西南喀斯特二元结构下土壤流失研究进展(英文)

系统梳理了西南喀斯特二元结构下土壤流失的研究进展,结果表明喀斯特山区土壤侵蚀研究总体起步晚,基础研究落后,已有研究成果多集中在地表侵蚀现状、成因、治理措施等方面。喀斯特二元结构背景下存在地下土壤流失的观点已经得到多数学者的认可,然而受限于研究技术方法 ,缺乏观测数据,地下流失途径、流失量及其危害仍不清楚。因此,寻求必要的技术手段,从流失途径和过程开展野外观测是今后喀斯特二元结构下土壤流失研究的重点。     

雨强和地下孔（裂）隙度对喀斯特坡耕地养分流失的影响

【目的】研究不同降雨强度和地下孔（裂）隙下,喀斯特区坡耕地表和地下土壤养分流失途径及流失规律,为喀斯特坡耕地土壤养分流失控制和农业面源污染防治提供理论依据。【方法】以喀斯特区坡度为15°的坡耕地为研究对象,通过模拟其地表形态和地下孔（裂）隙特征,设置不同雨强（30、50、70、90 mm·h^-1）和地下孔（裂）隙度（1%、3%、5%）交叉试验共36场降雨,探索喀斯特坡耕地地表和地下养分流失特征。【结果】（1）雨强对喀斯特区坡耕地产流产沙影响显著（P<0.05）,地表、地下产流产沙量随雨强增大而增加,其产流产沙从地下过渡到地上的临界雨强可能在30—50 mm·h^-1;随地下孔（裂）隙度增大,地下产流产沙量增加,地表呈相反的规律。（2）喀斯特坡耕地径流养分主要通过地表流失,小雨强下通过地下孔（裂）隙流失;径流中全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）流失量和流失模数均随雨强增大而上升,雨强对各径流养分流失浓度影响不明显。地表养分流失量和流失模数随地下孔（裂）隙度增加而下降,地下反之。地下孔（裂）隙度的增加使地下径流养分流失占比逐渐增加。（3）养分会通过附着于泥沙流失,其中以地表泥沙流失为主。地表、地下各泥沙养分平均流失浓度、流失量和流失模数均随降雨强度增大而增加,其中TK流失平均浓度和流失量在不同雨强下显著高于TN和TP。同雨强下,地表泥沙各养分平均流失浓度、流失量和流失模数随孔（裂）隙度增加呈减小趋势,地下反之,但流失量从地表为主到地表与地下二者并重。（4）相关性分析表明,降雨强度与径流和泥沙流失量均呈现显著正相关关系,雨强对各养分径流的影响高于泥沙,地表径流受雨强影响最大。地下孔（裂）隙度对泥沙养分流失量的影响高于径流,而泥沙养分中地下泥沙养分流失量受其影响较大。【结论】喀斯特坡耕地养分主要通过地表流失,但地下孔（裂）隙对养分流失的影响不容忽视。在坡耕地养分流失防治上,地表通过增加植被覆盖度和添加枯落物等方式减缓坡耕地产流产沙量,地下通过植被根系固定土壤,防止养分通过孔（裂）隙向地下渗漏进而达到减少坡耕地土壤养分流失。     

喀斯特石灰岩产状地下生境的土壤质量

为揭示喀斯特石灰岩地下生境的土壤质量差异,选择基于喀斯特石灰岩的3种不同典型地下生境类型样地(石灰岩低倾产状地下生境、石灰岩中倾产状地下生境、石灰岩高倾产状地下生境)的土壤为研究对象,测定不同类型样地土壤的物理、化学及生物学指标,计算土壤质量综合指数,对其土壤质量进行综合评价。结果表明,不同石灰岩地下生境类型及其不同层次的土壤指标值差异显著,层次性明显,土壤质量均表现为表层>中层>下层;不同类型的土壤质量存在差异,石灰岩低倾产状生境最好,中倾生境次之,高倾生境最差。     

