甘肃省武威市风力侵蚀分区治理规划及措施

[目的] 分析甘肃省武威市风力侵蚀空间动态变化特征,确定风力侵蚀可治理区划及其防治对策,为该市风蚀水土保持工作和生态环境建设提供科学参考。[方法] 基于多源地理信息数据,应用遥感、地理信息系统(ArcGIS)等技术手段,使用修正土壤风蚀方程(RWEQ)计算武威市2000-2020年5期风蚀模数,获得区域风蚀的面积分布和变化特征。结合重点建设工程分布等空间要素叠加分析方法,提出该市风力侵蚀可治理区域划分原则,并将该原则应用于划分武威市风力侵蚀可治理区。[结果] 修正土壤风蚀方程(RWEQ)能较好地估算武威市多年风力侵蚀模数,其多年风力侵蚀模数为5 788.98[t/(km²·a)],多年平均土壤风蚀总量1.92×10⁸ t;研究区风力侵蚀在时间上呈现总体下降,偶有上升趋势,且风力侵蚀强度等级明显减弱;在空间上具有明显的空间异质性,主要分布在民勤县、凉州区、古浪县;依据多要素叠加风蚀分区治理方案,武威市可治理风力侵蚀面积共2 872.66 km²,其中民勤县1 468.48 km²,凉州区708.75 km²,古浪县695.43 km²。[结论] 风力侵蚀分区治理是武威市风蚀水土保持的重点工作,根据风蚀分区治理划分结果,针对不同行政区划,民勤县北部坡度较低的平坦戈壁沙漠地区是其重点关注区域,治理措施应以风沙防治和植被恢复为主,并需要注意控制人为工程建设扰动的影响,明确区域管理范围;凉州区应注意采取工程措施和生物措施结合的方式进行治理;古浪县应以封育措施和对天然植被进行保护为主。同时,在戈壁沙漠地区需特别注意大型光伏电站建设等施工扰动的风沙防治和生态恢复。     

风力侵蚀及其预报方法

风蚀不仅造成农田表土损失，危害农作物，污染环境，同时还会直接增加河流泥沙。风速、风向、降雨、土壤性状和表面粗糙度、植物被覆是影响风蚀的主要因素。早期的风蚀预报方法主要是建立经验模型，近年来数理模型的出现，标志着风蚀研究进入了新的发展阶段。本文重点介绍了国外风蚀预报方法，并对有代表性的风蚀预报模型进行了讨论。     

辽西北地区风力侵蚀过程分析

辽西北地区土壤沙漠化形成的主要原因是土壤风蚀,为了定量评价辽西北沙化土壤在风力作用下的侵蚀状况,研究采用埋钎法,观测风速与土壤剥蚀深度及堆积厚度的关系。研究得出固定沙丘和流动沙丘的土壤剥蚀深度均随着风速的加大而增加;流动沙丘和固定沙丘,随着风速的加大,背风坡的坡中与坡脚的土壤堆积厚度均有不同程度的增加,而由于风力的剥蚀作用,坡顶的堆积厚度与风速呈负相关;一年内观测到的流动沙丘,半流动沙丘,固定沙丘的平均风蚀强度分别为167.9,57.8,4.2 mm/d。     

黄河流域主要梨园土壤养分丰缺状况分析

在国家梨产业技术体系黄河流域5个综合试验站224个主产区梨园,采集树冠滴水线下0~20 cm土样用于土壤理化性状的分析。结果表明:除泰安试验站有20.0%梨园土壤pH处于3.95~5.34外,其余4个试验站梨园土壤pH均在6.62~7.82;90%以上梨园土壤有机质含量低于20 g/kg,其中24.1%梨园有机质含量低于10 g/kg。62.1%梨园土壤碱解氮含量低于60 mg/kg,且绝大多数低于90 mg/kg;约18%梨园土壤有效磷含量低于15 mg/kg,而43.3%梨园高于40 mg/kg;17.4%梨园土壤有效钾含量低于100 mg/kg,但有41.1%梨园高于200 mg/kg:梨园土壤有效磷钾富集现象明显。梨园土壤交换性钙、镁含量均较高,平均值分别达3073 mg/kg和219.8 mg/kg。土壤微量元素含量表现为:75%梨园有效铁含量低于10 mg/kg,27%左右梨园有效锰含量低于7 mg/kg,29.2%梨园有效铜含量低于1 mg/kg,30%左右梨园有效锌含量低于1 mg/kg;有效硼含量在0.25~1.0 mg/kg及>1 mg/kg范围的梨园分别约占57.6%和27.2%。针对上述梨园土壤养分含量特征,建议黄河流域梨栽培中应加强有机肥或有机物料的投入,提高土壤有机质含量,适量施用磷钾肥,重视补充微量元素铁、锰、锌、硼等。     

