元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因

元谋干热河谷冲沟极为发育,发达的冲沟网络不但蚕食耕地,还产生大量泥沙,并加剧面蚀的发育发展,加速土地退化进程.在干热河谷开展冲沟侵蚀研究对于该区经济的可持续发展及江河泥沙的控制意义深远.采用野外实地调查、文献资料综合分析的方法,对元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因进行了研究.结果表明:1)元谋干热河谷冲沟具有“沟壁陡立、沟谷深壑、活跃沟头常呈上凸下凹状”等形态特征;2)岩层结构、气候降雨、土壤属性是导致该区冲沟发育的主要原因.在此基础上指出,未来干热河谷冲沟侵蚀研究重点应集中于冲沟形态监测方法、冲沟发育过程及机制、冲沟产沙效应及人类活动对冲沟发育的影响等方面.     

元谋干热河谷冲沟发育阶段与植被优势种关系探讨

对元谋干热河谷区冲沟的立地条件和形成原因等方面进行研究,运用重要值方法对4个样区53条冲沟的植被优势种进行筛选和判断,利用SPSS软件分析植被优势种与冲沟发育阶段间的联系。结果表明:该研究区冲沟发育阶段与乔灌草优势种间关系表现为一定的线性关系:发育阶段=0.310+0.943盖度值(灌木优势种)+0.702盖度值(草本优势种),同时两者相关系数达到0.872,相关性显著。冲沟发育过程中,灌木优势种种类逐步增多,而草本逐步变少,并慢慢趋于稳定,由此可以初步判断冲沟的发育阶段,为该区生态恢复提供科学指导。     

干热河谷冲沟发育与植被盖度相关回归分析研究

在元谋干热河谷野外调查的基础上,采用SPSS和Excel软件,对53条冲沟发育阶段与植被盖度之间进行相关回归统计分析。结果表明:1)在53条沟中,发展沟、半稳定沟、稳定沟分别有7条、17条和29条,分别占调查冲沟总数的13.2%、32.1%和54.7%,表明该研究区主要的冲沟是稳定沟,而发展沟较少。2)在冲沟的3个阶段中,发展沟、半稳定沟、稳定沟,相应冲沟的平均植被盖度分别是28.57%、51.71%、78.91%。3)干热河谷区冲沟植被盖度与冲沟发育阶段之间总体相关系数为0.725,二者之间存在较大相关性。发展沟、半稳定沟、稳定沟,与相应冲沟植被盖度之间的相关系数分别是0.877、0.841、0.999。在研究中,对采用植被盖度快速判断冲沟发育阶段进行了科学尝试,在冲沟发育、阶段划分等方面有很好的借鉴意义,同时有利于该区更好地进行冲沟保护和植被恢复。     

福建省长汀县崩岗不同植被盖度下土壤机械组成

崩岗作为南方红壤侵蚀区强度侵蚀的典型类型,是该区生态恢复和重建工作的一个难点。长汀水土流失区崩岗发育数量众多,本文选取长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内3条不同植被盖度(2%、20%和95%)的典型崩岗为研究对象,探讨不同植被盖度下崩岗土壤的质地特征,结果表明崩岗土壤机械组成以砂粒居多,粉粒与黏粒含量均较低,粗骨化现象明显;随着植被盖度的逐渐升高,崩岗土壤粉粒、黏粒含量呈增加趋势;沿集水坡面→崩壁→崩积体→沟道出口,崩岗土壤砂粒含量呈增加趋势。     

