汇水面积阈值对土壤侵蚀定量评价的影响

土壤侵蚀预报模型是定量评价水土流失和评估水土保持措施效益的重要手段。通用土壤流失方程(Universal Soil Loss Equation,USLE)和中国土壤流失方程(Chinese Soil Loss Equation,CSLE)被广泛应用于土壤侵蚀定量评价。这些模型中坡长的计算受汇水面积阈值的影响较大。为揭示汇水面积阈值对土壤侵蚀定量评价的影响,选取北方土石山区、西北黄土高原区、东北黑土区、南方红壤丘陵区、西南紫色土区、西南山地区和西南岩溶区210个流域面积在0.2~3.0km~2的小流域,以1∶10 000地形图10m分辨率DEM为数据源,分别计算了1 000,1 500,2 000,2 500,3 000,5 000,7 000,9 000,11 000,13 000,15 000m~2共11个汇水面积阈值下各小流域不同坡长、土壤侵蚀强度级别以及土壤侵蚀的面积比例,分析了它们对汇水面积阈值变化的敏感性。结果表明:平均坡长、土壤侵蚀面积和轻度以上各级别的侵蚀强度面积比例都随汇水面积阈值的增加先增加而后趋于稳定。微度侵蚀面积比例随汇水面积阈值的增加逐渐减小并趋于稳定。当汇水面积阈值由1 000m~2增加到15 000m~2时,北方土石山区、西北黄土高原区、东北黑土区、南方红壤丘陵区、西南紫色土区、西南山地区和西南岩溶区的平均坡长分别增至阈值为1 000m~2时的1.53,4.16,1.95,1.90,1.69,1.57,1.47倍;土壤侵蚀面积比例分别增至阈值为1 000m~2时的1.20,1.85,1.43,1.37,1.77,1.44,1.30倍。汇水面积阈值对各分区的影响程度存在差异。从平均坡长和土壤侵蚀面积来看,东北黑土区受汇水面积阈值的影响最大。研究结果不仅为精确评价土壤侵蚀提供了数据支撑,而且对水土保持综合防治措施的评价和优化具有指导意义。     

中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究

国家重点基础研究发展计划（973）项目＂中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究＂针对国家对土壤侵蚀防治对策基础理论的迫切需求和国际学科前沿重大问题,选择东北黑土漫岗丘陵区、西北黄土高原区、南方红壤丘陵区和西南紫色土山丘区等4个主要水力侵蚀区,从侵蚀过程、侵蚀模型和侵蚀调控3个层面进行了系统研究。揭示了不同方式和不同尺度下土壤侵蚀发生发展的过程及其空间格局、影响因子和作用机制;构建了中国多尺度水蚀预报模型;提出了水土流失与水土保持的环境效应评价指标体系与方法;综合集成了适应自然生态过程和人类活动的水土流失调控范式。该项研究成果丰富和发展了具有中国特色的水土保持科学,为国家制定水土保持战略和规划提供了理论依据。     

长江上游典型区SOTER数据库支持下的土壤侵蚀危险度评价

以长江上游典型区彭州市为例,在该区SOTER(1∶50 000)数据库的支持下,选取地貌类型 、坡度、植被覆盖率、土地利用、土壤类型等作为评价因子,运用专家权重模型,将研究区 分为无险型、轻险型、危险型、强险型和极险型5种类型,输出了土壤侵蚀危险度评价图, 并指出了各种类型的防治侵蚀的措施.     

红壤区土壤侵蚀危险程度分级初探

土壤侵蚀危险性分级是研究土壤侵蚀危险程度的重要方法.为了探索更加符合实际的土壤侵蚀及其危害程度分级方法,依据水利部土壤侵蚀分级标准和水利部科考成果,对南方红壤科考区的土壤侵蚀强度和土壤侵蚀潜在危险性及其所处流域主要湖泊泥沙输比(SDR)进行分级.结果表明,科考区内轻度、中度、强度和极强度侵蚀均存在.中度侵蚀和强度侵蚀为主要侵蚀类型,占总侵蚀类型的84％.轻度和极强度侵蚀占16％.潜在危险性分级中,无险型、轻险型、危险型和极险型均存在,轻险和危险为主要类型,占总潜在危险类型的84％,无险和极险类型占16％.土壤侵蚀对异地的危害比较大,60％的湖泊SDR＞0.5,其上游土壤侵蚀对异地是危险甚至极险的.研究结果可为红壤全区土壤侵蚀分级和治理工作提供参考.     

