土壤侵蚀模型研究现状及回顾

在过去几年,人们已提出了许多基本的侵蚀预报模型.在世界上的许多地方,土壤侵蚀预测在土地管理及评价方面已具重要作用.本文对这些模型及其使用方面的问题进行了讨论.     

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。     

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...     

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。     

土壤坡面侵蚀模型在水土流失监测中的应用研究

土壤坡面侵蚀模型是当前水土流失监测预报的重要工具,明确其应用存在的问题有助于指导生产实践并提升水土流失监测与水土保持评价的科学性。采用同一数据源,对比研究三因子模型、USLE模型及CSLE模型的坡面侵蚀监测结果,揭示了3种模型侵蚀强度分级的差异性。三因子模型与USLE模型的侵蚀等级划分结果相近,而CSLE模型划分的侵蚀等级偏高。CSLE模型划分的中度及以下等级侵蚀分布在3.0°以下坡耕地,5.0°以上坡耕地以强烈及以上侵蚀等级为主且极强烈和剧烈侵蚀面积占总侵蚀面积的80%以上,3.0°～5.0°的坡耕地各侵蚀强度等级所占比例相当,5.0°可以确定为东北地区坡耕地侵蚀强度由轻变重的临界坡度。     

小滦河谷地土壤侵蚀速率的定量测算

野外调查和地貌学、生物学分析表明,发生水土流失的坡面上生长的独树或树丛定点记录了坡面水土流失的全过程,可以作为定量测算坡面侵蚀速率的标志.因坡面侵蚀而悬空的树干基部高出当前地面的垂直距离,即为其生长期间坡面侵蚀的厚度;而树木的年轮记录提供了时间尺度.据此,测算出河北省承德市小滦河谷地无成片森林覆盖的亚黏土坡面,在1681～2010年期间的平均侵蚀速率为2.1 mm/a;而有冲沟发育的风沙土坡面,在1961～2010年期间的平均侵蚀速率达24.0mm/a.     

种植紫花苜蓿提高黄土坡地土壤肥力试验研究

经过试验在退耕坡地种植紫花苜蓿能提高土壤肥力,提高土壤有机质、全氮、碱解氮含量。同时降低了土壤容重,提高了孔隙度。增强了土壤的渗透能力,减少了水土流失,对保持水土有重要意义。随着种植年限的延长,提高肥力的幅度增大。土壤速效磷、速效钾提高幅度较小,效果不很明显。     

基于WEPP的黄土丘陵区不同坡长条件下坡面土壤侵蚀预测

为了更全面地评价WEPP模型在我国的适用性,该文通过建立模型数据库,利用WEPP分别模拟了坡长为10、20、30和40 m的径流量和土壤侵蚀量,并用实测径流和侵蚀资料进行对比分析。结果表明,在10、20、30和40 m 4个坡长条件下,WEPP模型对降雨、每年和多年平均径流量模拟的Nash-Sutcliffe有效性(ME)分别为0.915、0.879和-0.056,对单场降雨、每年和多年平均土壤侵蚀量模拟的ME分别为0.853、0.758和-0.456,多年平均的ME为负值可能是由小样本计算造成的。WEPP模型对单场降雨和每年径流量和侵蚀量模拟效果较好。尽管WEPP模型对多年平均径流量和土壤侵蚀量模拟效果较差,但模型模拟的多年径流量和土壤侵蚀量与实测值的多年径流量和土壤侵蚀量的最大相对误差分别为7.90%和29.20%,表明WEPP模型对多年径流量和侵蚀量的模拟可满足要求。径流量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比不够敏感;而土壤侵蚀量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比过于敏感。      

