黑龙江省冻融侵蚀形式及其危害

 通过对黑龙江省7种冻融侵蚀的表现形式、分布区域及危害程度的分析,提出今后黑龙江省冻融侵蚀研究工作的建议。     

冻融侵蚀的类型及其特征研究

冻融侵蚀的季节性和侵蚀作用的特殊性 ,使得国内外对这方面的研究开展很少。探讨了冻融侵蚀的概念 ,将冻融侵蚀分为融雪径流侵蚀、沟壑冻融侵蚀、寒冻石流、冻融风蚀、冻融泥流、冰川侵蚀 6类 ,并对各类型的侵蚀过程和特征进行了介绍     

西藏冻融侵蚀空间分布规律

西藏是我国冻融侵蚀最主要的分布区,也是受冻融侵蚀危害最为严重的区域。以影响冻融侵蚀主要因子为指标所建立的评价模型对西藏冻融侵蚀进行分级评价所得出的结果为依据,分析了西藏冻融侵蚀的空间分布规律。分析结果表明：（1）西藏冻融侵蚀分布范围广大,冻融侵蚀总面积达664 317.4 km^2,占该区国土面积的55.3%;（2）西藏冻融侵蚀的区域分异明显,不仅不同强度冻融侵蚀具有不同的区域分布特征,而且冻融侵蚀地区分布差异明显,每个地区都有不同于其他地区的冻融侵蚀空间分布特点;（3）西藏冻融侵蚀垂直分异明显,不同强度冻融侵蚀的百分比构成随海拔高度的升高而呈现有规律的变化,冻融侵蚀在垂向上的分布具有在海拔较低区域和较高区域分布面积小、强度大,中间区域分布面积大、侵蚀强度小的特点。     

我国冻融侵蚀现状及防治对策

冻融侵蚀普查是水利普查中水土流失普查的重要内容之一。在冻融侵蚀普查工作中,采用我国自主建立的冻融侵蚀评价模型和评价指标体系,获得了全国冻融侵蚀强度、面积和空间分布情况数据,揭示了我国冻融侵蚀的空间分布特征。成果显示:我国冻融侵蚀区总面积为172.48万km2,其中轻度以上冻融侵蚀面积为66.096万km2,分别占我国陆地国土面积的17.97%和6.89%。在冻融侵蚀分布的8个省(区)中,西藏的冻融侵蚀面积最大,约占全国冻融侵蚀面积的48.90%,其余省(区)冻融侵蚀面积由大到小依次为青海、新疆、四川、甘肃、内蒙古、黑龙江、云南。     

黑龙江省冻融侵蚀强度分级评价及空间分布特征

黑龙江省肩负维护国家生态安全、保障国家粮食安全的重任,近年来因冻融侵蚀影响,自然环境和黑土资源受到严重威胁。为了定量揭示黑龙江省冻融侵蚀强度的空间异质性及其影响因素,该研究选取10个冻融侵蚀强度评价指标,并确定其权重。通过构建多元回归模型得到冻融侵蚀下限,将权重和赋值结果代入综合评价指数模型,利用自然断点法对冻融侵蚀强度进行分级。研究结果表明：1）黑龙江省冻融侵蚀总面积为1.917×10⁵ km2,占全省面积的40.53%,其中强烈和极强烈侵蚀分别占冻融侵蚀总面积的20.66% 和10.54%。2）黑龙江省中度冻融侵蚀以上的区域呈现三区一带的特征。三区分别为大兴安岭地区、小兴安岭地区和张广才岭地区;一带为西北—东南走向的“三岭一平原”廊道。3）黑龙江省冻融侵蚀强度在空间上表现出明显的正相关和集聚性特征,强度相近的冻融侵蚀区在空间上积聚,高强度和低强度的冻融侵蚀区在空间上分异,产生了多个高强度和低强度的冻融侵蚀区。4）植被覆盖度的增加可以降低冻融侵蚀强度,在植被覆盖度小于20%的地方,冻融侵蚀尤为剧烈;冻融侵蚀主要发生在土壤含水量为0.2～0.3m³/m³的区域,而极少发生在土壤水分含量小于0.2m³/m³的区域。研究结果通过对比验证显示出较高的可靠性,可为该地区冻融侵蚀的防护和管理提供依据,并为类似区域提供借鉴方法和技术参考。     