基于层次分析法的生产建设项目水土流失影响综合指数研究

[目的]研究生产建设项目引发的水土流失影响综合指数,为水土保持科学分类管理提供依据。[方法]在全国8个水土保持区划一级区31类生产建设项目中,筛选出国家、省、地(州、市)、县(区、市)共2 227个项目,收集每个项目的扰动地表面积、损坏植被面积、土石方挖填总量、永久弃渣量、是否涉预防保护区及地貌类型等13项水土保持相关指标。采用专家咨询法和层次分析法,将生产建设项目水土保持分类指标体系分为目标层(水土流失影响等级)、准则层(生产建设项目类别)、约束层(水土保持区划一级区)、指标层(水土流失相关指标)4个层次。[结果]线性工程的影响指数基本呈现出:西南岩溶区(西南紫色土区)西北黄土高原区(青藏高原区)南方红壤区(北方土石山区、东北黑土区)北方风沙区的趋势。点式工程在西南岩溶区和西南紫色土区水土流失影响指数较高,而在北方风沙区的水土流失影响指数较小。[结论]生产建设项目水土保持指标体系中层次划分合理,层次分析法计算得出的综合指数可以作为生产建设项目的水土流失影响指数,反映生产建设项目水土流失影响程度的水土流失影响潜在值。     

辽宁土石山区侵蚀沟分布与危害分析研究

辽宁省划分为东北黑土区和北方土石山区2个一级区,以土石山区为主,涉及11个市,72个县(市、区),总面积达93 869万km~2,约占全省土地面积63.40%。沟道侵蚀是该区水土流失的集中体现和严重区域,经统计,辽宁土石山区共有侵蚀沟道74 124条。分析侵蚀沟特点、成因及危害,对开展该区域的侵蚀沟道综合治理工程、指导其水土保持工作具有重要作用。     

坡面水文过程与土壤有机碳迁移研究进展

选取中国四种典型区域（东北黑土区、南方红壤丘陵区、北方黄土高原区、西南岩溶区）,概述了不同类型区域坡面水文过程与土壤有机碳迁移的关系,分析了坡面水文过程驱动下土壤有机碳迁移的影响因素。结果表明,不同类型区域的土壤有机碳迁移路径及形式因其水文过程不同而存在差异性,土壤类型、降雨强度、坡度等自然因素会影响土壤有机碳迁移路径及在泥沙中富集;而耕作、施肥、土地利用等人为因素既会改变土壤有机碳含量和外源输入而影响其迁移量,也会影响土壤有机碳迁移路径。在对前人研究成果的总结的基础上,本文认为应加强红壤区及岩溶区不同土壤有机碳迁移路径的同步监测研究,明晰水力侵蚀作用下土壤有机碳迁移转化过程与微生物群落之间的耦合关系,建立考虑多维度、多界面水文过程驱动下土壤有机碳迁移模型。     

东北黑土区和北方土石山区部分地区水土保持三级区划及其水土流失防治措施

按照全国水土保持规划任务分工,松辽委承担东北黑土区(Ⅰ)和北方土石山区(Ⅲ)中辽宁环渤海山地丘陵区(Ⅲ-1)的规划工作。综合分析后提出了水土保持三级区划原则和方法,在全国水土保持一、二级区划的基础上,将东北黑土区和北方土石山区部分地区划分为12个三级区,即大兴安岭山地水源涵养生态维护区、小兴安岭山地丘陵生态维护保土区、三江平原-兴凯湖生态维护农田防护区、长白山山地水源涵养减灾区、长白山山地丘陵水质维护保土区、东北漫川漫岗土壤保持区、松辽平原防沙农田防护区、大兴安岭东南低山丘陵土壤保持区、呼伦贝尔丘陵平原防沙生态维护区、辽河平原人居环境维护农田防护区、辽宁西部丘陵保土拦沙区、辽东半岛人居环境维护减灾区,并提出了各区的水土流失防治途径。     

