西南喀斯特区土壤侵蚀研究进展

西南喀斯特区土层浅薄、成土速率低等特点决定了其允许土壤流失量小,土壤一旦流失,极难恢复,土壤侵蚀及其造成的石漠化现象已成为制约该区可持续发展最严重的生态环境问题。文章首先明晰西南喀斯特区土壤侵蚀特征,从坡面、小流域和区域三个尺度上系统概括西南喀斯特区土壤侵蚀的相关研究进展。针对当前喀斯特区土壤侵蚀研究野外径流小区、小流域及区域空间尺度数据缺少和相关研究模型限制性强等不足,建议从不同尺度深入研究喀斯特区土壤侵蚀发生发展规律及时空演化格局,并结合高新遥感、地球物理探测技术及模型,同步监测坡面—小流域—区域土壤流失,对土壤侵蚀进行定量评估,结合不同空间尺度土壤侵蚀特征构建系统性水土保持生态恢复治理模式和监测系统评价体系。      

新农小流域植被恢复的土壤侵蚀效应评估

水土流失问题每年都对自然环境造成巨大的破坏,在目前的治理实践中,植被建设是治理水土流失最有效的方式。在土壤侵蚀综合治理的过程中,最小的治理单位就是小流域。新农小流域处于柳河西岸,地势低洼,水力侵蚀和风力侵蚀共同作用,导致水土流失严重。新农市政府采用工程建设与植被恢复相结合的方式来治理土壤侵蚀。经过不懈的努力,取得了一定的成效。本文就对新农小流域植被恢复的土壤侵蚀效应进行评估,利用RUSLE修正土壤流失方程,在ARCGIS10.2平台中,输入新农流域的基本数据,对2007-2015九个年份的土壤侵蚀进行模拟,进而对新农小流域植被恢复之后的土壤侵蚀效应进行评估。     

基于集水单元的岩溶山区小流域泥石流敏感性评价——以贵州威宁二塘河流域为例

本文选取岩溶区小流域,查明了泥石流分布及土壤侵蚀现状,分析了泥石流固体物质来源并对土壤侵蚀模数进行了计算,选取了地形地貌和物源状态两类评价因子,基于集水单元完成了研究区泥石流敏感性评价。结果表明,研究区土壤侵蚀是泥石流的主要固体物质来源,评价结果与泥石流分布特征及活动历史相符合,为指导研究区泥石流防治工作和岩溶区小流域泥石流敏感性评价提供参考。     

漓江流域水土流失特征及其侵蚀影响因子典型分析

选择漓江流域及其典型岩溶小流域为研究对象,通过遥感数据综合分析和地面路线验证调查与定点监测相结合的方法,对漓江流域岩溶区和非岩溶区的水土流失特征进行了研究,并重点分析岩溶区内典型小流域——寨底小流域侵蚀影响因子对水土流失的影响。研究结果表明:漓江流域水土流失以中度和轻度等级为主,约占流域面积的29.9%;流域内岩溶区与非岩溶区的水土流失表现出一定的差异性,岩溶区以中度、极强烈和轻度等级水土流失为主,水土流失面积约占岩溶面积的53%;非岩溶区中度和轻度等级水土流失分别占非岩溶区面积的12.4%和10.4%。高程、坡度、植被覆盖、土地利用等因子对岩溶小流域土壤侵蚀面积和侵蚀量比例的影响表现出明显的差异性和独特性,这四种影响因子中的高程(300,500] m,坡度[15°,25°]、植被覆盖度≤20%、土地利用为工矿用地等对岩溶小流域土壤侵蚀的影响最大,是寨底岩溶小流域水土流失治理中应重点考虑的因素。      

梁山小流域综合治理工程对生态服务价值的影响

通过小流域的综合治理,合理配置土地结构,减少入河泥沙,减少水土的流失,恢复区域的生态环境。很长时间以来,中国在小流域治理上投入很多资金。但小流域的管理和监测力度仍然较差。可以通过对观测资料进行统计分析,对小流域土壤侵蚀与环境条件的调查监测,实现由于各种因素影响,观测存在的较大局限性。近年来,随着新技术在水土流失调查中的使用,为小流域生态环境研究与监测提供了相对经济有效一种的研究方法。针对小流域生态环境的特点,采用层次分析法建立小流域生态环境质量评价指标体系。     