西藏自治区土壤风力侵蚀与沙地变化研究

根据遥感调查的土壤风力侵蚀数据和用主成份分析法得出的土壤风力侵蚀动力指数,对西藏自治区土壤风蚀进行宏观分析。根据中国资源环境数据库中近10年来遥感调查的土地利用时空变化数据,对西藏沙地变化进行空间分析,发现沙地总体上没有明显扩展,处于缩小的过程。沙地主要变化为人工林地,表明了人为因素对沙地的减少做出重要贡献。将地貌数据与沙地的空间分布数据进行叠加,发现西藏的沙地主要分为3种类型:湖积平原型、洪积平原型和河流谷地型。每种类型有着较为独特的沙地成因、分布格局和变化方式,成为西藏风力侵蚀的特点。70年代以来的沙漠化气候因子值偏小,表明了气候因素所导致的土地沙化趋势在减弱。     

西北半干旱区不同防护条件下公路边坡风力侵蚀研究

 为了深入了解西北地区公路边坡土壤侵蚀机制,为公路水土保持施工提供指导,选择银川至武汉高速公路固原段为试验地,针对公路边坡的不同防护类型布设土壤侵蚀观测小区,对西北半干旱区新建公路边坡的风力侵蚀规律进行研究。结果表明:公路边坡风蚀强度与风速成显著的对数相关关系;起动风速从大到小依次是六棱砖小区>拱形框架梁小区>机械压实小区>无措施小区;从防风蚀效果来看,六棱砖最好,拱形框架梁次之,机械压实几乎没有效果;六棱砖防护下的坡面相对土壤流失率为0.35,拱形框架梁为0.55,而机械压实达到0.91。     

预测土壤风蚀的新途径

<正> 在美国,土壤风蚀仍很严重。虽然不象美国中南部曾经出现过的尘暴(Dust Bowl)天气那样,但目前有些地区不仅仅是天空浑浊,更严重的是几厘米的地表土被风吹走了。 并不是旷野阻止了再一次尘暴的发生,而是由于美国农业部农业研究中心研究推广的新的水土保持措施起了作用。 风仍然被认为是侵蚀作物地的一个外营力。1986年美国密西西比河流域以西的大平原风灾土地面积达340万ha,相当于美国中南部曾经出现过的尘暴受     

国外土壤风蚀预报的研究历史与动向

根据国外土壤风蚀研究成果，将土壤风蚀预报研究历史分为4个阶段：即定性描述阶段、定量研究阶段、风蚀方程的建立与完善阶段及风蚀预报系统的建立与完善阶段。简要介绍了风蚀方程、帕萨克模型、波查罗夫模型、德克萨斯侵蚀分析模型、风蚀评价模型、修正风蚀方程和风蚀预报系统等代表性的风蚀预报模型。     

黑土侵蚀区土壤侵蚀演变规律及对策

土壤侵蚀与气象、地形、地质、植被因素密切相关。本文介绍了黑龙江黑土区降雨量、雨强、坡度、坡长、植被、土壤性能与土壤侵蚀的关系,论述了层状面蚀、雨滴溅蚀、沟壑侵蚀、重力侵蚀、风蚀的演变规律,并提出了防治土壤侵蚀的对策。     

黄河流域水土保持减水定额研究

 流域年径流量是水资源评价与合理配置利用的重要依据,而水土保持减水定额又是估算水土保持对河川年径流量影响的基础。综合分析了水土保持减水作用现有主要研究成果,在对黄河上中游进行生态环境建设分区的基础上,采用小流域综合治理法,计算出黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区的水土保持减水定额依次为245.5、118.5、471.9m3/hm2,并提出了推求黄河流域水土保持减水量的有效途径。     