干热河谷冲沟发育区土壤细沟可蚀性及主要影响因素

为探明我国干热河谷区不同活跃程度冲沟不同空间部位土壤细沟可蚀性(Kr值)在不同近地表水文条件下的差异,在云南省元谋县选择不同活跃程度的冲沟,采集其不同空间部位(集水区、沟壁、沟床)的土壤样品,利用“V”形细沟模拟冲刷装置进行放水冲刷试验,流量设置为150,300,450,600,750,900 mL/min,分别进行排水、饱和、渗流3种水文状态的模拟试验。结果表明:(1)干热河谷冲沟发育区土壤砂粒含量明显高于粉粒和黏粒,占50%以上,土壤有机质(SOM)和全氮(TN)含量较低;(2)不同活跃程度冲沟土壤机械组成、有机质含量之间均存在显著差异,且随着冲沟稳定性增加,土壤砂粒含量呈逐渐降低趋势,土壤粉粒、黏粒、SOM、TN含量则呈不同程度的增加趋势;(3)在不同近地表水文状态下,土壤Kr值(s/m)均随冲沟稳定性的增加而呈递减趋势,表现为Kr(活跃型)>Kr(半稳定型)>Kr(稳定型),而不同活跃度冲沟土壤临界剪切力τc值之间具有一定差异性,但无明显规律;(4)冲沟不同部位土壤Kr值之间也具有显著的空间异质性,表现Kr(集水区)相似文献   

西北风蚀区种植甘草对农田土壤质地及碳、氮含量的影响

为了探讨种植甘草(Glycyrrhiza Uralensis)对农田风蚀、土壤质地及碳、氮含量的影响,试验以甘草和其下部土壤为研究对象,通过测定不同生长年限甘草植被的盖度、高度、地上生物量和土壤表层(0—5cm)的风蚀量、质地及有机碳、全氮含量,来探索甘草植被性状特征对土壤质地和碳、氮含量的影响以及它们之间的数量关系。结果表明,随着甘草生长年限的增加,甘草植被的盖度、高度、生物量和土壤表层的黏粉粒、极细沙、有机碳、全氮含量呈显著提高趋势,而地表风蚀量呈显著减小趋势(P0.05);相关分析显示,甘草植被的盖度、高度、生物量与表层土壤中的黏粉粒、极细沙、有机碳、全氮含量间表现出极显著的正相关关系(P0.01);回归分析显示,当甘草植被的地表生物量每提高1g,可使表层土壤中的黏粉粒含量提高0.048 9%,土壤有机碳、全氮含量提高0.012g/kg和0.001 1g/kg;当耕地表层土壤中的黏粉粒含量每提高1%,可使土壤有机碳、全氮含量提高0.220 3g/kg和0.018 5g/kg。西北风蚀区农田若种植甘草,可减弱耕地表层风蚀危害,提高表层土壤中的细小颗粒物比例和土壤有机碳、氮含量,有利于土壤肥力的恢复和改善。     

元谋干热河谷冲沟地形与植物多样性的关系探讨

对云南元谋干热河谷冲沟地区进行了3个样区的野外样方调查,共调查了48个样方的植物和地形因子的相关数据,并运用SPSS和Excel软件对地形因子(海拔、坡度、沟向)和植物多样性进行相关性分析。结论如下:(1)相较于坡度与沟向,海拔与灌木株数、种数以及草本种数均呈极显著相关(p0.01),在总体趋势上灌木和草本的种数和株数均随着海拔的升高而呈现增加的趋势。(2)海拔与丰富度指数、香浓维纳指数、辛普森指数均呈极显著相关(p0.01),相关系数分别为0.579、0.5和0.401,与Gleason指数显著相关(p0.05),相关系数为0.333,植物多样性指数随海拔的升高而增加,海拔越高植物多样性越好,植物种类越丰富。这对于研究元谋干热河谷冲沟地区的地形与植被关系及生态恢复工作有一定的借鉴意义和参考价值。     

