南方红壤区崩岗侵蚀治理研究进展

崩岗是我国南方水力与重力交互作用形成的复合土壤侵蚀类型。作者从崩岗侵蚀的定义、产生原因、治理策略和治理模式等方面对国内已有研究成果进行总结,在此基础上分析目前南方崩岗治理中存在的问题,提出今后崩岗治理的方向,为南方红壤区崩岗的进一步治理提供科学依据。     

南方红壤区不同崩岗侵蚀治理模式及评价指标体系研究

崩岗侵蚀是我国南方一种危害严重的水土流失现象,具有数量多、分布广、发展迅速、侵蚀模数大等特点,对当地生态环境和耕地资源危害严重。截至目前,在崩岗治理的效益评价研究方面,由于崩岗所处地域及采用的治理技术和治理方式等方面存在差异,使得选取的指标体系具有一定的差异,因此对不同治理模式的崩岗也缺乏针对性的效益评价指标体系。针对生态防护型、产业经济型和修复完善型三种不同治理模式的崩岗,根据其治理模式的特点和评价的目的,分别从生态、经济和社会效益三个方面构建了三种不同侵蚀治理模式的效益评价指标体系,以期为南方红壤区崩岗侵蚀治理和当地生态环境改善及社会经济发展提供理论依据。     

南方红壤区崩岗侵蚀的特点与治理

在野外考察的基础上,对南方红壤区崩岗侵蚀的分布、成因、危害以及治理现状进行了介绍。南方红壤区6省共有崩岗20.13万个,崩岗沟壑区面积为11.14万hm2,在过去的70~120年时间里,因崩岗侵蚀共产生92.9亿t泥沙,年均产沙量约6 723.9万t,平均土壤侵蚀模数高达5.90万t/(km2.a)。崩岗治理积累的"上截、中削、下堵、内外绿化"的经验,可以根据崩岗发育的不同阶段因地制宜地采用。建议国家把红壤区崩岗治理作为社会主义新农村建设的一项重要内容,启动崩岗治理专项工程,加大资金投入;各地根据自身情况边治理边研究,不断探索更为科学的治理途径;严格落实水土保持"三同时"制度,实施水土保持监督管理;采取多种形式,深入宣传水土保持法律法规,以增强全民的水土保持国策意识和生态环境保护意识。     

闽西南崩岗土壤理化性质及可蚀性分异特征

崩岗是南方红壤区侵蚀沟在水力和重力交互作用下沟头遭受坍塌、陷蚀作用而形成的围椅状地貌,是该区域土壤侵蚀及生态系统退化的最高表现形式之一.为揭示崩岗侵蚀对土壤理化特性及可蚀性的影响,以福建省长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内植被盖度分别为2％,20％,95％的3个典型崩岗为研究对象,分别对崩岗系统内的集水坡面、崩壁、崩积体和沟口进行采样和理化特性的测定,并运用EPIC模型测算土壤可蚀性(K).结果表明:1)从集水坡面到崩壁、崩积体至沟口,3个崩岗的土壤砂粒质量分数、pH值和土壤密度呈升高趋势,粉粒、砂粒的质量分数和含水量呈下降趋势.2)1号和2号崩岗,集水坡面的土壤有机质质量分数最高,在崩壁最低;3号崩岗土壤有机质质量分数在崩壁处急剧下降,在崩积体中又明显上升.3)各崩岗中集水坡面、崩壁和崩积体的土壤颗粒组成、土壤密度和含水量差异较小,各土壤理化特性指标在沟口与集水坡面、崩壁和崩积体之间存在显著差异.4)崩岗系统内的集水坡面、崩壁、崩积体和沟口4个子系统的K值差异显著,1、2号崩岗呈现崩壁＞崩积体＞沟口＞集水坡面的变化规律,而3号崩岗则表现为沟口＞崩积体＞崩壁＞集水坡面的趋势.5)崩岗系统内的黏粒质量分数、pH值和有机质质量分数与土壤可蚀性关系密切,可以作为表征崩岗土壤可蚀性的有效指标.崩岗侵蚀造成土壤理化特性不断恶化,砂化严重,研究崩岗系统的土壤理化特性与可蚀性空间变化规律,对指导崩岗的恢复与重建具有重要意义.     

