青藏高原土壤侵蚀研究进展

青藏高原地貌类型多样,气候复杂,存在冻融、风力、水力和重力等多种侵蚀营力。在气候变化和高原人口增长的背景下,青藏高原的土壤侵蚀不断加剧。然而,相比我国其他区域,青藏高原的土壤侵蚀研究相对薄弱。通过梳理文献,对青藏高原的冻融侵蚀、风力侵蚀、水力侵蚀和重力侵蚀的研究现状进行了整理与分析,研究发现:冻融侵蚀的定义存在分歧,地质侵蚀和土壤侵蚀的概念存在混淆,与土壤侵蚀相关的基础研究缺乏。未来青藏高原研究应加强土壤侵蚀监测等基础工作,关注温度变化对土壤侵蚀的影响,重视土壤侵蚀防治工作,为保障我国生态屏障安全提供决策依据。     

泰国北部山区土壤侵蚀调查报告

[目的]在泰国北部山区开展实地调查,研究该区土壤侵蚀特征,旨在为泛第三极暖湿区的土壤侵蚀预报和水土流失治理提供依据。[方法]以位于北部山区的清莱府为泰国土壤侵蚀典型区域的代表区域,选取18个调查单元(小流域/矩形区),于2018年11月22—29日调查了该区土壤侵蚀的类型与特征、土地利用类型及其空间分布、植被类型及盖度、耕地状况和作物类型、水土保持措施等。[结果]土壤侵蚀主要发生在道路、田地边坡、坡耕地(尤其是新耕种的坡地)和建设用地边坡,部分林下也可见侵蚀沟发育。未经硬化的土路大多存在不同程度的侵蚀,部分道路形成严重的侵蚀沟。坡耕地的侵蚀在新耕种的田块及其边坡处尤为严重,田块内部主要表现为细沟和浅沟侵蚀,以新近种植的菠萝地最为严重。林下土壤侵蚀主要出现在林下裸露的橡胶纯林内,甚至有浅沟和切沟出现。18个调查单元的平均土壤侵蚀模数介于480.9～3 565.3t/(km~2·a)之间,总体平均为1 767.9t/(km~2·a)。该区域土壤侵蚀模数及其空间变异的主控因素是地形因子。[结论]泰国北部山区虽有大面积的森林覆盖,但采用的水土保持措施相对简单,对开垦坡地的不合理利用引起了严重的人为加速侵蚀,加之该区地形复杂,导致土壤侵蚀严重威胁生态安全和粮食安全。同时,该区的土壤侵蚀基础观测资料缺乏,迫切需要加强土壤侵蚀的基础研究和基础数据的采集,提升对该区域土壤侵蚀过程与机理的认识,注重水土保持措施的综合运用,同时加强土壤培肥、污染防治和土壤保育等措施,保障泰国农业的可持续健康发展。     

金沙江干热河谷典型区土壤退化机理研究——土壤侵蚀对土壤退化的作用

云南省金沙江干热河谷典型区土壤侵蚀普遍而严重 ,对土壤退化有关键性影响。通过对该区不同退化土壤的侵蚀状况 ,从土壤侵蚀对土壤退化的空间分布格局 ,土壤侵蚀对土壤退化类型的发生和作用机制 ,探讨了土壤侵蚀对土壤退化的作用和影响。结果表明 :(1)侵蚀和水土流失是造成土壤退化的要因 ,不同侵蚀类型及其强度控制了土壤退化的空间分布 ;(2 )土壤侵蚀对土壤退化的作用机制主要是 :不同土壤侵蚀强度 ,决定了土壤退化发生类型的数量和程度 ;通过对该区几类主要土壤退化类型发生机制进行分析 ,看出土壤侵蚀是以冲刷剥蚀、搬运扩散和沉积掩埋等作用为主 ,造成和加速了土壤退化的发生和发展。     

