坡面侵蚀研究现状及展望

坡面侵蚀研究现状及展望杨建英；赵廷宁（北京林业大学研究生部）（北京林业大学水土保持学院）土壤侵蚀系指地球陆地表面的土壤、成土、母质及岩石碎屑等，在水力、风力、重力和冻融等外营力作用下，发生各种形式的剥蚀、搬运和再堆积的过程，地球上除永冻区外，地表都遭...     

利用REE示踪技术研究次降雨坡面侵蚀

 在室内设立坡面小区,分区布设不同的稀土氧化物,通过人工模拟降雨,定量研究次降雨条件下坡面侵蚀的演变过程,讨论了REE示踪技术对研究坡面侵蚀的可行性。结果表明,REE示踪技术对定量研究土壤侵蚀具有较高的精确度,其对侵蚀量的监测误差<13.5%;降雨前期,片蚀与细沟侵蚀发育程度基本相当,其侵蚀平均加速度、平均侵蚀率之比分别为1∶1.4和1∶2.4;后期细沟侵蚀占据坡面侵蚀的主导地位,其侵蚀平均加速度和平均侵蚀率分别是片蚀的15倍和9倍;试验结束,细沟侵蚀占据坡面总侵蚀的90%;坡面下1/3区域为侵蚀活跃带。     

激光微地貌扫描仪的开发研制及在坡面侵蚀研究应用初步

利用光线的反射与聚焦成象原理，将地表高程转换成不同物象点位置的电信号，再经计算机处理成数字高程模型，即形成用于获取地表糙度数字高程模型的激光激地貌扫描仪。实验测量得到；在相同初始条件下，不同坡度土槽放水和降雨实验后地表形态的数字地形模型。通过侵蚀地表形态的分析，得出坡度对坡面侵蚀及沟蚀影响的某些初步规律。     

黄麻土工布控制红壤坡面侵蚀的研究

采用长期室外径流观测和人工模拟降雨的方法,在第四纪红色粘土母质发育的红壤上进行黄麻土工布保持水土的研究,结果表明：黄麻土工布具有很好的水土保持效果,能推迟初始产流时间,减少径流,防止沟蚀产生,与裸地相比,保水效益高达７５％,保土效益达９９％。黄麻土工布覆盖并结合营造植物,可更提高水土保持的持续效果。     

秸秆覆盖对坡面径流及土壤流失影响的研究

采用室内和野外试验相结合的方法,研究了秸秆覆盖对黄土残塬沟壑区坡耕地径流和土壤侵蚀的影响。结果表明：秸秆覆盖具有阻延流速（可达６－２５ｃｍ／ｓ）和增加糙率（可增加０．０２－０．０３）的功能,能够延缓起流时间,降低洪峰流量和沙峰值,减少泥沙含量和控制土壤侵蚀（可减少５０％－８０％）,但其效果随坡度的增加而减弱,随覆盖的厚度增加而增加。     

黄土坡地不同利用方式土壤侵蚀模型研究

利用土壤侵蚀定位土芯Eu示踪新方法所获得的大量的侵蚀及其因子实测数据 ,建立黄土坡地不同土地利用方式下土壤侵蚀空间分异和坡面侵蚀预测模型。模型可操作性强 ,所需因子数据用常规方法即可获得 ,因而可用来预测不同土地利用方式下土壤侵蚀的空间分布和坡面侵蚀。     

径流功率理论在黄土坡面侵蚀产沙计算中的应用

介绍了径流侵蚀产沙功率理论的基本原理,并应用这一理论对放水冲刷试验中不同坡度和流量条件下的侵蚀产沙特征进行了分析和比较。结果表明,当坡度为3~°27°时,单位径流的侵蚀功率随坡度的增加而增大;当坡度增加到27°时,单位径流功率达到最大值,而后随着坡度的继续增加,单位径流功率有所减少。实测数据和据单位径流侵蚀功率理论计算的坡面单宽径流侵蚀产沙量表现出了相似的变化规律,两者都随坡度的增加呈抛物线变化,坡面单宽径流侵蚀产沙量的最大值都出现在21°左右,且二者之间具有良好的线性关系。说明径流功率理论可以较好地应用于坡面单宽径流侵蚀产沙量的计算。     

