小中甸河流域土壤保持功能及空间分布特征分析

基于修正通用土壤流失模型(RUSLE)和GIS空间技术,对小中甸河流域土壤侵蚀强度及各生态系统土壤保持功能进行定量研究,探讨了土壤侵蚀强度与土地利用方式的关系、生态系统土壤保持能力的差异性及其空间分布特征。研究得出:(1)小中甸河流域以微度、轻度侵蚀为主,严重侵蚀主要集中在流域东部及南部;(2)灌草地及裸地是极易发生中度及以上等级侵蚀的地类;(3)不同类型生态系统土壤保持量依次为:森林草地裸地人居地;(4)平均单位面积的土壤保持量依次为:人居地森林草地;(5)森林生态系统内部,阔叶林土壤保持能力高于针叶林,研究表明该地区生态系统土壤保持能力与植被盖度呈正相关关系,土壤侵蚀受人为扰动影响较低;(6)空间自相关分析表明小中甸河流域土壤保持强度在空间上显著集聚,土壤保持热点区域主要集中在中下游河段,土壤保持水平总体表现良好。     

北方土石山区石堰梯田的水土保持作用

北方土石山区的石堰梯田土地管理模式被认为能够有效地保持水土、提升土壤地力、增加农田生产力,但是该模式的具体水保效益以及生态学机制尚不清楚。因此,本文以河北涉县旱作石堰梯田为研究区,利用GIS和RS技术,以及修正的通用土壤流失方程(RUSLE)估算了研究区2000—2005年、2006—2011年和2012—2017年三个阶段的石堰梯田土壤侵蚀量和保持量,得到了研究区土壤侵蚀量的空间分布特征,并通过原位观测实验对研究区石堰梯田的水土保持措施因子P进行校正。结果表明:石堰梯田区的水土保持能力良好,相较自然条件(无耕作措施),可减少泥沙流失量91.5%左右。此外,石堰梯田系统的土壤侵蚀量低于林地和草地的土壤侵蚀量。就区域尺度而言,2000—2005年、2006—2011年和2012—2017年三个时期的年均土壤侵蚀模数分别为14 925、9495和82 783 t·km~(-2)·a~(-1)。根据土壤侵蚀的分类分级标准(SL19090),石堰梯田系统基本为微度或轻度侵蚀。由于石堰梯田耦合了花椒树边际种植模式,其土壤保持量也远高于其他土地利用方式。研究成果将为雨养农业生产和山区生态环境保护提供参考。     

安徽省土壤侵蚀空间分布及其与环境因子的关系

基于USLE和GIS空间分析技术,对安徽省土壤侵蚀空间分布进行了定量研究,分析了土壤侵蚀空间分布与地形、土壤类型、土地利用方式的关系。结果表明:安徽省2002年平均土壤侵蚀模数为249.5t/km²·a,土壤侵蚀总量为33599148t/a。土壤侵蚀空间分布呈块状分布特征。淮北平原地区土壤侵蚀较弱,皖南丘陵山区和皖西大别山区土壤侵蚀较严重。在不同高程带上,200~500m高程带土壤侵蚀最强;不同坡度等级中,15°~25°坡度上的土壤侵蚀最强,>35°坡地上则较弱;不同坡向中,东南坡土壤侵蚀最强,其次是东坡;不同用地类型的土壤侵蚀程度不同,草地的土壤侵蚀最为严重,其次是林地;在各种土壤类型中,紫色土和黄褐土的土壤侵蚀最为突出,棕壤的土壤侵蚀微弱。     

基于遥感技术的三峡库区土壤侵蚀量评估及影响因子分析

基于遥感和地理信息系统技术,利用修正通用土壤流失方程对三峡库区的土壤侵蚀进行定量评估,并进一步分别利用MODIS、TRMM遥感数据对其变化影响的主要因子植被覆盖和降雨侵蚀力变化进行了分析.结果表明:2005年土壤侵蚀总量为11 979.19×104t,平均土壤侵蚀模数为2 087 t/(km2·a),与2000年土壤侵蚀模数2 381 t/(km2·a)相比,减少了294 t/(km2·a).库区东部长江两岸大部分地区植被出现增长趋势,位于研究区边缘附近植被变化不明显;库区降雨侵蚀力总体呈增加趋势,同时降雨侵蚀力年际变化存在较明显的空间差异性.     

