土壤风蚀预报研究述评

土壤风蚀是目前全球性土地退化的主要过程之一,土壤风蚀预报可以指导与检验各种土壤风蚀防治措施。论文根据国内外有关土壤风蚀预报研究成果,综述了土壤风蚀预报研究的产生与发展,介绍了代表性的土壤风蚀预报模型,并进行了讨论。     

适用于河北坝上地区的农田风蚀经验模型

目前,中国缺少一种被广泛认可、普遍适用于中国自然条件的农田风蚀模型。本研究利用多年的野外风沙观测数据和风洞模拟实验结果,建立了一种基于河北坝上地区自然环境的农田风蚀经验模型。该模型涵盖风力侵蚀因子、粗糙干扰因子和土壤抗蚀因子三大风蚀影响因子,包括起沙风速、地表粗糙度、土壤可蚀性和土壤含水率四大风蚀影响要素,可对各种农田地表的风蚀量进行定量计算和预测。应用该模型对坝上地区2013年风蚀季农田风蚀量进行定量计算。结果表明,翻耕耙平地的平均风蚀量为39.45 t·hm^-2·a^-1,莜麦留茬地的平均风蚀量为14.08 t·hm^-2·a^-1,与采用其他方法得到的结果比较接近。在更广泛地区对模型进行验证和修订,促进该风蚀模型与“3S”技术融合是下一步的重点工作。     

土壤风力侵蚀研究现状与进展

土壤风蚀实质上是土壤颗粒在风力作用下发生位移的自然过程,它包含了土壤夹带起沙、空间输移及沉降淀积等三个阶段。风蚀研究的根本任务是对土壤风蚀的范围、强度及数量进行监测、评价以及预测预报。为此,科学家在断面尺度、地块(图斑)尺度以及区域尺度上,以年、月、日、小时等时间尺度展开了研究。当前的风蚀研究主要有以下四个方向:实验室和野外风洞实验研究、野外观测与网络监测、风蚀评价以及风蚀估算与过程模拟研究等。实验室和野外风洞实验有助于人们深入理解风蚀的基本过程;而网络监测数据对于实现风蚀研究从局部到整体的尺度转换具有重要意义;在风蚀评价方面,对风蚀发源地的风蚀评价研究卓有成效,但针对风蚀物运移过程及沉降过程的研究成果还不多见;在风蚀估算和过程模拟方面,一些模型或应用系统已经在不同的区域以不同的时空尺度取得良好的效果,但是要将这些模型和系统在不同的时空尺度上做进一步推广还有许多工作要做。遥感和GIS等现代地理信息技术在区域尺度的风蚀研究中有着显著的优势,并贯穿了风蚀研究的全过程。     

土壤风蚀中有关土壤性质因子的研究历史与动向

国外土壤风蚀中有关土壤性质因子的研究历史可分为四个阶段：第一,定性描述阶段;第二,定量实验研究阶段;第三,运用综合因子建立和完善“通用风蚀方程式”阶段;第四,土壤风蚀土壤亚模型和预测系统的建立和动态研究阶段。国内对土壤风蚀的研究起步较晚,对于不同土类的土壤物理化学性质对风蚀的影响尚没有作深入研究。其历史大致可分为二个阶段：第一,野外观测研究;第二,风蚀的半定量实验研究。目前正由半定量向定量化、标准化、国际化以及动态研究方向发展。     

沙漠所野外风洞论证会在兰州召开

沙漠所野外风洞论证会于1984年3月25日—27日在兰州召开,参加会议的22位代表来自科研、设计和生产部门。 会上,代表们听取了组织和设计单位所作的关于“野外风洞的筹建与设计”的报告,并认真审议了有关科学家钱宇、林同骥、连其祥、左大康、朱庭曜的函审意见,并展开了讨论,会上一致通过了会议纪要。 野外风洞的筹建与设计,拟在我国建造全国第一座野外活动土壤风蚀风洞。这一野外活动风洞的建立,对开展干旱、半干旱地区土地和草场沙漠化的研究、土壤风蚀研究、风沙物理机制及环境科学有关的研究与实验,将是十分重要而有深远意义的。野外风洞的建立可使人类在更广泛的自然条件下进行实验,它将填补我国在风沙、风雪和土壤风蚀等方面在野外科学实验上的一个空白,为我国四化建设和赶超世界先进科学水平做出贡献。 会上认为,目前,沙漠所野外风洞的初步设计是可行的,设计是立足国内,本着科学、     