崩岗崩积体土壤侵蚀规律研究进展

分别从崩岗崩壁崩塌堆积侵蚀、崩积体坡面土壤侵蚀以及坡面微地貌与水蚀过程的关系研究等3个方面,阐述了当前崩岗崩积体土壤侵蚀规律国内外的研究现状,并总结了当前研究中存在的问题。最后,提出了今后需要重点研究的几个方向。     

安溪县崩岗侵蚀空间分布特征探讨

崩岗侵蚀以其侵蚀量巨大危害严重而成为最严重的土壤侵蚀类型,以福建省崩岗侵蚀最严重最典型的安溪县为研究对象,采用实地调查结合GIS的空间分析的方法,全面分析全县的崩岗侵蚀窄间分布特征,为进行全县的崩岗侵蚀治理提供科学依据,同时也为全省乃至全国其它地区提供借鉴.研究结果表明:安溪县有崩岗12 828个,侵蚀面积2 305.42 hm~2,居全省之首,崩岗个数和面积分别占全省49.29%和31.41%,75.15%崩岗处于活动状态,是全省崩岗侵蚀最严重的地区,形态多样、类型齐全而以瓢形、混合形和弧形为主,全县24个乡(镇)都有崩岗发育,集中分布在东部,特别是东南部的官桥和龙门一带,数量、面积、大小级别、形态和发育阶段等方面都在空间分布上都大致呈现出由东南向西北递减的趋势,因此进行安溪县崩岗侵蚀防治的总体布设应该以东南部的官桥和龙门为主,重点治理的力度由东南向西北递减.     

南方花岗岩区各种崩岗的整治途径

崩岗是南方花岗岩区侵蚀最为剧烈、危害最大的水土流失类型。五华县水土保持试验推广站在崩岗侵蚀治理中,依据疏导消能、固沙防冲、分类治理、防治结合的技术原则,运用生态学原理,充分利用本区丰富的水热条件,对崩岗进行了治理。分别对不同类型、不同发育阶段的崩岗所采取的整治措施进行了阐述,总结了各种措施的效果及特点:一是整治速度快,二是整治投入较少,三是水土保持效益较高。     

南方崩岗侵蚀区崩壁龛穴发育特征与稳定性初探

南方花岗岩崩岗侵蚀区崩壁常见形似内凹洞的特殊地貌(龛穴),该地貌的发育可引起崩壁失稳并扩大崩岗侵蚀范围。通过刻画龛穴形态演变过程,研究龛穴发生的物质条件与驱动因素,并结合力矩分析方法构建力学模型评价崩壁及龛穴稳定性。研究表明:龛穴形态演变经历雏形—发育—形成3个过程,剖面土层异质性是龛穴发育的基础条件,水力与重力作为外部因素共同作用驱动龛穴发育。龛穴稳定性随其高度增加、角度减小而降低。龛穴的发育可能是崩岗溯源侵蚀启动的标志,遏制龛穴形成有利于提高崩壁稳定性,研究结果为崩岗侵蚀治理提供理论依据。     

南方崩岗侵蚀风险评估构想

[目的]探讨南方崩岗侵蚀风险评估构架,为崩岗防治规划及分期治理提供科学依据。[方法]通过引入风险评估的理念和方法,结合崩岗发育研究进展,参照生态环境、地质灾害等风险评估流程。[结果]界定了崩岗侵蚀风险内涵,拟定了崩岗侵蚀风险评估方法,构建了崩岗侵蚀风险评估指标体系,并提出了崩岗侵蚀风险评估程序。[结论]风险评估为崩岗侵蚀乃至土壤侵蚀研究领域提供了一种新的理念和方法。     