基于力矩法的元谋干热河谷冲沟沟头土体稳定性模拟与验证

元谋干热河谷冲沟活跃沟头具有"跌坎陡立、内凹洞发育、溯源侵蚀剧烈"等特征,土体崩塌是沟头溯源侵蚀的主要过程之一。该文综合考虑沟头形态特征和裂缝发育等因素,基于力矩分析方法,模拟研究了干热河谷冲沟沟头土体稳定性。结果表明,沟头土体稳定性受土壤含水量、内凹洞发育高度、裂缝发育深度及其距沟壁的距离等多个因素影响。沟头土体稳定性系数,随土壤含水量和裂缝发育深度的增大呈显著指数函数降低,随内凹洞发育高度的增大呈显著线性函数降低,随裂缝发育距沟壁距离的增大呈二次多项式增大。以土壤含水量作为标准对模拟结果进行了检验,发现沟头土体失稳崩塌时,崩塌体和崩塌面实测的土壤含水量分别为模拟值的69.8%~87.6%和82.0%~95.5%,评价结果较为可靠。崩塌面土壤含水量与模拟值更为接近,说明裂缝发育对沟头土体稳定性非常重要。研究结果可为元谋干热河谷沟头土体崩塌预测及沟头治理措施制定提供重要的理论参考。     

干热河谷区冲沟地貌演化动力机制及其生态治理模式

冲沟侵蚀是干热河谷区一种重要的土壤侵蚀类型。干热河谷区内冲沟分布范围广、沟壑密度大,冲沟侵蚀对当地居民生活生产和工程建设造成威胁。从干热河谷区冲沟形成的环境背景条件入手,论述了干热河谷区冲沟的地貌演化过程和演化过程中的重要因素,从水力侵蚀过程和重力侵蚀过程进行了梳理,探讨了冲沟发育过程中的动力机制,并对干热河谷冲沟发育区生态治理模式的研究成果进行了分析。     

反距离加权插值参数变化对元谋冲沟DEM构建的影响

冲沟是生态系统严重退化的产物,元谋干热河谷冲沟极为发育,冲沟蚕食耕地、造成土地劣化,对土地资源危害很大,构建干热河谷区沟谷的数字高程模型(DEM)对其沟谷侵蚀定量化研究有重要意义.基于ArcGIS平台,以云南元谋干热河谷区为例,通过野外实测获得高精度、高密度分布采样点高程数据;基于反距离函数插值,以平均误差、均方根误差为指标,通过交叉验证及检查点法,对比分析不同权指数、邻域搜索点数、搜索形状及搜索方位对DEM插值的影响.结果表明,权指数为2、椭圆形邻域、邻域点4～8个、四方向插值得到的插值效果最好.构建的DEM能够较真实地模拟该地区的形态特征:冲沟汇水面积约0.011 km2,区域平均坡度35.37°,最大坡度85.76°,区域沟壑密度3.95 km/km2,切割深度7～12m.     

植被破坏与恢复对坡面浅沟侵蚀影响的研究

运用野外实测资料,分析研究了子午岭林区植被破坏与恢复对坡面浅沟侵蚀的影响。所得结论为:一旦植被恢复,坡面浅沟沟槽部位发生泥沙淤积,其淤积速度为0.5cm/a;浅沟沟槽部位淤积,坡面横向起伏减少,坡面向平直方向发展。人为破坏植被后的开垦地,坡面浅沟侵蚀急剧发展,浅沟侵蚀量为4400～7600t/（km²·a）,占坡面侵蚀量的47%以上;当年新冲刷的浅沟沟槽宽为20～80cm,深度为10～30cm;开垦3年裸露地与林地相比,浅沟沟槽深度增加40～60cm;浅沟沟头前进速度为3～5m/a,浅沟深、宽、长的逐年发展,坡面横向起伏加大,片蚀和细沟侵蚀随之加大,又促使了浅沟侵蚀的加剧。     

子午岭林区土壤侵蚀与生态环境关系的研究内容和方法

围绕子午岭天然次生林区土壤侵蚀与生态环境演变关系的研究主题,着重讨论研究背景,研究内容和研究方法。以典型调查和定位观测相结合,分析研究植被的破坏与恢复对土壤侵蚀的影响。通过建立大型径流场,动态监测不同地形部位林地与开垦地的土壤侵蚀演变过程,包括降雨、径流、入渗和侵蚀量的变化,细沟侵蚀和浅沟侵蚀的演变,土壤侵蚀与土壤退化的演变,坡、沟侵蚀的演变;同时结合进行野外人工降雨试验,林地和开垦地小气候对比观测等。初步建立了一整套宏观与微观相结合的研究体系,在黄土高原残留林区建立了土壤侵蚀与生态环境观测站,填补了国内空白。     

