非点源污染模型研究进展

水域环境中非点源污染日益严重,其管理和控制越来越受到人们的重视.非点源污染模型作为描述和评价非点源污染的有效工具,是目前研究的热点.本文概述了非点源污染模型的发展过程,介绍了EPIC、SWAT、HSPF、AGNPS、DWSM等常见模型及其应用,并探讨了目前非点源污染模型研究中存在的问题及未来的发展方向.     

国内外遥感技术在非点源污染模拟中的应用

综述了遥感技术在土壤类型和性质、植被类型和性质、水文气象以及土地利用等直接影响非点源污染产生的因素中的应用,以期为模型模拟与遥感技术联合研究非点源污染提供借鉴。     

GIS在农业非点源污染研究中的应用

结合国内外GIS在农业非点源污染研究中的利用现状和实例 ,分析了GIS在农业非点源污染研究中应用的必要性 ,阐述了其应用的基本方法和形式并介绍了应用现状 ,探讨了GIS在此领域应用的未来发展趋势。     

农业非点源污染模型研究与应用进展

在阐述农业非点源污染的概念、危害和特征的基础上,分析了国内外目前农业非点源污染模型研究的特点,指出以元胞自动机为代表的时空动态模拟模型已经在农业非点源污染的研究中展现出强大的生命力,可以认为是农业非点源污染模型研究的第四个阶段.最后总结了现有农业非点源污染模型的不足之处及未来的发展方向.     

土地利用关系法在非点源污染负荷预测中的应用

流域土地利用与非点源污染之间的关系非常密切。当流域内降雨特性近似时,基于土地利用类型－污染物负荷相关性的土地利用相关法很适合我国有限资料条件下的污染负荷预测。分析了土地利用关系法的基本原理和方法,结合在陕西黑河水库的应用实例,结果表明这种方法具有结构简单、应用方便的特点,适宜预测土地利用变化后的非点源污染负荷。     

农业非点源污染研究进展

针对点源污染虽已得到有效治理,但农业非点源污染已成为全球突出的环境问题的现状,在分析国内外农业非点源污染的严峻形势的基础上,着重从当前农业非点源污染研究中的农业非点源污染定量模型研究、农业非点源污染的农户经营行为研究、农业非点源污染的环境经济学研究和农业非点源污染的控制与管理战略研究4个方面进行了阐述,并指出当前我国控制农业非点源污染所面临的困境,最后对未来我国农业非点源污染的研究发展前景进行了展望。     

基于SWAT模型的水库型水源地非点源污染模拟分析

月塘水库为仪征市应急备用水源地,流域内农业为主要产业,由农业活动产生的非点源污染也成为该水库污染物的主要来源。选择总氮(TN)、总磷(TP)作为污染物代表指标,构建SWAT模型,模拟月塘水库流域2008—2018年月尺度下径流、TN、TP的入库量,以及年尺度下TN、TP负荷的空间分布,结合区域农业管理分析,结果表明：入库径流量与TN、TP峰值出现在汛期;流域上游氮、磷负荷弱于下游,关键污染源区主要为集中于水库周边以耕地为主的区域;水量调度会影响模拟精度,自然-人工水循环耦合是该模型的改进方向。     

应用输出系数模型估算长江上游非点源污染负荷

本文在已有研究的基础上,利用输出系数模型,对2000年长江上游的非点源污染进行了空间模拟和负荷估算.模拟结果表明,在不考虑流域损失的情况下,2000年长江上游的TN负荷为194.737万t,TP负荷为8.365万t.就省份和水系二者而言,四川省以及金沙江水系和嘉陵江水系对长江上游的非点源污染贡献较大.就负荷强度而言,重庆市和嘉陵江水系单位面积的非点源污染负荷最高,应是今后重点治理地区.     

