用Guelph法研究南方低丘缓坡地不同坡位土壤渗透性

利用Guelph入渗仪研究了我国南方低丘缓坡地不同坡位的土壤渗透性。对第四纪红色黏土和红砂岩发育土壤的研究结果表明，坡地上不同坡位土壤的渗透性差别显著，0-5 cm表层土壤的饱和入渗率Kfs值总是下坡最大；草地上植被覆盖度越高，表层土壤的Kfs值也越大；而旱耕地上表层土壤Kfs值与坡位之间的关系则表现为：下坡>上坡>中坡。     

用Guelph法研究不同土地利用方式下富铁土的土壤渗透性

利用Guelph入渗仪研究了我国南方低丘不同土地利用方式下富铁土的土壤渗透性,结果表明,同样利用方式的0-5cm表层土壤和入渗率Kfs值下坡大于上坡,且植被覆盖度越高,表层土壤的Kfs值也越大,不同利用方式的表层土壤Kfs值之间的关系表明为：人工种植的草地或薪炭林＞旱作或经济林及林间作土壤＞自然草地＞侵恂裸地,翻耕法土壤＞免耕法土壤或无耕作的土壤。     

科尔沁不同沙地土壤饱和导水率比较研究

用Guelph入渗仪对科尔沁沙地不同沙漠化阶段土壤不同层次的土壤饱和导水率(Kfs)进行测定,分析研究了Kfs与沙地类型、土层厚度、沙丘坡位及土壤理化性质的关系.结果表明:(1)草地(潜在沙漠化)、固定沙丘(轻度沙漠化)和流动沙丘(严重沙漠化)的Kfs依次增大,平均值分别为2.15、4.79和5.89 mm min-1,呈现出土壤入渗能力随沙漠化程度的增强而增强的趋势;三种沙地间Kfs差异显著,沙丘不同坡位Kfs也有较大差异,表明科尔沁沙地Kfs具有较高的空间异质性;(2)三种沙地Kfs随深度的变化规律差异较大,草地Kfs随深度呈抛物线状变化,而固定沙丘Kfs随深度呈指数函数变化;(3)通过逐步回归分析发现对Kfs影响较大的土壤理化性质是土壤有机质含量、土壤细砂含量、黏粉粒含量和粗砂粒含量,并且Kfs与前三个因素呈显著的负相关关系,与最后一个因素呈显著的正相关关系.     

不同坡位火力楠林土壤肥力变化特征

对不同坡位的火力楠林土壤肥力动态进行了研究。与2004年相比,2007年火力楠林上坡、中坡和下坡的土壤容重、毛管孔隙、非毛管孔隙、总孔隙变化不明显,土壤含水量显著增加;3个坡位的土壤pH值均略有减少,土壤有机质、全氮和全钾含量显著增加,全磷含量减少;3个坡位的土壤碱解氮、速效磷及中坡和下坡的速效钾含量显著增加,上坡的速效钾含量略增。2004和2007年火力楠林的土壤物理性质无明显变化规律。2004和2007年,3个坡位的pH值相近,土壤有机质、全氮和全磷含量均表现为：下坡〉中坡〉上坡。2004和2007年,土壤碱解N含量为中坡和下坡大于上坡,3个坡位的速效磷含量均相近。2004年上坡和中坡的速效钾含量小于下坡,2007年速效钾含量则表现为：下坡〉中坡〉上坡。     

扰动地表及不同坡位土壤养分特征分析

通过径流小区试验,研究了20m坡长条件下人为扰动地表后不同坡位的土壤养分含量特征。研究结果表明,上坡和下坡扰动地表小区土壤养分含量均低于同一坡位自然坡面小区。其中,上坡7个养分指标含量差异均达极显著水平;下坡除土壤有机质含量差异不显著外,其他养分指标含量差异也达极显著水平。中坡,除土壤全氮、有机质及全磷含量是扰动地表小区极显著高于自然坡面小区外,其他土壤养分指标含量也是扰动地表小区极显著低于自然坡面小区。但是从整个径流小区坡面看,自然坡面小区土壤养分含量明显高于扰动地表小区。不同坡位,对于扰动地表小区,土壤氮素、钾素及有机质含量高低依次为下坡中坡上坡;土壤磷素含量高低依次为中坡下坡上坡。对于自然坡面小区,土壤氮素、钾素及有机质含量是下坡上坡中坡;土壤磷素含量是下坡中坡上坡。     