西藏冻融侵蚀区下界海拔梯度特征分析

为系统分析西藏冻融侵蚀区下界海拔的分布规律,在GIS技术支持下对西藏自治区的冻融侵蚀区进行了界定,结果表明:①西藏冻融侵蚀区分布广,且地区分布差异明显,集中分布在藏北、藏西的那曲市和阿里地区,在藏南及藏东主要呈岛状分布于山体上部;②西藏冻融侵蚀区下界海拔不同区域间差异大,从3800 m至4900 m,差异达1100 m;③西藏冻融侵蚀区下界海拔具有从东到西递增的经向梯度特征,以及从南至北先由高降低再升高的纬向梯度特征;④从行政区域看,西藏7个地(市)区域跨度大,冻融侵蚀区下界海拔难以表现出显著的梯度特征,但总体上表现为东部低南部高的特点。     

青藏高原冻融侵蚀动力特征研究

青藏高原的地理、地质和气候都具有特殖性,因而其土壤侵蚀是以冻融侵蚀为主结合其它多种侵蚀类型的侵蚀作用,具体分析了青藏高原冻融侵蚀的动力和3种特殊形态的冻融侵蚀。为了减少水土流失,保护高原生态环境,最后提出了几点意见。     

冻融侵蚀研究进展

 介绍国内外冻融侵蚀研究的主要成果。首先探讨并明晰了冻融侵蚀的定义与研究范畴。介绍并简要分析冻融作用对土壤性质的改变及对土壤可蚀性影响的主要研究成果;介绍并分析国内外主要冻融侵蚀预报模型与冻融侵蚀防治方法的研究成果。最后,结合我国冻融侵蚀研究的实际情况,提出了我国今后一定时期内,在冻融侵蚀研究方面的发展设想。     

冻融侵蚀相关研究及工作进展

对国内冻融侵蚀相关研究成果及相关工作做了分类与归纳。冻融作用对土壤水分、土壤结构及土壤养分的影响具有双向性,众多学者多采用室内模拟的方法研究冻融侵蚀。介绍了目前我国部分省已开展的冻融侵蚀预测与监测的相关经验以及待解决的问题。     

我国冻融区划分与分区侵蚀特征研究

在综合分析土壤冻融影响因子的基础上,探讨我国气候环境条件中的温度、降水对冻融作用与冻融侵蚀的影响关系,初步确定我国冻融区的总体分布。在以往研究基础上,探讨并细化土壤冻融分级标准,据此进一步探讨我国冻融区的一级、二级分区范围,阐述各冻融区的分布规律、分布特点及各区的冻融作用与冻融侵蚀特征。研究结果可为我国冻融区侵蚀的防治提供指导作用。     

辽宁省冻融侵蚀发生的气候环境条件分析

利用辽宁省1961-2006年的气温、降水等资料,分析了近46a来辽宁地区气温和降水变化对冻融作用与冻融侵蚀的影响.结果表明:辽宁地区气候变化主要表现在年平均气温的波动上升且十分显著,而降水呈波动下降趋势;年内冬、春季节平均气温增加率较高,以2-4月比较强烈;冬季降水基本不变,其它季节降水均减少.在气温和降水变化的情况下,辽宁地区土壤冻结期有推后的趋势,解冻期有提前的趋势,所以冻融期有所缩短,土壤化通期有所提前.此外,土壤冻结深度有减小的趋势;随着初春(3月)温度的显著上升,冻融侵蚀有加剧的趋势.     

基于多源地空耦合数据的青藏高原冻融侵蚀强度评价

[目的]分析和探讨青藏高原冻融侵蚀成因及其空间分布格局,为研究区水土保持研究和生态环境保护提供数据支撑和决策参考。[方法]引入冻融侵蚀动力因子(冻融期降雨侵蚀力和冻融期风场强度)和冻融期降水量(表征冻融期土壤相变水量)构建冻融侵蚀评价模型,进而对青藏高原冻融侵蚀状况开展了定量评价和空间格局分析。[结果]构建的冻融侵蚀评价模型在青藏高原地区具有较高的适用性,总体评价精度为92%;青藏高原冻融侵蚀面积分布广泛,占总面积的63.68%,而非冻融侵蚀区则主要分布于柴达木盆地、雅鲁藏布江流域下游以及横断山区;冻融侵蚀强度随着坡度的上升而增加,15°~24°和≥24°坡度带上冻融侵蚀剧烈,而≤3°坡度带冻融侵蚀强度相对较小;不同植被类型区的冻融侵蚀强度空间分布格局差异显著,其中草甸的冻融侵蚀强度最小。[结论]青藏高原冻融侵蚀状况总体上属于中度侵蚀,其空间分布格局受地形、植被类型和气候影响显著。     