喀斯特地貌不同坡度下土壤侵蚀经验模型研究

为了进一步认识喀斯特山区土壤侵蚀特征及准确估算土壤侵蚀量,通过对野外调查结果、已有研究成果的综合评判,选取坡度、雨强、植被覆盖度及裸岩率为主要土壤侵蚀因子,选取该区域广布的黄壤作为试验土样,采用针管式人工降雨模拟装置,模拟不同坡度条件下雨强、植被覆盖度、裸岩率与土壤侵蚀量之间的相关性,并对试验数据进行多元线性回归、逐步回归和多元非线性回归分析,建立不同坡度条件下土壤侵蚀模数的多因子方程,筛选出不同坡度下复相关系数较高的回归模型,对模型精度进行了分析.结果表明:1)非线性回归模型达到极显著或非常显著水平(0.692＜R2＜0.988),线性回归模型达到显著水平(0.523＜R2＜0.634).2)当坡度为6°、16°、26°、36°时,侵蚀模数的影响程度随着坡度的增大先减小后增大;侵蚀因子对侵蚀模数的影响程度为雨强＞植被覆盖度＞裸岩率.3)模型具有较好的预报精度,对缓坡、陡坡侵蚀产沙预测较准.研究初步揭示了喀斯特地区侵蚀模数与侵蚀因子的相关关系.     

不同DEM分辨率下的坡面土壤侵蚀模型的坡长因子提取对比研究

采用基于GIS的非累计流量的坡长直接提取算法(NCSL)和空间分析提取法(SAC)对陕北省安塞县10个样区的坡长进行提取,并计算相应的坡长因子。对不同DEM分辨率下的坡长提取结果对比,结果表明:NCSL对坡长的提取精度明显好于SAC的提取结果,其中DEM在5、10 m分辨率下的提取精度最好,且二者计算的坡长因子值差异不大,因此,可采用10 m分辨率NCSL方法提取坡长。     

赣北第四纪红壤坡地土壤侵蚀规律研究

通过赣北典型的第四纪红壤坡地16个小区资料的分析,得出土壤侵蚀量(A)与降雨量(P)、降雨强度(I)以及两者乘积存在着显著的相关性,拟合曲线的最优回归方程均为幂函数方程。其中降雨量、降雨强度两者的乘积与土壤侵蚀量之间的相关性更为显著。在第四纪红壤坡地,幂函数方程:A=b0(PI)b1可以很好地揭示降雨因子与土壤侵蚀之间的内在规律。     

黄土低山丘陵区土壤抗蚀性的综合研究

本文运用线性模型理论，对黄土低山丘陵区的土壤抗蚀性进行了综合研究，找出了影响抗蚀性的主导因素及各土地类型对抗蚀性大小的影响，并建立了土壤抗蚀性预测模型，为黄土低山丘陵区的综合治理提供了良好的理论基础。     

复合地埂在黑土侵蚀山区坡耕地治理中的应用研究

[目的]结合“全国坡耕地水土流失综合治理试点工程”建设,探索复合地埂措施在黑土侵蚀山区坡耕地治理中应用的可行性.[方法]根据单位长度复合地埂拦蓄量与单位面积坡面来水量确定不同坡度复合地埂定型参数;根据调查研究确定施工方法;采用小区及实测对比的方法确定效益.[结果]选择穆棱市跃进北沟项目区进行复合地埂为主的坡耕地治理典型模式建设,项目区保水率和保土率分别达到96.14％和99.73％,实施治理坡耕地平均每年产粮797×104kg,比当地平均水平提高12.38％,取得了较好的治理效果.[结论]复合地埂是低山坡耕地中的一项有效水土保持治理措施.     