青藏高原水力侵蚀定量研究进展

青藏高原生态环境脆弱,土壤侵蚀是严重的生态问题.定量监测和评价水力侵蚀是生态建设和水土保持规划的基础.为系统掌握青藏高原水力侵蚀定量研究现状,在查阅大量文献资料的基础上,系统整理了81篇相关文献.发现青藏高原定量评价方法包括基于坡面侵蚀模型、137Cs核素示踪法、径流小区和水文站观测3种类型,但总的来说研究明显不够.坡面侵蚀模型主要有美国修正通用土壤流失方程和中国土壤流失方程2种.基于修正通用土壤流失方程、中国土壤流失方程、137Cs核素示踪法、径流小区监测和水文站观测小流域得到的青藏高原土壤侵蚀模数分别为大于30、1～8、小于10、0～109和2～3 t/(hm2.a).经过分析发现,青藏高原土壤侵蚀定量研究存在4个方面的问题:模型计算中参数的选择存在问题,137Cs核素示踪法方面背景值不确定性太大,径流小区和小流域监测资料奇缺,没有全区评价结果.今后需要加强小区小流域自动化监测、137Cs背景值采样测试和综合评判以及137Cs核素示踪法土壤侵蚀测定.在这两项定量测定的基础上对全青藏高原土壤侵蚀进行定量评价,为水土保持规划和生态文明建设服务.     

黄土高原土壤侵蚀(水蚀)多尺度过程与水土保持研究进展

从产生土壤侵蚀机理出发, 分别阐述了黄土高原地区的坡面、 沟谷、 小流域、 流域尺度上的土壤侵蚀(水蚀)研究现状与取得的进展.结合平凉城南侧泾河一级支沟的纸坊沟小流域治理实践和调查, 总结黄土高原地区水土流失治理和水保措施实施的经验及其存在的不足. 建议未来的研究向着"规划性"、 "综合性"、 "量化尺度性"、 "弱化尺度性"模型的研究方向发展, 这对提高地区水土保持质量、 改善水土流失治理现状、 实现水保效益最大化目标具有重要意义.     

贵州茂兰峰丛草地洼地小流域侵蚀产沙的137Cs法研究

在贵州茂兰峰丛洼地区的工程碑草地洼地典型小流域进行了洼地沉积泥沙^137Cs示踪分析研究。研究结果表明：（1）草地洼地土壤剖面属于堆积土壤剖面,土壤剖面中^137Cs浓度分布特征反映了泥沙堆积与表层土壤侵蚀的信息。受岩土分布、微地形的影响,^137Cs初始沉降后出现不均匀再分布,面积活度的空间变化较大,变异系数为1.35,不能表征土壤侵蚀状况。（2）根据草地洼地典型堆积农耕地土壤剖面A-1的^137Cs浓度分布特征,1963年以来的流域平均堆积泥沙数量是16.6t/km^2.a,流域平均土壤侵蚀速率为45.95t/km^2.a,约占侵蚀产沙数量63.88%的泥沙以地下流失的形式散失;（3）草地洼地小流域内地面土壤流失与地下土壤流失的相对贡献率分别是70.13%和29.87%;（4）以茂兰地区最大成土速率为依据推算出的允许土壤侵蚀量是13.51t/km^2.a,草地洼地的土壤侵蚀危险程度极高。     

丹东市小城子小流域水土流失及其防治对策分析

丹东市小城子小流域葫芦沟内沟壑纵横,水土流失现象不断加剧,平均土壤侵蚀模数每年可达到2200 t/km2,水土流失的加剧严重制约着小城子小流域葫芦沟的经济发展。本文通过调查小城子小流域的水土流失现状,分析了该流域的水土流失影响因素,确定了人为因素是导致丹东市小城子小流域水土流失的主要因素,进而提出了以土地水资源利用调整为基础,以恢复植被、疏溪顺流为重点,注重政策落实的三种防治水土流失的治理对策,为防治水土流失提供借鉴和指导。     

城郊型流域治理优化模式设计研究——以兰州市南郊西果园流域为例

以兰州市边缘的城郊型小流域为研究对象,使用多目标决策方法,进行城郊型流域治理优化模式设计研究.结果表明:小流域优化结构模式使经济林果业得到发展,提高了草地的产量,为工业用地的发展预留了空间.水土保持方面,综合保水率、保土牢达到80%以上,年径流模数和土壤侵蚀模数显著降低,减少侵蚀量15.73×104t,减少径流255×104m3.优化结构模式实施后,经济、生态和社会效益明显,使小流域年人均农业收入可由原来的1 303元增至2 646元;减轻了市区的洪灾威胁,有效地控制了泥沙下泄进入市区,起到净化市区空气、水源污染;增强了人们的水土保持生态环境建设意识,激发了群众城郊型小流域水土保持建设的积极性.     