华南活动型崩岗崩壁土体的崩解特性及其影响因素

崩岗的侵蚀过程主要是通过崩壁的坍塌作用来完成,崩壁土体的坍塌必然有水的参与,土体遇水将发生崩解现象,因此,研究崩壁土体坍塌需先研究其崩解特性。通过分层采集崩壁土体4个层次的土样,进行不同层次崩壁土体的理化性质和崩解特性测试分析。结果表明:(1)崩壁土体的4个层次(红土层、砂土层、碎屑层、碎石角砾残积层)的理化性质与风化壳的风化程度有密切联系,随风化程度的高低而有规律的变化。(2)在崩壁土体垂直剖面上,碎石角砾残积层的崩解速度最快,红土层最慢,崩解速度快慢表现为红土层砂土层碎屑层碎石角砾残积层;初始含水量对红土层、砂土层的崩解速度影响较大,对碎屑层、碎石角砾残积层的影响较少。(3)影响崩壁土体崩解特性的理化因子众多。其中对崩解速度有显著正相关影响的理化因子按相关系数大小排序为砂粒含量、MgO、自然含水量、K_2O、CaO、交换性钠、pH、Na_2O、孔隙度、阳离子交换量;有显著负相关影响的理化因子按相关系数大小排序为粘粒、Fe_2O_3、Al_2O_3、TiO_2、SiO_2、粉粒、有机质、游离氧化铁、游离氧化铝;只有交换性钙、饱和含水量、土粒比重、土粒干密度这4个因子与崩解速度的相关性不显著。崩壁不同层次土体的理化性质的分异性是崩解产生显著差异的基础,而崩壁土体崩解速度的层次分异性是崩壁坍塌的重要因素之一。     

^137Cs法估算南方红壤地区土壤侵蚀作用的初步研究

第四纪红色粘土发育的红壤在我国南方地区分布较广 ,不合理的开发和利用导致植被覆盖破坏严重 ,致使该地区长期以来遭受强烈的土壤侵蚀作用。1 37Cs作为一种有效的示踪剂 ,在国内外越来越多地用于中长期 ( 4 0余年 )以来的土壤侵蚀模数的估算。采用 1 37Cs技术 ,研究第四纪红色粘土发育的红壤典型小流域的土壤侵蚀作用。结果表明 ,该流域的1 37Cs基准值为 2 10 7Bq/m2 ;对于表土质地较为粘重的非耕作红壤而言 ,1 37Cs在土壤剖面中呈指数型分布 ;该流域内山坡和山顶非耕作土的 1 37Cs分布深度通常在 15 cm以内 ,而耕作土中则达 3 0 cm ;对于坡度相对较大 ( 5 .5～ 11°) ,植被条件较差的迎风坡非耕作红壤而言 ,其土壤侵蚀模数达 11.2～ 14 .5 t/hm2 · a;对于坡度较小 ( 1.5～ 4 .5°) ,植被条件较好的背风坡非耕作红壤而言 ,土壤侵蚀模数为 0 .3～ 10 .8t/hm2·a;坡上部水作梯田的侵蚀作用比坡下部的水作梯田小 ,且水作梯田比旱作梯田更有利于水土保持。     

湘南红壤丘陵区不同生态模式水土流失特征

基于2011年对湖南省祁阳县标准径流场进行的定位观测,研究8种不同生态模式自然降雨条件下地表径流及土壤侵蚀状况。结果表明:(1)研究区全年发生地表径流17次,发生月份为3-11月,其中有13次分布在5,6月和8-10月,地表径流与降雨分布特征总体一致。(2)不同生态模式年径流量平均为865.99m3/hm2,变幅为238.12～1 422.08m3/hm2,年土壤侵蚀量平均为25.163t/hm2,变幅为0.072～67.570t/hm2。不同生态模式间年地表径流量和土壤侵蚀量差异均达到极显著(p<0.01)。(3)各模式地表径流量表现出随着降雨量增加而增加的特点;大雨量降雨是导致土壤侵蚀产沙的主要因素。>50mm的大雨量降雨和高强度降雨对红壤坡地水土流失具有明显影响。降雨量对不同生态模式土壤含水量的影响随着时间的推移表现为"强,中,弱"的特点,各模式土壤含水量的动态变化趋势大致相同,与降雨量的动态变化具有良好的一致性。(4)在湘南坡地开发利用中,梯田油茶模式在油茶幼龄期间水土流失十分严重,在8种处理模式中仅次于撂荒地(对照)与顺坡作物模式;梯田油茶+稻草覆盖模式、梯田油茶+花生+植物篱模式及梯田油茶+豆科牧草模式水土保持效果明显。     

