黄土丘陵区小流域土地利用变化与土壤侵蚀特性的协同效应研究

土壤侵蚀特性与土地利用变化之间存在密切关系。以黄土丘陵区纸坊沟小流域为研究对象,选择不同土地利用类型和土壤侵蚀特性指标,定量研究其生态恢复中的协同效应,结果表明,在生态恢复过程中,土地利用类型的变化与土壤稳定入渗率、水稳性团聚体平均质量直径、土壤有机质、土壤抗冲性,及土壤侵蚀模数之间具有密切的关系,表现出较好的协同效应,表明土地利用方式能改变土壤抗蚀能力。其中,林地对土壤抗蚀能力的提高最显著,农地则降低土壤抗蚀力。     

紫色丘陵区几种土壤可蚀性K值估算方法的比较

土壤可蚀性K值可为当地土壤流失量预测和水土保持措施效应评价提供依据。采用5种土壤可蚀性K值估算方法对紫色丘陵区土壤可蚀性进行比较研究,以筛选出符合该地区紫色土成土和侵蚀特点的土壤可蚀性估算方法,结果表明:1）对相同土壤母质和土地利用类型而言,5种土壤可蚀性估算方法的K值依次为:KEPICK修正诺谟K诺谟KShiraziKTorri,5种估算方法K值差异显著,其根本原因在于选择了不同的土壤理化性质指标作为K值估算基础。紫花苜蓿地土壤可蚀性K值最小,说明选用紫花苜蓿等豆科植物作为坡耕地间、套作植物、绿篱建设植物,可有效降低旱坡耕地的土壤侵蚀敏感性。2）对相同土壤母质和土壤类型而言,不同土地利用类型对土壤可蚀性估算方法的稳定性反应不同,其敏感性大小为:紫花苜蓿地小麦地桑林地,对于存在经常性翻耕活动的各种坡耕地种植模式而言,各种估算方法的稳定性差别不大。3）在紫色丘陵区,诺谟法和EPIC法估算的K值与标准值最为接近,且对土壤理化性质变化具有一定敏感性,因此在该地区进行土壤侵蚀敏感性评价和土壤流失量预测时,可采用诺谟法和EPIC法进行K值估算。      

西藏尼洋河流域河谷地带土壤可蚀性K值空间分布特征

【目的】研究西藏尼洋河流域河谷地带土壤可蚀性K值的空间分布特征，为降低该区域土壤侵蚀风险提供参考。【方法】以位于藏东南尼洋河流域的冻融侵蚀区（海拔＞4 200 m）、冻融水力侵蚀交错区(海拔3 800～4 200 m)和水力侵蚀区（海拔＜3 800 m）为研究对象，共布设122个样地，测定流域内表层土壤的基本理化性质，在此基础上运用EPIC模型计算土壤可蚀性K值，采用普通克里金插值法获取尼洋河流域河谷地带土壤可蚀性K值的空间分布图，并分析土壤可蚀性K值与海拔和土壤理化性质的相关性。【结果】①尼洋河流域冻融侵蚀区、冻融水力侵蚀交错区和水力侵蚀区的土壤理化性质存在明显差异，其中冻融侵蚀区土壤体积质量最小，土壤孔隙度、含水率和有机质、粉粒、黏粒含量均最高。②冻融侵蚀区、冻融水力侵蚀交错区和水力侵蚀区的土壤可蚀性K值分别为0.263~0.431，0.218~0.374，0.104~0.409 t·hm²·h/(MJ·mm·hm²)，3个研究区土壤可蚀性K值的平均值分别为0.349，0.310，0.292 t·hm²·h/(MJ·mm·hm²)，变异系数分别为11.7%，12.7%和21.5%，属于中等变异。尼洋河流域土壤可蚀性K值总体上由西北向东南呈降低趋势。在尼洋河流域，较低可蚀性、中可蚀性、较高可蚀性和高可蚀性土壤均有分布，但是主要土壤侵蚀类型在3个研究区的分布存在一定差异，其中高可蚀性土壤主要分布在冻融侵蚀区，而较低可蚀性和中可蚀性土壤主要分布在水力侵蚀区和冻融水力侵蚀交错区。③土壤可蚀性K值与海拔和土壤理化性质的相关性均达极显著水平(P<0.01)，其中与砂粒、粉粒、黏粒含量的相关系数均较高，分别为－0.98，0.99和0.62。【结论】探明了西藏尼洋河流域河谷地带土壤可蚀性K值的空间分布特征，土壤机械组成是该流域可蚀性K值的主要影响因素。     