都昌县水患区滨湖小流域水土流失影响因子特征与治理

以鄱阳湖之滨都昌县境内的小流域为例，论述了区内水土流失控制因子主要有地质构造、岩性、气候和人类活动及水土流失对江湖演变及洪涝灾害的影响，提出了加强小流域水土保持工作的对策。     

黄土高原土壤裸露与景观格局关系——以延安市宝塔区为例

土壤裸露是水土流失具体的空间表现,同时又是导致进一步水土流失的重要因素。由人类和自然相互作用下形成的景观格局对土壤裸露具有深刻的影响。为深入探讨二者间的内部联系,文章选定位于黄土高原的延安市宝塔区为研究区,分别就景观格局的类型组成和空间结构,分析其与土壤裸露的关系。研究结果可知人为活动强度较大的区域土壤裸露程度较高,在景观类型上,表现出滩地、农村居民点、其他建设用地、低覆盖度草地及山区旱地等景观类型的土壤裸露值较高,另外,从景观组成来看,农牧组成为主的流域土壤裸露值明显高于其他流域;通过景观空间结构与土壤裸露的关系分析,可知个体单元型态、空间构型以及整体多样性等景观空间结构特征,均对土壤裸露程度具有不同大小的指示意义,其中又以景观聚集度及平均斑块面积与土壤裸露程度有强烈负相关。     

Effect of spatial scale on suspended sediment concentration in flood season in hilly loess region on the Loess Plateau in China

Suspended sediment concentration is a major variable influencing soil erosion and loss, study on which at different spatial scales is of great meaning to understand soil erosion mechanism and sediment transport process. Based on data from 4 sloping surfaces and 7 basins ranging from 0.0003 to 187 km² in area, the suspended sediment concentration in flood season (SSC) with drainage area is studied. With increasing drainage area on the slope surfaces, the mean suspended sediment concentration in flood season (MSSC) enhances continuously until a peak value of 685 kg m⁻³ occurs at the whole slope surface No. 7 runoff plot resulting from harder and harder erosion forms downslope. Entering basin systems, the diluted action of subsurface water on the toeslope on MSSC and small water flow power Ω make a minimum MSSC value of 568 kg m⁻³ occur in the first-order basin system Tuanshangou basin at an area of 0.18 km², and then from Tuanshangou basin to larger basins, the positive feedback function among drainage density, water flow energy, and hyperconcentrated flow as well as its reduction of settling velocity of coarser particles generates continuously increasing MSSC with drainage area.     

链子崖T_8－T_（12）缝段地下水的侵蚀性及其工程对策

在简述地形地貌、气象水文、构造部位和岩石组成等地质环境因素的基础上．本文重点研究了链子崖危岩体煤层采空区地下水的水化学类型及其对工程结构的侵蚀等级．并提出了地上排水、地下排水与采用抗侵蚀工程材料等综合的工程治理对策。     

嘉陵江干流地质环境问题与对策

嘉陵江是长江水系中流域面积最大的支流,也是我国南方最大的产沙河流。嘉陵江干流地处青藏高原与长江中下游平原之间的过渡带,其植被覆盖率平均为13.5%。区内主要地质环境问题有水土流失、泥沙淤积、库岸再造失稳、地质灾害等。其中水土流失问题尤为突出,嘉陵江干流水土流失面积约20 729 km2,占干流总面积的49.98%;嘉陵江河口多年平均输沙量达1.51×108t,多年平均含沙量2.25 kg/m3。近年来随着"长治"工程和"天保"工程的实施,水土流失逐渐减弱,地质环境质量渐趋好转。建议采取退耕还林还草、重大地质灾害隐患工程治理、渠化两岸、避让搬迁和监测等措施,全面推行地质环境影响评价,保护地质环境,防治水土流失和地质灾害,实现可持续发展。     

Scale effects of eroded sediment transport in Wujiang River Basin,Guizhou Province,China