不同耕作方式和雨强对紫色土养分流失的影响

 【目的】揭示紫色土地区坡耕地常用农耕措施在不同雨强条件下对土壤养分流失途径及流失量的影响规律，为紫色土坡耕地培肥及养分流失治理提供理论依据。【方法】本研究采用两因素、三水平、三重复随机区组试验，利用人工降雨装置模拟3种不同强度的降雨，采用模拟径流小区观测地表径流量、壤中流量、泥沙侵蚀量及取样分析养分流失量。【结果】在耕作方式相同时，雨强越大，地表径流量越大，地下径流量减少，总径流量增加，不利于土壤保蓄雨水和含水量的提高。在相同雨强条件下，平作的地表径流量最大，土壤侵蚀也最剧烈。横坡垄作在中小雨强条件下控制地表径流和侵蚀的效果非常明显，但在大雨强条件下，控制径流和泥沙的效果减弱; 横坡垄作有增加地下径流和氮流失量的趋势。在本试验条件下，约1%的化肥氮（速效氮）被雨水淋洗出土体并排放到环境中；而速效磷的流失量只占化肥磷的万分之三至万分之十，流失量很小。【结论】紫色土坡耕地磷素流失的载体是泥沙，流失量更易受雨强的影响，要控制磷的流失，首先应防止土壤侵蚀；横坡垄作能够有效控制土壤侵蚀，因此，也能较好控制磷流失。紫色土坡耕地氮流失载体在雨强较小时是径流，径流中又以地下径流为主，要控制氮流失，首先必须控制地下径流；传统的横坡垄作会加大地下径流量，也就加大了氮的流失。全面控制紫色土的氮、磷损失，必须采用控蚀耕作、增厚土层、提升土壤有机质等综合措施。     

甘肃省农田土壤地下淋溶氮磷流失系数测算初报

对甘肃省8个农田土壤地下淋溶监测点淋溶水中氮磷含量进行了测定分析,初步得出了甘肃省农田土壤地下淋溶氮、磷流失系数,总氮流失系数为0.19%～153.3%,总磷流失系数为0.0011%～0.32%。氮素在土壤中淋失量相对较大,磷素淋失量相对较小。常规处理淋溶条件下,总氮流失主要以硝态氮为主。     

喀斯特流域岩性对地表径流形态的影响——以花溪河流域为例

为了解喀斯特地区地层岩性对地表径流形态产生的影响,以花溪河流域为例,探讨研究提取出的实际河流、理论河流与花溪河流域岩性,从而对比得出喀斯特地区岩性对地表径流形态产生的影响。结果表明,实际的地表径流比提取的理论径流长度要短,造成这种数据差异的原因是喀斯特地区典型的岩溶作用与溶洞、地下河的共同作用使地表径流流失进入地下,且不同岩性下对地表径流形态产生的影响不同。     

喀斯特区两种岩性发育土壤入渗特征及其影响因素

为探究土壤理化性质和植物根系结构对喀斯特区白云岩和砂页岩发育土壤入渗特征的影响,本文以环江县典型喀斯特峰丛洼地小流域为研究对象,采用圆盘入渗仪（DJ-WS）进行4个压力水头（0、-3、-6和-9 cm）的土壤入渗实验,同时利用数字扫描仪测定根系结构指标,分析两种岩性不同土地利用发育的土壤入渗性能的差异以及影响土壤入渗的主控因素。结果表明：1）土壤稳定入渗率均随着压力水头的增大而增大,且白云岩大孔隙导水能力均强于砂页岩;2）砂页岩土壤根系结构指标均明显高于白云岩;3）白云岩土壤导水率均与有机质含量、总孔隙度、根系根长密度和根系体积密度呈现显著或极显著正相关;砂页岩土壤导水率均与有机质含量和总孔隙度呈现显著或极显著正相关,与大孔隙导水能力和根系结构指标存在显著正相关,与容重呈现显著负相关;逐步回归表明,白云岩发育土壤入渗受控于根系根长密度和根系体积密度,砂页岩发育土壤入渗受控于根系体积密度。综上,根系根长密度和根系体积密度是影响喀斯特区白云岩和砂页岩发育土壤入渗的主控因素。研究结果以期为深入认识喀斯特区水分入渗以及地下漏失提供新的研究思路与科学理论支撑。     

生态农业综合开发视角下的喀斯特石漠化地区可持续发展探讨 ——以贵州省兴义市拢岸科技推广项目为例

喀斯特石漠化地区具有特殊的地质地貌条件,岩石裸露,土壤由地表和地下双重空间流失,导致可利用土壤资源少、生态环境恶劣、人地矛盾尖锐、水资源匮乏、土壤贫瘠等一系列问题.将农业综合开发水土保持工作与旅游资源的发展结合起来,在水土保持基础上挖掘农业的旅游优势,结合地方特色,打造自给自足的休闲农业旅游,转变产业生产方式,寻找可持续发展之路,促进区域的可持续发展.     