闽南不同土壤侵蚀强度的土壤性状特征

对闽南不同土壤侵蚀强度的土壤性状进行研究。结果表明，随着土壤侵蚀程度的加大，土壤有机质降低，N、P、K的供应容量和供应强度降低，供肥能力下降，同时土壤砂化，物理结构性变差，抗蚀性和抗冲性减弱。     

草地土壤细沟可蚀性季节变化研究

[目的]为土壤侵蚀预报模型的校验及中国土壤侵蚀预报机理模型的开发等工作提供科学依据和数据支持.[方法]采用水槽试验方法,研究柳枝稷草地土壤细沟可蚀性的季节变化,在取样同时测量土壤黏结力和根系密度.[结果]草地土壤细沟可蚀性具有明显的季节变化.4月中旬至6月中旬细沟可蚀性较大.此后,土壤细沟可蚀性迅速下降.在7月上旬至9月中旬,细沟可蚀性较低.之后直至生长季末期,细沟可蚀性小幅回升.试验期内草地土壤细沟可蚀性最大值出现在5月下旬,为0.012 s/m,最小值出现在9月中旬,为0.001 4 s/m,试验期均值为0.005 s/m.[结论]草地土壤细沟可蚀性的季节变化受根系密度和土壤黏结力的影响,随着根系密度与土壤黏结力增大,细沟可蚀性呈指数形式降低.试验区内草地土壤细沟可蚀性可用根系密度和土壤黏结力模拟(R2=0.604).     

东北黑土区长缓坡耕地横坡垄作与地形对土壤可蚀性的交互作用

【目的】东北黑土区坡耕地土壤侵蚀日益加重，研究横坡垄作与地形对土壤可蚀性K值的交互作用，为东北黑土区坡耕地水土流失的精准防控提供科学依据。【方法】选取黑龙江省北安市红星农场内典型坡耕地为研究对象，在横坡垄作方向与顺坡水线方向共布设25个采样点，并计算相应样点的土壤可蚀性K值，采用单因素方差分析（One-way ANOVA）检验土壤可蚀性K值的差异性，并使用地理探测器模型探讨土壤可蚀性K值的影响因子及其交互作用。【结果】横坡垄作方向，土壤可蚀性K值在垄台呈现从坡顶到坡足逐渐减小的变化趋势，坡足比坡顶减小幅度为6.2%；在垄沟呈现从坡肩到坡足逐渐减小的变化趋势，坡足比坡肩减小幅度为5.8%。顺坡水线方向，由于垄台对地表径流的阻挡作用，垄台和垄沟土壤可蚀性K值沿着坡面并没有明显的变化趋势。地理探测器分析表明，横坡垄作对土壤可蚀性K值的影响最大，其垄台和垄沟的解释率分别达51%和18%以上；横坡垄作与其他因子的交互作用增强了对土壤可蚀性K值的解释能力，特别是横坡垄作与地形的交互作用尤为明显。【结论】黑土区坡耕地土壤可蚀性K值具有明显的空间变异性，横坡垄作与地形对土壤可蚀性的影响存在明显的交互作...     

山东省土壤侵蚀敏感性评价及其空间分布特征

土壤侵蚀是地质、地貌、气候、土壤、植被以及人类活动综合作用的结果。本文以通用土壤流失方程为基础,选取了降雨侵蚀力、地形起伏度、土壤可蚀性及植被覆盖等因子作为土壤侵蚀敏感性的评价指标,对山东省土壤侵蚀敏感性的影响因子进行了分级和综合评价,明确了山东省土壤侵蚀发生的可能程度及空间分布特征。结果表明:山东省土壤侵蚀敏感性以轻度和中度为主,轻度敏感区和中度敏感区面积8.48×10~4 km~2,占全省陆域面积的53.69%。空间分布差异明显,鲁中南山地丘陵区土壤侵蚀敏感性程度最高,其次为胶东丘陵区,鲁西南与鲁西北黄泛平原区土壤侵蚀敏感性较弱。     

人工降雨条件下东北典型黑土侵蚀因子K值研究

运用人工降雨观测资料,研究了中国东北地区典型黑土的土壤可蚀性值问题。研究结果表明：5min、l0min、15min、20min内最大降雨强度和降雨动能的乘积与土壤侵蚀量之间有良好的线性关系。经回归分析后发现,5min最大降雨强度和降雨动能乘积于土壤侵蚀值间相关系数最大,达到0.8170。依据这一研究结果,综合多次模拟降雨过程得出中国东北地区典型黑土可蚀性K值为0.0371。     