汾河源头地区土壤侵蚀时空变化及其空间自相关分析

[目的]汾河源头地区是山西省重要的水源涵养地和供水区,土壤流失严重。研究该区域土壤侵蚀时空变化的目的在于为该流域的水土保持工作提出科学依据。[方法]采用2004和2009年9月的SPOT影像作为数据源,将GIS和USLE结合对汾河源头地区土壤侵蚀的时空变化进行研究,并借助GeoDa软件分析了研究区2009年土壤侵蚀的空间自相关性。[结果](1)从时间变化来看,2009年汾河源头地区土壤侵蚀模数较2004年有所增加,中度以上侵蚀的面积占总侵蚀面积的比例也相应增大,且以极强度侵蚀和剧烈侵蚀增加为主;(2)从空间上看,土壤侵蚀程度高的区域分布在流域的东南部,土壤侵蚀程度低的区域分布在流域的西北部;(3)降雨和植被覆盖是影响汾河源头地区土壤侵蚀的2个主要因子;(4)除了微度侵蚀和剧烈侵蚀外,其他侵蚀强度类型向更高程度的侵蚀强度类型转移的面积都远大于向低程度的侵蚀强度类型转移的面积;(5)空间自相关分析表明,研究区土壤侵蚀存在一定的正相关和空间集聚,主要表现为高值与高值集聚,低值与低值集聚。[结论]研究区内土壤侵蚀现象不断加剧,应加强土壤侵蚀治理力度。     

新疆天山东段南北坡土壤侵蚀调查

[目的]开展新疆维吾尔自治区天山南北坡土壤侵蚀调查,研究该区土壤侵蚀特征和影响因子,以期为该区域水土流失防治提供科学依据。[方法]在新疆天山东段南北坡选取了14个调查单元,于2019年6月25—30日,对调查单元内的土壤侵蚀类型与特征、土地利用类型和植被生长状况等进行了调查。[结果]天山南北坡土壤侵蚀主要发生在草地和开发建设项目区。草地整体退化严重,放牧导致鳞片状侵蚀和羊道侵蚀广泛存在,局部区域发生剥蚀、掏蚀和重力侵蚀。开发建设项目防护措施较少,侵蚀表现形式以堆积体沟蚀为主。[结论]过度放牧导致研究区草地生态系统恢复缓慢,开发建设项目对原生态系统的破坏,引起了严重的人为加速侵蚀,严重威胁天山区域的生态安全。在该区域迫切需要开展土壤侵蚀基础数据的监测与研究,加大水土保持工作力度,建立合理的放牧制度,加速生态系统恢复速度,减少水土流失,保障天山地区生态安全和健康发展。     

豫西黄河流域土壤侵蚀环境特征与类型划分

豫西黄河流域是黄河泥沙的产区之一,严重的水土流失使黄河下游泥沙、洪水问题更加严峻。通过对研究区土壤侵蚀的地质环境及形态类型的调查研究,分析了研究区控制土壤侵蚀的主要地质环境特征,在此基础上依据不同地质环境特征,主要考虑地形地貌类型和地层岩性等地质环境条件的差异,将研究区土壤侵蚀环境类型划分为基岩山地丘陵侵蚀、黄土塬梁峁丘陵侵蚀、河谷侵蚀3种类型,这对于黄河的治理与开发以及区内生态建设具有重要的意义。     

GIS支持下淮河流域土壤侵蚀的综合评价

以全国第二次水土流失遥感调查数据为基础,在GIS技术支持下,对淮河流域土壤侵蚀的空间分布特征进行了初步的研究;同时对流域不同土壤条件下土壤侵蚀的空间分布进行了定量分析,并以土壤侵蚀危险指数(soil erosion dangerous index,SEDI)评价分析了流域分县土壤侵蚀强度的空间分布。结果表明:粗骨土、棕壤等山地土壤侵蚀严重;流域土壤侵蚀以水力侵蚀类型为主,总体上侵蚀程度轻微,但局部地区仍然十分严重。在新的治淮高潮与规划中,应重视水土保持工作。     

植被恢复背景下土壤侵蚀研究需要加强的内容

植被是调控土壤侵蚀的关键因素,退耕还林(草)工程的有效实施使入黄泥沙锐减,充分证明植被恢复已显著改变了黄土高原的土壤侵蚀环境。但区域侵蚀泥沙的显著减少,仅体现了植被恢复驱动侵蚀泥沙变化的集总效应,无法揭示植被恢复影响土壤侵蚀的过程与动力机制。在黄土高原植被恢复的大背景下,提出了细沟间、细沟、切沟、重力侵蚀需要加强研究的重点内容,明确了新形势下不同侵蚀类型小流域侵蚀泥沙贡献、植被影响土壤侵蚀的参数表征和多时空尺度小流域土壤侵蚀预报模型等方面急需加强的研究内容,旨在揭示植被影响土壤侵蚀的动力学机理,明确植被恢复导致区域侵蚀泥沙锐减的物理机制,确定植被恢复水土保持效应的可持续性,维系区域生态系统服务功能,实现黄河流域生态安全与健康发展。     