土壤改良剂对喀斯特地区土壤养分水平运移的阻控效应

为筛选出一种或者组合材料作为喀斯特地区土壤改良剂,达到既能改良土壤,又能有效降低土壤养分流失的风险,研究了不同材料对溶液中养分的吸附特性以及室内模拟添加到喀斯特地区土壤后对土壤养分地表流失的影响。结果表明:9 900 g土、9 900 g土+3%甘蔗渣炭297 g、9 900 g土+3%玉米秸秆炭297 g、9 900 g土+3%甘蔗渣炭297 g+2%沸石198 g+2%粉煤灰198 g、9 900 g土+3%玉米秸秆炭297 g+2%沸石198 g+2%粉煤灰198 g处理硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾养分地表流失量之和分别为625.42、614.51、558.47、411.24、391.80 mg。所有实验处理均能降低养分地表流失总量,增加沸石及粉煤灰施用量有望进一步降低流失量。与对照相比,各处理均能减少总养分流失,增加沸石和粉煤灰的利用,有利于减少养分流失。养分吸附特征与养分种类和吸附材料直接相关。改良剂填充柱对养分的去除效果显示,沸石和粉煤灰组合表现出了较好的效果,有望降低喀斯特地区土壤养分经落水洞的流失。     

氮肥形态对坡耕地雨季土壤养分流失的影响

为了明确氮肥形态对土壤养分流失通量及途径的影响,采用随机区组试验设计,利用模拟径流小区观测的方法,研究在地膜覆盖与不覆盖情况下氮肥形态对坡耕地雨季土壤养分流失通量及途径的影响。研究结果表明:壤中流氮、磷和钾的流失量分别占总径流流失量的71.30%、6.36%和8.85%,说明磷和钾流失的主要途径是地表径流,而氮流失的主要途径是壤中流,地膜覆盖降低酰胺态氮肥和缓控释肥处理氮素流失量,其中酰胺态氮肥处理地膜覆盖较不覆盖壤中流氮流失浓度和径流氮素流失量分别降低40.40%和29.32%。在无覆盖条件下,各处理径流氮素流失顺序表现为:酰胺态氮肥>铵态氮肥>缓控释肥>硝态氮肥,施用硝态氮肥氮素流失量最低,较施用酰胺态氮肥氮素流失少40.86%。在地膜覆盖条件下,各处理径流中氮素流失顺序表现为:铵态氮肥>酰胺态氮肥>硝态氮肥>缓控释肥,施用缓控释肥氮素流失量最低,较施用铵态氮肥氮素流失少59.60%。结果表明在四川紫色丘陵区为了有效控制水土养分流失,在肥料形态的选择上,以无覆盖条件下施用硝态氮肥较好,以地膜覆盖条件下施用缓控释肥较好。     

基于GIS和RUSLE的土壤侵蚀量计算——以贵州省猫跳河流域为例

为了解西南喀斯特山区土壤侵蚀空间分布特征，该文以贵州省猫跳河流域为研究区，在GIS技术支撑下，应用修正的通用土壤流失方程（RUSLE）估算了研究区2002年现实土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量，得到了研究区现实土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量的空间分布特征，计算了各种土地利用类型的土壤保持能力，并对研究区土壤侵蚀防治措施进行了探讨.结果表明，研究区年均现实土壤侵蚀模数为28.70 t/（hm2·a），年均土壤流失量875.65×10.4 t/a，年均土壤保持量25 095.73×10.4 t/a.旱地的土壤保持能力最小，研究区进行水土流失防治除对25°以上的旱地实行退耕还林、裸岩荒地植树造林外，还应加强对6°～25°的旱地进行治理如坡改梯等.      