电磁技术在苏打盐渍化土壤研究中的应用

分析了盐渍化土壤导电性的决定因子，提出松嫩平原苏打盐渍化土壤的电导率主要由土壤溶液中Na^ 和HCO3^-离子的总电荷数和迁移速率决定；而土壤中粘土矿的含量会因外在环境条件（土壤含水库）的变化而影响土壤的电导率，其是针对不同的土壤物理特征对测量仪器进行校正的理论依据。简述了利用电磁技术进行盐渍化土壤电导率测量的技术原理，探讨了不同深度土壤电导率测量数据的提取方法，在此基础上，对不同类型土壤的测量结果与典型剖面调查结果进行对比分析，认为该技术具有快速、稳定、准确、实用的特点，利用这项技术可以对大面积不同深度土壤盐渍化情况进行快速测量，并对从事田间实验研究有重要的指导意义。     

不同时间尺度下农田土壤风蚀可蚀性的变化

土壤风蚀可蚀性（简称土壤可蚀性）作为风蚀模型的必要输入参数之一,会随风蚀事件过程、耕作措施以及气象气候等因素发生显著变化,但目前对其变化趋势尚认识不足。本文采用野外观测、采样分析与空间换时间的方法,就次风蚀事件、风蚀月、风蚀季、多年4个时间尺度下坝上地区农田土壤可蚀性变化问题进行研究。结果表明：严重风蚀事件过程中,地表土壤中粒径<0.85 mm干团聚体颗粒的含量明显降低,临界起沙摩阻风速明显升高,输沙率明显减弱,三者均显示土壤可蚀性出现明显降低的趋势。风蚀月、风蚀季和多年3个时间尺度下,农田特别是翻耕农田土壤可蚀性均呈下降的趋势,并且时间尺度越长,土壤可蚀性的下降幅度越大。强烈的风蚀搬运作用可能是造成各时间尺度下坝上地区农田土壤可蚀性普遍下降的主因。为了降低坝上地区农田风蚀的危害,应减少新农田的开垦并尽量避免在风蚀事件高发期进行农田翻耕。     

内蒙古阴山北部四子王旗土壤风蚀量的测试分析

内蒙古阴山北部地区风蚀沙化十分严重,而风蚀量是判断土壤流失和荒漠化的重要指标。以阴山北部乌兰察布市四子王旗典型农牧交错带的耕地为试验地点,根据表层土壤多年的粒径变化,利用粒径对比法,对土壤风蚀量进行估算;并利用插钎法对一次强沙尘暴进行野外实测,推求土壤风蚀量;两种方法互相验证,近而对内蒙古阴山北部乌兰察布市的四子王旗土壤风蚀量进行较为准确测算。同时根据裸露耕地与未耕地(草地)的粒径对比分析,初步了解了该地区的由于传统耕作导致的土壤风蚀的程度,得出了耕地土壤风蚀的主要损失粒径为<0.05 mm的悬移质粉尘颗粒,该区域每年的平均风蚀模数达6 214.7 t/km2a,为干旱区耕地保护性耕作的研究提供基础理论依据。     

中国北方农牧交错区交通用地风蚀个例分析-以河北丰宁县坝上大滩镇东沟村为例

对中国北方农牧交错区风蚀变化最为明显的地区进行定点研究,并选取一个小流域作为研究对象。测量了农村交通用地的土壤风蚀状况,计算结果表明：交通工具对十壤作用加速了土壤风蚀过程．扣除车轮挤压地面下降外,交通工具引起的土壤风蚀速率在2．9～3．8cm／a之间。由此可见。在减缓农牧交错区土壤风蚀方面。农村交通道路风蚀问题必须予以考虑。根据社会经济的发展．对交通道路进行固化可减缓这类用地的风蚀状况。     

秋免耕对坝上地区农田风蚀及土壤理化性质的影响

秋免耕是中国北方风蚀区农田保护性耕作的主要措施,对土壤风蚀的抑制作用已得到普遍验证,但对土壤性质的影响还缺乏足够认识,是否具有保墒作用还存在争议.以地处北方农牧交错带的河北坝上地区康保县作为典型研究区,采用野外调查取样和室内实验分析手段,通过比较秋免耕地与邻近秋翻耕地风蚀前后表层土壤理化性质变化的差异,研究秋免耕对土壤...     