Effects of vegetation restoration on soil organic carbon sequestration at multiple scales in semi-arid Loess Plateau,China

Soil organic carbon (SOC) sequestration by vegetation restoration is the theme of much current research. Since 1999, the program of “Grain for Green”has been implemented in the semi-arid Loess Plateau, China. Its scope represents the largest vegetation restoration activity in China. However, it is still unclear for the SOC sequestration effects of vegetation cover change or natural succession promoted by the revegetation efforts at different scales under the semi-arid conditions. In this study, the changes in SOC stocks due to the vegetation restoration in the middle of Loess Plateau were estimated at patch, hill slope transect and small watershed scale from 1998 to 2006. Soil samples were taken from field for the determination of cesium-137 (¹³⁷Cs) and SOC contents. Vegetation cover change from 1998 to 2006 at the small watershed scale was assessed using Geographic Information System. The results showed that cropland transforming to grassland or shrubland significantly increased SOC at patch scale. Immature woodland, however, has no significant effect. When vegetation cover has no transformation for mature woodland (25 years old), SOC has no significant increase implying that SOC has come to a stable level. At hill slope scale, three typical vegetation cover patterns showed different SOC sequestration effects of 8.6%, 24.6%, and 21.4% from 1998 to 2006, and these SOC increases mainly resulted from revegetation. At the small watershed scale, SOC stocks increased by 19% in the surface soil layer at 0–20 cm soil depth from 1998 to 2006, which was equivalent to an average SOC sequestration rate of 19.92 t C y^− 1 km^− 2. Meanwhile, SOC contents showed a significant positive correlation (P < 0.001) with the ¹³⁷Cs inventory at every soil depth interval. This implied significant negative impacts of soil erosion on SOC sequestration. The results have demonstrated general positive effects of vegetation restoration on SOC sequestration at multiple scales. However, soil erosion under rugged topography modified the spatial distribution of the SOC sequestration effects. Therefore, vegetation restoration was proved to be a significant carbon sink, whereas, erosion could be a carbon source in high erosion sensitive regions. This research can contribute to the performance assessment of ecological rehabilitation projects such as “Grain to Green” and the scientific understanding of the impacts of vegetation restoration and soil erosion on soil carbon dynamics in semi-arid environments.     

元谋干热河谷区沟蚀发育阶段与崩塌类型的关系

元谋干热河谷区沟蚀崩塌发育充分,沟蚀的发育与崩塌的发生相互依存,相互促进。通过对元谋干热河谷沟蚀发育阶段和崩塌类型的全面调查和采样分析,研究沟蚀发育与崩塌类型的关系。结果表明:研究区沟蚀发育一般分为浅沟、切沟、冲沟和残丘夷平谷4个阶段;一般情况下,浅沟阶段不发生崩塌,切沟阶段沟头的坠落式崩塌促进沟头的前进,冲沟阶段沟壁的滑移式崩塌促进沟岸的扩张,残丘夷平谷阶段土柱下部土体剥落,为倾倒式崩塌创造条件,土柱的倒塌使冲沟逐渐被填平,形成夷平谷。通过对影响沟蚀发育和崩塌发生的因素进行分析,表明在元谋组地层上,砂土和黏土由粗向上变细的渐变式正向沉积旋回,特殊的土体构型以及干热干湿分明的气候特征,是沟蚀发育和不同类型崩塌发生的根本原因。     