黄河流域水土保持科学研究发展趋势的探讨

作者认为,今后黄河流域水保科研工作的发展,有三个主要方面。1)水土保持为黄河减沙的研究:答复水土保持减少入黄泥沙的程度和生效时期问题。2)水土保持在流失区创造财富的研究。3)水土保持基础工作研究:自然资源普查;技术标准和工作规范的制订;水土流失的监测和预防。     

罗玉沟流域坡面土壤侵蚀量的测算

确定土壤侵蚀量,传统的方法有水文法、径流小区观测法、浸蚀因子多元回归法等。这些方法,均需要较长系列的观测资料。本文应用通用土壤流失方程式,通过确定方程式中各因子值,对罗玉沟流域坡面土壤侵蚀量进行了推算,并以定点观测调查的结果进行了验证。     

Digital soil map of the Ussuri River basin

On the basis of digital soil, topographic, and geological maps; raster topography model; forestry materials; and literature data, the digital soil map of the Ussuri River basin (24400 km²) was created on a scale of 1: 100000. To digitize the initial paper-based maps and analyze the results, an ESRI ArcGIS Desktop (ArcEditor) v.10.1 (http://www.esri.com) and an open-code SAGA GIS v.2.3 (System for Automated Geoscientific Analyses, http://www.saga-gis.org) were used. The spatial distribution of soil areas on the obtained digital soil map is in agreement with modern cartographic data and the SRTM digital elevation model (SRTM DEM). The regional soil classification developed by G.I. Ivanov was used in the legend to the soil map. The names of soil units were also correlated with the names suggested in the modern Russian soil classification system. The major soil units on the map are at the soil subtypes that reflect the entire vertical spectrum of soils in the south of the Far East of Russia (Primorye region). These are mountainous tundra soils, podzolic soils, brown taiga soils, mountainous brown forest soils, bleached brown soils, meadow-brown soils, meadow gley soils, and floodplain soils). With the help of the spatial analysis function of GIS, the comparison of the particular characteristics of the soil cover with numerical characteristics of the topography, geological composition of catchments, and vegetation cover was performed.     

国主要江河流域土壤侵蚀量测算

 为了对我国土壤侵蚀进行评估,需要测算多年平均侵蚀量。在前人研究的基础上,收集主要江河泥沙测验资料和水土保持研究资料,采用河流泥沙输移比法和水土保持法,测算出我国黄河、长江等9大江河流域多年平均侵蚀量为53.10亿t,并与相关资料进行对比;讨论流域分区的泥沙输移比差异。结果表明:侵蚀总量以长江流域最大,黄河流域次之,淮河、珠江、辽河、松花江流域依次居后,闽江和钱塘江流域最少。     

突出重点 讲求实效 分类指导 全面推进——三川河流域重点治理初见成效

晋西三川河流域,自1983年列为全国水土保持重点治理区以来,坚持改 革,加强领导。创立和不断完善户包治理、专业队、劳动积累工等互为补充的组织 治理形式,改革投资办法,实行分类指导,以建设基本农田和发展经济林为突破口, 提高综合治理的社会效益和经济效益。六年平均治理速度达到4.2％,累计治理面积 占到水土流失面积的42.2％,粮食总产提高54.6%,农民收入增长了3倍,近十年入黄 泥沙较前明显减少。     

