REE示踪坡面侵蚀过程研究

在观测年度气候条件下,坡面产流初始阶段片蚀是坡面侵蚀的主要方式,试验期间的三次降雨片蚀分别占坡面总侵蚀量的71%、48%、49%,表明坡面侵蚀处于片蚀-细沟侵蚀演变的初期阶段;同时随着降雨的进行,细沟侵蚀量在不断增大,表明坡面由片蚀为主逐渐过渡到片蚀向细沟侵蚀转变的阶段。对次降雨条件下坡面不同部位的侵蚀泥沙来源研究表明:无论片蚀绝对量如何变化,坡面表层上段的相对侵蚀量始终不大于10%,表明坡面片蚀的来源主要集中在坡面下部;降雨结束后对不同坡段的细沟相对侵蚀量比较分析后发现,不同坡段的相对侵蚀量结果分别为:距坡脚0~1米坡段16%;2~4米坡段6%;5~9米坡段3%,三段的侵蚀量之比约为5∶2∶1,表明细沟侵蚀的主要来源集中在距坡脚4米段内。     

坡面侵蚀分布特征动态变化过程的REE示踪法研究

本文利用REE示踪技术 ,初步探讨了野外全坡长小区在次降雨过程中 ,坡面侵蚀时空分布的动态变化过程。结果表明 :利用REE示踪法不仅可以准确地测定坡面不同地形部位的相对侵蚀量 ,还可通过对侵蚀过程样的分析 ,较为客观揭示降雨侵蚀过程中坡面各部位相对侵蚀量的时空变化趋势。坡面各部位相对侵蚀量随时间的变化可能存在三种模式 ,增长递减型、递增型和波动型。其最大侵蚀部位主要集中在坡面中段 ,并随降雨的持续 ,存在向坡面下部移动的趋势。     

坡面侵蚀垂直分布特征动态变化过程初步研究

采用稀土元素示踪法对坡面侵蚀垂直分布特征动态变化过程进行了初步研究。结果表明，坡面侵蚀垂直分布特征在次降雨过程呈动态变化趋势，尽管在产流过程中相对侵蚀量的变化趋势基本相似，但比值差异很大，这主要取决于坡面径流的强度。此外，次降雨侵蚀产沙的垂直分布特征与侵蚀过程中产沙的分布特征差异亦很大，建议应加强侵蚀产沙过程的研究。     

沟坡侵蚀REE示踪法试验研究初探

为解决野外小流域泥沙来源研究中REE的施放问题,在室内利用人工模拟降雨的方法,对坡面一沟坡连续体模型REE施放方法进行了试验研究。结果表明,对于坡度较陡,汇流相对集中的沟坡部位,可采用点穴施放法布设稀土元素,但仍需掺土,若布设纳稀土元素实际操作难度较大。在此基础上,提出了在野外小流域泥沙来源观测中可采用网格法布设点穴,并对其产沙量计算亦提出了相应的设想及方法。     

黄土高原坡沟系统侵蚀产沙过程的REE示踪研究

利用室内概化的坡沟系统模型,结合REE示踪技术,采用放水冲刷试验,对黄土高原坡沟系统侵蚀产沙过程进行了深入研究。结果表明,坡沟系统的坡面侵蚀速率大于沟坡的侵蚀速率,即坡面侵蚀较沟坡侵蚀剧烈;在本研究设计的流量范围内存在一个临界流量Q=12 L/min,当冲刷流量小于该值时,起始侵蚀率随流量的增大而增大,当冲刷流量大于该值时,起始侵蚀率随冲刷流量的增大而减小;相同流量下,随着冲刷历时的延长,其侵蚀率呈波动变化趋势,陆续达到最大,然后又逐渐减小,而且随着流量的增大,La元素示踪带和Eu元素示踪带侵蚀率达到最大的时间越来越短。     

