允许土壤流失量与合理土壤流失量

 为确定防治农田土壤侵蚀的标准,20世纪中叶美国土壤学家首先提出了“允许土壤流失量”的概念,之后这一概念又延伸应用到流域和区域土壤侵蚀评价。“允许土壤流失量”的概念在全球,包括在中国得到了广泛的应用。随着土壤侵蚀及相关学科的发展,特别是全球变化研究的深入,可持续发展及健康河流理念的提出及水土保持实践中遇到的新挑战,“允许土壤流失量”的科学性和实用性方面存在的缺陷逐渐显现出来。本文在简要介绍“允许土壤流失量”由来的基础上,着重讨论“允许土壤流失量”存在的问题,并提出“合理土壤流失量”的概念及其确定的原则与方法。     

地质雷达技术及其在侵蚀产沙中的应用初探

侵蚀泥沙资料对于研究土壤侵蚀规律具有重要的意义。地质雷达（GPR）为侵蚀产沙的研究提供了一种快速、和高精度经济的地球物理方法；地质雷达利用高频电磁波在介电特性不均匀的介质中产生反射获得剖面图像，通过解译可确定地下沉积物的性质和结构。在简要阐述地质雷达技术的基本工作原理的基础上，介绍了地质雷达技术在成都市百工堰水库进行塘库沉积物调查的具体应用。研究结果表明，地质雷达具有较强的勘察能力，水体与沉积物及基岩间的界面在雷达图像中清晰可见，通过雷达剖面可清楚地观察到水底的起伏情况与沉积物的分布情况。     

三峡库区面向水土保持的土地利用模式

合理的土地利用方式是三峡库区水土保持的重要基础,对确保三峡水库安全运行和库区生态安全具有重要作用。提出了库岸复合立体农业、有限顺坡耕作、水旱耕地交错布局三种典型土地利用模式,介绍了各种模式的结构和布局设计,分析了各种模式的基本原理及功能。三种模式投入低、操作方便并且高效、实用,适合三峡库区的地形地貌特征和社会经济环境。今后应加强对各种具有水土保持功能的土地利用方式的效应监测和适宜性评价,以筛选出适合三峡库区不同环境条件的土地利用模式。     

三峡水库消落带紫色土物理性质对反复淹水作用的响应

为探明三峡水库土质消落带土壤物理性质对反复淹水的响应,选取消落带代表性土壤紫色土,以180m处未淹水土壤为对照,分析了土壤基本物理性质在消落带上的分布规律及其对淹水的响应规律。结果表明:表层土的基本物理性质对淹水响应最为强烈。随水位高程增加,土壤容重逐渐降低,最大降幅16.42%;淹水后土壤容重显著增加,最大增幅达38.42%。孔隙率整体呈先降低后增高的趋势,在160m处出现最小值40.77%;淹水后孔隙率显著降低,最大降幅达35.10%。颗粒组成呈低水位段粗、高水位段细,表层粗、下层细的特征分布;随水位高程增加,粗颗粒(砂粒)的体积百分比和中值粒径均减小,降幅分别为40.47%和52.99%;淹水后砂粒含量和中值粒径均显著增加,最大增幅达91.60%和141.72%。同一时期黏聚力在消落带以先增高后降低的趋势分布,最大变化幅度达195.76%,淹水前后黏聚力最大变化幅度达163.24%;内摩擦角的分布随水位高程变化较小,淹水前后内摩擦角最大变化幅度达54.42%。本文研究结果可为消落带土壤侵蚀机理研究和科学防治提供参考。     

狗牙根和牛鞭草的消浪减蚀作用

剧烈的土壤侵蚀和库岸坍塌是三峡水库消落带的主要生态环境问题之一,而植被恢复是治理消落带的关键措施之一,植物的消浪固土能力是消落带适宜植物配置的重要依据。为了探讨三峡水库消落带典型草本植物狗牙根(Cynodon dactylon(L.)Pers.)和牛鞭草(Hemarthria altissima(Poir.)Stapf et C.E.Hubb.)的消浪减蚀效应,进行了植物消浪和波浪冲刷的水槽概化模拟试验。结果表明,2种植物的消浪效应有较大差异,在周期较长(1.2~1.5 s)时狗牙根平均消浪系数为0.54,明显高于牛鞭草(0.37);而在周期较短时(0.8~1.0 s)则2种草本消浪性能相当,消浪系数均介于0.15~0.30之间。在同样的试验条件下,狗牙根、牛鞭草平均侵蚀模数分别为17.63、57.28 g/(m2·min)。2种草本的减蚀效应均在89%以上,最高可达98.59%。植物的减蚀效应是其地上部分和地下根系的综合作用结果,其中牛鞭草根系的固土贡献率在91%以上,而地上部分仅为7.4%~8.6%;狗牙根根系固土贡献率(71.2%~76.2%)显著低于牛鞭草,但其地上茎干部分贡献率(23.8%~28.8%)要显著高于牛鞭草(P0.05)。可见2种植物都有较好的消浪减蚀效应,总体上狗牙根的消浪能力和综合减蚀效果均要略强于牛鞭草。波浪大小和周期、植被盖度、植物地上部分和根系形态对消浪减蚀效应有重要影响。该研究结果可以为三峡水库消落带的植被恢复和水土保持工程提供一定的参考依据,并可适当的推广到其他水库或湖泊消落带。     