土壤抗冲性研究进展

＂土壤抗冲性＂自被提出以来,已取得了众多的研究成果。为总结这些成果并提出对今后研究的设想,本文采用归纳综述的方法,探讨了土壤抗冲性的概念及内涵,回顾了五十多年来土壤抗冲性的研究历程,包括研究方法、厘定指标、抗冲性的内在机理、研究范围及空间分布和分级分区。在此基础上,阐明了土壤抗冲性应是土壤的内在属性,并总结了目前土壤抗冲性研究面临的有关问题,针对机理、量化指标、空间变异及实践应用等方面做了展望,提出土壤抗冲性的研究应逐步具体和规范化,并可在土壤侵蚀预报、土地质量评价、生态治理措施配置等方面进行应用尝试。     

洛宁县土壤可侵蚀性研究

土壤可蚀性因子K值表示土壤被冲蚀的难易程度,是影响土壤流失量的内在因素。用ArcGIS软件处理得到洛宁县土壤类型图,运用EPIC模型中的K值计算方法,根据土壤机械组成计算得出洛宁县各种土壤的K值并生成K值图。结果显示：①洛宁县土壤中不易蚀土占全县总面积的59．18％,在山地区呈“箕”形分布;较易蚀土占全县总面积的35．44％,多分布在森林覆盖率低的农垦区,比较容易导致土壤侵蚀。②土壤可蚀性因子K值代表了土壤抵抗水蚀能力的大小,与土壤的抗冲抗蚀能力呈负相关关系,是土壤侵蚀模数定量研究的重要因子。     

基于土壤粒径分布模型的河北省土壤可蚀性研究

 利用河北省第二次土壤普查成果中的土壤质地组成、土壤图及相应的理化性质属性资料，在验证双参数修正经验逻辑生长模型准确性的基础上，将卡庆斯基土壤质地分类系统转换为美国制；并采用公式法计算该省土壤可蚀性K值，编制具有准确几何位置可与地形图配准的土壤可蚀性K值空间分布图。同时，计算得出该省土壤可蚀性K值在0.25～0.4之间的易蚀性和较易蚀性土壤面积占总土地面积的58.6%。探讨了土壤可蚀性K值和K值图的应用。     

华北土石山区不同粒径土壤团聚体特征及其与坡面侵蚀定量关系

目的为明确华北土石山区不同粒径(1~2 mm、2~3 mm、3~5 mm、5~7 mm、7~10 mm)团聚体结构特征对沟间及沟道侵蚀过程的影响。方法选取2种典型褐土为研究对象,通过Le Bissonnais(LB)法对团聚体稳定性进行分析,并初步研究了不同粒径团聚体稳定性特征与人工降雨条件下坡面沟间、沟道侵蚀量之间的定量关系。结果石灰性褐土团聚体稳定性大于黄土性褐土;不同粒径团聚体稳定性差异较为显著,较小粒径的团聚体稳定性大于较大粒径的团聚体,其中1~2 mm粒径的团聚体稳定性最好;不同雨强下土壤侵蚀现象差异明显,坡面径流强度和产沙强度均随产流历时的增加而增大,且降雨强度大小对坡面入渗率变化幅度和达到稳渗状态的时间有很大影响。将可蚀性因子(K_i)替换为经修正后的团聚体稳定性参数(K_a),然后将其代入到WEPP侵蚀模型,通过回归分析,建立了不同粒径团聚体的侵蚀预测方程,显示了较好的预测性能,其决定系数均在0.81以上;尤其是2~3 mm粒径对应的预测方程,其沟间及沟道相对误差均小于20%。结论该研究验证了土壤可蚀性参数可以由不同粒径团聚体稳定性表示,并建立了不同粒径团聚体的沟间及沟道侵蚀预测方程,为华北土石山区褐土的侵蚀机理研究提供了新思路。      

