美国路易斯安那州森林采伐迹地的水土保持措施

本文对路易斯安那州采伐林地的水土保持措施进行了研究,并估算了采伐林地的土壤侵蚀速率。作者于1985年对采伐两年的1584个林地样地进行了调查,用通用土壤流失方程式估算了土壤流失量。虽然在采伐林地的运材道、集材道上未能广泛实行种植牧草、修筑截水沟等水土保持措施,但是在两年内对95.5%的样地都进行了补植。采伐林地预测的最大土壤侵蚀速率(6.7t/hm~2·a)发生在运材道上。在采伐地整地方法中,机械作业产生最大的土壤侵蚀速率(10.4t/hm~2·a),而无机械处理的火烧法产生最小的土壤侵蚀速率(0.5~0.8t/hm~2·a)。无采伐的森林植被径流缓冲带并不能完全阻止沟头侵蚀。     

大兴安岭东部林区森林水土保持功能初步评价

 为确定合理的生态效益补偿机制及确定各生态单元保护的优先度提供参考,选择以森林为主要资源的大兴安岭东部林区为研究对象,以地理信息系统为平台,采用通用土壤流失方程式,对该区域森林采伐前后的水土流失情况进行估算。结果表明:整个研究区未采伐时,年土壤侵蚀总量为485万8658.55t,采伐后为1亿4109万9989.4t,高达采伐前的29倍,采伐前所有林业局的土壤侵蚀模数,均小于200t/(km2·a)的允许土壤流失量,采伐后所有林业局的土壤侵蚀模数均大于允许土壤流失量。其中,呼中林业局最高为3849.57t/(km2 ·a),属于强度侵蚀。这充分表明,该区域森林的水土保持功能十分明显,采伐前后土壤侵蚀模数分布格局基本一致,西部区明显高于东部区,与该区域的坡度变化格局相似,说明在该区植被覆盖是土壤侵蚀最主要的影响因子,而坡度则是造成土壤侵蚀空间差异的主要因子。     

137Cs和210Pbex双核素示踪"三北"防护林区退耕前后坡地土壤侵蚀变化

为查明"三北"防护林建设前后农耕地和退耕地土壤保持效益变化，利用137Cs和210Pbex双核素示踪技术，选择了防护林建设较为成功的张家口坝上地区（风力侵蚀区）作为典型区，研究了农耕地以及退耕地土壤137Cs和210Pbex的剖面变化规律及其示踪的土壤侵蚀变化。结果表明：1）由于耕作的混匀作用，农耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex均呈均匀态分布；退耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex则表现为表层（0～5cm）浓度最高、下层（5～25cm）浓度均相对较低且分布相对均匀的形态，这表明退耕后坡地土壤137Cs和210Pbex剖面形态均会发生一定变化，退耕驱动土壤137Cs和210Pbex剖面变化导致运用土壤核素估算侵蚀模型在该区域难以适用；2）基于土壤137Cs和210Pbex剖面变化规律，利用210Pbex质量平衡方程，提出了退耕地土壤210Pbex土壤侵蚀估算模型；3）利用137Cs比例模型估算退耕地土壤侵蚀速率为27.94±11.92 (t/hm2·a)，农耕地侵蚀速率为29.11±14.42 (t/hm2·a)，而利用修正后的210Pbex转换模型估算得到"三北"防护林区退耕地造林前平均侵蚀速率为82.16±14.36 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率为-41.28±33.91 (t/hm2·a)；农耕地造林前平均侵蚀速率为68.55±22.11 (t/hm2·a)，造林后平均侵蚀速率-8.52±47.32 (t/hm2·a)。这表明137Cs示踪技术主要表征了1963年以来该区坡地土壤侵蚀和沉积的平均结果，而210Pbex示踪技术则可以较好地示踪防护林建成前后的土壤侵蚀变化。此外，研究结果也表明，相比于"三北"防护林建成之前，建成之后该区农耕地和退耕地的土壤侵蚀速率均呈显著下降趋势，且均由前期的风沙侵蚀转变成了风沙沉积。     