黑龙江省典型黑土区土壤侵蚀潜在危险度调查研究

依据黑龙江省第一、二、三次土壤侵蚀遥感调查资料 ,利用GPS等技术手段 ,通过开展外业调查及内业分析研究 ,对全省典型黑土区 11个县 (市 )各地类和不同土壤侵蚀强度的土地进行了土壤侵蚀危险程度分级     

江苏省生产建设项目水土流失特点

基于江苏省191个部、省级大中型工程水土流失观测和调查数据,对江苏省点、线式工程水土流失的主要特点进行了分析、结果表明,点、线式工程施工期水土流失量均占到了总水土流失量的90%左右,线式工程水土流失强度(200.00 t/hm²)大于点式工程的水土流失强度(151.37 t/hm²);点、线式工程土壤侵蚀强度均在强度及以上等级;两类工程占地面积与施工期水土流失量均存在线性正相关关系(R_点²=0.9318,R_线²=0.9439),且两类工程扰动后土壤侵蚀模数与单位土石方填挖量均存在正相关关系(R_点²=0.9595,R_线²线=0.9324)。     

近52年黑龙江省农业气候资源变化特征分析

根据1961—2012年黑龙江省72个站点逐日气象资料,应用线性趋系数法对全年、四季、年代际的气温、降水、日照时数等主要农业气候资源的变化特征进行分析,结果表明,黑龙江省平均气温有明显升高趋势,升高速率为0.35℃/10 a。冬季是增温的主要贡献者,平均每10 a增加0.52℃。全年和四季平均气温的年代际变化呈增加趋势,2000s增温最明显;黑龙江省年降水量波动中呈减少趋势,减少速率为2.76 mm/10 a,减少趋势不明显,但季节性变化比较明显,秋季是降水量减少最大贡献者。年和四季降水量的年代际变化各不相同;黑龙江省全年和四季日照时数都呈减少趋势,其中,全年日照时数减少速率为26.07 h/10 a。春季是日照时数减少的最大贡献者。全年和四季日照时数随年代际变化呈非一致减少趋势。     

陕西省大气稳定度分布特征研究

根据陕西省97个气象台站2006—2011年逐时气象观测资料进行陕西省大气稳定度分类,统计计算各站四季及年不稳定类、稳定类和中性类稳定度出现的频率,利用GIS系统分别绘制关中区域分布图,分析了四季及年三大类稳定度出现频率的区域分布特征。结果表明稳定类和不稳定类均以秦岭腹地中西部和关中盆地中西部出现的频率为最高,其次是渭北及陕北黄土高原区,宝鸡西南部的凤县和太白,汉中市及安康西南部出现的频率较低;中性类明显以宝鸡西南部秦岭山区的凤县、太白,陕南汉中和安康西南部出现的频率为最高,关中盆地中西部和渭北东部最少;冬季稳定类出现频率最高,秋季次之,夏季最低;夏季不稳定类出现频率最高,春季次之,冬季最低;中性类以秋季为最高,夏季次之,冬、春季最少;不稳定类出现频率高的区域,稳定类出现频率亦高。     

