基于CSLE模型的广西土壤侵蚀规律

广西是我国喀斯特地貌分布主要区域之一,水土流失危害严重,利用第一次全国水利普查水土保持专项数据,以实际侵蚀调查单元和侵蚀地块为基础,统计和分析了广西侵蚀地块不同土地利用情况和地形特点以及土壤侵蚀空间分布规律。结果表明:广西土地利用类型以为林地、耕地为主。整体地形崎岖,侵蚀地块破碎,平均坡长为35.60 m,平均坡度为18.49°。坡长、坡度空间分布规律基本一致,由西北向东南递减。随着坡度增加,各土地利用土壤侵蚀模数均呈先增大后减小的趋势,坡度临界值为25°～40°,坡长小于70 m时,土壤侵蚀模数随坡长增加不断增大,坡长对土壤侵蚀的影响稍大于坡度。广西土壤侵蚀强度以微度至轻度为主,各土地利用中耕地土壤侵蚀状况最严重,特别是15°以上的陡坡耕地对区域水土流失贡献最大。     

璧山县土壤侵蚀特征及影响因子研究

在ArcG IS平台下,利用璧山县2001年DEM图、土地利用现状图和土壤侵蚀等级图等数据源,对研究区土壤侵蚀在不同坡度、不同海拔和不同土地利用方式下的分布特征进行了研究。结果表明:6°—15°坡度是各级侵蚀发生最多的地带;200—400 m海拔梯度是各级侵蚀发生的主要地带;耕地是导致土壤侵蚀的主要土地利用方式。针对璧山县实际,提出了加强水土保持生态建设的建议。     

基于CSLE模型的陕北纸坊沟流域土壤侵蚀评价

[目的]对陕北纸坊沟流域土壤侵蚀状况进行评价,为该流域不合理土地利用方式的调整和优化以及水土流失治理措施的合理布设提供科学依据。[方法]以陕西省安塞县纸坊沟流域为研究区,基于ArcGIS技术,利用2005—2016年纸坊沟流域水文站月降雨量数据、DEM数据、土壤类型数据和土地利用数据,率定中国土壤流失方程(CSLE)的相关参数,计算研究区的土壤侵蚀强度,对土地利用变化与坡度和土壤侵蚀强度之间的关系进行分析。[结果](1)研究区内不同坡度带上的土壤侵蚀强度差异较大,15°～25°左右的坡耕地是土壤侵蚀的敏感部位。(2)纸坊沟流域内土地以林地、耕地、草地为主,耕地面积不断减少,林地和草地面积不断增加。该区域实施退耕还林后,土壤侵蚀的面积与强度整体呈现改善趋势;土地利用变化与土壤侵蚀强度具有密切联系,表现为耕地的土壤侵蚀强度较强,林地和草地侵蚀强度相对较弱,说明增加林地和草地面积,减少耕地面积,能够显著减弱土壤侵蚀。[结论]研究区内土壤侵蚀空间分布受土地利用方式和坡度制约,该区今后水土流失治理的重点区域是15°～25°左右的坡耕地。     

基于GIS的土地利用与土壤侵蚀的耦合关系研究——以粤北岩溶山区为例

在GIS技术的支持下,通过对遥感影像解译,获取了2010年粤北岩溶区廊田镇南部的土地利用与土壤侵蚀数据,对研究区域的土地利用与土壤侵蚀的耦合关系进行了研究。研究结果表明：不同的土地利用方式对土壤侵蚀的发育有着不同的影响,土地利用与土壤侵蚀存在耦合关系,而形成土壤侵蚀的一个重要原因是土地利用方式不当。优化土地利用结构,选择合理的土地利用方式,对于高效利用土地资源,控制水土流失,实现区域经济的可持续发展具有重要意义。     

基于Landsat8卫星影像的厦门市水土流失动态变化分析

基于2014-2016年三期Landsat8影像数据,通过土地利用转移矩阵、像元二分模型、DEM数据,分别分析厦门市区土地利用变化机制,以及植被覆盖度和坡度分布情况。基于ArcGIS平台,将土地利用分类图、植被覆盖度分级图、地形坡度分级图进行叠加分析,获得厦门市2014-2016年水土流失数据。监测结果表明,2014-2016年厦门市建筑用地持续增加,林地、耕地持续减少;低植被覆盖区面积逐年减小,而高植被覆盖区面积明显增加;轻度及其以上侵蚀面积逐年减少,尤其是强烈及其以上侵蚀面积减少明显;各行政区中,水土流失最严重的是同安区,其次是翔安区,相对来讲,思明区和湖里区水土流失较轻。     

