳沟流域水土保持措施效益分析

在ArcGIS软件的辅助下,根据不同坡度的土地利用对土壤侵蚀的影响,将向阳沟流域划分了5个坡度等级单元,利用通用土壤流失方程(USLE)对流域现有水土保持措施下不同坡度等级单元侵蚀量进行了估算,并与治理前土壤侵蚀量进行对比分析。结果表明,实施水土保持措施后,水土流失有了极大的改善,水保效益较为可观,但区域仍属中度侵蚀,25°～35°坡度等级单元对流域土壤侵蚀量的贡献最大,其次为15°～25°和＞35°等级单元。根据不同坡度等级单元的水土流失侵蚀模数估算结果分析,结合现有水土保持措施,提出了今后进一步治理的的几点建议。     

基于高密度站网的中国降雨侵蚀力空间分布

降雨侵蚀力反映了雨滴击溅和径流冲刷引起土壤侵蚀的潜在能力,它与土壤、地形、地表覆盖以及水土保持措施等因子共同作用,决定着一个地区的实际土壤流失量。在严格数据质量控制的基础上,通过第一次全国水利普查水土保持情况普查“气象数据上报系统”收集到2032个站点1980（1981）-2009（2010）年侵蚀性日降雨量资料,结合646个国家基本气象台站1980-2009年日降雨量资料,利用冷暖季日降雨量估算侵蚀力模型,计算了2678个站点多年平均年降雨侵蚀力和24个半月降雨侵蚀力占年R值比例,并应用克里金空间插值方法,绘制了中国降雨侵蚀力空间分布图,为土壤侵蚀普查全国水力侵蚀强度计算提供了基础数据,其结果可为各地区水土保持规划服务。     

北京山区灌草坡面水土流失特征及其影响因素

为了揭示区域坡面水土流失规律,以北京山区灌草坡面径流小区定位观测资料为基础,对坡面径流量和侵蚀量与降雨、植被盖度、坡度等主要影响因子进行偏相关分析.结果表明：1）在一定降雨和下垫面条件下,径流量的主要影响因子是降雨量和最大30 min降雨强度,侵蚀量的主要影响因子是径流量、植被覆盖度和最大30 min降雨强度;2）就降雨因子而言,影响径流量的关键性降雨因子是降雨量、降雨历时和最大30 min降雨强度,而影响侵蚀量的关键性降雨因子是最大30 min降雨强度;3）径流量和侵蚀量与植被盖度之间表现出显著的负相关关系,即植被盖度越大,径流量和侵蚀量越小;4）不同坡度等级的径流量和侵蚀量差异显著,随着坡度的增加,径流量和侵蚀量呈现出先增加后减小的趋势;5）灌草坡面的水土保持作用显著,重视和发展植被恢复与重建工作,对北京山区生态环境改善和水土流失治理具有重要的意义.     

红壤坡地次降雨通用土壤侵蚀模型研究

针对土壤侵蚀规律定量研究的经验模型通用性欠缺和机理性模型参数多且较为复杂的缺点,结合我国南方红壤区的降雨、土壤、地形等特征,探索建立一个结构简单、使用方便,同时具有一定通用性的红壤坡地次降雨通用土壤侵蚀模型。该模型包括地表径流系数、降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形和水土保持措施等五个因子,并给出了各因子的计算方法。利用在江西省水土保持生态科技园内的10组实测资料对模型进行验证,计算值与实测值平均相对误差21.67%。结果表明,本研究提出的次降雨通用土壤侵蚀模型是合理的,可为南方红壤地区土壤侵蚀预报与治理提供参考。     

汶川地震重灾区土壤侵蚀敏感性评价

以通用土壤流失方程为基础,选择降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形起伏度、植被覆盖自然因子作为土壤侵蚀敏感性的评价指标,根据汶川地震重灾区自然环境特征,制定评价指标的分级标准,在GIS技术支持下生成单因子敏感性评价图,在此基础上基于ArcGIS的空间叠加分析功能,完成单因子的叠加运算,从而实现土壤侵蚀敏感性综合评价。结果表明:研究区土壤侵蚀敏感性以高度敏感和中度敏感为主,轻度敏感次之,不敏感和极敏感所占比例较小。空间上土壤侵蚀敏感性呈块状不连续分布,但侵蚀敏感性区域又相对集中,分布特征与地貌类型关系较大。针对不同的土壤侵蚀敏感等级,提出了相应的水土保持对策。     