多场次降雨对崩岗崩积体细沟侵蚀的影响

崩积体是崩岗的重要组成部分,因土质疏松,极易被侵蚀。细沟侵蚀特征是探讨崩积体侵蚀机制的重要内容。采用人工模拟降雨试验,研究多场次降雨条件（1.00、1.67、2.33 mm/min分别降3次雨）对崩积体30°坡面（5m×1 m）细沟侵蚀产沙过程及发育形态特征的影响。结果表明：1）1.00 mm/min降雨强度条件下,3次降雨的后期产沙过程趋于一致,而1.67和2.33 mm/min降雨强度条件下,前2次降雨后期产沙过程趋于一致,但第3次降雨后期产沙率急剧增大;2）各降雨强度条件下,沟头溯源作用、细沟平均宽度及深度随着降雨场次的增加而增加;3）不同降雨强度条件下的细沟特征存在差异,1.00和1.67 mm/min降雨强度时,随着降雨场次的增加,坡面的细沟数及细沟密度增加,宽深比减小,但在2.33 mm/min降雨强度条件下的结果恰好相反;4）各降雨强度条件下细沟侵蚀量及其增加幅度均增大,细沟侵蚀愈剧烈。     

中国省域耕地生态破坏与农业经济增长的脱钩效应

[目的]研究中国省域耕地生态破坏与农业经济增长的脱钩效应,为深入了解耕地生态与农业经济的协调发展状况奠定基础。[方法]运用2011—2020年中国31个省份的面板数据,从耕地生态破坏程度入手,采用熵权法、TOPSIS法对各省域耕地生态破坏程度进行评价分析。并在此基础上引入Tapio脱钩模型,深入研究中国省域耕地生态破坏与农业经济增长的脱钩效应。[结果]在初期,中国各省域农业经济增长多以牺牲耕地生态健康为代价。不同地区之间的耕地生态破坏与农业经济增长之间变化存在一定的差异。上海、浙江、西藏、重庆、福建等地区耕地生态破坏与农业经济增长发展协调性较高,其中上海一直以来均处于强脱钩理想状态,西藏、重庆、福建、浙江一直处于脱钩状态未出现负脱钩效应。就整体而言,绝大部分省域耕地破坏与农业经济增长的协调性逐渐增强,但部分地区不协调问题较为突出,需要尽快整顿。青海、湖南、新疆5次出现负脱钩状态,云南、河南、甘肃3次出现负脱钩状态。[结论]未来需要进一步促进耕地生态与农业经济的协调发展,牢牢守住耕地生态红线,扎实有效推进耕地保护工作。     

辽宁省侵蚀沟发育特性及地形分异特征

在不同层面对研究区数字高程模型(DEM)重分级,探讨地形因素对侵蚀沟发育的影响。以第一次全国水利普查侵蚀沟普查成果(2010年)与辽宁省第五次土壤侵蚀普查侵蚀沟普查成果(2015年)获取侵蚀沟分布数据,基于1∶50 000DEM获取侵蚀沟高程、坡度、坡向、坡长和空间分异特征。在地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术的支持下,分析辽宁省侵蚀沟发育特性与地形分异特征。结果表明:5年间研究区侵蚀沟密度增加0.02km/km~2,侵蚀沟高发区主要集中在辽西;70%以上区域密度变化值50m/km~2,大部分处于微度增加区;高程在325~350m时密度变化值最大;坡向上南坡、西南坡为密度变化高值区;坡度在1.5°~15°时密度变化曲线呈抛物线形,1.5°和15°时无明显变化;坡长在600~800m时密度变化值最大,坡长1 000m时密度变化值无明显差异。     