基于DEM的抚仙湖流域土壤侵蚀综合分析

利用研究区地形图制作数字高程模型（DEM）,并由DEM提取坡度、坡向图,与土地利用类型、土壤侵蚀强度和抚仙湖历年水质（透明度、TN、TP平均值）等专题信息叠置,提取水土保持专题信息,并对提取结果进行应用分析,以确定抚仙湖流域不同土地利用类型和地形因子与侵蚀类型及侵蚀过程的关系。研究结果表明:抚仙湖的水质和流域的土地利用状况相关,抚仙湖流域土壤侵蚀方式具有明显的垂直分带性,土壤侵蚀强度受到土壤类型和植被覆盖状况的影响。不同坡向的侵蚀强度有明显差异,同时坡度不同是引起土壤侵蚀类型差异的主要因素。     

利用137Cs示踪技术研究滇池流域土壤侵蚀

核素示踪技术研究作为一种新的土壤侵蚀研究方法,已经在土壤侵蚀研究中获得了极大应用,并在土壤侵蚀的沉积、侵蚀、运移研究上取得许多成果。采用放射性核素作为土壤示踪剂,可以很好地进行流域尺度的范围研究,且可靠性比较高,省时省力。云贵高原在处于我国的西南地区,是我国南方水土流失严重的地区之一。本文应用137Cs示踪技术,研究了云南省滇池流域土壤侵蚀的强度分异规律:坡地不同地貌部位的土壤侵蚀速率是坡中部>坡下部>坡上部;不同土地利用类型和方式下的土壤平均侵蚀速率是耕地>非耕地。研究表明,整个流域平均土壤侵蚀速率为1 280 t km-2a-1,属于轻度侵蚀,地貌部位、坡度以及土地利用方式是影响土壤侵蚀的主要因素。     

影响福建省水土流失主导因子的研究

影响水土流失的因素众多而复杂,以福建省为研究区域,在闽西北、闽中、闽东、闽西南和闽东南5个地区共建立了442个样区,应用数量化理论Ⅰ,分析样区的土壤侵蚀强度与植被覆盖度、植被结构、土地利用类型、坡度、母岩类型和工程措施及有机质、质地、分散率和降雨侵蚀力R值等的关系,结果表明:影响福建省水土流失的主导因子为植被覆盖度、工程措施、降雨侵蚀力R值、土地利用类型、坡度和有机质6个主导因子,另外,母岩对福建省的水土流失也有一定的影响.     

湖北丹江口水库库区土壤侵蚀定量分析

湖北丹江口水库库区是南水北调中线工程的主要淹没区和水源区,土壤侵蚀是影响水库水质安全和调水工程实施的重要因素。以不同时相的遥感影像为主要信息源,建立了以植被覆盖度、坡度和土地利用为指标的水力侵蚀遥感分析方法,并结合G IS的空间分析功能对1998年和2003年库区水力侵蚀强度变化及空间分布进行了研究,其成果为库区水土流失治理和生态环境的改善提供了依据。     

影响福建省水土流失导因子的研究

影响水土流失的因素众则复杂,以福建省为研究区域,在闽西北,闽中,闽东,闽西南和闽东南５个地区共建立了４４２个样区,应用数量化理论Ⅰ,分析样区的土壤侵蚀强度与植被覆盖度,植被结构,土地利用类型,坡度,母岩类型和工程措施及有机质,质地,分用率和降雨侵蚀力Ｒ值等的关系,结果表明：影响福建省水土流失的主导因子为植被覆盖度、工程措施、降雨侵蚀力Ｒ值、土地利用类型,坡度和有机质６个主导因子,另外,母岩对福建省     

Measurement and modelling of the effects of initial soil conditions and slope gradient on soil translocation by tillage

Tillage erosion studies have mainly focused on the effect of topography and cultivation practices on soil translocation during tillage. However, the possible effect of initial soil conditions on soil displacement and soil erosion during tillage have not been considered. This study aims at investigating the effect of the initial soil conditions on net soil displacement and the associated erosion rates by a given tillage operation of a stony loam soil. Tillage erosion experiments were carried out with a mouldboard plough on a freshly ploughed (pre-tilled) soil and a soil under grass fallow in the Alentejo region (Southern Portugal).