近60年来江西省各等级侵蚀性降雨与降雨侵蚀力的关系

基于江西省具有典型代表性的5个气象站点1956-2015年共60 a逐日降雨量资料,研究了各等级侵蚀性降雨和降雨侵蚀力的特征,建立了利用各等级侵蚀性年降雨量估算年降雨侵蚀力的简易算法模型。结果表明:各等级侵蚀性降雨量、降雨日数和降雨侵蚀的时间分布规律不一。年暴雨量、年暴雨量比例、年暴雨日数、年暴雨侵蚀力、年降雨侵蚀力均在时间上呈不同程度的增长趋势,在空间表现为从南到北逐渐上升趋势。各等级侵蚀性年降雨量估算降雨侵蚀力模型的模拟值与精确值具有高度相关性,可用于估算江西地区年降雨侵蚀力。     

土壤流失预报方程中R指标的研究

本文采用标准径流试验小区的实测土壤流失量和自记雨量纸的降雨资料,进行降雨侵蚀参数复合因子、单因子与土壤侵蚀量的相关分析以及根据我省侵蚀降雨特性等方面的研究,确定适合我省降雨侵蚀力R的最佳指标.研究结果表明:R=E_(60)I_(30)是我省降雨侵蚀力R的最佳指标,而不是∑EI_(30).这与美国水土保持学家维斯奇迈尔的研究结果不尽相同.     

西部黄土丘陵区不同草地土壤侵蚀对侵蚀性降雨的响应

[目的]研究西部黄土丘陵区人工和天然草地对不同类型侵蚀性降雨的响应,为该区植被建设和水土流失防治提供指导。[方法]利用甘肃省定西市安家沟径流场2007—2015年的观测数据,分析侵蚀性降雨因素对坡度为20°的人工草地和天然草地土壤侵蚀的影响。[结果]西部黄土丘陵区的侵蚀性降雨分布在5—9月,其中7—8月的侵蚀性雨量较大,其侵蚀量占年均侵蚀的70%以上。两种不同类型的草地侵蚀量均与PI10相关性最好。该区域侵蚀性降雨主要是中雨和大雨,造成的草地侵蚀量占年均侵蚀的86%。中、高雨强型降雨的侵蚀量分别占人工、天然草地总量的90.8%和91.2%,其侵蚀量与PI10,PI30呈较好的幂函数关系。大于300 MJ·mm/(hm2·h)的高侵蚀力型降雨引起的侵蚀量最大,分别占人工、天然草地总侵蚀量的32.3%和33.4%;50~100MJ·mm/(hm2·h)的中侵蚀力型降雨次数最多,而引起人工、天然草地的侵蚀占相应总量的26.0%和29.1%。[结论]人工草地(盖度75%~82%)和天然草地(盖度80%)的侵蚀性降雨量标准分别为11.3和11.9mm,最大I10标准分别为10.4和11.7mm/h。天然草地比人工草地具有更好的水土保持效果。     

影响土壤水蚀的环境因子分析

土壤侵蚀是一种复杂的人文和地理过程,受到众多环境因子的影响。综合介绍了影响土壤水蚀的降雨侵蚀力、植被覆盖与水土保持措施、地形、土壤可蚀性因子,并定性分析了各因子对土壤侵蚀的影响,以期促进该项研究工作的深入开展。     