桑树根系对紫色土土壤抗剪强度的影响

在重庆市忠县石宝镇选择桑树林地,每隔10 cm分层采集土壤样品,分离桑树根系与土壤,利用根系分析系统WinRHIZO分析根系的长度、体积和表面积等指标,同时测定紫色土土壤抗剪强度、紧实度、水分含量和容重等指标,利用逐步回归分析从形态学角度评价桑树根系对紫色土土壤抗剪强度的影响。结果表明:桑树根系根长密度总体上随土壤深度的增加而减少,中根及小根根体积密度随土壤深度的增加而增加,细根及极细根表面积密度则随土壤深度增加而减少;桑树林地土壤抗剪强度总体上随土壤深度的增加而增加,10—40 cm层林地土壤抗剪强度显著高于同层对照;紫色土土壤抗剪强度增加值主要来源于桑树平均根体积密度和土壤水分增加值的贡献,且前者是主要贡献者,桑树根系可以有效提高紫色土土壤抗剪强度。     

甘肃省庆阳市董志塬水土保持功能服务价值估算

[目的]估算水土保持服务功能价值,为水土流失综合治理和促进水土保持可持续发展提供科学依据。[方法]基于水土保持功能的定义,利用参照法、市场价值法和替代成本法等方法对庆阳市董志塬区土地的水土保持服务功能价值进行估算。[结果]庆阳市董志塬区水土保持服务功能的总价值为1.94×109元,每1m2的水土保持服务功能价值为4.3元。其中,占总服务价值最大的是固碳释氧服务价值,为7.05×108元,其次为改善物种多样性功能的价值,为5.34×108元;最小的是保存土壤肥力功能价值,为3.37×107元。[结论]庆阳市董志塬区的水土保持措施具有较高的功能服务价值,未来应继续保持或完善相关水保措施,以发挥更大的功能服务价值。     

三峡库区大宁河流域降雨侵蚀力时空分布特征

利用三峡库区大宁河流域及其周边共21个雨量站8a的日降雨量资料,按照日降雨量侵蚀力模型,在地理信息系统软件ArcGIS9．0支持下,分析了该流域降雨侵蚀力的时空分布特征。研究表明,该流域年均降雨侵蚀力R值在空间分布上与流域高程变化一致。随着流域高程变化,侵蚀力R值呈现上游迅速降低,中游平缓到下游增大的趋势,最高和最低侵蚀力R值分别位于流域西北部的高楼站附近和西南部的福田站附近;降雨侵蚀力R值的年际分配差异明显,最大年R值为最小年R值的2．16倍;降雨侵蚀力R值的季节分布呈单峰型,集中程度高,5—9月上半月占全年的90．4％,全年R值的高峰出现于7月份和8月份上半月,占全年的38．8％。     

三峡库区大宁河流域径流泥沙的AnnAGNPS定量评价

选择位于三峡库区的大宁河流域为研究区,利用著名的农业非点源污染模型-AnnAGNPS对该流域的径流与泥沙进行了定量评价.首先基于流域土地利用、土壤、地形及气象数据等资料对模型参数化,在数字滤波法切割水文站总径流中的基流后,利用偏差、相关系数r~2和Nash-Sutcliffe模拟系数(NS)等多个指标评价了模型对径流和泥沙量预测性能,校正期(1998-1999年)预测与实测的直接径流深偏差为3.71%,相关系数r~2为0.94,斜率k为1.04,NS系数0.94;验证期(2003-2005年)预测与实测直接径流深偏差-6.37%,相关系数r~2为0.93,斜率k为0.93,NS系数0.94;预测与实测的多年平均输沙量偏差为-16.5%.最佳管理措施(BMPs)评价显示退耕还林方案削减了总输沙量和侵蚀量的24.5%,是一种水土流失较好的治理措施.研究证实了AnnAGNPS模型在该流域的适用性,显示了模型在流域径流与泥沙负荷估算及其评价中的应用潜力.     

西南紫色土区水土流失综合治理技术体系

[目的]系统梳理西南紫色土区已实施的水土保持技术,为区域水土保持实践工作提供借鉴。[方法]通过文献查阅,从不同层面开展综述和分析。[结果]针对紫色土区自然概况和水土流失现状,阐述了区域水土流失治理思路,总结了采用的主要水土保持措施,简要综述了各项水土措施的适宜条件及技术构成,同时分析了当前存在的主要问题并提出了相应的建议。[结论]西南紫色土区水土流失治理方向重点是坡耕地整治和坡面水系配套为主的小流域综合治理,沟坡兼治,并在实践中形成了丰富多样的单项工程、植物和农业技术措施。但实际应用中存在缺乏针对西南紫色土区的相关技术规范和标准,欠缺水土保持措施优化配置和适宜性评价等问题。今后应加强技术标准编制、水土流失防治效益评估、分区治理技术优化配置等方面的工作。