东北黑土区土壤侵蚀研究进展与展望

东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,强烈水土流失导致的黑土厚度下降及土壤质量退化,直接威胁国家粮食安全。系统分析黑土区土壤侵蚀研究成果,对阻控黑土退化、维持土地生产力、保障国家粮食安全具有重要意义,论述了黑土区土壤侵蚀环境与侵蚀环境效应、土壤侵蚀过程与机理、土壤侵蚀时空变化和未来研究展望。多营力复合、缓坡长坡是黑土区独特的侵蚀环境,黑土厚度下降与坡耕地土壤质量退化是该区最典型的侵蚀环境效应。细沟间、细沟、浅沟、切沟及冻融侵蚀发育的动力机制与主控因素差异明显,输沙耗能驱动的泥沙输移对土壤分离的反馈效应是侵蚀强度沿坡长呈强弱交替的根本原因,浅沟和切沟主要发育在坡耕地,侵蚀强度受耕作方式等人类活动的显著影响。冻融侵蚀强度显著小于水力侵蚀,但可通过降低土壤抗蚀性能和促进坡面径流及壤中流发育影响水力侵蚀。土壤侵蚀类型与强度在小流域尺度上沿坡面呈明显的垂直分带特征,在区域尺度上呈南北与东西递变的纬度和经度地带性。全球气候变化可能导致黑土区水力侵蚀加强、冻融侵蚀减弱。未来亟需加强黑土厚度及土地生产力对侵蚀响应机理、复合侵蚀动力过程与耦合机制、典型侵蚀类型时空变化与主控因素等方面的研究。     

边境河流岸坡土壤侵蚀与防治

黑龙江省边境河流沿岸土壤侵蚀现象严重 ,具有分布广 ,发展速度快的特点 ,导致每年大量国土损失 ,事关国土完整与边界安全。黑龙江省寒区特定环境下岸坡土壤侵蚀的主要类型有 :水力侵蚀、冻融侵蚀和重力侵蚀。水力侵蚀的主要成因为 :黑龙江沿岸由第四系基岩组成 ,发育于其上的土壤抗冲性差 ;植被破坏严重 ;横向环流及柯氏力作用。冻融侵蚀成因主要有 :黑龙江地处高纬度地区 ,极端低温低 (- 5 2℃ ) ;年较差大 (4 2℃～ 48℃ ) ;融雪径流和冰凌量大。重力侵蚀成因有 :淘蚀和渗水压力大。针对边境河流岸坡侵蚀特点 ,结合多年的治理经验 ,综合防治岸坡土壤侵蚀应从以下几方面着手 :加强边境河道管理和法制宣传教育 ;加强封育保护、封禁治理 ;恢复与重塑边境河流沿岸滩地、湿地、阶地的草地景观 ;科学选用植被种类和工程结构。     

紫色丘陵区工程建设松散堆积物的侵蚀研究

地方经济的快速发展与“西部大开发”实施中的开发建设项目的水土保持日益重要。紫色丘陵区开发项目的工程侵蚀严重,松散堆积物侵蚀模数为13895~52400t/(km2.a),远高于相应对照草坡的侵蚀强度,其侵蚀产沙量与堆积物的形态与位置、坡度与坡长及植被覆盖度有关,其侵蚀也具有明显的时间特点。松散堆积物侵蚀的控制应选用土生藤本和草本植物。     

龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀对有机碳迁移的影响

坡耕地土壤再分布对土壤有机碳(SOC,soil organic carbon)迁移的作用机制研究已成为土壤侵蚀学研究的热点,然而目前极少有研究关注地震后生态脆弱的龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀机理及其导致的土壤有机碳再分布规律。该研究选择龙门山地震带内(都江堰市)一块陡坡耕地和一个梯田系列,采用137Cs法和野外调查,对比分析强震导致田埂垮塌和未受损情况下坡耕地土壤侵蚀空间变化特征和有机碳运移变化机理。结果表明,该区黄棕壤有效137Cs背景值为1 473 Bq/m2;坡度较小的坡式梯田内部上坡表现为侵蚀,下坡表现为沉积,同时,上部梯田的侵蚀速率高于下部梯田,但整个梯田系列净侵蚀量非常小,这表明梯田之间由于缺乏田埂的保护,水力也起着侵蚀、搬运上坡梯田土壤的作用,但是整个坡式梯田系列可以起到较好的保土作用,同时,坡式梯田内部主要以耕作侵蚀为主,是造成梯田上部坡位土壤流失严重的主要原因;陡坡耕地的地形为复合坡,由于田埂垮塌导致其土壤侵蚀速率显著高于坡式梯田系列,在整个坡面上,除了坡顶土壤侵蚀速率高之外,下坡坡度变大(曲率较大)的部位土壤侵蚀速率也非常高,同时,土壤沉积也发生在2个坡位(中下坡坡度较缓的部位和坡脚部位);在梯田系列和陡坡耕地上,SOC与土壤137Cs的空间变化规律较为一致。研究结果表明,在龙门山地震带,质量较好的石埂梯田仍然发挥着较好的土壤保持效果,同时,耕作侵蚀是该区坡耕地上一种重要的土壤侵蚀形式,在制定相应的土壤保持措施时,必须充分考虑耕作侵蚀的作用,才能有效地控制土壤侵蚀,此外,该研究结果还表明采用137Cs核素示踪技术可以比较科学地解释该区域的土壤侵蚀速率和SOC的空间变异规律。     