多尺度土地利用与土壤侵蚀

土地利用能够通过改变一系列的自然现象和生态过程影响土壤侵蚀,尺度不同,土地利用与土壤侵蚀的作用机制也会发生变化。本文针对坡面尺度、小流域／流域尺度和区域尺度,综述了不同尺度上土地利用对土壤侵蚀的影响研究。其中,在坡面尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要包括土地利用方式和土地管理措施对土壤侵蚀的影响,相应尺度上的模型有USLE／RUSLE、WEPP等;在小流域／流域尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要涉及土地利用结构和土地利用格局对土壤侵蚀的影响,相关的模型有LISEM、AGNPS、EUROSEM和SEDEM等;在区域尺度上土壤侵蚀评价研究主要是通过尺度上推和宏观因子评价的方法进行。多尺度土地利用与土壤侵蚀研究作为自然地理学研究中的热点问题,在进一步的研究中需要关注多尺度综合与尺度转换、土地利用政策效应、土地利用格局与土壤流失过程等方面的研究内容。     

多流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的比较分析——以陕北黄土丘陵沟壑区为例

土壤侵蚀是制约黄土高原可持续发展的瓶颈因素,为分析不同面积流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的变化趋势,本文基于土壤侵蚀评价指数,发展了降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的表征方法,探讨了多流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀的影响。结果表明：① 2006-2012年,研究区降雨侵蚀力因子R总体上呈现上升的趋势,植被覆盖与管理因子C呈现下降趋势;② 随流域面积的增加,研究区内降雨格局对土壤侵蚀的影响逐渐降低,而土地利用格局对土壤侵蚀的影响变大;③ 在流域面积较小时,降雨格局对土壤侵蚀的影响要大于土地利用格局对土壤侵蚀的影响,而在流域面积较大时,土地利用格局对土壤侵蚀的影响大于降雨格局对土壤侵蚀的影响;④ 随着流域面积的增加,研究区的林地比例有所下降,陡坡植被覆盖类型趋于单一,这是在流域面积增大时土地利用格局对土壤侵蚀影响增加的主要原因。同时,流域面积较小时,降雨对土壤侵蚀的影响较大,但随着流域面积的增加,松软的土壤性质和沟壑纵横的地形增大了发生重力侵蚀的可能性,土壤和地形对土壤侵蚀的影响增大。     

基于 137Cs和 210Pbex方法的高寒草甸坡面土壤侵蚀示踪

高寒草甸是青藏高原主要的草地类型之一。为了解高寒草甸坡面土壤侵蚀特征,以兴海盆地高寒草甸坡面为研究区,分析了高寒草甸坡面上 137Cs和 210Pbex的分布特征;利用 137Cs和 210Pbex示踪方法,通过转换模型估算了高寒草甸坡面土壤侵蚀速率,并对两种方法估算的结果进行了对比。结果表明:(1)选取的高寒草甸背景土壤剖面上 137Cs质量活度最大值分布在 2～4 cm层位, 210Pbex质量活度最大值出现在最表层。(2)研究区坡面 137Cs和 210Pbex质量活度和通量在不同的坡位有明显的差异。(3)根据 210Pbex估算的土壤侵蚀速率高于基于 137Cs估算的土壤侵蚀速率,表明研究区近几十年土壤侵蚀可能呈增加趋势。(4)根据 137Cs和 210Pbex估算的土壤侵蚀速率具有极显著的正相关关系( r = 0.94,P <     

基于~(137)Cs示踪法的丹江口小流域农用地土壤侵蚀研究

运用137Cs示踪技术,采用相关土壤侵蚀定量估算模型,探讨丹江口市小流域不同土地利用方式和土壤类型的土壤侵蚀状况.结果表明:研究区137Cs本底值为2 153.46 Bq/m2;耕作土剖面中137Cs呈均一分布,非耕作土剖面中137Cs呈指数递减分布;不同土地利用方式下农用地土壤侵蚀速率从大到小依次为沟谷旱地坡耕地菜田水田草地;不同土壤类型结合不同地貌形态呈现不同的侵蚀速率,依次为低山丘陵区的石灰土粘质的黄棕壤土紫色土和砂质潮土;坡耕地的土壤侵蚀呈现垂直分异特征.     