Techniques for simultaneous quantification of wind and water erosion in semi-arid regions

Wind and water erosion are usually studied as two separate processes. However, in semi-arid zones both processes contribute significantly to soil degradation. Whereas for water erosion the direction of sediment transport is controlled by topography, in wind erosion the direction of transport is controlled by the wind direction. Furthermore, the spatial pattern of erosion and deposition for wind erosion is determined by the spatial distribution of source material, soil erodibility factors and non-erodible roughness elements. Given this difference in dependence on topography, different approaches are needed to determine the mass balance for a given area. For water erosion, the research area has to be defined such that no input of sediment occurs, whereas in wind erosion the input and output fluxes of sediment should be measured, or a non-eroding boundary should be created.In semi-arid regions, wind erosion events are often followed immediately by heavy rain. As wind and water erosion occur almost simultaneously at the same site, the effect of wind and water erosion at a given site should be studied concurrently. To do so, a number of measurement techniques with different spatial and temporal scales are necessary. The research should be started at the scale of a Sahelian field. For a complete insight into the processes at a site, the research should include measurement techniques that quantify the impact of wind and water erosion separately and techniques that quantify their combined effect.     

青海共和盆地土壤风蚀的137Cs法研究(Ⅰ)——137Cs分布特征

土壤风蚀作为土地沙漠化的首要环节,对其准确测定和评估是十分迫切和必要的。放射性核素¹³⁷Cs作为人类核试验的产物,以其独特的理化性质而成为研究土壤侵蚀和泥沙沉积一种良好的示踪源。¹³⁷Cs法在水蚀研究领域已取得了显著的进展,而在风蚀研究中的应用却相对不足,目前尚处于探索阶段。作者选择青海共和盆地作为研究区,探讨¹³⁷Cs法在土壤风蚀研究中应用的可行性。通过对共和盆地不同类型土壤剖面的¹³⁷Cs取样分析,基本查清了区域¹³⁷Cs分布的若干特性,测定出不同类型土地¹³⁷Cs活度的排序为:林地>干湖盆>高寒草原>旱作农田≈干草原>固定沙丘>荒漠草原>流动沙丘>风蚀地,¹³⁷Cs总量的排序为:干湖盆>林地>流动沙丘>高寒草原>旱作农田≈干草原>固定沙丘>荒漠草原>风蚀地。并分析了一些典型剖面的¹³⁷Cs深度分布及其机制,将¹³⁷Cs深度剖面划分为正常剖面、沉积剖面、侵蚀剖面和人为扰动剖面4种型式。沙丘砂由于遭受反复吹失和沉积,其¹³⁷Cs含量逐渐减小,趋于微量的均匀化;而高寒草原的¹³⁷Cs含量在区域上也较为均匀,在深度分布上,接近负指数分布曲线保存了相对完好的¹³⁷Cs初始沉积剖面,是理想的¹³⁷Cs背景值样点。     

不同土壤侵蚀背景下土地利用的时空演变

为了研究土地利用、土地覆盖的时空变化，本文在遥感技术与GIS技术的支持下，对不同土壤侵蚀背景下土地利用的时间动态特征和空间动态特征进行了定量分析。具体表现为通过空间分析，对中国近五年来不同土壤侵蚀背景下的土地利用类型，如耕地状况、森林植被覆盖、城镇工矿建设用地等时空特征进行了动态分析。研究结果表明：我国土壤侵蚀以水力、风力、冻融侵蚀为主，水力侵蚀以微度水力侵蚀为主，在微度水力侵蚀区，耕地、草地、建设用地面积增加，其中耕地增加最多，林地、未利用地面积逐渐减少。风力侵蚀以剧烈风力侵蚀为主，在微度风力侵蚀区，草地面积减少，而未利用地的面积增加；在轻度、中度、强度风力侵蚀区，耕地、林地、未利用地用地面积增加，草地面积减少。在冻融侵蚀区，草地面积有显著增加，而未利用地面积减小。     