In recent years, research on spatial scale and scale transformation of eroded sediment transport has become a forefront field in current soil erosion research, but there are very few studies on the scale effect problem in Karst regions of China. Here we quantitatively extracted five main factors influencing soil erosion, namely rainfall erosivity, soil erodibility, vegetative cover and management, soil and water conservation, and slope length and steepness. Regression relations were built between these factors and also the sediment transport modulus and drainage area, so as to initially analyze and discuss scale effects on sediment transport in the Wujiang River Basin (WRB). The size and extent of soil erosion influencing factors in the WRB were gauged from: Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global Digital Elevation Model (ASTER GDEM), precipitation data, land use, soil type and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) data from Global Inventory Modeling and Mapping Studies (GIMMS) or Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), and observed data from hydrometric stations. We find that scaling effects exist between the sediment transport modulus and the drainage area. Scaling effects are expressed after logarithmic transformation by a quadratic function regression relationship where the sediment transport modulus increases before decreasing, alongside changes in the drainage area. Among the five factors influencing soil erosion, slope length and steepness increases first and then decreases, alongside changes in the drainage area, and are the main factors determining the relationship between sediment transport modulus and drainage area. To eliminate the influence of scale effects on our results, we mapped the sediment yield modulus of the entire WRB, adopting a 1 000 km2 standard area with a smaller fitting error for all sub-basins, and using the common Kriging interpolation method.     

An assessment of soil erosion probability and erosion rate in a tropical mountainous watershed using remote sensing and GIS

Remote sensing data and Geographical Information System (GIS) has been integrated with the weighted index overlay (WIO) method and E ₃₀ model for the identification and delineation of soil erosion susceptibility zones and the assessment of rate of soil erosion in the mountainous sub-watershed of River Manimala in Kerala (India). Soil erosion is identified as the one of the most serious environmental problems in the human altered mountainous environment. The reliability of estimated soil erosion susceptibility and soil loss is based on how accurately the different factors were estimated or prepared. In the present analysis, factors that are considered to be influence the soil erosion are: land use/land cover, NDVI, landform, drainage density, drainage frequency, lineament frequency, slope, and relative relief. By the WIO analysis, the area is divided into zones representing low (33.30%), moderate (33.70%), and high (33%) erosion proneness. The annual soil erosion rate of the area under investigation was calculated by carefully determining its various parameters and erosion for each of the pixels were estimated individually. The spatial pattern thus created for the area indicates that the average annual rate of soil erosion in the area was ranging from 0.04 mm yr⁻¹ to 61.80 mm yr⁻¹. The high soil erosion probability and maximum erosion rate was observed in areas with high terrain alteration, high relief and slopes with the intensity and duration of heavy precipitation during the monsoons.     

影响嘉陵江流域水土流失的驱动力因素分析——以岷县境内燕子河流域为例

以长江流域支流燕子河流域为例,选取了坡耕地面积比、垦殖指数、植被覆盖率、农业人口密度、农业总产值、农业人均产粮、农业人均年收入和沟壑密度等8个指标来表征影响区域水土流失状况的驱动力因素。运用灰色系统分析法确定了各个指标因子的关联程度,并根据综合干扰度进行了水土流失生态分区。     

黔中喀斯特丘原区小河水库沉积物的 矿物磁性特征及其土壤侵蚀意义 *

对贵州中部小河水库的沉积物柱芯XS-1进行矿物磁性分析(χ_lf,ARM,IRM_20mT,SIRM 和IRM_-300mT)并计算了HIRM,χ_ARM 和χ_ARM/SIRM。主要根据沉积物的矿物磁性特征, 将这一岩芯的主要部分划分为11个小段。 通过解译这些矿物磁性参数,结合完成的¹³⁷ Cs、粒度、TOC和C/N比值分析结果,定性地推测了过去45年(1960~2005年)小河水库所在汇水流域内的土壤侵蚀变化。在此基础上,通过对各阶段平均磁性参数的主成分分析,得到各阶段土壤侵蚀的相对强度变化的定量信息,并结合人类活动和降水资料初步探讨了影响土壤侵蚀的相对强度变化的主要因素。结果表明,1960~1968年、1973~1974 年和1998~2000 年是小河流域内土壤侵蚀最为严重的3个阶段。1960~1968年人类砍伐树木是造成该阶段土壤侵蚀强烈的主要原因,而1973~1974年和1998~2000年流域内土壤侵蚀强烈则是由于降水的偏多造成的。1968年以来,夏季降水是影响土壤侵蚀变化的主要因素。