典型岩溶石山山坡土壤剖面水分分层性特征及其影响因素

[目的]揭示岩溶石山山坡土壤剖面水分的分层性及其与土壤理化性质间的相互关系,为我国南方岩溶地区石漠化治理、水土流失和岩溶水文过程等研究提供科学依据.[方法]选取典型岩溶石山山坡土壤剖面进行分层取样,结合统计分析方法,研究岩溶石山地区土壤水含量的垂向分布特征及其影响因素,分析土壤剖面水含量的分层特征.[结果]岩溶石山山坡土壤剖面水含量具有明显差异,变化范围为34.66%~47.10%,平均值为38.15%,土壤质量水含量的最大值出现在35 cm深处.相关性分析结果表明,土壤质量水含量与有机质含量呈显著正相关(P<0.05,下同),与pH呈显著负相关,与中值粒径相关性不显著(P>0.05);有机质通过改善土壤团聚体结构影响土壤质量水含量变化.土壤质量水含量及理化性质的变化具有分层性,地表至35 cm为表土层,35~85 cm为过渡层,85~115 cm为稳定层.[结论]岩溶石山地区土壤剖面水分具有明显的分层性,是土壤性质、结构特征、根系活动、水分运动、化学淋滤作用及基岩界面综合作用的结果,尤其应注意20~40 cm处植被根系活动及基岩界面对土壤剖面水分变化的影响.     

喀斯特洼地不同森林类型的坡面径流和土壤流失动态（摘要）（英文）

[目的]定位研究喀斯特洼地不同森林类型的坡面径流和侵蚀量变化。[方法]在喀斯特洼地底部建立雨量观测点,分别在不同森林类型建立径流场,定时定位观测主要指标变化。地表径流量于降雨期间的每日8：00、20：00观测;雨量点观测参见地面气象观测规范。泥沙量测定：在测量蓄水池水位后,将池水搅拌均匀,用量筒取1 000 ml,过滤、烘干、称重,并换算成1次降雨产生的径流悬移质量。土壤取样与相关指标测定参照森林土壤分析方法进行。[结果]不同森林类型地表径流呈单峰型,为2 ～11月,其中6 ～7月间有低谷;径流系数呈双峰型,分别为2 ～5月、7 ～9月;径流变动系数呈三峰型,分别为3 ～4月、7 ～8月、9 ～11月;泥沙浓度呈单峰型,为3 ～5月;侵蚀模数呈双峰型,为3 ～5月、6 ～8月。随着林木生长和植被层结构的发育,径流量呈逐年降低的趋势。不同森林类型径流量同相应的泥沙浓度呈正相关,径流量同相应降雨量和蒸发量的正相关达显著水平,泥沙浓度同相应降雨量和蒸发量的相关性不显著,趋势性明显。通过地表径流量和侵蚀模数拟合分析发现石漠化加剧了地表径流的不均匀性,增加了地表径流量和侵蚀模数。幼林地表土的渗透性小于森林地,不同森林类型表土的渗透性大于底土层。[结论]该研究可为喀斯特地区水土保持、石漠化治理的生物管理技术提供理论依据。     

川中丘陵区紫色土坡耕地土壤侵蚀特征

通过径流小区定位观测,研究了川中丘陵区坡耕地土壤侵蚀特征。结果表明,坡面径流量和土壤侵蚀量年际间存在差异;随着坡度的增加,坡面径流量和土壤侵蚀量呈增加的趋势。多元回归分析表明,降雨量与坡面径流深、土壤侵蚀量之间存在显著的线性关系;而降雨强度、降雨历时与土壤侵蚀量分别存在着显著的幂函数和二次函数关系。主成分分析表明,降雨量和降雨强度为坡耕地主要的土壤侵蚀因子,降雨历时对土壤侵蚀的贡献率随坡度的增加逐渐加强。     

喀斯特石漠化形成原因及植被恢复途径探讨

喀斯特石漠化是在人的干预下,喀斯特地区植被和土壤退化导致的结果。通过回顾国内外喀斯特石漠化研究情况,在分析喀斯特植被退化的自然因素和人为因素基础上,提出喀斯特石漠化植被恢复应该选择合适的树种、合适的造林方式和治理模式,分阶段人为促进封山育林,转移剩余劳动力,用可持续理论引导当地居民逐渐改变古老的生产和生活习惯。     