稀土元素示踪法在坡面侵蚀产沙垂直分布研究中的应用

简要分析了核示踪法在土壤侵蚀研究中的应用现状，并以稀土元素(REE)示踪法为例，结合不同坡度、不同流量的室内放水冲刷模拟试验对坡面侵蚀产沙垂直分布特征进行了研究，研究结果表明：在坡度较小的情况下，坡面各不同部位的相对侵蚀量沿下坡方向呈现出先减小后增大的趋势；在坡度较大而流量较小的情况下，坡面各坡段的相对侵蚀量与坡度较小的情况相似，当流量较大时，坡面各不同坡段的相对侵蚀量呈现出随坡长的增大而减小的趋势。但坡面最下端坡段的相对侵蚀量总是随着冲刷历时的延长而呈现出下降趋势，而其余各坡段的相对侵蚀量则呈现出缓慢的波动式上升。试验结果还表明REE示踪法可以比较满意地说明坡面侵蚀过程中的泥沙来源情况，是一种研究坡面侵蚀产沙特征的有效方法。     

稀土元素示踪坡面次降雨条件下的侵蚀过程

为定量研究次降雨条件下坡面侵蚀形态的演变过程,该文利用REE-INAA（稀土元素-中子活化分析）方法,将REE元素沿坡面垂直分层布设并结合室内模拟降雨试验,研究了次降雨条件下面蚀和细沟侵蚀的转变和动态发育过程。结果表明：降雨初期坡面主要发生面蚀,细沟出现后,坡面侵蚀将加快加剧,细沟侵蚀深度随之迅速增加。坡面侵蚀中面蚀量约占总侵蚀量的30%左右,细沟侵蚀量占70%左右。单位深度范围内最上层土壤侵蚀量最大,向下依次递减。可以将坡面侵蚀形态演变过程划分为面蚀、细沟发育和细沟稳定3个阶段,各阶段转化都有明显的拐点出现。因此,利用REE-INAA方法可以对土壤侵蚀演变过程进行较准确地定量研究。     

REE示踪条带施放法研究坡面土壤侵蚀垂直分布规律

通过室内模拟和野外小区试验,采用中子活化分析手段,进行了运用ＲＥＥ 示踪条带施放法研究坡面土壤侵蚀垂直分布的可行性分析。结果表明：示踪元素条带施放法研究土壤侵蚀,可定量分析黄土坡面不同坡段的相对侵蚀量,具有满意的试验精度,并揭示了产沙强度随坡长存在３ 种变化模式。     

黄土高原农耕地坡面侵蚀过程的^7Be示踪试验研究

定量研究坡面次降雨条件下不同侵蚀类型随时间的变化规律,利用传统研究方法很难解决,利用7Be在土壤表层剖面中呈指数减少的趋势,且主要分布在0～10mm的表层范围内的特点,利用137Cs在耕层土壤剖面中分布比较均匀的趋势,运用复合示踪法定量研究了坡面次降雨条件下不同侵蚀类型的发生、发展。研究结果表明,7Be可以更敏感地反映侵蚀过程中所发生的坡面片蚀状况,并将坡面片蚀和细沟侵蚀类型随时间的变化定量区分开来。另外,利用7Be示踪法计算了细沟侵蚀量,并与传统研究方法得出的结果进行了比较。     

黄土坡地不同利用方式土壤侵蚀的时空分布规律研究

本研究利用定位土芯Eu(europium)示踪新方法,研究黄土坡地不同利用方式下土壤侵蚀的 时空分布规律.结果表明,该方法对以片蚀和细沟侵蚀为主的黄土坡地是适用的;土壤侵蚀 的时间分布与降雨量的年时间分布相一致,过程性暴雨期表现为全年土壤侵蚀的高峰期;在 复合坡面,随坡面的陡、缓、凹,土壤侵蚀表现强、弱、沉积;相同坡度和坡长条件下,幼龄核桃园的土壤侵蚀速率＞刺槐林地＞荒草地＞苜蓿地.     

福建省水土流失的时空变化

[目的]对福建省1990—2015年的水土流失进行动态监测和时空变化分析,为该区水土保持工作提供科学参考。[方法]以福建省为研究区域,基于USLE水土流失方程,结合GIS,RS等技术开展研究。[结果](1)福建省境内以轻度流失为主,水土流失主要分布在西部和东南部,中部和北部分布较少,在空间上呈现出东南沿海向西北内陆减少的趋势,25a来以轻/中度流失与微度流失的相互转化为主。(2)1990—2015年,福建省水土流失面积总体呈减少趋势,共减少了3 825.55km2,以轻度流失面积减少为主,尤其在2010年后,水土流失面积减少加快。相对于内陆地区,沿海地区水土流失改善明显。[结论]25a来福建省水土流失总体情况改善明显,水土流失治理取得了显著的成效。     