岩溶区坡面土壤侵蚀特征研究

以重庆南川岩溶区为例,用137C s法研究了岩溶区坡面土壤侵蚀特征。结果表明,坡面上部侵蚀速率较小,平均侵蚀速率为400.8 t/(km2.a),最大侵蚀速率为1 138.4 t/(km2.a);坡面中部侵蚀加剧,平均侵蚀速率2 264.8 t/(km2.a),最大侵蚀速率可达3 760 t/(km2.a);坡面下部侵蚀减弱甚至堆积。土壤表层有机质、表层粘粒及水稳性团聚体含量在坡面上的变化与土壤侵蚀速率具有负相关趋势。     

基于RS和GIS的漾濞江流域土壤侵蚀动态变化分析

在遥感和地理信息系统技术的支持下,分析了漾濞江流域土壤侵蚀动态变化情况.结果表明:1990-2001年,土壤侵蚀面积从275 867.24 hm2 减小到247 282.09 hm2,总侵蚀模数由1 830.37 t/(km2·a)降低到1729.04 t/(km2·a),总侵蚀量由7 967 560.11 t减少到7 526 463.32 t,均呈现出减小的趋势,土壤侵蚀治理状况明显好转;1990年轻度侵蚀和中度侵蚀所产生的侵蚀量占到总侵蚀量的75.46%,2001年轻度侵蚀和中度侵蚀所产生的侵蚀量占到研究区总侵蚀量的73.13%,轻度侵蚀和中度侵蚀以及耕地侵蚀控制是整个研究区治理工作的重点.     

人工林植被细根防蚀拦沙作用的有效性

选择我国西南山地典型人工林为对象,调查全山坡人工林的植被盖度及根系密度,利用137Cs示踪技术确定人工林坡地土壤侵蚀速率,探讨人工林坡地植被盖度及其细根与土壤侵蚀的关系.结果表明:整个人工林坡地表现为严重土壤侵蚀,侵蚀速率达25.25 t/(hm2·a).不同类型植被覆盖下土壤侵蚀再分布速率为裸地(-36.32 t/(hm2·a))＜乔木(-0.57 t/(hm2·a))＜灌木(0.53 t/(hm2·a))＜草(0.60t/(hm2·a)).回归分析表明,人工林坡地土壤侵蚀速率与植被盖度无显著相关性,土壤侵蚀速率随＜1mm的植被细根密度的增加而降低,二者之间呈显著负相关关系(P＜0.01),但与＞10 mm径级的植被粗根密度没有显著相关性.人工林地植被细根控制土壤侵蚀的有效性可以用植被细根密度与土壤再分布速率的关系方程来定量评价.当植被细根密度为60～100 g/m2时,可以看作人工林植被防蚀拦沙的有效根密度.结果表明,植被细根在控制坡地土壤侵蚀比植被盖度更为重要.因此,禁牧保护植被细根是控制人工林地土壤侵蚀与土地退化的有效措施.     

长江上游137Cs法土壤侵蚀量研究

长江上游地区侵蚀泥沙径流观测资料较少,难以确定不同类型土地侵蚀量。本文利用137Cs示踪法测定了长江上游不同土地类型土壤侵蚀量,农耕地土壤侵蚀量介于758～9854t/(km2·a),非农耕地土壤侵蚀量介于310～4435t/(km2·a),紫色土裸坡侵蚀量高达12444t/(km2·a)。     

黄土高原南部土地利用/覆被变化的土壤侵蚀效应

基于3S技术对黄土高原南部地区土地利用/覆被变化及空间分布格局进行了综合测评,同时应用通用土壤流失方程(USLE)定量研究了不同土地利用方式下的土壤侵蚀效应.研究表明,研究区1980-2005年共有1 123.80 km2耕地被用为城镇建设用地,建设用地面积净增了1 238.29 km2,林地、草地面积总量变化小,但局部地区流转特征显著;与此同时,该区土壤侵蚀模数从11.54 t/(hm2·a)增至13.81t/(hm2·a),1980和2005年黄土沟壑区侵蚀模数的峰值分别为1 708.52和1 584.69 t/(hm2·a).该区域土壤侵蚀效应与土地利用空间格局耦合性较强,林地、草地由于分布区域海拔高,坡度陡,侵蚀强烈,而地势低洼、平坦地区(建设用地、耕地、未利用地)的土壤侵蚀强度小.林地、草地的土壤侵蚀效应由于受到地形因素的影响,对降雨侵蚀因子增强的响应尤其明显.2005年该区林地和草地的平均侵蚀模数分别增加了2.34和7.32 t/(hm2·a),并且微度以上侵蚀等级的面积有所增加.     