基于ArcObjects的土壤侵蚀模型的设计与实现

土壤侵蚀不仅严重地破坏了以土地资源为主的自然资源,还会造成严重的生态环境问题,对可持续发展构成极大威胁。采用Visual Basic 6.0语言和ArcObjects组件库,以COM组件的思想和关键技术为基础,构建土壤侵蚀模型（RUSLE）,并以岳西县为试验区域,进行了土壤侵蚀的分布预测。结果表明:所构建的模型具有较强的实用性,使用该模型可以快速有效地对不同试验区域进行土壤侵蚀分布预测,为政府部门进行水土保持规划提供科学依据和决策支持。     

对土壤侵蚀研究的几点思考

土壤侵蚀是现代地理环境条件下改变地貌景观的主要过程,也是引起土壤质量退化、沙漠化与石漠化的核心因素,与土壤、生态、水文等多个地表过程密切相关。虽然土壤侵蚀研究需要气候、地质、地貌、土壤、水文、生态等相关学科的基本知识,分析土壤侵蚀发生、发展过程的动力机制,但需要明确界定土壤侵蚀研究的时空尺度。土壤侵蚀与水土保持之间相互联系、相互促进。土壤侵蚀研究的时间尺度以次降雨、月、年为主,研究主题为次降雨侵蚀过程、土壤侵蚀季节变化与年际变化,时间尺度不宜超过100年。土壤侵蚀研究的空间尺度以小流域为主,基于土壤侵蚀垂直分带性,可以进一步分为样点、坡面、沟坡与小流域。在不同空间尺度上,研究内容与研究方法差异明显。土壤侵蚀过程包括土壤分离、泥沙输移和泥沙沉积,各个过程的主控因素存在差异,研究成果积累差异明显,研究重点会随着时空尺度的变化而有所不同。在土壤侵蚀过程研究中,应充分理解分离控制和输移控制及其时空转换阈值。虽然土壤侵蚀研究已经取得了大量成果,但在细沟网络结构及其时空变化、泥沙沉积过程、沟蚀形成与演变动力机制、重力侵蚀发育过程动力学机理、小流域土壤侵蚀过程模型等诸多方面,亟待加强研究。     

土壤侵蚀预警和决策支持系统的设计与应用

土壤侵蚀严重地影响了东北黑土区的土壤质量和粮食产量。利用GIS平台结合土壤侵蚀模型,以遥感数据、田间采样数据和农户调查数据为数据源,建立了侵蚀决策方案管理数字化地块图,实现了GIS支持下的土壤侵蚀预警和侵蚀防治信息化决策,可以根据不同地块的侵蚀程度,提供不同的治理措施决策建议,实现了田块尺度水土流失预警及水土保持决策的数字化管理,建立了侵蚀黑土农区水土流失综合治理信息化管理样板。     

基于CSLE模型的贵州省水土流失规律分析

应用第一次全国水利普查水土保持专项数据,分析了喀斯特地区实际土地利用单元地块空间统计特征及相应侵蚀规律。结果表明:喀斯特地区土地利用类型以林地、耕地为主,共占调查总面积的86.2%。由于地形破碎,地势陡峭,土地表现出破碎化特征,地块面积、坡长、坡度均值分别为3.45hm~2,45.3 m,21.7°。坡度对土壤侵蚀的影响大于坡长,陡坡耕作是导致耕地土壤侵蚀严重的主要原因,68.6%的耕地位于陡坡,其侵蚀量占总侵蚀量的65.6%。贵州省土壤侵蚀程度由西向东递减,以黔西南地区侵蚀最为严重。工程措施能够有效防治土壤侵蚀,减沙效益在75%以上,但随坡度增大而减小,林草地减沙效益优于工程措施。在区域水土保持规划时,应重点考虑土壤侵蚀强烈地区,减少陡坡耕作,推广还林还草。     