干旱半干旱区坡面覆被格局的水土流失效应研究进展

植被恢复与建设是控制水土流失的重要措施.在干旱半干旱地区,植被在空间上的分布呈现离散特征,在坡面上形成的裸地-植被镶嵌和植被条带分布等覆被格局对水土流失过程具有重要影响.覆被格局与水土流失关系研究是景观生态学格局与过程研究的重要内容.从植被斑块、坡面覆被格局对水土流失的影响与耦合覆被格局与水土流失的手段和方法三个方面对国内外相关研究进行总结分析.从中发现,植被类型、层次结构和形态特征是植被斑块尺度上影响径流泥沙的关键因素;不同覆被类型的产流产沙特征与覆被格局的准确描述是研究覆被格局水土流失效应的重要基础;坡面覆被格局对水土流失的影响关键在于其改变了径流泥沙运移和汇集的连续性,应重点关注径流泥沙源汇区的连通性和空间分布在水土流失中的作用;以坡面的精确覆被制图为基础,建立基于水土流失过程的覆被格局指数和耦合格局信息的径流与侵蚀模型是定量研究覆被格局影响的有效手段.今后应加强以下研究:以动态系统的观点研究覆被格局的变化对水土流失的影响,系统理解覆被格局与水土流失之间的相互联系与反馈机制,探讨两者间动态关系随尺度变化的规律性并发展尺度上推方法;构建过程意义明确且简单实用的格局指数,将覆被格局与水土流失过程有机联系起来;发展覆被格局的动态信息与产流产沙过程相结合的水文模型,加强对格局与径流泥沙反馈系统的耦合,建立真正意义上的覆被格局-水土流失过程耦合模型.     

REEs示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用

近年来,随着示踪技术在土壤侵蚀研究中的广泛应用,稀土元素示踪技术(REEs Tracer Method)已被公认为理想的土壤侵蚀示踪法。与传统的研究方法相比较,REEs示踪技术能够定量监测坡面侵蚀形态的时空演变过程,分析坡面侵蚀分布规律。同时,REEs示踪技术也为确定泥沙来源、评估土壤侵蚀与泥沙治理措施提供了帮助。分析了REEs示踪技术在土壤侵蚀研究中的可行性以及取得的成果,并对其在土壤侵蚀研究中的不足进行分析。     

地表糙度的量测方法及对坡面径流和侵蚀的影响

通过室内试验及野外量测,提出了野外实用可靠的地表糙度量测方法,通过室内对不同糙度下地表径流及侵蚀过程的观测,研究了糙度对坡面径流的水流形态、流速、径流量及侵蚀量的影响规律,从而得出,糙度对侵蚀过程的影响较大,尤以对径流量及侵蚀量影响为甚,是土壤侵蚀预报中一个不容忽视的因子,将其引入有利于提高预报精度。     

国外土壤侵蚀模型发展研究

以国外土壤侵蚀模型的发展情况为研究对象,将国外土壤侵蚀模型的发展按照研究重点的不同分为3个阶段,分别为土壤侵蚀量与单因子间关系的研究阶段、土壤侵蚀物理过程模型研究阶段和3S技术与土壤侵蚀模型相结合的研究阶段。并从3个发展阶段对国外土壤侵蚀模型的发展进行了阐述。     

水土流失机理与模型研究进展

水土流失的本质是引起土壤理化性质变坏、肥力下降和土地利用率降低。它不仅造成土地资源破坏、土壤严重退化、水旱灾害频繁、生态环境恶化和失衡，而且直接威胁着人类的生存与发展。分别就土壤侵蚀机理与模型、土壤养分流失机理与模型及径流流失机理与模型等三个方面作了简单回顾与概述。一方面是对国内外的水土流失研究背景和进展状况有个大概了解，另一方面也更有助于今后水土流失研究工作的开展，为进一步制定水土保持方案和指导水土保持措施配置提供有力依据。     