黄土丘陵区采煤塌陷裂缝对坡面土壤水分的影响

通过研究采煤塌陷裂缝对坡面土壤水分分布的影响,以及不同坡向上的裂缝周边土壤水分状况,以期找出坡面及不同坡向上的裂缝对土壤水分的影响机制。结果表明:不同坡向上的土壤水分状况阴坡>坡底平地>坡顶>阳坡;坡面下部水分状况比上部好,坡面上的采煤塌陷裂缝对裂缝上坡位土壤水分的影响大于下坡位;裂缝对裂缝处土壤水分影响最大,在不同土壤层次上土壤水分含量均是20—40 cm>10—20 cm>0—10 cm。     

黄土丘陵区小流域土壤水分入渗特征研究

 为给森林对流域减流减沙效益的预测和评价提供科学依据,采用“环刀法”,在流域的横断面上设点,对黄土丘陵区森林小流域和荒坡草灌小流域土壤水分入渗特征进行了研究。结果表明:森林小流域林地土壤入渗速率显著高于荒坡草灌小流域。在2种小流域类型中,阴坡的土壤入渗速率一般高于阳坡,其中森林小流域阴、阳坡的差异较小,仅在坡上部表现明显,稳定入渗速率分别为7.8mm/min和7.0mm/min;荒坡草灌小流域阴坡的土壤入渗速率高于阳坡,这与阴坡植被发育较好有关。在坡位上,表现出从坡上部到坡下部,土壤入渗速率随坡位下移呈逐渐降低的趋势,即其空间特征为坡上部>坡中部>坡下部。据分析,这是上部产生的径流挟沙而下,在下部沉积,堵塞土壤孔隙,并在表层形成一个致密层的结果。根据黄土丘陵区的土壤特性,其土壤入渗过程以方正三方程拟合精度最高,如将其与A.Kostiakov方程结合使用 ,则可更好地说明土壤的初始入渗速率和稳定入渗速率。     

汶川地震区土壤物理性质与渗透性的坡面分布特征

以汶川县草坡河流域为研究区域,探讨震后4种恢复类型的土壤物理性质和渗透性的坡面分布特征.结果表明,(1)由于地震造成的生态破坏,土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度等物理性质在坡面分布表现出显著差异.(2)坡面不同部位对自然植物恢复坡面的最大持水量有显著的影响,表现为坡上>坡中(坡下);对有植物长期演替的对照坡面的非毛管持水量有显著的影响,其表现为坡上>坡中>坡下.(3)不同恢复类型土壤入渗率在空间格局上表现不一致,但在时间格局上表现出相同的3区段变化趋势,土壤渗透速率与入渗时间呈非线性关系,经拟合表现出对照地块的土壤渗透数学模型的拟合度最高,且随坡面部位下移拟合度越高.(4)同一坡位的渗透性能在不同恢复类型坡面上表现出明显的差异:对照地块>人工种植>自然恢复>完全裸露,坡位对同一恢复类型土壤渗透率在坡面水平分布上的影响表现为坡上高于坡中和坡下.     

降雨强度对黄土坡面矿质氮素流失的影响

利用室内模拟降雨试验，研究了黄土区土壤矿质氮素随地表径流迁移流失和入渗的动态变化，初步探讨了径流与土壤矿质氮素的作用深度EDI，并提出了EDI深度的确定方法。结果表明：土壤矿质氮素流失是降雨、径流与表层土壤矿质氮素作用的结果，随径流流失量显著高于随泥沙流失量，地表产流过程径流养分浓度呈现高—低—较高变化；降雨(降雨强度)和径流是土壤溶质迁移的动力，对土壤矿质氮素随径流流失和入渗有着重要影响。雨强增大，土壤矿质氮素流失量、径流作用深度(EDI)和土壤硝态氮入渗锋值深度均增加；同一坡面不同坡位土壤NO^－₃-N与径流有效作用深度(EDI)和浓度锋值深度不同，坡中下部最深，坡顶部和坡底部较浅；土壤NO^－₃-N和土壤NH⁺₄-N入渗和再分布过程截然不同。     

黄土坡面下坡位片蚀过程试验研究

坡面片蚀强度具有沿程空间变化性,阐明坡面不同坡位的片蚀过程对于完善坡面土壤侵蚀理论具有重要意义。采用组合小区模拟降雨试验方法对黄土坡面下坡位片蚀过程进行了研究,结果表明：（1）坡面下坡位片蚀特征与坡面上坡位及全坡面片蚀特征存在差异,下坡位片蚀规律性较差;（2）坡面下坡位片蚀随降雨过程、雨强和坡度的变化均呈现波动性,总体上随降雨过程先增大后稳定,随雨强及坡度的增大而增大;（3）坡面下坡位片蚀随雨强和坡度的变化可用二元线性方程描述,雨强的影响远大于坡度;（4）坡面上坡位汇流和下坡位产流及上坡位输沙对下坡位片蚀的影响可用二元线性方程描述,其中前者贡献率为56.9%,后者贡献率为25.4%,水的作用显著大于沙的作用。采取增加坡面入渗、减少径流的水保措施可有效防治坡面下坡位片蚀。     