丹江口市土壤侵蚀敏感性时空变化特征

土壤侵蚀是丹江口库区主要的生态问题之一,明确丹江口市土壤侵蚀敏感性的时空变化特征有助于深入认识丹江口库区的土壤侵蚀机理,也可为保护库区水环境提供依据。基于修正的通用土壤流失方程（RUSLE）,结合丹江口市多山、地形破碎的地形特征,选择降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形起伏度、植被覆盖度、沟壑密度5个因子构建土壤侵蚀敏感性评价体系,借助ArcGIS 10.2平台,综合评价2012—2017年丹江口市土壤侵蚀敏感性,并分析研究区在不同下垫面要素下土壤侵蚀敏感性的空间分布特征。结果表明：丹江口市土壤侵蚀敏感性整体呈现南北高、中间低的态势,主要表现为轻度敏感和中度敏感,高度及以上敏感区仅占研究区总面积的13.53%;5年间丹江口市中度敏感、轻度敏感、不敏感区面积呈增加趋势,高度敏感和极敏感区面积呈下降趋势;疏林地和未利用地是研究区高敏感性土地利用类型;研究区土壤侵蚀敏感性随坡度增大呈先升高后降低趋势。研究成果可为丹江口市土壤侵蚀机理研究和水土保持及生态环境建设提供参考。     

基于CSLE模型全覆盖和抽样调查法的天山北坡县域尺度土壤侵蚀计算方法的比较

为进一步探讨CSLE模型全覆盖和抽样调查法对估算区域土壤侵蚀的影响,明确天山北坡县域尺度适宜的抽样密度和土壤侵蚀推算方法,以天山北坡阜康市为例,开展水土流失类型区划分,基于CSLE模型全覆盖和0.25%、1%、4%三种抽样密度,采用栅格推算法分别对研究区土壤侵蚀进行估算,并对侵蚀强度面积和分布进行对比分析。结果表明：阜康市水土流失类型可划分为北部沙漠风力侵蚀主导区、中部山前冲积扇及倾斜平原风水复合侵蚀主导区、南部中低山丘陵水力侵蚀主导区及南部高山冻融侵蚀主导区等4个区。与4%抽样密度下推算的侵蚀面积相比,0.25%和1%抽样密度下平均相对差异分别为8.76%和28.99%;三种抽样密度下土壤侵蚀空间分布规律表现较为一致,轻度侵蚀主要在中部耕作区呈集中连片分布,中度侵蚀主要在植被盖度30%~60%、坡度8°~25°的区域分散分布。全覆盖计算的阜康市水土流失面积与三种抽样密度下推算面积相比均偏小。全覆盖推算侵蚀面积与0.25%、1%抽样密度下推算面积相差较大,分别偏小145.27 km²和114.32 km²,与4%抽样密度计算结果相比仅偏小8.64 km²。在天山北坡开展县域尺度土壤侵蚀调查工作时,若资源、资金等条件有限,需开展土壤侵蚀状况基础调查,0.25%抽样密度下采用栅格计算法即可满足要求;若进行土壤侵蚀定量分析,既要掌握土壤侵蚀模数,又要进行土壤侵蚀强度分级,可采用基于CSLE模型全覆盖计算方法,植被因子可采用高分卫片为基础,通过遥感影像提取并结合0.25%的分层系统抽样获取。     

水土流失的景观生态分析

水土流失是一个严峻的资源环境和生态问题。了解景观基质和格局与水土流失的关系,将有助于水土保持措施的定量设计和发展有效的景观恢复技术。文章分析了景观基质与景观格局,特别是人类活动影响下的景观格局变化对水土流失的影响;通过对水土流失的景观尺度分析,以及相关研究方法与手段的比较。最后提出,在流域和区域尺度上,利用遥感技术和分布式土壤侵蚀模型技术,建立干扰压力下景观格局时空变化对水土流失影响的预警系统的构想。参64     

降雨对土壤侵蚀的灰色系统模型及其应用

根据一些径流小区的试验资料,运用灰色系统理论,建立降雨量、径流量、土壤侵蚀灰色系统动态模型。通过对系统的动态分析,指出降雨量对径流量、土壤侵蚀的影响。研究表明,模拟结果与试验结果相符,可为水土流失规律的研究提供了一种方法。