基于RS和GIS的甘肃省冻融侵蚀敏感性评价

作为三大侵蚀类型之一的冻融侵蚀在高原地区作用明显,在破坏土壤性质威胁工程安全的同时,阻碍着区域经济社会的发展,但由于起步较晚相关研究很少。为了充实对冻融侵蚀强度与分布规律的研究,以甘肃省为研究对象,选取气温年较差（℃）、冻结期平均最低温度（℃）、解冻期平均降雨量（mm）、坡度、植被覆盖度（%）和年降水量（mm）作为冻融侵蚀影响因子分级评价指标,在RS和GIS技术支持下,采用综合评价指数与相对分级评价的方法,对研究区内的冻融侵蚀进行了侵蚀强度分级评价,同时利用多年实测气象数据对气温年较差进行多元线性回归分析,得出了更适用于甘肃地区的经验回归方程,并在此基础上完成了对甘肃地区冻融侵蚀区边界的界定和冻融侵蚀强度分布图,加深了对甘肃地区冻融侵蚀现状的认识。结果表明:甘肃地区冻融侵蚀敏感区主要集中在北部东南方向和南部的西南角,分别分布在酒泉东南部、嘉峪关、张掖西南部和甘南西部地区,全省冻融侵蚀面积为3.88万km²,占全省总面积的8.6%,省内冻融侵蚀下界海拔3 300～4 400 m,冻融侵蚀强度总体上从西南向东北逐步减弱。     

黑龙江省土壤硒分布及其影响因素研究

黑龙江省处于全国缺硒带的始端,为研究黑龙江省土壤全硒(Se)的含量、分布及其与土壤性质的关系,在全省采集400余个农业土壤0~20 cm耕层样品及主要类型土壤剖面样品(共21个剖面各发生层次土样71个),分析了土壤全硒含量、分布规律及其影响因素。结果表明,黑龙江省土壤全硒含量变幅为0.008~0.660 mg kg~(-1),平均值为0.147 mg kg~(-1),总体上处于缺硒及潜在缺硒土壤范畴,几乎不存在高硒土壤与硒毒土壤。不同类型土壤中以盐碱土含硒量最低(0.097 mg kg~(-1)),而泥炭土最高(0.273 mg kg~(-1));硒在土壤剖面中主要呈现表聚型分布,也有少数呈现双峰型和心土聚集型分布;不同区域以大兴安岭地区为最低(0.115 mg kg~(-1)),小兴安岭山地最高(0.198 mg kg~(-1));不同行政市以大兴安岭地区最低(0.115 mg kg~(-1)),黑河市为最高(0.228 mg kg~(-1))。回归分析表明:土壤全硒含量与土壤有机碳(SOC)、黏粒含量具有极显著正相关关系,与pH呈极显著负相关。研究区表土层土壤SOC、黏粒含量与pH是影响土壤硒含量的主要因素,此外土壤母质也是影响硒分布的重要因素;而土壤SOC含量对硒在土壤剖面中的分布与富集起到了至关重要的作用。     

冻融作用对黑土坡面融雪、风力和降雨侵蚀的影响研究

[目的] 研究冻融作用对东北黑土区坡面土壤侵蚀的影响,可加深对黑土坡面侵蚀过程机理的认识,并为区域侵蚀治理提供重要科学依据。[方法] 以东北黑土区单一侵蚀营力驱动的融雪、风力和降雨侵蚀为对照,通过设计冻融-融雪、冻融-风力、冻融-降雨双侵蚀营力叠加的模拟试验,分析冻融作用对坡面融雪、风力和降雨侵蚀的影响。试验处理包括1次冻融作用、2个融雪径流量(1,2 L/min)、1个风速(12 m/s),1个降雨强度(100 mm/h)和1个坡度(3°)。[结果] (1)冻融作用显著增加坡面融雪、风力和降雨侵蚀量(p<0.05)。与无冻融作用相比,1次冻融作用使坡面融雪侵蚀在1,2 L/min融雪径流下分别增加2 042.9%和777.9%,使风蚀量和降雨侵蚀量分别增加118.0%和74.9%。(2)冻融作用对坡面水蚀(融雪和降雨侵蚀)过程的影响大于对径流过程的影响,且加剧坡面侵蚀过程,使坡面侵蚀活跃期历时增长和侵蚀强度增加;冻融作用也使风力侵蚀的输沙高度增加30%,各高度风蚀输沙量均增加50%以上。(3)冻融作用降低土壤抗侵蚀能力,其使表层土壤密度、土壤抗剪强度、土壤硬度分别显著减小2.5%,22.6%,15.0%。同时,冻融作用使水蚀过程中的坡面水流流速平均增加13.6%~25.0%,水流剪切力平均增加2.3%~81.9%,而阻力系数减小1.6%~20.6%,进而加剧坡面侵蚀过程。[结论] 冻融作用改变侵蚀动力与阻力关系,加剧坡面融雪、风力和降雨侵蚀过程。