应用Le Bissonnais 法研究黄土丘陵区植被类型对土壤团聚体稳定性的影响

植被类型直接影响土壤特性,对土壤团聚体的形成和稳定性有重要影响,水稳性团聚体是反映黄土高原土壤抗蚀性的最佳指标。本文选择黄土丘陵区延河流域作为研究区域,应用Le Bissonnais(LB)法和Yoder法测定了森林、森林草原两种植被类型下土壤水稳性团聚体稳定性,对比分析了LB法3种处理的结果,并计算土壤团聚体平均重量直径（MWD）和可蚀性因子K值。结果表明：在LB法3种湿润处理下,预湿后扰动处理（WS）对土壤团聚体结构的破坏程度最大,处理后土壤水稳性团聚体以<0.2 mm为主;快速湿润处理（FW）对团聚体的破坏程度次之;慢速湿润处理(SW)对团聚体的破坏程度最小,处理后土壤水稳性团聚体主要以>2 mm团聚体为主;说明黄土丘陵区延河流域土壤团聚体破坏的主要机制是气爆作用（消散作用）和机械扰动。LB法的3种处理结果中预湿后扰动的测定结果与传统的湿筛法（Yoder法）更接近。LB法包含Yoder法的基本原理,能够全面、准确的测定土壤团聚体结构,适宜作为黄土丘陵区土壤团聚体测定方法。森林植被类型的土壤团聚体平均重量直径（MWD）大于森林草原植被类型,而且SW>FW>WS,但可蚀性因子K值却是森林植被类型小于森林草原植被类型。土壤水稳性团聚体由小颗粒向大颗粒转变,土壤结构趋于稳定。不同植被类型下土壤有机质含量不同,土壤团聚体形成过程及土壤团聚度也有差异,因而造成土壤可蚀性和土壤抗蚀性能不同。     

黄土高原沟壑区土壤抗蚀性的初步研究

通过对黄土高原沟壑区不同地类土壤抗蚀性的研究,发现林草地土壤抗蚀性能明显高于农田,表层土壤的抗蚀性能一般比下层土壤要强。研究表明土壤容重、大于0.25mm的土壤水稳性团聚体含量以及土壤渗透系数是决定土壤抗蚀性大小的主导因素。通过运用逐步回归分析方法,得到了可用于预报和确定土壤抗蚀性的回归方程。     

沂蒙山区土壤侵蚀空间分布及其影响因素动态变化

【目的】研究土壤侵蚀强度空间格局与坡度、土壤、降雨、植被覆盖和土地利用等影响因子的动态变化关系,揭示沂蒙山区土壤侵蚀规律。【方法】以TM影像、地形图、土壤图和气象资料为源数据,综合运用GIS和RS技术,获取沂蒙山区坡度、土壤可蚀性K值数据以及1986年、1995年和2005年的年降雨侵蚀力、植被覆盖度、土地利用和土壤侵蚀强度数据;通过对研究区山地丘陵地带进行子流域划分,以子流域为单元,选取土壤侵蚀强度指数、平均坡度、土壤可蚀性指数、平均年降雨侵蚀力、平均植被覆盖度和土地利用结构指数,并采用统计分析方法,对土壤侵蚀强度空间格局与其主要影响因素的动态变化关系进行分析。【结果】随着植被覆盖度的增加以及土地利用结构向有利于控制土壤侵蚀的改善,1986年、1995年和2005年3个时期内山地丘陵地带上土壤侵蚀明显降低。土壤类型对3个时期土壤侵蚀强度空间格局的影响不显著;降雨侵蚀力在2005年成为影响侵蚀强度格局的主要因素之一,但影响程度较低,贡献率仅为5.35%;坡度因子是影响各时期侵蚀强度格局的最主要因素,但影响程度逐渐降低,其贡献率由1986年的93.33%下降到2005年的79.75%;植被覆盖因子在1986年影响侵蚀强度格局的贡献率为6.67%,之后则减弱;而土地利用结构对侵蚀格局的影响程度逐渐增强,贡献率已增至到2005年的14.90%。【结论】年降雨侵蚀力分布的空间差异增大后,降雨因子将成为显著影响土壤侵蚀空间格局的因素之一;受人类活动影响,当植被覆盖度达到一定程度后,土地利用结构逐渐成为影响侵蚀格局的重要因素,建议该地区今后的水土流失防治工作应优先考虑调整土地利用结构。     

Effects of land uses on soil physic-chemical properties and erodibility in collapsing-gully alluvial fan of Anxi County,China