土壤侵蚀对生态系统的影响

每年在世界陆地生态系统中大约有750亿t的土壤被侵蚀掉。农用地土壤流失速率在13~40 t/(hm2.a)之间,因为土壤形成非常缓慢,这就意味着土壤流失速率是更新速率的13~40倍。降雨和风力是耕地或裸地的两个主要侵蚀营力,当土壤缺乏植被覆盖保护时侵蚀就发生了。土壤侵蚀造成水分、养分、土壤有机质、生物区系、土壤厚度等的流失或减少因而使土地生产力降低。土壤侵蚀加剧了由于人口的快速增长而带来的食物短缺问题的威胁。于是人们便开垦森林以弥补荒废的侵蚀农用地的损失。     

标准径流小区在抽水蓄能电站弃渣场水土保持监测中的应用

以浙西南山地保土生态维护区某抽水蓄能电站弃渣场水土保持监测为例，对径流小区建设、施工期监测和监测成果进行分析，结果表明：弃渣场料场监测区是工程产生土壤侵蚀的第二大监测分区，土壤侵蚀模数为1 495～3 989 t/(km~2·a),属轻度至中度侵蚀；受施工扰动强度和水土保持措施影响，土壤侵蚀整体呈现先增强后减弱趋势；缺少大规模集中强降水及蓄水池受损是个别年份出现土壤侵蚀强度低值的主要原因。针对径流小区法在弃渣场水土保持监测中的应用提出了改进建议。     

FLUS-CSLE模型预测黄土高原典型流域不同土地利用变化情景土壤侵蚀

流域土壤侵蚀预测对于了解未来土壤侵蚀发展趋势，制定未来水土保持治理策略具有重要意义。为了提出一种适用于黄土高原地区的易于评估未来不同土地利用管理策略的土壤侵蚀预测方法，本研究基于地形、降雨、土壤、遥感影像数据，完成韭园沟流域2010-2020年的土地利用空间分布解译，并计算历史时期（2010-2020）的土壤侵蚀模数，基于FLUS模型完成流域2025年土地利用分布状况预测，以此为基础获得未来植被覆盖措施因子B和耕作措施因子T，结合CSLE模型预测2025年自然发展、经济增长、生态保护3种不同土地利用变化情景下土壤侵蚀状况。结果表明：1）韭园沟流域土地利用类型主要为草地（面积占比62.23%）和林地（28.41%），其次是耕地、建筑物和水体，在2010-2020年期间土地利用空间分布格局经历了较大变化，林、草地面积增加8.36%，耕地面积减少30.3%。2）流域2010、2015、2020年这3 a间土壤侵蚀模数平均值分别为19.49、15.83、20.7 t/(hm2·a)，整体呈现先降低后增加的趋势，不同土地利用类型的土壤侵蚀模数由大到小为耕地（40.56 t/(hm2·a)）、草地（18.79 t/(hm2·a)）、建设用地（10.25 t/(hm2·a)）、林地（8.02 t/(hm2·a)）。3）在积极的生态保护情景下，2025年林、草地面积相比自然发展和经济增长情景分别增加1.63%、5.06%，耕地面积相比自然发展和经济发展分别减少1.2%、14.73%。4）2025年流域自然发展、经济增长、生态保护情景下土壤侵蚀模数分别为24.3、22.9、18.3 t/(hm2·a)。采取积极的生态保护情景发展模式，建设用地面积适度扩张可以兼顾生态保护和经济发展的需要。该研究为流域未来的土地利用规划以及水土保持治理提供了参考，同时提供了一种快速、高效的不同土地利用情景土壤侵蚀预测方法。     

近20年水蚀风蚀交错区小流域侵蚀及坡—沟产沙演变的粒径对比分析

以神木六道沟小流域为例,分析10座小型淤地坝年淤积沙量、产沙地层出露分布及其土壤粒径,基于“侵蚀—沉积”相关原理和粒径对比分析,探讨了近20年来该流域坡—沟侵蚀关系的演变方向及程度.结果表明:1992到2010年,该流域侵蚀模数由150 t/(hm2·a)减少到31.01 t/(hm2·a),减少幅度达80％.马兰黄土、离石黄土等各侵蚀产沙地层的侵蚀模数均大幅下降约80％.近20年前后,流域坡面和沟道侵蚀量分别由78.70,298.25 t/(hm2·a)减至21.23,50.74 t/(hm2·a).坡—沟侵蚀量相对比例由3.5∶6.5改变为4.6∶5.4.植被改善显著削弱了流域坡面的土壤侵蚀以及径流下沟对沟道侵蚀的增沙效应.     