风蚀对土壤养分及碳循环影响的研究进展与展望

土壤风蚀是土壤颗粒在风力作用下的剥蚀、搬运和沉积的过程。风蚀使土壤中的大量营养物质损失，导致土地生产力下降，促使地表养分的再分配，促进碳（C）循环。土壤颗粒团聚体稳定状况、不同土地利用方式和人类活动都会影响土壤风蚀度的大小，从而进一步影响土壤中养分的分布及C在土壤圈、大气圈和生物圈中的循环。针对过去对土壤风蚀引起的土壤养分及碳循环研究的不足，提出今后的研究工作应当注重：（1）土壤风蚀环境效应；(2) 土壤的潜在风蚀微观机理；（3）风蚀物在土壤-植物-大气系统间的互馈机制研究。     

农田风蚀量随风速的变化

采用长期野外观测和风洞模拟实验相结合的手段就农田风蚀量随风速的变化问题进行研究。结果表明:无论是野外观测的农田输沙强度,还是风洞模拟得到的风蚀强度随风速变化趋势均符合指数函数。这与前人通过实验得到的其他地区农田和草地风蚀量随风速变化的趋势一致,说明农田和草地上风蚀量随风速增加呈指数规律变化是一种普遍存在的现象。表土抗蚀性因子和地表粗糙因子不同导致的沙源供应能力的差异,可能是不同地类之间风蚀量随风速变化规律不同的主要原因。农田和草地沙源供应有限,风蚀量随风速增大呈指数规律变化;沙漠地区沙源充足,风蚀量随风速增加呈幂函数变化。本研究对于确定沙源供应条件对于风蚀量与风速关系的影响,构建基于有限沙源供应的风蚀模型具有重要意义。     

藏北青南高原地表风蚀粗化特征

藏北青南高原长期受风蚀影响,地表粗化现象明显。本研究系统采集该区东西向调查样带内表层（0~1 cm）与浅层（1~10 cm）土壤样品,通过粒度测定、构建能够表征土壤风蚀粗化程度的风蚀粗化指数（WECI）,分析该区地表风蚀粗化特征。结果表明：藏北青南高原土壤中砾石、极粗砂、粗砂等粗颗粒组分在表层土壤中含量较浅层土壤有所增加,自西向东逐渐减少;黏土与粉砂等细颗粒组分相反,表层较浅层土壤中含量明显下降,自西向东逐渐增加。从样带东部的高寒草甸区到中部高寒草原区和西部高寒草原与荒漠草原过渡区,表层土壤环境敏感组分逐渐变粗,各区域平均风蚀粗化指数依次为1.05、1.47和1.77,地表风蚀粗化趋于加剧。现有文献常用的土壤粒度分形维数与土壤质地粗化度是刻画土壤质地粗细程度的静态指标,无法衡量风蚀导致的地表颗粒组成变化,本文构建的风蚀粗化指数克服了上述不足,且具有风蚀动力学依据。     

DEM空间插值方法对土壤侵蚀模拟的影响研究——以USPED分析干热河谷典型冲沟为例

为探索不同空间插值方法得到的DEM如何影响土壤侵蚀模拟效果,本文选择金沙江干热河谷区典型冲沟为研究对象,利用野外测量高程数据,采用反距离加权(IDW)、析取克里格(DK)、局部多项式(LPI)和张力样条函数(ST)4种方法构建高精度DEM。基于USPED模型模拟冲沟的土壤侵蚀,对比不同空间插值方法的精度、土壤侵蚀的空间分布,采用相对差系数对比不同插值在土壤侵蚀研究中的相似性。结果表明：DEM空间插值的精度排序为ST相似文献