基于栅格数据结构分析的土壤侵蚀强度判别方法研究及应用

在利用GIS和RS技术进行区域土壤侵蚀调查时,可以采用栅格数据结构来判别,文章运用实例分析了基于栅格数据结构进行侵蚀强度判别的有关技术和方法,包括侵蚀因子值的提取以及侵蚀强度判别的方法等。结果认为基于栅格数据结构的判别方法能够精细地反映土壤侵蚀在微小领域上的差异。从动态监测和趋势预测角度分析,采用栅格数据结构的判别方法更方便、更有利于快速提取侵蚀因子和进行土壤侵蚀动态分析和预报。     

基于侵蚀因子显性变化的区域水蚀动态监管方法研究

[目的]本着综合监管要完善机制、强化手段、严格追责的基本目标,提出一套基于侵蚀因子显性变化的区域水蚀动态监管方法,为制定精准的监督执法、检查、督导和违法违规查处的政策提供有效的方法支撑和精细的数据支持。[方法]在全面分析当前水土流失监管主要工作进展与存在问题的基础上,基于高分遥感影像、水土保持治理工程和生产建设项目前期设计资料等高空间精度、高现势性的数据,以土壤侵蚀地块为单元,精细识别侵蚀因子发生显性变化的对象,科学计算水土流失强度和面积的变化,查清引起变化的原因。[结果]侵蚀因子显性变化是指区域内某种或几种土壤侵蚀因子在局部发生变化,并呈现出显著的可被识别、可被监视的明确特征;显性变化集中体现在地块的地表坡度、土地利用类型、水土保持措施、植被覆盖度等变化。[结论]基于侵蚀因子显性变化的水土流失动态监管的技术和方法,尤其适用于年际间水土流失动态监测及其后续的监督管理。     

基于GIS的黑龙江省拉林河流域土壤侵蚀空间特征分析

以黑龙江省拉林河流域为研究区,利用USLE计算土壤侵蚀模数,并建立了基于GIS的空间栅格数据库。采用地统计分析方法,进行研究区的土壤侵蚀模数空间特征分析。对比现行两种土壤侵蚀强度分级标准,分析确定适用的土壤侵蚀强度分级标准。采用空间和趋势分析方法,进行研究区的土壤侵蚀强度空间分布特征分析。结果表明:（1）研究区的土壤侵蚀模数分布具有强烈的空间相关性,自西向东、由北至南呈线型增大的分布趋势;（2）《黑土区水土流失综合防治技术标准标准》中规定的土壤侵蚀强度分级标准适用性更强;（3）研究区的土壤侵蚀面积占总面积的94%,强烈、轻度和中度水力侵蚀为主要的侵蚀强度类型;强烈水力侵蚀主要分布于西部的洪积台地,轻度水力侵蚀主要分布于东部的低山丘陵宽谷,中度水力侵蚀主要分布于中部的地貌过渡带,极强烈和剧烈水力侵蚀主要呈零散状分布于东部的低山丘陵沟壑,中部和西部也有零星分布;随植被覆盖度的降低,土壤侵蚀强度等级自东向西呈增大趋势。     

基于栅格数据估算侵蚀量方法在蔚汾河流域的应用

在分析土壤侵蚀形成的主要影响因子基础上,提出了基于栅格数据的流域土壤侵蚀量估算的指标模型.结合山西蔚汾河流域,以降雨、地形、沟谷密度、植被盖度、成土母质为主要影响因素,对流域土壤侵蚀量进行了估算和土壤侵蚀分级,并对土壤侵蚀量的空间分布进行了划分和分析.模拟计算结果与实测数据较为符合.     

GIS‐based rapid assessment of erosion risk in a small catchment in the wet/dry tropics of Australia

Assessing the impact of various land uses on catchment erosion processes commonly requires in‐depth research, monitoring and field data collection, as well as the implementation of sophisticated modelling techniques. This paper describes the evaluation of a geographic information system (GIS)‐based rapid erosion assessment method, which allows the user to quickly acquire and evaluate existing data to assist in the planning of more detailed monitoring and modelling programmes. The rapid erosion assessment method is based on a simplified version of the revised universal soil loss equation (RUSLE), and allows the rapid parameterization of the model from widely available land unit and elevation datasets. The rapid erosion assessment method is evaluated through the investigation of the effects of elevation data resolution on erosion predictions and field data validation. The use of raster digital elevation model (DEM)‐derived data, as opposed to vector land unit relief data, was found to greatly improve the validity of the rapid erosion assessment method. Field validation of the approach, involving the comparison of predicted soil loss ratios with adjusted in‐stream sediment yields on a subcatchment basis, indicated that with decreasing data resolution, the results are increasingly overestimated for larger catchments and underestimated for smaller catchments. However, the rapid erosion assessment method proved to be a valuable tool that is highly useful as an initial step in the planning of more detailed erosion assessments. Copyright © 2001 Commonwealth of Australia.     