三峡库区等高植物篱的控蚀效益及其机制

 水土流失是影响长江中上游地区社会、经济持续发展的关键限制因素。等高植物篱农作措施具有很好的控制土壤侵蚀功效,但还缺乏较为系统的定量研究。根据1993年在三峡库区典型流域建设的5个植物篱小区,对径流、土壤侵蚀的多年连续观测数据分析,结果表明:4种试验植物篱均有很好的水土保持效果,从植物篱栽植的第4年起,水土效益呈现出较为稳定的态势。同对照相比,植物篱小区土壤侵蚀量下降18·4%～70·0%,径流下降幅度为17·2%～70·8%。马桑、黄荆较香根草、新银合欢有着更为突出的控制侵蚀效果,但不同植物篱之间水土保持效益的差异没有达到统计显著水平。植物篱小区内,局部的径流流速变化是导致侵蚀产沙变化的根本原因,即在植物篱条带的上坡位置,径流流速下降,而在条带的下坡位置,径流流速增加。经过流速的一减一增,使得在小区出口的径流流速及径流量同对照小区相当的情况下,条带上坡位置由于流速下降,径流携沙能力下降,而导致泥沙侵蚀本身的减少和已经侵蚀泥沙的淤积,并最终使侵蚀量大幅下降。     

耕作及轮作对土壤氮素径流流失的影响

5年轮作和1年水平沟耕作试验表明:在不同的坡度上,与传统耕作法相比,水平沟减少产流7%,径流液铵态氮浓度提高19%,流失量达到13.01kg/(km²·a),比传统耕作多流失1.11kg/(km²·a);径流硝态氮浓度减少27%,比传统耕作减少7.68kg/(km²·a);径流硝态氮流失减少量和铵态氮增加量相差6倍,水平沟可减少6.57kg/(km²·a)矿质氮流失;水平沟拦截泥沙25%左右,泥沙中全氮富集率提高13%,土壤全氮流失457kg/(km²·a),平均减少18%;一季黑豆和一季黄豆及两季黑豆和一季黄豆参与的5年轮作周期,土壤侵蚀量仅为896t/(km²·a)和984t/(km²·a),不及糜子和土豆参与轮作周期的1/2.     

祁连山南坡土壤侵蚀时空变化及迁移特征分析

土壤侵蚀是威胁人类生态环境及社会经济的重要因子。为实现土地资源更加有效的保护与治理,基于RUSLE模型和GIS/RS空间信息技术,分析和讨论了祁连山南坡2000—2019年土壤侵蚀时空变化及土壤侵蚀重心迁移特征。结果表明:祁连山南坡土壤侵蚀模数在空间变化上整体呈现出由西北向东南递减的趋势,土壤侵蚀模数平均值由2000年的1 966.63 t/(km²·a)增加至2005年的3 228.51 t/(km²·a),最后下降至2019年的2 299.06 t/(km²·a); 草地土壤侵蚀量最大,为2.65×10⁷～4.25×10⁷ t/a,虽侵蚀较为严重,但土壤侵蚀重心并未发生较大的迁移,五县中祁连县土壤侵蚀最为严重且重心迁移距离最大,侵蚀量为3.01×10⁷～4.83×10⁷ t/a,共迁移351.89 m,迁移速率为17.59 m/a,说明祁连县土壤侵蚀不稳定,土壤低级侵蚀更容易向高级侵蚀转化; 土地利用类型中冰川迁移最大为367.78 m,迁移速率为18.39 m/a。综合得出,对于土壤侵蚀较轻且重心迁移不大的区域可以采取定点治理,对于祁连县应长时间监测,全力推进祁连县水土保持综合治理工程,缓解水土流失; 相较于其他生态系统,对于草地与林地应加强治理。     