国家重点生态功能区土壤保持（英文）

土壤侵蚀是生态环境恶化的重要因素,土壤保持是国家重点生态功能区的一项重要生态服务功能。本研究基于气候、地形、土壤和植被覆盖等空间数据,利用土壤通用流失方程,借助Arc GIS分析了我国25个国家重点生态功能区2010年的土壤侵蚀和土壤保持状况。结果表明:由重点生态功能区内植被覆盖和水土保持而产生的土壤保持效果显著,与潜在土壤侵蚀相比,现实土壤侵蚀的微度和轻度侵蚀区域面积增加了26.2%,强度到剧烈侵蚀区域面积减少了25.1%,且藏东南高原边缘森林生态功能区、川滇森林及生物多样性生态功能区、三峡库区水土保持生态功能区、海南岛中部山区热带雨林生态功能区和秦巴生物多样性生态功能区等南方生态功能区的土壤保持量最高;重点生态功能区内土壤各养分元素保持量与土壤保持量和土壤自身各养分元素含量有关,各土壤养分保持量由高到底的顺序为:土壤有机碳、土壤全钾、土壤全氮和土壤全磷,且以藏东南高原边缘森林生态功能区和川滇森林及生物多样性生态功能区各类土壤养分元素保持量最高。建议加强单位面积现实土壤侵蚀量较高区域的植被保护和管理,提高植被覆盖度和增强水土保持措施,从而增强土壤保持功能,减少土壤养分流失;同时巩固潜在土壤侵蚀量较高区域的植被保护和水土保持措施,防止土壤侵蚀恶化。     

黄土丘陵区坡面形态和植被组合的土壤侵蚀效应研究北大核心CSCD

以位于陕北黄土丘陵区的羊圈沟流域为重点研究区,针对不同坡面类型(坡长、坡形、坡度)和植被组合进行野外土壤采样,利用137Cs元素示踪方法评估坡面的土壤侵蚀效应。研究发现:1坡面形态对土壤侵蚀具有重要影响。自坡顶至坡脚,"直-凹"组合的坡型一般具有相对较低的土壤侵蚀模数,整体上起到"汇"的作用;但"凹-直/凸"组合的坡型具有相对较高的土壤侵蚀模数,在土壤侵蚀方面起到"源"的作用;其他坡型,如直坡、凸坡、"直-凸"和复杂性坡型的土壤侵蚀模数介于两者之间。2坡面不同植被空间配置对土壤侵蚀的影响具有明显差异。研究发现,坡面植被组合(自坡顶至坡脚)为荒草地-果园、有林地-其他植被类型组合和荒草地-其他植被类型的坡面具有相对较低的土壤侵蚀模数,起到了一定"汇"的功能,但人为干扰较为强烈的景观坡面(无水土保持措施)具有相对较高的土壤侵蚀模数,整体上表现为土壤侵蚀的"源"区。     

城郊"水土流失带"的结构、特征与治理模式研究

从生态学和地理学的角度提出“水土流失带”的概念,及其在城市边缘地区的分布,剖析了它的空间结构,物质组成结构,指出其域界范围,宽度、“环状”;分布,垂直结构特征及物质组成结构的多元性。     

表土结皮发育过程及其侵蚀响应研究进展

表土结皮是降雨后某些土壤表面普遍存在的现象，它是在降雨与土壤的相互作用下发育的；本文在综览大量文献的基础上，得出表土结皮研究还存在着很多有待深入的领域。一方面，由于影响降雨、土壤的因子复杂多变，因此表土结皮本身的形成过程很复杂，研究者的结论也有所不同。另一方面，表土结皮作为一种特殊的下垫面，影响坡面侵蚀的各子过程，但是影响机理还不清楚。表土结皮对坡面侵蚀过程的影响研究已经取得了一些定性方面的进展，但为了完善坡面侵蚀物理模型和达到准确的预报预测，定量研究还有待进一步深入和细化。     