南方红壤丘陵区水土流失现状与综合治理对策

在南方红壤区水土流失与生态安全综合科学考察的基础上,分析南方红壤丘陵区水土流失现状、特点、成因、危害以及近50年来的演变趋势。结果表明：南方红壤考察区目前有水土流失面积13．12万km^2,占红壤考察区土地面积的15．06％。近50年来,南方8省的水土流失面积在1985年前呈增加趋势,1985年以后呈现递减趋势。针对水土流失的特点与危害,提出水土流失治理的综合治理对策。认为：《中华人民共和国水土保持法》是水土流失综合治理的根本保证;科学规划、分区治理、实施战略性推进是综合治理的前提,推行生态补偿机制、实施重大工程是综合治理的契机;水土保持科技进步是综合防治水土流失的催化剂。     

华南活动崩岗崩壁土体裂隙发育规律试验研究

为了研究崩壁裂隙发育对崩壁稳定性的影响,试验采集了广东德庆崩岗侵蚀区的崩壁不同部位土样,对其进行脱湿作用下的裂隙发育演变规律室内试验研究,试验中采用烘干法模拟脱湿过程,在脱湿过程中,定时定位对土样进行称重、拍照,以记录裂隙发育情况,利用ArcGIS软件对裂隙照片进行矢量化处理,提取裂隙的各种几何要素,进行裂隙度计算来分析裂隙发育情况。结果表明:不同部位土体裂隙发育程度达到相对稳定时的土壤含水量和时间不同,其中崩壁顶部（B₁）土体最先产生裂隙和达到稳定状态,其次是中部（B₂）,最后是下部（B₃）;不同崩壁土体的裂隙面积密度、长度密度和连通性指数都随着含水率的减少而增大,达到最大值之后保持稳定,变化趋势一致。正是由于崩壁土体裂隙的发育程度不一,在到达稳定的时间和含水量的不同,从而导致崩壁土体各部位受力不均,土体强度产生差异,从而最终导致在雨季崩壁失稳而发生崩岗。     

南方花岗岩红壤典型区土壤有机质的空间变异特征

 通过野外实地调查与室内试验,以长汀县为研究区,在GIS的支持下,运用地统计学方法分析南方花岗岩红壤典型区表层土壤有机质的空间变异特征。结果表明:研究区土壤有机质质量分数总体水平中等并具有中等的空间相关性,平均为2.73%;变异系数为72.73%,属中等变异;由空间自相关部分引起的空间变异性程度较大,C0/(C0+C)值为47.13%,变程为21.48km;在空间分布上呈现四周高中间低的分布特征,在中部地区形成连片的低值区,西部有机质质量分数整体较高,存在最高值。研究成果可为南方花岗岩红壤侵蚀退化地的生态恢复与重建提供参考。     

红壤裸露坡地次降雨土壤侵蚀规律

揭示红壤裸露坡地次降雨土壤侵蚀规律可为红壤坡地水土流失防治和水土保持效益评价提供科学依据。该文基于典型红壤区裸露坡地试验小区134场次降雨气象、水文观测资料,选取雨量、历时和雨强为特征指标,综合采用快速聚类和判别聚类,划分确定出3种雨型:A雨型(高频次、短历时、小雨量、大雨强),B雨型(中频次、中历时、中雨量、中雨强)和C雨型(低频次、长历时、大雨量、小雨强)。其中,A雨型是造成红壤裸露坡地土壤侵蚀的主要降雨类型。通过Pearson相关分析和Mann-Kendall检验表明,红壤裸露坡地土壤侵蚀主要受雨强和雨量共同影响,雨强的指标中以最大30 min雨强与其关系最为密切,是导致土壤侵蚀变化的直接因素,雨量则通过改变雨强产生一定的间接影响。土壤侵蚀强度随最大30 min雨强增大过程中,在15 mm/h处存在明显转折,最大30 min雨强小于该值前,侵蚀强度呈缓慢增大,大于该值后,侵蚀强度快速增大。土壤侵蚀与雨量整体呈同步增大,但不同雨型的单位雨量侵蚀能力表现为A雨型B雨型C雨型。在排除前期降雨影响的前提下,利用数理统计方法建立了南方红壤裸露坡地次降雨土壤侵蚀强度与雨量和最大30 min雨强的幂函数统计关系,用于3类雨型下的侵蚀预报时整体精度较好,且更适于短历时暴雨。以上研究将为深入揭示红壤坡地土壤侵蚀规律和构建预报模型提供有益参考。