基于文献统计的CSLE模型中耕作措施因子的确定

为了研究CSLE模型中T因子的确定方法,收集并筛选了关于全国各水土保持区不同保护性耕作措施与传统耕作相比减少侵蚀的研究成果,利用文献统计的方法,计算并得出了我国6种保护性耕作措施在6个水土保持区的T因子取值。结果表明:(1)东北黑土区免耕秸秆覆盖、等高耕作和垄作区田3种保护性耕作措施下,T因子分别为:0.20±0.14,0.52±0.25,0.15±0.12;(2)北方土石山区免耕、垄作区田和等高耕作+植物篱3种保护性耕作措施下,T因子分别为:0.51±0.25,0.46±0.24,0.17±0.09;(3)西北黄土高原区免耕、免耕秸秆覆盖和等高耕作3种保护性耕作措施下,T因子分别为:0.73±0.17,0.69±0.22,0.27±0.22;(4)南方红壤区免耕秸秆覆盖和等高耕作2种保护性耕作措施下,T因子分别为:0.11±0.08,0.54±0.32;(5)西南紫色土区免耕秸秆覆盖、等高耕作、等高耕作+植物篱和聚土免耕4种保护性耕作措施下,T因子分别为:0.44±0.29,0.48±0.27,0.47±0.24,0.32±0.15;(6)西南岩溶区免耕和等高耕作2种保护性耕作措施下,T因子分别为:0.49±0.33,0.38±033。由此可知,在同一水土保持区,不同耕作方式的T因子取值不同,相同的水土保持耕作措施在不同的水土保持区的T因子取值也有较大差异。     

黄土高原不同地貌类型区降雨侵蚀力时空特征研究

通用土壤流失方程USLE是迄今为止较为成熟,应用较广的土壤侵蚀预报模型,区域降雨侵蚀力R及其分布特征是将USLE应用于较大地区的关键.以日降雨量计算侵蚀力模型为基础,建立了黄土高原月降雨量计算降雨侵蚀力模型.用黄土高原235个气象站点1971-2000年30 a的月降雨量数据,计算得各站点的时间序列月降雨侵蚀力和年降雨侵蚀力,通过Kriging空间插值方法生成降雨侵蚀力时空分布栅格图像,并分析了不同地貌类型区降雨侵蚀力的时空特征.黄土高原降雨侵蚀力空间分布从东南到西北呈梯度递减趋势,范围在300～7 500,平均不到3 000,不同地貌类型区从大到小依次为土石山区、丘陵沟壑区(延安)、高塬沟壑区、丘陵沟壑区(榆林)、丘陵区(陇西);降雨侵蚀力年内分布主要集中于7,8两月,年际变化上存在一个2.7 a的波动周期,波动范围在多年平均值的1倍以上,不同地区相差较大.     

加速土壤侵蚀对养分流失的影响

Soil erosion and nutrient losses on newly-deforested lands in the Ziwuling Region on the Loess Plateau of China were monitored to quantitatively evaluate the effects of accelerated soil erosion, caused by deforestation, on organic matter, nitrogen and phosphorus losses. Eight natural runoff plots were established on the loessial hill slopes representing different erosion patterns of dominant erosion processes including sheet, rill and shallow gully （similar to ephemeral gully）. Sediment samples were collected after each erosive rainfall event. Results showed that soil nutrients losses increased with an increase of erosion intensity. Linear relations between the losses of organic matter, total N, NH4-N, and available P and erosion intensity were found. Nutrient content per unit amount of eroded sediment decreased from the sheet to the shallow gully erosion zones, whereas total nutrient loss increased. Compared with topsoil, nutrients in eroded sediment were enriched, especially available P and NH4-N. The intensity of soil nutrient losses was also closely related to soil erosion intensity and pattern with the most severe soil erosion and nutrient loss occurring in the shallow gully channels on loessial hill slopes. These research findings will help to improve the understanding of the relation between accelerated erosion process after deforestation and soil quality degradation and to design better eco-environmental rehabilitation schemes for the Loess Plateau.     