The experimental results show that both the downslope displacement of soil material and the rate of increase of the downslope displacement with slope gradient are greater when the soil is initially in a loose condition. This was attributed to: (i) a greater tillage depth on the pre-tilled soil and (ii) a reduced internal cohesion of the pre-tilled soil, allowing clods to roll and/or slide down the plough furrow after being overturned by the mouldboard plough.

An analysis of additional available data on soil translocation by mouldboard tillage showed that downslope displacement distances were only significantly related to the slope gradient when tillage is carried out in the downslope direction. When tillage is carried out in the upslope direction, the effect of slope gradient on upslope displacement distances was not significant. This has important implications for the estimation of the tillage transport coefficient, which is a measure for the intensity of tillage erosion, from experimental data. For our experiments, estimated values of the tillage transport coefficient were 70 and 254 kg m⁻¹ per tillage operation for grass fallow and pre-tilled conditions, respectively, corresponding to local maximum erosion rates of ca. 8 and 35 Mg ha⁻¹ per tillage operation and local maximum deposition rates of ca. 33 and 109 Mg ha⁻¹ per tillage operation.     

东北黑土区不同垄向耕地沟蚀与地形耦合规律

东北黑土区在长期高强度开垦连作下,侵蚀沟切割耕地地表现象严重。以黑龙江省宾县的两个典型乡镇为研究区,基于GIS和RS技术,采用全局空间自相关、样方网格等方法,综合垄向、侵蚀沟、地形数据探究区域尺度下垄向分布及不同垄向耕地沟蚀与地形因子耦合规律。结果表明:（1）不同乡镇沟蚀空间集聚程度不同,主导性垄向耕地内的侵蚀程度最高;（2）垄向在耕地上的分布有很强的空间自相关性,不同的垄向空间分布是对地形条件的反馈体现,合理的垄向空间分布会起到降低沟蚀密度的作用;（3）除糖坊镇斜垄外,不同垄向耕地沟蚀密度随海拔的升高呈现先增大后减小的趋势。糖坊镇不同海拔级优势垄向规律性不强,三宝乡整体上任意海拔级斜垄耕作最优;（4）坡度与坡长交互作用显著。两乡镇表现为“小坡度”+“小坡长”或“小坡度”+“大坡长”条件横垄耕作最优,“大坡度”+“小坡长”或“大坡度”+“大坡长”条件斜垄耕作最优;（5）黑土区漫川漫岗地带斜垄耕作更具水土保持作用。     

金沙江流域干旱河谷区坡耕地作物类型对耕作侵蚀的影响

为了研究干旱河谷区坡耕地农作物种植对耕作侵蚀的影响,在不同作物类型坡耕地(玉米地和荞麦地)上进行耕作试验,通过磁性示踪法测量坡耕地顺坡耕作的耕作位移距离,分析了不同作物类型下的耕作侵蚀速率特征。结果表明：(1)试验地类的耕作位移距离表现为玉米地<荞麦地<裸地(对照地)的变化趋势,荞麦地和玉米地的耕作位移距离均显著低于裸地(p<0.05),表明坡耕地种植玉米和荞麦可以显著减小坡耕地土壤耕作位移距离;(2)3种地类的耕作位移距离与坡度均呈显著正相关关系,玉米地和荞麦地的耕作位移距离系数k₂值和传输系数k₄值明显小于裸地,说明作物因素减小了耕作位移距离随坡度的增加幅度;(3)裸地的耕作侵蚀速率显著高于玉米地和荞麦地(p<0.01),分别是玉米地和荞麦地的1.99倍和1.88倍,说明坡地种植农作物可明显减小坡面耕作侵蚀。综上,种植农作物可有效减少坡耕地耕作侵蚀,研究成果丰富了对坡耕地作物根系防蚀特性的认识,也为完善耕作侵蚀模型奠定重要基础。     