不同土壤颗粒组成在水蚀过程中的流失规律

研究结果表明，土壤有机质和全氮与〈１０μｍ土壤颗粒相关系数分别为０．６３１４和０．６７５０，与〈１μｍ粘粒的相关系数分别达到０．７２５４和０．７３２９；有机质和全氮在泥沙中的富集现象主要由侵蚀泥沙〈１μｍ粘粒富集造成；坡度与侵蚀泥沙粘粒、有机质和全氮的富集率的相关系数分别为－０．９８３２、－０．９３９５和－０．８１４６。     

微型小区在石漠化地区水土流失监测中的应用

为深入研究石漠化地区水土流失机理,在大型试验条件不具备的地区,应用微型小区进行试验性观测.结果表明:1)土壤含水量:林地＜10°坡耕地＜5°坡耕地＜坡改梯地;2)径流量:林地＜坡改梯地＜5°坡耕地＜10°坡耕地;3)3种农耕地均表现随坡度增加,侵蚀泥沙量增大;4)不同季节农作物种类不同、长势不同形成不同的植被覆盖,对该地的水土保持有较大的正面作用.     

草篱对坡耕地水土流失和土壤养分的影响

[目的]研究不同草篱对坡耕地水土流失和土壤养分的影响。[方法]采用人工模拟降雨法研究狼尾草和野古草2种草篱对坡耕地水土流失和土壤养分的影响。[结果]与对照相比,在坡耕地上狼尾草的水土保持效果优于野古草,平均减少地表径流52%,减少土壤侵蚀量为76%。在0~60 cm土壤中野古草和狼尾草处理的铵态氮含量接近,均超过对照;0~100 cm土壤中野古草处理的硝态氮和速效磷的平均含量分别为11.51和5.30 mg/kg,均显著高于狼尾草和对照处理;各处理土壤各层次全量养分含量随土壤深度增加而降低,但差异不大。草篱对土壤各层次全量养分含量的影响不明显,但对土壤速效养分含量及其分布的影响显著。[结论]草篱能有效地减少坡耕地地表径流和土壤侵蚀量。     

基于GIS技术的黄前水库流域水土流失评价

在GIS技术基础上采用修正的通用土壤流失方程RUSLE作为评价模型,计算了黄前水库流域土壤侵蚀量,并结合土壤侵蚀强度分级标准,对流域土壤侵蚀强度进行了分级。利用GIS的叠置分析功能,定量分析了土壤侵蚀与坡度和土地利用类型之间的关系,并提出了相关的水土流失治理措施。结果表明:黄前水库流域土壤侵蚀模数为41.03 t/(hm2.a),属中度侵蚀区,年水土流失量1.33万t。流域土壤侵蚀模数与坡度呈显著正相关,不同土地利用类型的土壤侵蚀模数由大到小依次为:园地、草地、耕地、建设用地和林地。     

输变电建设水土流失特点与水土保持监测

总结了四川省境内的4个输变电工程水土保持方案,分析表明在不同地形区域修建输变电工程所引起的水土流失程度不同,同个输变电项目中不同建设阶段水土流失程度也不同.根据输变电项目建设水土流失规律,针对水土流失特点设置水土保持监测点,最大程度地发挥水土保持效果.     

海南高速公路水土保持损益分析

以海南3条高速公路为例,通过水土流失影响指数。对3条公路的水土流失影响进行了定量分析。结果表明,3条高速公路的SWII值表现为0．227（文琼）〈0．289（中线）〈0．310（横线）,横线、中线的SWII值大于平均值（0．2743）,文琼小于平均值。考虑到地形因子对SWII的影响,建议在SWII统计中增加地形因子修正系数。     

保持耕作技术对旱区坡耕地水土流失的影响

研究了保持耕作技术对治理旱区坡耕地水土流失的作用,表明高留茬深松技术可以减少降雨中的产流次数及径流量,大幅度降低径流量中NO_3~--N的浓度及流失量,在土壤侵蚀中氮和钾具有养分富集作用,而磷的流失仅与流失的土壤总量有关。     

关于我国水土保持事业发展的思考

从我国水土保持现状出发,分析了新时期水土保持工作的指导思想及特点,探讨我国水土保持事业发展过程中面临的主要问题,并提出相应对策,以期为我国新时期的水土保持工作提供理论指导。