非点源污染下湖泊水体污染状况的动态演化

建立非点源污染下湖泊水体污染状况的动态演化模型,揭示流入湖泊污染物与湖泊污染浓度的内在约束关系。结果表明,非点源污染物以平均值K流入湖泊时,湖水污染浓度的变化速率只依赖于湖水的保留时间,湖水污染浓度最终演化趋势趋于K;湖泊水体污染浓度随时间的演化存在指数变化关系,非点源污染物大于湖泊自身污染浓度时,湖泊污染浓度将随时间而增加,反之,浓度将逐渐减少;非点源污染物得到逐步控制时,湖水污染浓度最终趋于0;当注入湖泊水流无污染时,湖泊水体处于自净化状态,测算出的鄱阳湖、洞庭湖、太湖、滇池、巢湖、洪泽湖污染物浓度降低50%所需时间分别为384、147、136、422、207、161d。     

流域土壤侵蚀研究方法与预报模型的发展

土壤侵蚀模型研究一直是土壤侵蚀学科的前沿领域和指导水土保持措施配置的有效手段。文章介绍了国内外常用的土壤侵蚀的研究方法和基本的土壤侵蚀模型,从而概述了目前国内外土壤侵蚀的研究手段和模型的发展进程,并指出了我国近期土壤侵蚀研究重点。     

基于侵蚀针和近景摄影测量的侵蚀速率测定方法试验研究

为探究一种精度高、操作简便,成本低、易便携的土壤侵蚀速率测量方法和设备,采用近景摄影测量的直接线性变换处理技术,实现了侵蚀针土壤侵蚀速率测量法的非接触性快速测量。2008年10月在人工模拟降雨条件下对该方法的测量精度进行了检验,并对该方法的推广应用进行了讨论。结果表明:该方法的测量侵蚀针出露高度的精度可达到96.73%以上。土壤侵蚀量趋于稳定后,其解算值与实测值间的误差率将稳定在4%～5%之间,该方法测量土壤侵蚀量的精度可达到92.77%以上。     

Modelling and mapping soil erosion potential in China

Soil erosion is an important environmental threat in China.However,quantitative estimates of soil erosion in China have rarely been reported in the literature.In this study,soil loss potential in China was estimated by integrating satellite images,field samples,and ground observations based on the Revised Universal Soil Loss Equation(RUSLE).The rainfall erosivity factor was estimated from merged rainfall data using Collocated CoKriging(ColCOK)and downscaled by geographically weighted regression(GWR).The Random Forest(RF)regression approach was used as a tool for understanding and predicting the relationship between the soil erodibility factor and a set of environment factors.Our results show that the average erosion rate in China is 1.44 t ha~(–1) yr~(–1).More than 60%of the territory in China is influenced by soil erosion limitedly,with an average potential erosion rate less than 0.1 t ha~(–1) yr~(–1).Other unused land and other forested woodlands showed the highest erosion risk.Our estimates are comparable to those of runoff plot studies.Our results provide a useful tool for soil loss assessments and ecological environment protections.     

赣南地区侵蚀地形因子研究

【目的】研究南方红壤区水土流失非常严重地区的土壤侵蚀地形因子,旨在为水土流失治理提供参考。【方法】以赣南地区为典型样区,将该地区1∶10万图幅及其周边的16个1∶5万图幅拼接,然后用1∶10万图幅向外扩展5km后重新切割的范围作为数据处理的单元,基于Hc-DEM提取地形因子,用50m×50m的邻域窗口对坡度进行均值滤波,将赣南地区划分为平原(包括盆地及周边缓坡丘陵)、典型丘陵、山地3种地貌类型区,对这3种地貌类型区的坡度、坡长、坡度-坡长因子(Length-Slope factor,LS)的宏观和微观格局进行分析,研究地形因子与土壤侵蚀的关系。【结果】在宏观尺度上,平原的坡度和LS因子均最小,典型丘陵次之,山地最大;平原和典型丘陵区坡长较小,而在山地较大。在微观格局上,坡度表现出与地形连续变化相适应的特性;坡长在典型丘陵和山地反映出与提取算法有关的、类似流域单元的图式;LS受坡度和坡长的共同影响,整体上与坡度的分布一致。地形因子与土壤侵蚀的关系表现为,随着侵蚀强度的增加,坡度、坡长和LS因子均呈增加趋势。【结论】在南方红壤区水土流失非常严重地区,地形属性(坡度、坡长)和LS对土壤侵蚀影响明显。     

黑龙江省低山丘陵区水保措施减蚀效应研究

黑龙江省低山丘陵区土壤贫瘠,农业生产活动剧烈,加之降雨多以夏季暴雨为主,造成了该地区严重的土壤侵蚀现象。文章通过对宾县三岔河小流域7个试验小区径流和产沙观测资料的分析,总结得出不同水保措施下的水土保持效益,为合理安排耕作方式提供参考。     