陕北子洲县“7·26”特大暴雨引发的小流域土壤侵蚀调查

[目的]2017年7月25日20时到26日8时陕北榆林地区突降了一场特大暴雨,造成了严重的洪水灾害与经济损失。通过考察该次暴雨造成的土壤侵蚀危害,旨在为今后该区水土流失治理及暴雨灾害的防御提供依据。[方法]于2017年8月2—6日赴暴雨受灾区子洲县,选取了清水沟、马家沟、蛇家沟3个典型小流域作为重点调查区域,对该次暴雨下流域内坡耕地、退耕林草地、梯田、填沟造地、淤地坝、道路等的土壤侵蚀特征进行了调查与分析。[结果]在"7·26"特大暴雨洪水下,坡耕地细沟发育明显,甚至产生小切沟;而2000年退耕的林地和自然恢复草地以面蚀为主,无明显细沟产生;新修梯田连接两阶田面的道路及承接路面来水的田面冲毁严重,田埂部分区段被冲开,田坎发生塌落;在削坡填沟造地区域,不仅农作物和坝体遭到严重破坏,而且残蚀了田旁新修道路,切割裸露沟壁多处发生土体塌落;淤地坝或轻或重都存在损毁与隐患,但在该次暴雨中滞洪拦沙作用明显。同时,在调查中发现该区陡坡耕种现象依然存在,小流域蓄排水系统缺乏,部分水土保持工程管理与维护不到位,经济发展水平低,农民水土保持意识淡薄。[结论]"7·26"特大暴雨洪水造成的土壤侵蚀依然很严重,而退耕林草地的土壤侵蚀轻微,证明水土保持工作在该区依然十分重要。在生态环境脆弱的陕北黄土高原地区,应该继续加强环境保护措施,加大水土保持治理力度,特别是陡坡退耕。同时,专业设计并实施小流域蓄水、引水、排水网络系统十分必要。     

小流域综合治理的几个理论问题探讨

水土资源是人类生存和发展过程中不可代替的基础资源,而由土壤侵蚀引发的水土资源流失问题已严重阻碍了我国经济的可持续发展,成为我国的头号环境问题.为此以小流域为单元,开展水土流失综合治理是我国可持续发展的必然选择.经过50多年的不断探索与发展,小流域综合治理模式成效显著,治理模式已日趋成熟,然而在肯定成果的同时,也面临着不少薄弱环节和突出理论问题亟待解决.为此,主要基于理论角度,从流域土壤侵蚀、流域水文与水资源、流域生态经济、流域生态系统健康、流域环境和流域生态工程等6方面对小流域综合治理过程中存在的问题加以总结,为小流域综合治理的未来发展提供一定参考.     

基于元胞自动机的土壤侵蚀过程CA模型研究评述

土壤侵蚀作为一个全球性的环境问题已经越来越受到人们的关注,开展土壤侵蚀的动态模拟和预测其发生发展及演化过程研究,对于深入认识土壤侵蚀机理、预测土壤侵蚀发展趋势及优化水土保持措施等具有十分重要的意义。介绍了目前国内外土壤侵蚀预测模型研究和应用以及基于元胞自动机的土壤侵蚀过程CA模型的研究现状,指出了基于CA的土壤侵蚀研究存在的问题和今后有待加强的研究内容。     

北方生态脆弱区土壤侵蚀敏感性空间分异

榆林是我国北方农牧交错带典型的生态脆弱区,土壤侵蚀严重制约着榆林地区人类生存和社会经济的可持续发展。以通用土壤流失方程为理论基础,选取自然因素(包括降雨、地形和土壤因子)和人为参数(包括生物措施、农业措施和社会经济措施因子)构建评估指标体系。在完成单因子敏感性评价的基础上,利用GIS空间叠加分析功能,对榆林市土壤侵蚀敏感性空间分异特征进行了综合研究。结果表明:研究区土壤侵蚀敏感性以中敏感为主,低敏感和高敏感次之,不敏感仅有零星分布。空间上土壤侵蚀敏感性程度呈南部黄土沟壑区向北部风沙草滩区递减趋势,高敏感区主要集中在靖边、定边两县南端,东部黄河沿岸以及南六县的部分地区。修正后的土壤侵蚀敏感性评价结果与前人研究的土壤侵蚀分布规律趋于一致,充分说明人类活动对土壤侵蚀也产生了极大影响。因此,急需转变不合理的土地利用方式,加强水土流失治理和植被恢复,针对不同敏感区实施分区管理,有效控制研究区能源开发建设对土壤侵蚀潜在发生的影响程度。