陕北黄土丘陵沟壑区坡面侵蚀—沉积过程试验研究

[目的]分析各影响因素作用下黄土坡面的侵蚀—沉积过程,为陕北黄土丘陵沟壑区水土保持措施的合理布设以及水土流失防治规划提供科学依据。[方法]采用室内人工模拟降雨试验方法对不同坡度、坡长和60 mm/h降雨强度条件下的黄土坡面侵蚀—沉积过程特征开展研究。[结果](1)净侵蚀过程主要发生时间为在达到侵蚀速率峰值前后,在降雨开始35 min左右内,侵蚀速率在整个降雨过程出现正负值交替变化,侵蚀过程与沉积过程并存。(2)坡度为5°,10°,15°时,单位面积侵蚀量随坡长的增加而减少,5—10 m坡段中存在明显的沉积过程和临界侵蚀坡长。试验条件下黄土坡面发生沉积的临界坡长在4—5 m以及5—10 m范围内。(3)在5°,15°坡度下,整个降雨过程中0—5 m坡段的累计单位面积侵蚀量均大于0—10 m坡段坡面,侵蚀过程中一直伴有沉积现象;10°坡面分别在降雨后15 min左右开始伴有沉积现象出现。[结论]坡度和坡长是影响黄土坡面侵蚀—沉积过程的重要因素,坡面径流含沙量和单位面积侵蚀量可以作为表征黄土坡面侵蚀—沉积特征的重要因子。在治理坡面水土流失时应采用拦截中上坡位径流的水土保持措施。     

融雪与降雨侵蚀条件下水土保持措施因子值对比研究

东北地区融雪条件下水土保持措施因子缺乏针对性研究。选择吉林梅河口吉兴径流小区2015年、2016年春季融雪侵蚀观测结果和已有降雨侵蚀数据,对比融雪与降雨条件下水土保持措施因子值、产流产沙次数、径流深、侵蚀模数,探讨了不同水土保持措施对降雨侵蚀和融雪侵蚀的防控效果。结果表明:融雪条件下P值范围为0.001~0.46,其中生态修复措施对于融雪侵蚀的防控效果最好,在融雪时期表现出周期短,融水量少的特点;水平坑措施对融雪侵蚀的影响主要体现在对融水的拦控上;融雪条件下耕作措施中地埂植物带侵蚀模数及径流深大于横垄。融雪侵蚀地区（尤其是坡耕地）在进行水土保持措施规划设计时,应兼顾降雨和融雪两种侵蚀类型。     

基于多源地空耦合数据的青藏高原冻融侵蚀强度评价

[目的]分析和探讨青藏高原冻融侵蚀成因及其空间分布格局,为研究区水土保持研究和生态环境保护提供数据支撑和决策参考。[方法]引入冻融侵蚀动力因子(冻融期降雨侵蚀力和冻融期风场强度)和冻融期降水量(表征冻融期土壤相变水量)构建冻融侵蚀评价模型,进而对青藏高原冻融侵蚀状况开展了定量评价和空间格局分析。[结果]构建的冻融侵蚀评价模型在青藏高原地区具有较高的适用性,总体评价精度为92%;青藏高原冻融侵蚀面积分布广泛,占总面积的63.68%,而非冻融侵蚀区则主要分布于柴达木盆地、雅鲁藏布江流域下游以及横断山区;冻融侵蚀强度随着坡度的上升而增加,15°~24°和≥24°坡度带上冻融侵蚀剧烈,而≤3°坡度带冻融侵蚀强度相对较小;不同植被类型区的冻融侵蚀强度空间分布格局差异显著,其中草甸的冻融侵蚀强度最小。[结论]青藏高原冻融侵蚀状况总体上属于中度侵蚀,其空间分布格局受地形、植被类型和气候影响显著。     