As a special kind of soil erosion that severely deteriorates the qualities of soil in granite regions,collapsing gully is widely distributed in the tropical and subtropical areas of South China.In particular,collapsing-gully erosion produces a large amount of sediment deposited on the plough layer of alluvial fan farmland and causes increase of desertification,great reduction of nutrients and rapid enhancement of erodibility in the soil.This study was designed to evaluate the effects of different land uses on the soil physic-chemical properties and erodibility of collapsing-gully alluvial fan.Our results show that the physical properties of soil in alluvial fan were greatly improved with smaller bulk density,increased soil porosity,strengthened water holding capacity and a higher particulate matter content.The chemical properties of soil were also significantly improved,including pH,cation exchange capacity,and the contents of organic matter,total and available nitrogen,potassium and phosphorus.All the land uses were proved to improve the soil properties,especially in the tea garden,vegetable land and paddy field.The results of correlation analyses among the properties demonstrate that the physical and chemical properties were significantly correlated,indicating that improving the soil physical properties is an effective method to increase the soil nutrient in the farmland of collapsing-gully alluvial fan.In addition,the application of land uses included grass land,eucalyptus forest land,vegetable land,tea garden,sweet potato land,and paddy field reduced the erodibility of the soil compare to bare land.The erodibility K values of soils in grass land,eucalyptus forest land,vegetable land,tea garden,sweet potato land,and paddy field were 14.43,16.97,45.45,33.12,18.94,and 34.01%lowerthan those of bare land,respectively.The results of multiple linear regression analysis show that the soil erodibility had a significant correlation with the physic-chemical properties,especially the soil texture and the content of organic matter.In conclusion,our results demonstrate that different land use patterns are effective to improve the quality of the soil in collapsing-gully alluvial fan,including the improvements of the soil structure,nutrients and anti-erosion ability.Ourfindings provide important implications for the soil improvement in the farmland of collapsing-gully alluvial fan.     

喀斯特山区土壤颗粒的分布特征及其对可蚀性的影响

采用野外调查与室内试验相结合的方法,分析喀斯特山区有林地、灌木林地、灌丛、荒草地、退耕地和耕地等6种土地利用类型的土壤颗粒组成,探究不同土地利用类型土壤颗粒分布、分形及可蚀性差异,并阐明土壤粒径分布特征与土壤可蚀性的关系。结果表明：6种土地利用类型土壤粒径分布均表现为粉粒、黏粒、砂粒质量分数依次减少,灌木林地和灌丛砂粒质量分数显著高于退耕地和耕地的,退耕地黏粒质量分数显著高于灌木林地、灌丛及荒草地的;6种土地利用类型土壤分形维数为2.822～2.873,灌木林地、灌丛、荒草地、有林地、耕地、退耕地的土壤可蚀性大小依次降低;土壤分形维数与土壤砂粒和粉粒质量分数呈显著负相关,与黏粒质量分数呈显著正相关;土壤可蚀性与土壤砂粒和粉粒质量分数呈显著正相关,与土壤黏粒质量分数呈显著负相关;通过土壤颗粒分形维数与黏粒质量分数的关系模型所得的土壤分形维数拟合值与实测值间的相对误差最大为0.11%,最小为0.03%,说明该模型有较高程度的可靠性和准确性,可用来代替实测法计算土壤颗粒分形维数。在喀斯特山区的灌木林地和灌丛土壤最易受到侵蚀,应加强对其的防治,尤其是在坡度较大区域。     

丹江口市土壤侵蚀敏感性时空变化特征

土壤侵蚀是丹江口库区主要的生态问题之一,明确丹江口市土壤侵蚀敏感性的时空变化特征有助于深入认识丹江口库区的土壤侵蚀机理,也可为保护库区水环境提供依据。基于修正的通用土壤流失方程（RUSLE）,结合丹江口市多山、地形破碎的地形特征,选择降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形起伏度、植被覆盖度、沟壑密度5个因子构建土壤侵蚀敏感性评价体系,借助ArcGIS 10.2平台,综合评价2012—2017年丹江口市土壤侵蚀敏感性,并分析研究区在不同下垫面要素下土壤侵蚀敏感性的空间分布特征。结果表明：丹江口市土壤侵蚀敏感性整体呈现南北高、中间低的态势,主要表现为轻度敏感和中度敏感,高度及以上敏感区仅占研究区总面积的13.53%;5年间丹江口市中度敏感、轻度敏感、不敏感区面积呈增加趋势,高度敏感和极敏感区面积呈下降趋势;疏林地和未利用地是研究区高敏感性土地利用类型;研究区土壤侵蚀敏感性随坡度增大呈先升高后降低趋势。研究成果可为丹江口市土壤侵蚀机理研究和水土保持及生态环境建设提供参考。     

土壤管理措施对坡耕地侵蚀退化耕层的恢复作用

[目的]紫色土坡耕地土壤侵蚀严重,研究土壤管理措施对不同侵蚀程度坡耕地耕层侵蚀恢复作用,为紫色土坡耕地耕层质量调控和坡耕地持续利用提供理论及实践依据.[方法]采用单因素方差分析(One-way ANOVA)检验各指标的差异显著性,研究不施肥(CK)、施化肥(F)、施生物炭+化肥(BF)3种土壤管理措施对侵蚀0 cm(S...