山区土地利用/覆被变化对土壤侵蚀的影响

本文以福建省山区为例,在对福建省水土保持实验站、建瓯市牛坑龙水土保持试验站长期观测、实验资料深入分析对比的基础之上,探讨了土地利用/土地覆被变化对土壤侵蚀的影响规律。分析结果表明,土地利用/土地覆被变化对径流的产生和土壤侵蚀有重要影响,植被的覆盖度的变化直接影响着径流系数和土壤侵蚀模数;植被的覆盖度和径流系数呈负线性关系,随着覆盖度的增加径流系数逐渐减小;植被覆盖度和土壤侵蚀模数为负指数关系,随着植被覆盖度的增大,土壤侵蚀模数急剧下降。     

土壤侵蚀模型研究中的几个问题

土壤侵蚀模型是定量研究土壤侵蚀的有效工具,探讨土壤侵蚀模型研究中的有关问题对于土壤侵蚀模型的发展及相关研究具有重要意义。从模型的过程模拟、模型时空尺度变异、模型验证和不确定性几方面对模型研究现状及局限进行了归纳和分析,认为:不同过程的模拟及其模拟方法的不同导致了各具特色的土壤侵蚀模型的出现;大多水蚀模型是对不同时空尺度上的水流及相应侵蚀过程进行模拟预测,在不同的时空尺度上,不同的侵蚀过程占主导地位;现实过程和现象的复杂性、观测方法和手段的限制以及模型的自身的局限性是导致土壤侵蚀模型预测的不确定性的主要原因;与GIS结合的强预测力、低数据要求的模型是土壤侵蚀模型发展的趋势。     

坡耕地侵蚀过程与土壤理化特性演变

坡耕地水土流失问题问题是制约生态农业建设与可持续发展的重要因素，探讨坡耕地土壤侵蚀过程和土壤退化机制是解决问题的关键。基于这些问题，本文应用人工模拟降雨试验方法，研究了坡耕地壤侵蚀发生发展过程，以及侵蚀过程中土壤物理化学特性的演变规律；明确了不同中下坡面单位时间产沙三个过程特征；揭示了泥沙中不同粒级颗粒组成、团聚体和营养元素迁移规律及导致土壤退化加剧的原因；提出了防止坡耕地土壤侵蚀的方法。     

基于RUSLE的广东南岭土壤侵蚀敏感性研究

基于修正的通用水土流失方程RUSLE和GIS技术,分析了影响土壤侵蚀敏感性的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度坡长因子以及植被覆盖与管理因子,并生成单要素敏感性评价图,在此基础上,评价研究区土壤侵蚀敏感性,探讨不同土壤侵蚀敏感性的分布规律及其主导因子的空间分异特征。结果表明：降雨侵蚀力因子的变化范围为8 181.52~14 621.56（MJ·mm）/（hm2·h·a）,土壤可蚀性因子为0.146~0.238（t·hm2·h）/（hm2·MJ·mm）,坡度坡长因子为0~612.615,植被覆盖与管理因子为0.101~1.183,土壤侵蚀的最大值和平均值分别为7 016.44和137.69 t/（km2·a）,土壤侵蚀敏感性以低度敏感和较低敏感为主,不同影响因子在敏感性分区的变化范围不同,其中地形因子和植被覆盖与管理因子对土壤侵蚀最为敏感。     