红壤丘陵区不同植被覆盖阈值小流域时空分布规律

植被覆盖度是反映土壤侵蚀状况的关键指标,实施植被恢复是防治小流域土壤侵蚀的重要措施,但小流域植被覆盖度到底恢复到多少才能有效控制土壤侵蚀尚不清楚。基于土壤侵蚀治理的小流域植被覆盖度阈值效应,对红壤丘陵区33 157个小流域2000—2015年植被覆盖度的时空变化进行了分析,评估不同植被覆盖阈值小流域时空分布规律与格局,以期精准制定小流域土壤侵蚀治理方式与对策。结果表明：(1) 2000—2015年,84%的小流域植被覆盖呈不断增加趋势,植被覆盖下降的小流域占15%,植被覆盖度基本不变的小流域仅有1%;(2)植被覆盖小于40%(低阈值带)的小流域占比小且相对稳定(3%～7%),说明大规模人工治理小流域土壤侵蚀的局面已扭转,但耕地依然是重点关注的对象;(3)植被覆盖位于40%～80%(过渡带)的小流域占比一直最高(超过83%),应采取以“自然恢复为主,人工修复为辅”的治理方式,重点关注土地利用结构和植被结构的优化配置;(4)植被覆盖大于80%(高阈值带)的小流域占比从2010年前的1%～2%上升到2015年的14%,可见具有自我修复植被覆盖条件的小流域显著增加,实施自然恢复(如封禁)是高阈...     

近50年金沙江干热河谷区泥沙变化及影响因素分析——以云南省元谋县为例

 以金沙江干热河谷典型区域元谋县为例,通过对该区龙川江小黄瓜园水文站20世纪50年代以来输沙量的变化分析,结果表明,河流输沙量有增加的趋势,特别是80年代末至2000年,年均输沙量由400万t(1971—1980年)增加至750万t(1991—2000年)。为研究输沙量变化的原因,为当地生态环境建设提供理论指导,采用统计分析等方法对输沙量增加的影响因素进行分析,结果表明:50年来局地气候变化,特别是降雨量及降雨强度的增加使地表侵蚀加速,进入河道泥沙增多。同时,由于受牲畜数量快速增加、人口的迅速膨胀、生产方式的落后及农作物市场价格等因素影响,土地覆被及结构变化明显,即覆被盖度减小,坡耕地增加,灌草地等蓄水保土作用好的地类面积迅速减少,进而导致生态极为脆弱的元谋干热河谷区土壤侵蚀加剧,河道泥沙含量增加。此外,元谋县强烈的冲沟侵蚀也是龙川江输沙量增加的重要原因之一。     

植被覆盖变化与土壤保持演变空间异质性研究

为定量研究植被覆盖与土壤保持两者之间的关系及植被覆盖对土壤保持的影响,选取十大孔兑为研究区,利用趋势分析法、空间自相关分析、InVEST模型,重点分析十大孔兑2000—2020年植被覆盖、土壤保持时空变化及植被覆盖变化对土壤保持的作用。结果表明：(1)研究期内,十大孔兑区植被覆盖均呈增加趋势;(2)2000—2020年,土壤保持量随着植被覆盖的增加而增加,说明植被覆盖增加对于土壤侵蚀有明显的抑制作用,对土壤保持服务功能有明显的促进作用;(3)植被覆盖与土壤保持局部空间自相关,Moran’s I指数<0,但2000—2020年相关系数逐渐增大,在空间分布上,相关性分布差异明显,“高—高”和“低—低”分布在中游库布齐风沙区以及上游丘陵沟壑区有零星分布,“高—低”和“低—高”分布在上游丘陵沟壑区和下游冲积平原区,主要是上游丘陵沟壑区海拔较高,对于土壤保持能力较强,但植被覆盖度较低,下游冲积平原区主要为农田生态系统,生长季NDVI较高,但土壤抗蚀性差,土壤保持能力较弱。通过对十大孔兑区植被覆盖变化和土壤保持演变及其空间异质性和相关关系进行分析,说明植被覆盖增加在一定程度上对土壤保持有促进...