基于RUSLE模型的紫色丘陵区坡耕地水土保持研究

坡耕地是紫色丘陵区水土流失最为严重的土地利用类型,本文基于RUSLE模型对四川盆地紫色土坡耕地水土流失影响因素进行分类和评价,提出紫色丘陵区坡耕地水土保持的RUSLE工程,可为坡耕地水土流失防治提供理论框架。研究认为:(1)降雨侵蚀力因子(R)、土壤可蚀性因子(K)存在明显的空间变化、季节变化和年际变化特点,R因子变化主要由当地降雨条件的时空变化引起的;坡耕地耕作土壤的土壤可蚀性K因子空间变化从本质上是由于土壤类型空间分布所决定的,时间变化从本质上是由于各种自然因素或人为因素引起的土壤理化性质变化所造成的;作物覆盖因子(C)存在明显的时间变化特点,不同的坡耕地利用模式其覆盖度的年内变化差异很大,由降雨侵蚀力和作物覆盖因子在时间上的配合组合情况决定了当地坡耕地的实际水土流失量;紫色土丘陵区坡耕地表现为"短坡长、陡坡地"特点,坡耕地水土保持措施应以不同频率水文年条件下当地常规种植模式的持续稳定生产力获得为最终目标。(2)紫色丘陵区坡耕地水土保持RUSLE工程为以自然年降雨条件(分配)与作物年地表覆盖度的配合状况为依据,通过农业种植模式选择以增大地表覆盖度主动避让年内降雨侵蚀力最大的5,6,7月;以降低土壤可蚀性为目标改良土壤理化性质和耕作性质,保持一定厚度的耕作土层以降低土壤侵蚀危险性;以"保土排水"为目标实施可改善坡耕地微观地形的聚土免耕、植物篱技术,减少坡面土壤流失量并降低坡耕地季节性干旱危险性,保持稳定的土地生产力。     

基于GIS和RUSLE的拉萨河流域土壤侵蚀研究

通过识别土壤侵蚀关键区域,为开展拉萨河流域生态治理与水土保持提供依据。研究将修正通用土壤侵蚀方程(RUSLE)与空间信息技术(GIS和RS)相结合,以2010年TM遥感影像为数据源,得到拉萨河流域土地利用图,结合流域数字高程模型、土壤类型分布、归一化植被指数和多年降雨数据,计算得到RUSLE模型中各因子值的空间分布数据,利用地理信息系统软件ArcGIS栅格计算功能得到研究区土壤侵蚀强度空间分布情况。对拉萨河流域土壤侵蚀特征进行分析,结果表明,流域年土壤侵蚀量为10 006.2万t/a,平均土壤侵蚀模数为3 076.6t/(km2·a),中度侵蚀面积比例达59.0%,强烈以上侵蚀面积很小,但侵蚀量占比为14.3%,呈大部分区域中度侵蚀、局部区域强烈和轻度侵蚀的特征,中度以上侵蚀分别有24.2%,20.5%和16.8%分布在墨竹工卡县、林周县和嘉黎县。研究区土壤侵蚀强度与地形、土地利用和植被覆盖表现出很大的相关性,坡度每增加1个等级,土壤侵蚀模数平均增加861.6t/(km2·a),土壤侵蚀面积最大的为坡度15°~25°,其次为25°~35°;裸地、稀疏植被、旱地和草地的土壤侵蚀模数分别为7 949,5 621,2 816,2 505t/(km2·a),中度以上侵蚀面积比例超过50%,其中稀疏植被和裸地均大于70%;植被覆盖度低于10%和10%~30%时,中度以上侵蚀面积比例分别为76.8%和90.5%,植被覆盖度高于60%时,中度以上侵蚀面积比例降低到28.3%。流域水土保持本底较好,但土壤侵蚀现状仍不容忽视,应对15°~25°坡度地区重点防治,同时防范陡坡地发生高强度侵蚀;对土壤侵蚀模数高的用地类型采取封育措施,促进自然修复,坡耕地采取增加地表覆盖、保护性耕作和间作套种等措施以提高水土保持功能;防止植被退化,结合综合运用林草措施和农业耕作措施提高植被覆盖度,达到防治土壤侵蚀目的。     

BP神经网络在降雨侵蚀力预测预报中的应用研究

降雨侵蚀力反映由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,是建立通用土壤流失方程USLE的最基本因子之一。由于降雨侵蚀力计算过程中所需资料较难收集,给其计算增加了难度。运用BP神经网络方法对降雨侵蚀力与地理之间的关系进行研究,建立降雨侵蚀力BP神经网络模型。对福建省46个地域的降雨侵蚀力进行研究,结果表明:所建立的降雨侵蚀力BP神经网络模型对模拟预测福建不同地域的降雨侵蚀力,平均模拟精度为96.81%,平均预测精度为95.68%,达到了较为理想的效果。这不仅为降雨侵蚀力的预测预报提供了科学依据,而且也为BP神经网络在水土保持研究中的应用开辟了新的思路。     