侵蚀泥沙、有机质和全氮富集规律

Serious soil erosion has already resulted in degradation of the Loess Plateau of China. Soil erosion is commonly accompanied by extensive soil nutrient loss. Because of enrichment processes,sediment nutrient content is often higher than that of natural soil. The objective of this study is to determine the enrichments of organic matter and total nitrogen in sediment in hilly and gully loess areas on the Loess Plateau of China. Measurements of enrichment ratios (ER) of organic matter (EROM) and total nitrogen (ERTN) in sediment as affected by rainfall, slope gradient, tillage, and fertilization were made in the field under natural rainfall conditions. The results showed that the enrichment of clay in sediment resulted in the enrichment of organic matter (OM) and total nitrogen(TN) in sediment. The averages of sediment clay ER, EROM and ERTN for the various slope gradients were 1.77, 2.09 and 1.61, respectively. The soil erosive module was negatively correlated with EROM and ERTN. Our results indicate that measures to reduce soil erosion, i.e. reducing rainfall erosivity, decreasing soil slope gradient, decreasing fertilizer use, and using level trenches, may increase EROM and ERTN. Both quantity and quality of sediment yield should be considered when implementing erosion control measures.     

The enrichments of organic matter and total nitrogen in sediment as affected by relavant factors

Serious soil erosion has already resulted in degradation of the Loess Plateau of China. Soil erosion is commonly accompanied by extensive soil nutrient loss. Because of enrichment processes, sediment nutrient content is often higher than that of natural soil. The objective of this study is to determine the enrichments of organic matter and total nitrogen in sediment in hilly and gully loess areas on the Loess Plateau of China. Measurements of enrichment ratios (ER) of organic matter (EROM) and total nitrogen (ERTN) in sediment as affected by rainfall, slope gradient, tillage, and fertilization were made in the field under natural rainfall conditions. The results showed that the enrichment of clay in sediment resulted in the enrichment of organic matter (OM) and total nitrogen (TN) in sediment. The averages of sediment clay ER, EROM and ERTN for the various slope gradients were 1.77, 2.09 and 1.61, respectively. The soil erosive module was negatively correlated with EROM and ERTN. Our results indicate that measures to reduce soil erosion, i.e. reducing rainfall erosivity, decreasing soil slope gradient, decreasing fertilizer use, and using level trenches, may increase EROM and ERTN. Both quantity and quality of sediment yield should be considered when implementing erosion control measures.     

The enrichments of organic matter and total nitrogen in sediment as affected by relavant factors

1IntroductionResearch results have shown that overland flow firstly removes fine particles of topsoil because the fine soil particles can be easily transported in runoff (Burwell etal., 1975; Alberts etal., 1983; Gregory 1991). The component differences of fine soil particles between the sediment resulting from soil erosion and the original soil were studied (Meyer etal., 1975; Loch etal., 1982; Cogo, 1983). Sediment was normally composed of soil aggregates and particles of different diamet…     

多流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的比较分析——以陕北黄土丘陵沟壑区为例（英文）

Soil erosion has become a major global environmental problem and is particularly acute on the Loess Plateau(LP), China. It is therefore highly important to control this process in order to improve ecosystems, protect ecological security, and maintain the harmonious relationship between humans and nature. We compared the effects of rainfall and land use(LU) patterns on soil erosion in different LP watersheds in this study in order to augment and improve soil erosion models. As most research on this theme has so far been focused on individual study areas, limited analyses of rainfall and LU patterns on soil erosion within different-scale watersheds has so far been performed, a discrepancy which might influence the simulation accuracies of soil erosion models. We therefore developed rainfall and LU pattern indices in this study using the soil erosion evaluation index as a reference and applied them to predict the extent of this process in different-scale watersheds, an approach which is likely to play a crucial role in enabling the comprehensive management of this phenomenon as well as the optimized design of LU patterns. The areas considered in this study included the Qingjian, Fenchuan, Yanhe, and Dali river watersheds. Results showed that the rainfall erosivity factor(R) tended to increase in these areas from 2006 to 2012, while the vegetation cover and management factor(C) tended to decrease. Results showed that as watershed area increased, the effect of rainfall pattern on soil erosion gradually decreased while patterns in LU trended in the opposite direction, as the relative proportion of woodland decreased and the different forms of steep slope vegetation cover became more homogenous. As watershed area increased, loose soil and craggy terrain properties led to additional gravitational erosion and enhanced the effects of both soil and topography.