紫色土坡地土壤性质对耕作侵蚀的影响

[目的]揭示土壤性质对耕作侵蚀土壤的敏感性,为紫色土区域采取适宜的耕作措施提供依据。[方法]利用磁性示踪技术定量旋耕机上下耕作和等高耕作的土壤耕作位移和土壤位移量,选取土壤容重、土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮、土壤有效磷、土壤抗剪强度和土壤紧实度等土壤理化性质和力学性质指标,研究土壤性质对旋耕机上下耕作和等高耕作的耕作侵蚀的影响特征。[结果]旋耕机上下耕作和等高耕作的土壤净位移和净位移量不仅受坡度影响,也受土壤性质的影响。土壤力学性质和土壤物理性质对旋耕机耕作侵蚀有显著影响,对于上下耕作的土壤抗剪强度、土壤紧实度和土壤容重与土壤净位移量呈显著正相关。对于等高耕作措施的土壤抗剪强度、土壤紧实度、土壤容重和土壤含水量与土壤净位移量呈显著正相关,其他指标关系不显著。[结论]土壤抗剪强度、土壤紧实度和土壤容重可以作为评价耕作侵蚀的土壤可蚀性指标。     

监测土壤流失的标线法及其测定犁耕运移土壤的尝试

介绍了监测土壤流失和堆积的一种新方法——标线法和在贵州普定喀斯特坡地开展试验研究测定犁耕侵蚀的结果。坡度3°、坡长24.2 m的石灰土旱坡地10次犁耕的试验结果表明:坡顶犁耕侵蚀速率0.67 cm/a,和实际情况相符;顺坡犁耕通量52.6 kg/(m.a),和其他研究者用小石子或137Cs、210Pbex核素示踪法测得的值基本一致。标线法具有简便易行、价值低廉和标线隐蔽性强、不易被发现破坏的特点,所测结果是可靠的。此法解决了侵蚀针或标桩法可能干扰径流和风流场的问题,且不妨碍犁耕,可广泛应用于流水侵蚀、风蚀和犁耕侵蚀的长期监测。标线法测得的是土壤点侵蚀和堆积量值,非常适用于侵蚀随坡长变化的研究。     

Re-defining tillage erosion: quantifying intensity–direction relationships for complex terrain

Abstract. Current tillage erosion models account for the influence of tillage direction in the magnitude of the soil (tillage) transport coefficient. It is argued here that this is counter-intuitive and causes significant problems in modelling tillage erosion in areas of complex terrain. This article examines whether a re-modelling of tillage erosion is possible that separates tillage direction (an interaction with the landform) from the soil transport coefficient (a measure of tillage intensity representing the combination of implement erosivity and soil erodibility). Experimental data for mouldboard ploughing upslope, downslope and cross-slope at Coombe Barton Farm, Devon are examined. Integration of data for all directions into a single relationship, which relates translocation in the direction of tillage to slope in the direction of tillage and translocation perpendicular to tillage to slope perpendicular to tillage, is not possible using previously published methods of analysis. However, when total translocation distance is regressed against the tangent of the slope at 45° to the tillage direction (bisecting the tillage direction and the direction of overturning) it is found that a single relationship can be used to describe tillage in all three directions. Therefore, this relationship is used to determine a single value of the soil transport coefficient ( k _fTa) for constant soil and implement conditions but different tillage directions. This redefinition of tillage is important both for true estimation of tillage erosion severity, the adirectional coefficient being 40% larger than the directional coefficient, and for modelling of tillage erosion in complex terrain. These improvements are vital when tillage erosion simulation is used to direct soil conservation strategies.     