四种网格化降水产品估算中国大陆区域降雨侵蚀力比较

降雨侵蚀力反映了降雨对土壤侵蚀的潜在能力,准确评估降雨侵蚀力对水土保持规划和水土流失治理具有重要意义。近年来,网格化降水产品在计算中国的降雨侵蚀力方面发挥了积极作用,但不同降水产品存在一定的区域差异性。因此,为评估各类降水产品在不同区域的适应性以利于降雨侵蚀力的准确估计,该研究选用了4种网格化降水产品：中国逐日网格降水量实时分析系统数据集（China gauge-based daily precipitation analysis,CGDPA）、中国区域地面气象要素数据集（China meteorological forcing dataset,CMFD)、中国地面降水日值0.5°×0.5°格点数据集（v2.0）(Dataset of gridded daily precipitation in China(Version2.0),CN0.5)、热带降水测量计划—多卫星降水分析测量产品（tropical rainfall measurement mission-multisatellite precipitation analysis,TRMM-TMPA）3B42V7,采用日降雨侵蚀力...     

土壤侵蚀危险性综合评判的物元模型

 基于对土壤侵蚀危险性的新理解,通过对影响因子进行全面的相关分析,采用降雨侵蚀力、地形起伏度、森林覆盖率、轻度以上侵蚀面积占总土地面积百分比、土壤可蚀性因子K、区域综合社会经济开发强度等6个指标,应用可拓工程方法和主成分分析方法,建立了福建省土壤侵蚀危险性综合评判的物元模型。评判结果为水土保持区划、水土保持规划,以及进一步确定重点治理区域、采取具体措施等提供了重要依据。     

基于GIS和RUSLE模型的松涛水库上游水土流失定量分析

基于地理信息系统(GIS)和遥感技术(RS),提取了松涛水库上游降雨侵蚀力、地形、土壤可蚀性、植被与经营管理和水土保持措施5个主要水土流失影响因子,运用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)估算该区域土壤侵蚀量,生成土壤侵蚀程度分布图。运用GIS空间分析和数理统计方法,分析水土流失在地理空间上的分布特征,结果表明:水土流失主要以微度和轻度侵蚀为主,分别占研究区总面积的48.43%和26.76%;坡度是引起水土流失的重要因子,水土流失主要分布在坡度15°的区域;水土流失主要发生在人类干扰活动较强烈的草地、灌木林、速生林、热作园等地类上,其水土流失面积占到研究区水土流失总面积的89.64%。     

近60年山西省降雨侵蚀力时空变化特征

[目的]揭示降雨引发区域土壤侵蚀的潜在能力，分析降雨侵蚀力时空变化特征，为区域生态建设和水土流失治理提供科技支撑。[方法]基于近60 a(1960—2020年)山西省气象站点均一化逐日降水数据，采用线性回归及Mann-Kendall非参数检验、Hurst检验和地理信息空间插值等方法对山西省降雨侵蚀力变化趋势和时空分布特征进行分析，探讨了近60年山西省降雨侵蚀力时空变化。[结果]山西省1960—2020年多年平均降雨侵蚀力变化范围为828.29～3 002.21 MJ·mm/(hm²·h),最低值出现在1997年，最高值出现在1964年；各站点的降雨侵蚀力年际变化趋势迥异，其中五台山站呈显著下降趋势，除侯马站外，其他站点均呈下降趋势，且Hurst指数均高于0.5,表明该下降的趋势将长期持续；山西省多年平均降雨侵蚀力空间分布呈现东南高西北低的特征，且与降雨侵蚀力与地形存在一定的正相关关系。[结论]山西省大部分地区降雨侵蚀力呈下降趋势，黄河沿线表现为上升趋势，未来水土保持与生态治理工作依旧艰巨，应进一步加强山西省黄河沿线生态建设与水土流失综合治理。