黄土高原多沙粗沙区农村聚落土壤侵蚀研究

通过分析黄土高原土壤侵蚀人为因子体系，发现黄土多沙粗沙区农村聚落土壤侵蚀研究是目前该区水土保持工作的薄弱环节。对多沙粗沙区农村聚落抽样调查统计并进行农村聚落土壤侵蚀量计算，得知多沙粗沙区农村聚落常年土壤侵蚀量已占到区内年人为产沙量的9．77％。在研究黄土高原农村聚落土壤侵蚀方式和特点的基础上，提出了黄土高原农村聚落土壤侵蚀的6项基本防治措施。     

再生水灌溉对4类土壤Cd生物有效性的影响

根据国家土壤环境质量标准,选取重金属Cd含量为二级水平的4类土壤（红壤、 潮土、 土、 黑土）进行土培试验,研究再生水灌溉与小白菜生物量及Cd含量、 土壤有效态Cd含量、 pH、 微生物群落的关系,以及不同类型土壤间的差异性。结果表明, 再生水灌溉在不同类型土壤上对小白菜生物量及Cd含量、 土壤有效态Cd含量、 土壤pH和微生物数量的影响不同: 1）红壤、 潮土、 土上小白菜生物量增加显著,分别增加9.09%、 16.08%、 9.92%,黑土上增加不显著; 2）小白菜Cd含量在红壤上显著降低,由对照的0.29 mg/kg降低到0.22 mg/kg,在黑土上比对照增加了18.75%,在潮土和土上影响不大; 3）有效态Cd含量在红壤没有变化,但在潮土、 土、 黑土上增加显著; 4） 4类土壤微生物数量增加显著; 5）潮土、 土、 黑土的pH值有所降低。     

长江上游及西南诸河区水土流失现状与综合治理对策

长江上游及西南诸河区横跨我国地貌第1级台阶和第2级台阶,地形起伏显著,构造运动强烈,降雨集中,人类活动强度大,水土流失发育,侵蚀类型多样。该区水土流失的特点有：坡耕地分布广泛,侵蚀强烈,是水土流失的主要来源;泥石流、滑坡量大面广,活动频繁,威胁工程与公共安全;库区水土流失普遍发育,面源污染严重,威胁水库水质;江河源区冻融、水力、风力侵蚀交互作用,草地退化严重,降低生态功能;石漠化过程加剧,危及土地安全,导致区域贫困;工程建设规模巨大,侵蚀产沙剧烈,成为新增水土流失的重要因素。针对该区水土流失的特点,提出如下治理对策：进行以坡改梯和坡面水系建设为主的坡耕地综合整治;重点治理泥石流和滑坡,控制沟谷蚀;建设清洁小流域,综合控制面源污染;改良牧业生产方式,保护草地,修复生态;开展石漠化综合防治,抢救性保护土壤资源;加强水土保持预防监督,落实工程建设水土保持,有效减轻工程建设产生的水土流失。     

不同植被盖度下的黄土高原土壤侵蚀特征分析

利用地理信息系统(GIS)技术对黄土高原土壤侵蚀空间数据和植被盖度等级数据进行了空间叠加,研究不同盖度的植被对土壤侵蚀的影响。结果表明:植被盖度等级为1时,黄土高原土壤侵蚀全部为水蚀,占整个土壤侵蚀的100%;植被盖度等级为2时,土壤侵蚀主要以水蚀为主,占整个土壤侵蚀的95.61%;植被盖度等级为3、4、5时,土壤侵蚀仍主要以水蚀为主,分别占整个土壤侵蚀的74.90%、66.68%和58.19%。冻融侵蚀出现在植被盖度等级为4和5时,占整个土壤侵蚀的比例均不大。随着植被盖度的增加水蚀所占比重逐渐减小,而风蚀、水?风混合侵蚀和冻融侵蚀所占比重逐渐加大。植被盖度等级为5时,水蚀、风蚀和水-风混合侵蚀的土壤侵蚀指数均比其他植被盖度等级的土壤侵蚀指数大,分别为657.56、796.68和596.79,土壤侵蚀最严重。黄土高原植被盖度变化对土壤侵蚀状况影响显著。     