板栗复合经营模式的土壤流失规律

 为探讨红壤低山丘陵区不同板栗复合经营模式内水土流失的时空变化规律,采用径流小区定位观测,对7 个模式内的土壤流失量进行连续8年的研究。结果表明:在幼林下间种、停止间种和林冠迅速生长、林分充分郁闭 3个阶段,土壤流失量出现缓慢减少、急剧减少和基本稳定的变化过程;幼林下间种的当年,各模式内土壤流失量变化22．5-31．1t/(hm2·a)之间,但小于对照32．91％-51．45％;模式经营进入第3阶段后,林地土壤流失量均在 0．05t/(hm2·a)以下;在日降雨量10—70 mm间,日降雨引起的土壤流失量差异较大,间种作物覆盖地表,对于10～ 70mm日降雨强度的土壤侵蚀力且有重要的抗蚀意义。     

侵蚀坡地草被快速恢复与控制水土流失技术研究

研究了在侵蚀坡地采用条沟—草块的特殊建植草地方法。在治理后的3个月内,用条沟—草块建植草地的小区其土壤侵蚀量仅为140 kg,比整地但无种植、原坡面和全垦等高种草的小区分别减少了823,249和670 kg。用条沟—草块建植草地的小区当年的土壤侵蚀为1 500 t/km2,比整地但无种植、原坡面和全垦等高种草分别减少了10 591,3 514和7 760 t/km2;第2 a以后,条沟—草块草地的土壤侵蚀量均在700t/km2以下。治理3 a后侵蚀坡地的草被物种由6种发展到16种。在侵蚀坡地治理当年,坡地的植被覆盖率就可达85%,能在短期内控制水土流失。     

基于RS与GIS的龙口市土壤侵蚀评价研究

将研究区分成100 m×100 m的网格,以通用土壤侵蚀方程USLE为模型,利用RS与GIS技术获取土壤侵蚀的各影响因子,计算出每个单元格的年均侵蚀量和侵蚀模数,最终获得龙口市的土壤侵蚀总量和侵蚀强度分级.结果表明,龙口市年均侵蚀模数为982.5 t/(hm2·a),侵蚀强度属轻度;占龙口市总面积63.6%的区域为微度侵蚀,微度侵蚀对总侵蚀量的贡献率为8.1%;而强度以上侵蚀虽然只占土地总面积的4.7%,侵蚀量却占到总侵蚀量的40.6%.     

南方红壤区植被盖度对水土流失影响初探

以南方红壤区灌草边坡为研究对象,以坡面径流小区观测为主要方法,布设了不同植被盖度灌草边坡3个,分析不同植被盖度下水土流失规律。结果表明:12号小区年侵蚀模数为2 054t/km~2·a,3号小区年侵蚀模数为2 179t/km~2·a,4号径流小区年侵蚀模数为2 433t/km~2·a;3个小区植被盖度依次为4号3号2号,即在降雨量相同的情况下,植被盖度越大,减少水土流失效果越显著,两者必然存在一定的定量关系;2从全年土壤侵蚀情况分析,在降雨强度不同的月份,同一类型边坡植被盖度呈增长趋势,土壤侵蚀量呈减小趋势,植被盖度是减少水土流失的主要因素。     

长江三峡地区森林变化对径流泥沙的影响

针对长江三峡地区森林变化及降雨、径流及泥沙运动的特点,采用流域自身对比法,在长江三峡库区选择了雾渡河流域的森林、径流及泥沙等观测数据,研究径流及泥沙运动特性.分析研究了森林变化与年径流量、枯水期径流量、洪枯比及年输沙模数间的关系.结果表明,在雾渡河流域内,森林覆盖率每减少1个百分点,年径流深增加3.55 mm,枯水期径流深减少4.61 mm;活立木总蓄积量每减少1万m3,年径流深增加3.75 mm;枯水期径流深减少4.87 mm.森林覆盖率每减少1个百分点,洪枯比增加0.83,年输沙模数增加67.5 t/(km2·a);活立木总蓄积量每减少1万m3,洪枯比增加0.88,年输沙模数增加71.3 t/(km2·a).