费县土地利用和土壤侵蚀时空变化分析

深入研究土地利用和土壤侵蚀关系对认识人类活动在自然环境变化中的作用机制具有重要意义。以TM影像为数据源,基于ERDAS遥感处理平台和ArcGIS地理信息系统平台,综合分析了费县1987年和2007年两个典型时期的土地利用、土壤侵蚀的时空变化。结果表明：费县土壤侵蚀主要发生在耕地、林地、草地这3种土地利用类型中;1987-2007年20a间,费县耕地、草地、水域和未利用土地面积减少,林地、建设用地面积增加,土壤侵蚀面积减少,侵蚀等级下降。总体来说,费县土地利用和土壤侵蚀状况都是向良性的轨道发展。建议今后在继续进行退耕还林的同时,推行合理的耕作制度,有效减少土壤侵蚀。     

南汀河流域土壤侵蚀的时空分异

[目的]分析南汀河流域坡面土壤侵蚀的时空分异特征,为流域水土保持和边疆生态环境建设提供科学参考。[方法]基于通用土壤流失方程(USLE),运用RS和GIS技术计算南汀河流域1990,2000及2010年3个时段的土壤侵蚀模数。[结果]3个时段内研究区侵蚀模数呈现先升后降的趋势,年均侵蚀模数从24.75t/(hm2·a)升到30.05t/(hm2·a),然后降为25.87t/(hm2·a)。3个时段内,流域内强烈侵蚀及其以上的侵蚀面积仅占总侵蚀面积的19.94%,但对流域总侵蚀量的贡献高达73.56%。1990—2000年,强烈及强烈以下侵蚀面积减少了1 059.85km2,强烈侵蚀以上的侵蚀面积则增加了112.29km2;2000—2010年,微度侵蚀面积有小幅增加,其余侵蚀等级的侵蚀面积都有所下降。当坡度小于20°时,侵蚀模数随着坡度的增加而增加,坡度超过20°后,侵蚀模数有降低的趋势;从海拔上看,高侵蚀模数区域主要位于海拔500~2 000m范围。[结论]流域内的土壤侵蚀治理已初见成效,但在局部地区,土壤侵蚀仍有加剧现象。     

冻融坡面水蚀动力参数动态响应时空演化过程

为揭示冻融作用对坡面土壤水蚀的影响,探究春季解冻期坡面土壤的水蚀动力参数动态响应时空演化过程,采用2个坡度(10°,15°)、4个流量(4.5,6.5,8.5,10.5L/min)和4个起始解冻深度(2,5,10,15cm),进行野外径流冲刷试验,系统地分析冻融坡面水蚀动力参数雷诺数、弗劳德数、流速、水流剪切力、水流功率和单位水流功率在不同起始解冻深度、不同流量和不同坡度条件下的时空演化过程。结果表明:冻融坡面水蚀动力参数雷诺数、流速、水流剪切力和水流功率随流量的增加呈增加趋势;水流剪切力、水流功率与单位水流功率随坡度增加而增大;水流剪切力和水流功率随起始解冻深度的加深而增大;雷诺数、弗劳德数、流速和单位水流功率随起始解冻深度的变化趋势不明显,其起始解冻深度为5cm时,水蚀动力参数随时间变化最为剧烈;建立了冻融坡面水蚀动力参数雷诺数(R~2=0.728)、水流剪切力(R~2=0.644)、水流功率(R~2=0.721)、流速(R~2=0.533)和单位水流功率(R~2=0.553)的幂函数预测方程。     

红壤坡地水土流失规律研究

通过在第四纪红壤坡地建立标准径流小区进行试验,模拟了径流量与降雨量的线性相关方程,建立了降雨量、降雨强度与土壤侵蚀量的幂函数相关方程,得出了不同治理措施引起土壤侵蚀的临界降雨值,找出了第四纪红壤坡地水土流失的一般规律.     