黄土高塬沟壑区水土流失综合治理范式

 黄土高原是中华农耕文化的发祥地,其主要地貌类型区之一的黄土高塬沟壑区,其农业发展有着比黄土高原其他地区优越的自然条件。但长期以来,由于自然和人为因素的双重作用,该区水土流失十分严重,塬面径流下沟导致沟头不断前进,塬面逐年萎缩。由于沟坡坡度大而导致重力侵蚀异常活跃,侵蚀强度逐渐加强。在特殊的自然环境、人口压力以及经济发展需求的条件下,探索黄土高塬沟壑区水土流失综合治理范式成为水土保持领域科技人员和当地政府急需解决的问题之一。在解析黄土高塬沟壑区自然地理特征、水土流失特点以及社会经济发展需求的基础上,通过对该区现有的水土流失综合治理模式进行梳理,结合范式的概念,提出黄土高塬沟壑区水土流失综合治理范式。     

黄土丘陵区侵蚀土壤质量评价

通过建立侵蚀土壤质量单因素评价模型和综合评价模型,选出了黄土丘陵区适宜的侵蚀土壤质量评价方法,定量评价了该区土地利用方式对土壤质量的影响。结果表明,采用加权综合法对土壤质量进行综合评价能够较好地反映土壤质量的实际情况,敏感地反映土地利用方式变化对土壤质量的影响。应用因子分析法所筛选的8项土壤质量简化评价指标能够很好地反映29项综合评价指标的信息,评价结果具有较高的代表性。拟定了黄土丘陵区侵蚀土壤质量分级标准,将研究区土壤质量分为5级。黄土丘陵区10种土地利用类型间土壤质量差异显著,以天然乔木林地土壤质量最佳,属1级;其次是天然灌木林地和大棚菜地,土壤质量属2级;天然草地土壤质量属于3级,人工乔灌林地土壤质量接近3级;人工草地、撂荒地、农地和果园土壤质量属于4级。     

中国稻作区土壤速效钾和钾肥偏生产力时空变化

基于农业农村部布置在全国的水稻土监测样点(1988—2017),分析不同稻作区水稻土的速效钾、钾肥偏生产力和钾素表观平衡的时空变化趋势.在30 a间,东北区水稻土速效钾含量显著高于长江三角洲(长三角)、长江中游、华南和西南地区.随试验年限的延长,除了长江中游的水稻土速效钾为先增加后稳定的趋势外,东北、长三角和华南区的水...     

基于样带的陕西省水土流失规律研究

陕西省是我国水土流失最严重的地区之一,利用第一次全国水利普查水土保持调查专项数据,抽取横向7条、纵向2条典型样带,共314个调查单元,对比分析了陕西省坡度、坡长、土地利用类型对土壤侵蚀影响的区域差异。结果表明:（1）横向样带自北向南坡度均值先减小后增大,黄土高原地区坡度 < 20°和 > 30°的地块土壤侵蚀模数高于其他地区;整体来看,陕西省土壤侵蚀的临界坡度在15°~30°;（2）随坡长的增加,土壤侵蚀模数整体呈波动增长,10~20 m和 > 30 m坡长范围内,黄土高原地区土壤侵蚀最为严重;（3）耕地、园地土壤侵蚀模数高于林地、草地,耕地与园地土壤侵蚀模数自北向南呈增—减—增的变化特征;（4）区域对比来看,自北向南土壤侵蚀模数先减小后增大,侵蚀强度从大到小依次为黄土高原区、秦巴山地区、关中平原区;纵向样带土壤侵蚀模数均在1 000 t/（km²·a）左右。研究结果为认识陕西省土壤侵蚀因子区域差异,明确水土流失空间分异规律,因地制宜地制定水土保持规划提供了重要依据。     

Land use effects on the dynamics of soil C, N and microbes in the water-wind erosion crisscross region of the northern Loess Plateau, China

The water-wind erosion crisscross region of the northern Loess Plateau in China is under constant pressure from severe erosion due to its windy and dry climate and intensive human activities. Identifying sustainable land use patterns is key to maintaining ecosystem sustainability in the area. Our aim was to appraise the impacts of different land use regimes on the dynamics of soil total organic C(TOC), total N(TN), and microbes in a typical watershed in the northern Loess Plateau to identify sui...