陕西省丹汉江流域土壤侵蚀经济损失分析

【目的】分析陕西省丹汉江流域土壤侵蚀的经济损失,为水土流失状况评价提供参考。【方法】利用环境经济学的原理,采用市场价值法、机会成本法和影子工程法等,结合最新调查数据,对陕西省丹汉江流域土壤侵蚀造成的经济损失进行估算。【结果】陕西省丹汉江流域每年土壤侵蚀经济损失为112.884亿元。土壤养分流失损失、土壤水分流失损失、土地废弃损失和泥沙滞留、淤积损失分别占96.028%,0.589%,1.528%和1.855%。单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失为42.97万元/km2。各市单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失大小依次为安康市>商洛市>汉中市>宝鸡市>西安市。强度损失的县(区)主要集中在2个区域,即汉江源头的宁强县、略阳县和汉江中游的安康市大部及丹江上游的镇安县、山阳县。【结论】单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失与土壤侵蚀模数之间具有显著相关性,可以作为评价水土流失状况的一个直观、重要的指标。     

黑龙江省水土流失现状及防治对策研究

水土流失与沙漠化、环境污染并称为当今世界的三大公害和三大环境问题,严重影响人类的生存和发展,已引起世界各国的广泛关注和普遍重视。文章通过对黑龙江省水土流失现状的调查,阐明其对生产生活带来的危害,分析水土流失产生的成因,并根据黑龙江省水土流失特点,因地制宜地提出适合于黑龙江省水土流失的防治对策。     

联合径流侵蚀功率与连通性指数识别流域侵蚀对植被恢复的响应

为识别植被恢复流域侵蚀变化过程,本研究构建了包含RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)、IC(Index of Connectivity)和基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)的径流侵蚀功率方程所构成的侵蚀过程识别模型方法框架,以探究延河流域侵蚀过程的变化及对植被恢复的响应特征。结果表明：延河流域侵蚀情况总体持续向好,1985—2000年间多个年份的流域平均侵蚀模数超过80 t·hm^-2·a^-1,而在2015年左右下降至10～30 t·hm^-2·a^-1,植被恢复造成了流域侵蚀的动态变化,两者呈负相关的年际变化趋势,表明植被增加在较大程度上抑制了土壤侵蚀。径流侵蚀功率时空变异性较大,最大值从1985年的13.28×10^-4m⁴·s^-1·km^-2下降至2020年的4.40×10^-4m⁴·...     

示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用

示踪技术在研究土地退化状况、土壤资源可持续利用、土壤侵蚀等方面具有重要的应用价值。文章介绍了放射性物质示踪、稀土元素示踪、磁性示踪等3种主要示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用概况,重点综述放射性单核素（^187Cs、^7Be）示踪技术、放射性离子示踪技术和复合核素示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用进展,最后结合示踪技术在土壤侵蚀研究中的特点,对其今后的发展方向和应用前景作了展望,即多核素示踪技术的应用将成为土壤侵蚀研究的一大重点;3S技术与示踪技术的有机结合,将为区域水土流失快速评价提供一条有效途径。     

宁南黄土丘陵区坡耕地土壤侵蚀对土地生产力影响研究

坡耕地土壤侵蚀对土地生产力的影响表现在多方面 .该文运用模拟侵蚀方法 ,对宁夏西吉县黄土丘陵区坡耕地表层土壤发生不同程度侵蚀后 ,表土养分流失、作物产量和生物量下降的状况进行了定量测试分析 .结果显示 :①耕作层 (0～ 2 0cm)土壤肥力指标有机质、全N、碱解N、全P分别比下层土壤 (2 0～ 6 0cm)高 14 2 % ,12 0 % ,37 3%和 9 2 % ,且流失土壤的养分富集现象明显 .②种植春小麦和豌豆的坡耕地 ,每流失 1cm表土 ,产量分别下降 1 9%～ 3 1%和 2 0 %～ 2 6 % ,而马铃薯和胡麻产量分别降低 0 9%～ 1 0 %和 0 9%～ 1 5 % .③发生强度和剧烈侵蚀的坡耕地 ,每年农作物产量下降幅度为 0 35 %～ 1 76 %和 1 0 7%～ 3 36 % .