Wind tunnel simulation of ridge-tillage effects on soil erosion from cropland

In the arid and semi-arid regions, ridge tillage was often used as an alternative practice for wind erosion control on the croplands without sufficient crop residues left during the fallow period. Through wind tunnel experiments, wind erosion rate and vertical mass flux profile of blown sand under the simulated conditions of ridge tillage and flat tillage were studied in 15, 10, 10, 5, 3 min exposures at the wind velocities of 8, 10, 15, 20, 24 m s⁻¹, respectively. The results for the soil tested indicate that the mean rate of wind erosion under flat tillage was 129.89 g m⁻² min⁻¹, while that under ridge tillage were 20–60% less. Under ridge tillage with different structures, average wind erosion rate had a positive correlation with the spacing between adjacent ridges. For the same ridge height, average wind erosion rate decreased with increasing ratio between the height of ridge and the width of furrow. For the same ratio between the height of ridge and the width of furrow, average wind erosion rate increased with increasing height of ridge. Power function relationships were found between wind erosion rate and wind velocity on all the simulated tillage conditions. A wind velocity of 15 m s⁻¹ was the critical velocity, above which wind erosion rate increased rapidly for the soil and simulated tillage conditions tested. Compared with flat tillage, ridge tillage remarkably decreased wind erosion rates when wind velocities were beyond 15 m s⁻¹. Under ridge tillage, the total mass of sand transported at a height of 0–20 cm above soil surface (Q_0–20), and the fraction of that travelling at a height of 0–4 cm (Q_0–4/Q_0–20), were less man mat under flat tillage. For the same ridge height, Q_0–4/Q_0–20 increased with increasing ratio between the height of ridge and the width of furrow. For the same ratio between the height of ridge and the width of furrow, Q_0–4/Q_0–20 decreased with increasing height of the ridge. Sand transport rate under flat tillage decreased with increasing height by a negative exponential function, while negative linear functions were found under ridge tillage. Thus ridge tillage decreased the rate of wind erosion and sand transportation near soil surface, reduced the loss of soil nutrient caused by wind erosion and plant damage caused by blown sand abrasion, which make it an effective agricultural technology for wind erosion control in the arid and semi-arid regions.     

黄河三角洲土壤质量自动化评价及指标体系研究

采用4种评价方案,利用相关系数法确定指标权重,利用隶属度函数计算指标隶属度,采用综合指数法,在Arcgis中进行黄河三角洲土壤质量的自动化评价和比较。结果表明:利用GIS自动化评价土壤质量快速准确;基于土壤全量养分和速效养分的评价差异较小,两者可选其一;基于土壤有机质和土壤含盐量指标的评价与土壤质量的全面评价(基于土壤全量、速效养分、有机质、含盐量、地下水埋深及矿化度)之间差异较小,在其他数据有限的前提下,土壤质量可以用土壤有机质和盐分含量指标评价。     

干旱区土壤结皮对风蚀影响的风洞模拟研究

土壤结皮在干旱半干旱地区广泛分布,是影响风蚀的重要因素。以准葛尔盆地东部矿区周边表层土壤为对象,通过控制土壤结皮率和结皮分布,利用风洞试验结合土壤风蚀传感器,对不同土壤结皮和风速条件下土壤风蚀量、风沙流结构、土壤颗粒释放的变化特征进行了研究。结果表明：(1)风蚀量随风速增加显著上升,随土壤结皮率增加显著下降。均匀分布的结皮风蚀量整体低于集中分布的结皮;(2)风沙流高度随风速增加而增加,高度在0-3cm的收集物占总的80%左右。14m/s的风速能够使土壤发生跃移,而土壤结皮率达到50%能够有效抑制土壤颗粒跃移现象;(3)颗粒碰撞的数量与能量随风速的增加而增加,随结皮率增加而减少;首次出现颗粒碰撞时的风速随结皮率的增加而增加;颗粒碰撞的数量和能量在风速持续增加的时间段内增加至最大值,在风速稳定后开始下降,120s左右降低至稳定值,随后不再发生明显起伏,在风速下降时间段内不发生颗粒碰撞。     

盆地型喀斯特流域土壤侵蚀模数的沉积量测量法

 为研究盆地型喀斯特石漠化地区的土壤侵蚀模数,运用沉积量测量法计算乌蒙山脉的麻窝山岩溶盆地中沉积区内土壤的沉积量,推算出流域内的土壤侵蚀模数,从而反演其石漠化进程,并探讨人类活动对喀斯特石漠化地区土壤侵蚀模数的影响。结果表明:麻窝山岩溶盆地流域的土壤侵蚀模数较高,为2900.55t/(km2.a),能客观地反映喀斯特石漠化山区土壤的侵蚀状况;沉积量测量法计算的土壤侵蚀模数比较接近现实,且其计算方法简单,数据可靠,容易操作,因此,该方法可作为无资料数据和测站时盆地型喀斯特流域计算土壤侵蚀模数的首选模型。