不同耕作措施对黑土坡耕地土壤侵蚀的影响

针对黑龙江省西部半干旱区土壤流失情况,在坡耕地径流小区通过野外人工模拟降雨试验,研究不同降雨强度、不同耕作措施下降雨产沙产流特征和过程。试验结果表明:降雨强度越大,对地表径流量和侵蚀量的影响越大,即雨强与径流量和泥沙量呈正相关,各种耕作措施的土壤流失顺序是顺坡垄裸地>横坡垄裸地>等高种植地>深松地>秸杆覆盖地>垄向区田地,植被覆盖地能有效控制水土流失,垄向区田地是这几种耕作措施中减少坡耕地水土流失的有效措施。     

近景摄影测量技术在坡耕地土壤侵蚀速率研究中的应用

以5°,10°,20°的紫色土坡耕地为研究对象,分别进行5,10,15次强度的模拟耕作试验,在此基础上采用60L/min的流量进行3轮放水冲刷试验,采用近景摄影测量技术监测试验前后紫色土坡耕地小区的地形变化,通过生成高精度DEM数据计算土壤流失体积,并采用插钎法测量土层深度变化,验证近景摄影测量技术测定地形变化的准确度,进而推算不同坡度条件下的紫色土坡耕地耕作侵蚀速率和水力侵蚀速率。结果表明:(1)采用近景摄影测量技术能够准确监测地形变化,其测算结果与插钎法的结果比较接近,且通过计算土壤流失体积推算土壤侵蚀速率的方法比较可靠,精度较高;(2)紫色土坡耕地在坡度为5°,10°,20°条件下平均耕作侵蚀速率分别为69.85,131.45,155.34t/(hm2·tillage pass),耕作侵蚀速率随坡度增加呈增加趋势,随着耕作次数增加则呈逐渐减小的趋势;(3)紫色土坡耕地在坡度为5°,10°,20°条件下平均水力侵蚀速率分别为1 892.52,2 961.76,4 405.93t/(hm2·h),水力侵蚀速率与坡度呈正相关关系,与此同时,随着耕作强度的增加,水力侵蚀也呈逐渐增大的趋势,表明耕作侵蚀对水力侵蚀有加速作用。该研究为紫色土坡耕地耕作侵蚀和水力侵蚀交互作用下的土壤侵蚀研究提供技术支撑和数据基础。     

中国黄土地区耕作侵蚀模拟

耕作侵蚀是国际上新近开展的一个研究领域。为了对中国黄土地区的耕作侵蚀规律进行定量描述,采用施放小立方块作为示踪材料进行耕作试验及测量来示踪和监测土壤运动,并通过相关分析与理论推导,对该地区的耕作侵蚀进行了模拟,获得了能够直接计算出坡面剖面任何一点净侵蚀模数的耕作侵蚀模型,结果表明,在采用当地由动物牵引的传统犁在坡面上自下而上进行往返横坡等高向下翻土耕作方式下:1)一次耕作导致的耕层土壤朝坡向方向平均水平运动距离随坡度的变化表现为线性相关;2)一次耕作导致的坡面剖面任何位置耕层断面的净侵蚀模数,受土壤容重、耕作深度、土壤与耕作条件决定的系数和地形曲率的影响。     

等高耕作对不同坡度坡面土壤侵蚀过程的影响

等高耕作是一种典型的农业耕作措施,通过影响坡面填洼、入渗等进而影响坡耕地坡面土壤侵蚀过程。通过人工模拟降雨试验,设计降雨强度(90 mm/h)、5个地表坡度(3°,5°,10°,15°,20°)以及2种坡面处理(等高耕作和平整坡面),对径流强度、侵蚀率、径流含沙量、减流减沙效益等指标进行综合对比分析,与平整坡面进行比较,探究了黄土高原坡耕地等高耕作措施对坡面土壤侵蚀过程的影响。结果表明：(1)与平整坡面相比,等高耕作明显延缓坡面初始产流时间,使初始产流时间延迟11.58～31.91 min,随着坡度增大,等高耕作初始产流时间延长效应逐渐减弱。(2)等高耕作具有削弱径流强度和侵蚀率的作用,与平整坡面相比,等高耕作的坡面径流强度、侵蚀率和径流含沙量分别减少11.77%～94.92%,20.69%～99.27%和2.46%～88.40%。但等高耕作减少产流产沙能力有限,若坡面发生断垄,等高耕作坡面的径流强度、侵蚀率、径流含沙量都可能接近或大于平整坡面。(3)在降雨过程中,累计产沙量与累计径流量之间满足线性正相关关系,等高耕作累计产沙量随累计径流量的增大幅度始终小于平整坡面。(4)等高耕作在不...