基于DEM的抚仙湖流域土壤侵蚀综合分析

利用研究区地形图制作数字高程模型（DEM）,并由DEM提取坡度、坡向图,与土地利用类型、土壤侵蚀强度和抚仙湖历年水质（透明度、TN、TP平均值）等专题信息叠置,提取水土保持专题信息,并对提取结果进行应用分析,以确定抚仙湖流域不同土地利用类型和地形因子与侵蚀类型及侵蚀过程的关系。研究结果表明:抚仙湖的水质和流域的土地利用状况相关,抚仙湖流域土壤侵蚀方式具有明显的垂直分带性,土壤侵蚀强度受到土壤类型和植被覆盖状况的影响。不同坡向的侵蚀强度有明显差异,同时坡度不同是引起土壤侵蚀类型差异的主要因素。     

基于抽样调查资料估算区域土壤侵蚀量

区域土壤侵蚀量估算是土壤侵蚀调查的重点和难点,为了利用抽样调查数据定量估算区域土壤侵蚀状况,以2011年第1次全国水利普查中的水力侵蚀抽样调查资料为基础,利用中国土壤流失方程(CSLE),通过地理信息系统估算2011年辽宁省的降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形、水土保持措施等侵蚀因子及侵蚀量,在此基础上对全省的水力侵蚀强度进行分级和面积统计,并与抽样调查结果进行对比.结果显示:全省各土壤侵蚀因子的估算结果与抽样调查结果较为接近;土壤水蚀以微度和轻度侵蚀为主,每年全省约85％的土地处于微度侵蚀(＜1000t/km2),而强度侵蚀(＞5 000 t/km2)面积仅占2％;抽样调查得到的独立工矿用地、果园、旱地和其他土地的侵蚀模数较估算得出的侵蚀模数大,而在草地、其他林地等土地利用类型上抽样调查得到的侵蚀模数却较估算得出的侵蚀模数小,主要原因可能是省域和抽样单元计算地形因子的DEM数据精度不同.总体上,该研究为如何利用抽样调查数据估算全国土壤侵蚀状况提供参考.     

基于GIS的降雨侵蚀力计算器实现研究

降雨侵蚀力是土壤流失模型的一个基本因子,在收集和处理降雨数据时耗时耗力,且以文本格式保存的降雨数据存在诸多缺失问题。为此,将逐日、半月、累月及累年降雨侵蚀力计算模型与组件式GIS平台ArcGIS Engine及.NET平台结合,开发一种降雨侵蚀力因子计算器,并利用多种空间插值方法对数据进行不同的空间插值。结果表明:该计算器可快速、有效地的管理数据;对计算的降雨侵蚀力数据,使用插值方法可获得栅格数据,且能进一步进行单一或批量掩膜、重采样;同时也可对降雨侵蚀力因子进行统计分析、专题图制作等。为结果的可视化及保存提供应用基础。     

基于矢量数据结构的土壤侵蚀强度判别方法研究

讨论了基于 RS和 GIS技术编制区域土壤侵蚀图时 ,进行侵蚀图斑确定、侵蚀因子值提取及利用矢量基本单元综合评价法和矢量因子层面叠加法判别侵蚀强度的方法 ,并举例分析这两种判别方法在侵蚀强度判别上的差异和原因。认为这两种方法均可应用于土壤侵蚀强度判别 ,但因子层面叠加法能更精细地反映土壤侵蚀在微域上的差异。如果有良好的数字化图形时 ,从技术实现和人材物节省上讲 ,采用因子层面叠加法是比较好的选择。     

降雨特征与水土流失关系的研究

本文基于野外天然降雨定位试验观测资料,对降雨特征值的组合因子与水土流失量之间进行了多元统计相关分析。结果表明:降雨动能与最大30min雨强的组合因子EI₃₀与侵蚀量的关系最为密切;以降雨总量与最大30min雨强的乘积PI₃₀取代EI₃₀,经过检验,指标的精度能满足计算侵蚀量的需要,此指标可在黄土高原地区推广应用;建立了反映降雨径流影响侵蚀的综合数学模型;并指出,径流势能对侵蚀量具有极其重要的影响作用。