径流场监测结果在武汉黄陂区水土流失预测中的应用

基于武汉市黄陂区野佛沟径流场监测的径流和泥沙数据,通过类比法建立土壤流失量的预测模型,完成了从土壤流失监测到土壤流失预测研究的重大突破,为该类型区生产建设项目水土流失背景值的预测提供依据。同时对径流场监测的径流和泥沙数据进行统计分析,结果表明:土壤流失量的大小与降雨强度有着密切关系,其值的大小受环境因素的影响远比径流深度的影响复杂。     

耕作措施及雨强对南方红壤坡耕地侵蚀的影响

选择典型南方红壤区平均坡度为10°的坡耕地小区进行天然降雨观测,对横坡耕作、顺坡耕作、顺坡耕作+植物篱、稻草覆盖4种耕作措施在侵蚀过程中的径流泥沙和养分流失特征进行研究。结果表明,监测期间,径流深和泥沙流失量基本随雨强的增大而增加。随着耕作措施由顺坡耕作向顺坡耕作+植物篱、横坡耕作、稻草覆盖的转换,减流效益、减氮效益和减磷效益依次增大。稻草覆盖措施减流效益最佳,为91.77%;横坡耕作措施减沙效益最佳,为98.91%;稻草覆盖、横坡耕作和植物篱3种措施在防治高强度降雨引发的土壤侵蚀和养分流失具有较高的效益。耕作措施对泥沙粒径分布有影响。与顺坡耕作、横坡耕作相比,植物篱和稻草覆盖措施能够更有效地拦截径流中的粗颗粒。该研究可为南方红壤丘陵区坡耕地选择合适的耕作措施和防治农业非点源污染提供依据。     

植被恢复对三峡库区土质道路边坡抗剪强度的影响

通过在道路边坡进行植物防护和原位剪切试验,研究了不同植被防护措施对边坡抗剪强度(τ)影响.结果表明,植被根系随土壤深度增加而减少,表层(0 ～10 em)根系长度密度(Root length density,RLD)占总RLD的34％～78％;植被根系含量及盖度与土壤水分含量(Soil water content,SWC)呈指数正相关.表层(0～ 10 cm)土壤抗剪强度主要受植被根系及盖度影响,随着根系长度密度(RLD)、根系重量密度(Root weight density,RWD)、植被盖度(Vegetation cover,VC)增加呈指数形式增大.30 cm深度土壤抗剪强度值显著低于10 cm值和50 cm值.随着土壤深度增加,土壤容重和水分对抗剪强度影响力增大,在50 cm处两者分别与抗剪强度呈线性正相关和指数负相关关系.     

黏粒阳离子交换量估测模型的优化研究

为了优化土壤黏粒阳离子交换量估测模型,提升估测结果准确性,为土壤系统分类检索提供可靠数据支持,以江西省土壤为主要研究对象,根据有机质、粉粒阳离子交换量对现有估测模型的影响,将有机质含量低于6 g·kg–1的土壤样本定为低有机质样本,高于6 g·kg–1的土壤定为高有机质样本开展分类建模.高有机质样本中主要误差因子为有机...     

江汉平原典型土壤的系统分类及空间分布研究

对采自江汉平原区的69个典型土壤剖面,按照《中国土壤系统分类检索(第三版)》进行鉴定、检索和分类,确认了诊断层和诊断特性,明确了其在系统分类中的归属,共划分5个土纲、5个亚纲、8个土类、18个亚类。讨论了江汉平原成土母质、地形及人类活动对土壤属性和土壤空间分布与演化的影响,表明中国土壤系统分类体系能很好的反映母质、地形、人类活动等因素的空间变异与土壤类型分布规律,为进一步完善土壤系统分类研究提供范例。     

激光微地貌扫描仪测定侵蚀过程中地表糙度

为研究激光微地貌扫描仪用于测定南方红壤地区地表微地貌的演变特征和规律的可行性,该研究应用亚毫米级高精度激光扫描和计算机数字图像处理相结合的方法,在野外原位研究了鄂南3个典型红壤(泥质页岩发育红壤、第四纪红黏土发育红壤1和第四纪红黏土发育红壤2)模拟降雨条件下坡面侵蚀过程中的地表糙度变化过程,初步探讨了降雨和径流对红壤坡面微地貌形态演变作用。结果表明:1)随着降雨进行,雨滴打击和径流搬运的联合作用导致地表糙度降低,间歇式降雨后,供试土壤泥质页岩发育红壤、第四纪红黏土发育红壤1和第四纪红黏土发育红壤2的地表糙度分别降低了18.2%、18.4%和11.8%;2)地表糙度变化主要发生在降雨初期,第1场降雨前后,泥质页岩发育红壤、第四纪红黏土发育红壤1和第四纪红黏土发育红壤2的地表糙度降低幅度分别为16.1%、19.7%和9.6%,均达到显著水平。采用亚毫米级高精度激光扫描和计算机数字图像处理相结合的方法,能很好地定量化研究坡面水蚀过程中地表糙度的演变特征和规律。研究为南方红壤区坡面水蚀过程中地表微地貌的研究提供一定的参考,对土壤侵蚀过程模拟与预测模型的研究具有一定的参考价值。     