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。     

黄土高原降雨因素对土壤侵蚀的影响

根据调查和模拟降雨试验资料分析,黄土高原地区降雨是影响土壤侵蚀的最重要因素之一。水土流失主要是由少数几次大雨或暴雨所引起,大多数的降雨一般不产生地表径流;能够引起水土流失的土壤侵蚀暴雨标准随雨强和历时而异;ＥＩ３０是较适用的降雨侵蚀力指标,各种降雨特征值具有明显的空间分布规律。     

不同降雨量下的黄土高原土壤侵蚀特征分析

利用地理信息系统技术对黄土高原土壤侵蚀空间数据和降雨量等级数据进行了空间叠加统计分析。研究表明,在降雨量等级为1时,黄土高原土壤侵蚀主要以水-风混合侵蚀为主,占整个侵蚀的55.76%。在降雨量等级为2和3时,水蚀和风蚀占整个侵蚀的比例较接近。在降雨量等级为4、5和6时,主要以水蚀为主,分别占整个侵蚀的82.54%、98.66%和99.53%。在降雨量等级为7时,土壤侵蚀全部为水蚀,占整个侵蚀的100%。冻融侵蚀出现在降雨量等级为2到6时,占整个侵蚀的比例均不大。在降雨量等级为4时,水蚀、风蚀和水-风混合侵蚀的土壤侵蚀指数均比其它降雨量等级的土壤侵蚀指数大,分别为406.84、665.94和723.78,土壤侵蚀最严重。黄土高原降雨条件的变化对土壤侵蚀状况的变化表现出明显的影响。     

黄土高原沟壑区土壤抗蚀性的初步研究

通过对黄土高原沟壑区不同地类土壤抗蚀性的研究,发现林草地土壤抗蚀性能明显高于农田,表层土壤的抗蚀性能一般比下层土壤要强。研究表明土壤容重、大于0.25mm的土壤水稳性团聚体含量以及土壤渗透系数是决定土壤抗蚀性大小的主导因素。通过运用逐步回归分析方法,得到了可用于预报和确定土壤抗蚀性的回归方程。     

黄土高原不同降雨量条件下梯田与坡地土壤水分变化特征

[目的]研究不同降雨量下黄土高原坡地和梯田土壤水分的运移及分布情况。[方法]以黄土高原陕西乾县为试验区,通过田间试验,研究不同降雨量条件下梯田与坡地土壤含水量变化情况。[结果]梯田和坡地土壤含水量空间垂直变化分为4个层次:1土壤水分速变层(10~40 cm)。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。该层受水文气象、耕作措施、冠层覆被等多种因素的影响较大,土壤水分变化较大。2土壤水分缓变层(40~80 cm)。该层土壤水分受诸多因素的影响相对小,土壤水分变化幅度小。该层梯田土壤含水量大,坡地土壤含水量小。3土壤水分过渡层(80~100 cm)。该层坡地土壤水分变化缓慢,而梯田土壤水分变化迅速,即开始由大向小快速突变。4土壤水分相对稳定层(100 cm以下)。该层梯田土壤含水量小,坡地土壤含水量大。[结论]初步掌握了黄土高原乾县的土壤水分变化特征。     

基于ＧＩＳ的黄土高原不同植被区土壤侵蚀研究

在对黄土高原植被进行分区的基础上,利用地理信息系统技术和景观生态学方法对黄土高原植被区空间数据和土壤侵蚀空间数据进行了空间叠加分析。结果表明,黄土高原被划分为森林植被区、森林草原植被区、温性草原植被区和荒漠半荒漠植被区。在森林植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为41.92%,水蚀土壤侵蚀指数比温性草原植被区和荒漠半荒漠植被区的水蚀土壤侵蚀指数大,为346.90。在森林草原植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为70.45%,水蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的水蚀土壤侵蚀指数大,为449.40,水蚀最为严重。在温性草原植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以水-风混合侵蚀为主,风蚀微度-水蚀剧烈的百分比最大,为33.01%,水-风混合侵蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的水-风混合侵蚀土壤侵蚀指数大,为633.45,水-风混合侵蚀最为严重。在荒漠半荒漠植被区,黄土高原土壤侵蚀主要以风蚀为主,轻度以上的侵蚀百分比为99.65%,风蚀土壤侵蚀指数均比其他植被区的风蚀土壤侵蚀指数大,为589.78,风蚀最为严重。黄土高原的土壤侵蚀表现出明显的地带性分异规律。