不同区域土地利用与土壤侵蚀空间关系研究

在总结土地利用与土壤侵蚀空间关系一般研究方法的基础上,引入并修正了土壤侵蚀强度综合指数和区域土壤侵蚀强度综合指数,对整个中国境内、辽河中下游地区、南水北调丹江口水库水源区湖北部分和广东省惠东县4个区域土地利用类型与土壤侵蚀强度空间关系进行了定量比较分析。结果表明:不同区域土地利用类型的土壤侵蚀序列各不相同,而同一区域不同时期土地利用类型的土壤侵蚀序列不确定;新出现的难利用地比长期闲置的难利用地土壤侵蚀发生率高;草地土壤侵蚀发生率偏高;耕地中旱地的土壤侵蚀发生率高;建设用地建设时土壤侵蚀强度大,而建成后土壤侵蚀强度小。     

安徽省岳西县土壤侵蚀时空演变特征及趋势预测

利用ArcView 3.3软件,对岳西县1958年、1983年、1992年的土壤侵蚀动态监测图进行屏幕数字化,得到三期土壤侵蚀强度矢量图;利用2004年TM影像,通过目视解译的方法,得到2004年土壤侵蚀强度矢量图。利用Arc-GIS软件,对不同时段土壤侵蚀图进行叠加分析,研究了不同时段不同土壤侵蚀强度面积数量的相互转化及土壤侵蚀程度的变化;运用马尔柯夫模型,预测岳西县土壤侵蚀动态演变趋势。主要结论如下:(1)岳西县土壤侵蚀状况1958-2004年经历了急剧恶化到逐渐恢复的过程。1958-1983年土壤侵蚀不断加剧;1983-1992年土壤侵蚀逐渐恢复;1992-2004年土壤侵蚀进入全面恢复期。(2)相邻时段的土壤侵蚀图叠加结果分析表明,不同时期土壤侵蚀各等级是相互转化的。(3)1958-2004年岳西县土壤侵蚀程度无变化的面积经历了先下降后上升的过程,土壤侵蚀程度等级增加的面积先显著扩大再逐步下降,而土壤侵蚀程度等级下降的面积先减少后增加。(4)马尔柯夫模型预测结果表明,到2016年微度侵蚀土壤面积增加到64 221hm2,中度侵蚀类型面积明显下降;强烈侵蚀与极强烈侵蚀土壤在局部地区有所增加,但这种变化不明显。堆积类型面积呈显著下降趋势,水域面积有所减少。从总体趋势看土壤侵蚀状况向良性循环方向发展。     

宁夏南部半干旱黄土区3种土地利用类型的土壤水分时空变化特征

选择宁南黄土区贾新庄组的3种土地利用类型(川地农田、阴坡梯田、阳坡人工林),在2021年生长季使用土钻监测土壤含水量(SMC),同时利用自动气象站监测气象数据,分析土地利用、坡位、作物种类影响下的土壤水分时空变化特征。结果表明:3种土地利用类型的SMC大小为川地农田(16.32%)＞阴坡梯田(12.66%)＞阳坡人工林(10.82%);随着研究时段推进,SMC呈先降后升的变化,SMC与降水量存在较好的时间协同性,气温、太阳辐射、饱和水汽压差与阳坡人工林SMC显著相关;随土层深度增加,川地农田、阴坡梯田、阳坡人工林的SMC分别呈升高、降低、先降后升的变化,0—100 cm土层的土壤水分变异系数大于100—200 cm土层。SMC季节变化分为相对稳定期(4—5月)、消退期(6—8月)和恢复期(9—10月);SMC土层变化分为活跃层(0—40 cm)、相对活跃层(40—140 cm)、相对稳定层(140—200 cm)。土壤水分的补给时间滞后于降水,下层土壤水分补给滞后于上层土壤。阴坡梯田和阳坡人工林SMC随坡位降低均先降后升,最小值分别在坡上和中下坡位。土地利用、坡位差异、作物种类、气象因子均是影响SMC的因素;从SMC的变异程度看,各因子对SMC的作用大小依次为气象＞土地利用＞坡位＞作物种类。研究结果有利于指导半干旱黄土区的植被重建与生态产业发展,确定不同立地环境下的合理植被配置。     

黄土高原丘陵沟壑区的土壤侵蚀与土地利用

黄土高原丘陵沟壑区生态农业建设的目标是调和自然和人类的关系,不合理的土地利用是导致土壤侵蚀的主要因素,控制严重的土壤侵蚀并改善提高当地人民的生活水平,合理利用土地资源调整土地利用结构是建设秀美山川的根本出路。