三峡库区高砾石含量紫色土优先流形态特征

以三峡库区王家桥小流域林地、耕地和园地为研究对象,结合染色示踪技术,利用图像处理软件技术,通过计算优先流形态特征参数,分析3种土地利用类型下高砾石含量紫色土的优先流形态发育特征。结果表明:砾石平均含量表现为园地林地耕地,土壤大孔隙平均半径随着深度的增加而减小。林地优先流运动深度可达60cm,剖面染色区域呈现明显的不规则性,耕地染色深度集中在0—15cm土层,染色区域分布均匀,但染色面积小,且存在大量的侧向流,园地染色范围广,优先路径连通性好。染色路径数表现为园地林地耕地,说明园地优先流发育较活跃,优先路径分化程度较高,染色路径宽度20mm的染色路径数量分布特征与染色路径总数分布特征相近,是紫色土壤中流染色路径的主要组成部分,壤中流类型主要为低相互作用大孔隙流。砾石和大孔隙特征共同影响土壤水分运动过程。     

干旱区耕地景观格局碎化特征及社会经济驱动因素分析

为探讨干旱区耕地碎化特征与驱动机制,基于特克斯县1990年、1998年、2000年、2003年、2006年、2011年的遥感影像,利用遥感与GIS技术,分析了研究区20a来耕地景观格局变化特征。并运用偏最小二乘回归模型探讨了耕地景观格局指数变化的驱动因素。结果表明:1990—2011年,研究区斑块碎化程度在逐步增大,斑块密度呈现增加的趋势;平均最近邻体距离与面积加权平均分维数在2000年前后均呈现出先减小后增大的特点,且两者的变化率在1998—2000年和2006—2011年均为正值,在其他阶段则均为负值,而斑块密度变化率的趋势则与之相反。回归模型结果显示,影响耕地碎化的主要因素包括总人口、农业机械总动力、粮食作物产量、油料作物产量等,但在三个模型中,各影响因子作用力大小存在一定差异。人口的增长与城镇化水平的提高,使大量耕地改造为建设用地,从而导致了耕地的碎化。而农业机械化水平的提高促进了耕地的集约化,在一定程度上减小了耕地斑块的孤立程度。     

三峡库区紫色砂岩不同发育程度土壤入渗特征及其影响因素

为探究典型母岩不同发育程度土壤入渗特征,在三峡库区王家桥小流域采用圆盘入渗仪测定新成土（S1）、雏形土（S2）、淋溶土（S3）3种紫色砂岩不同发育程度土壤入渗过程,探究入渗过程的影响因素,并用3种常用模型进行入渗过程模拟,分析比较这些模型的适宜性。结果表明：（1）不同发育程度间土壤理化性质差异显著。雏形土和淋溶土土壤容重较新成土分别增加10.71%,19.50%,土壤总孔隙度分别降低8.79%,18.69%,通气孔隙度分别降低67.40%,8.16%,土壤黏粒含量分别增加10.01%,38.36%,砂粒含量分别减小8.09%,48.29%,土壤有机质分别增加2.88%,8.68%。（2）不同发育程度土壤间初始入渗率、平均入渗率、饱和导水率均表现为新成土>雏形土>淋溶土,雏形土、淋溶土平均入渗率及饱和导水率分别是新成土的0.99,0.58和0.89,0.83倍。（3）不同发育程度土壤理化性质差异对土壤入渗具有显著影响,土壤入渗速率与总孔隙度、毛管孔隙度、通气孔隙度、砂粒含量呈正相关关系,与容重、黏粒含量、有机质含量呈负相关关系。（4） Horton模型对紫色砂岩不同发育程度土壤入渗过程拟合效果最优（R²=0.942）,Kostiakov模型次之（R²=0.858）,Philip模型拟合效果较差（R²=0.832）。通过观测与模拟不同发育程度土壤入渗过程,研究结果可为流域土壤水分运移规律探究提供有益借鉴。     

降雨条件下土壤侵蚀及其光谱曲线的响应特征

以红砂岩紫色土、紫色页岩紫色土、泥质岩黄棕壤3种土壤为研究对象,通过室内人工模拟降雨方法,研究了降雨条件下丹江口库区典型土壤微地形变化及其光谱曲线的耦合机制并得出两者之间的响应特征。研究结果表明:地表粗糙度和土壤本身的特性有一定的关系,降雨过程中雨滴溅湿和土壤结皮也影响土壤表面粗糙度的变化。光谱反射率会受到土壤表面含水量和地表粗糙程度的影响,但是当土壤含水量达到饱和之后,此时地表粗糙度将会成为制约光谱反射率变化的主要因素。