土壤风蚀模型中的影响因子分类与表达

土壤风蚀是包括风、植被、土壤特性、土地利用方式、降水、微地形等多要素交互作用,发生在特定地理空间,具有独特的气流—土壤界面相互作用机制的连续动力学过程。基于统计学理论的土壤风蚀经验模型,不仅难以避免子模型之间有多个风蚀影响要素的交叉出现,使子模型之间不能严格地相互独立,导致建模理论基础存在不足,而且不能客观反映土壤风蚀的动力学过程。在厘清土壤风蚀基本概念,分析国际土壤风蚀影响因子和土壤风蚀模型研究历史与存在不足的基础上,提出一个新的基于风蚀动力学理论的土壤风蚀模型理论框架,以及在此模型框架下土壤风蚀影响因子的分类与表达。阐述了该模型框架和影响因子分类与表达的合理性,并对土壤风蚀影响因子分类与表达的研究途径进行了探讨。     

风速分辨率对土壤风蚀模数计算结果的影响

风是土壤风蚀的驱动力,风力直接影响土壤风蚀的强度。风速是土壤风蚀预报模型的主要输入参数,高时间分辨率和高空间分辨率的风速数据能提高模型模拟效果。为对比风速处理方法及风速数据时空分辨率对模型模拟结果的影响,基于修正风蚀模型（RWEQ）评估该模型对于各输入参数的敏感性,分别选取中国北方农牧交错带内130个气象站（基准气候站和基本气象站）中不同类型及不同数量的气象站数据,利用线性插值法和风蚀预报系统（WEPS）的WINDGEN风速生成法将1日4次风速数据和1日2类风速数据生成24 h风速数据输入模型,结合1日4次风速数据直接输入模型构建了不同气象站数量及不同风速数据类型的6种模拟情景,计算了研究区在不同模拟情景下的潜在风蚀模数。结果表明：RWEQ模型估算的区域潜在风蚀模数会随气象站点的数量和风速时间分辨率的提升而增加;风速数据的线性插值方法在RWEQ模型中应用效果不理想,与WEPS模型的WINDGEN风速生成方法相比,线性插值法使地面2 m处大于临界起沙风速（5 m·s^-1）的风速频率降低,过低估计潜在风蚀模数和区域土壤风蚀状况。     

基于RWEQ和WEPS模型的中国北方农牧交错带潜在风蚀模拟

中国北方农牧交错带是一个典型的受气候和人类活动共同影响的敏感区域,存在严重的土壤风蚀和土地退化问题。风蚀模型是目前获得区域风蚀模数的最有效方法之一。利用修正风蚀方程（RWEQ模型）和风蚀预报系统（WEPS模型）对北方农牧交错带2000—2012年潜在风蚀进行评估。结果表明：两个模型模拟得到的多年平均潜在风蚀量不同,但空间分布、年际减少趋势和季节分布等特征基本相似;风速、土壤湿度和土地利用变化对土壤风蚀均有影响。RWEQ模型（R²=0.45,P<0.01）和WEPS模型（R²=0.57,P<0.01）中实测值与预测值具有较好的相关性。WEPS模型（NSC=0.54）纳什系数较RWEQ模型（NSC=0.27）高。RWEQ模型和WEPS模型均能客观预测北方农牧交错带土壤风蚀情况,WEPS模型预测精度较好。     

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。     

安固里淖干湖区土壤理化因子空间分布特征

对安固里淖干湖区的土壤粒度组成、含盐量、含水量、有机质和p H的空间分布特征进行了研究。结果表明,湖区内土壤主要以粉粒(0.002~0.05 mm)为主,湖区外围土壤主要以粉粒(0.002~0.05 mm)、极细砂(0.05~0.1 mm)和细砂(0.1~0.25 mm)为主,湖区东部土壤比西部土壤质地更细。土壤含水量由湖区内部向外围逐渐减小,但湖岸边缘土壤含水量最高。研究区土壤盐碱化现象明显,含盐量和p H都较高,湖区东部土壤含盐量和p H都高于西部。研究区土壤有机质含量总体偏低,与西部相比,干湖区东部土壤有机质含量较高。研究区土壤含盐量、含水量与p H显著正相关,有机质含量与p H显著负相关。     

河北坝上土地利用方式对农田土壤风蚀的影响

采用集沙仪、风速廓线仪和土壤紧实度仪对河北坝上地区多种土地利用方式的风蚀因子和输沙量进行观测。结果表明：土壤含水率与输沙量相关性最大,是影响风蚀量的关键性因子。回归拟合显示,风蚀因子与输沙量均符合三次函数方程。在各土地利用方式中,退耕地的地表粗糙度、土壤含水率和土壤硬度最大,其次为东西向莜麦留茬地、小麦留茬地、南北向莜麦留茬地,再次为油菜留茬地和弃耕地,最小为翻耕地。输沙量退耕地最小,其次为东西向莜麦留茬地、南北向莜麦留茬地、小麦留茬地,再次为油菜留茬地和弃耕地,最大为翻耕地;输沙量垂向分布随集沙高度增加呈幂函数减少。因此,适宜增加退耕地和留茬地的分布面积,减少翻耕地面积和垄向沿盛行风向分布的地块有利于降低农田土壤风蚀程度。     

利用扫描电镜法统计颗粒粒径分布的最小样本量

对于微量沉积物,利用扫描电镜获得的颗粒图像统计粒度参数是一条有效的途径,但需要解决被统计颗粒的最小样本量这一基本问题。使用北京市区降尘、中国北方的淡黑钙土和栗钙土3种微量样品,利用S-4800型扫描电镜获得的图片,对颗粒平均粒径、标准差和标准误,以及偏度和峰态等粒度参数进行了统计分析,旨在确定不同平均粒径的微量样品的最小统计样本量。结果表明：对于平均粒径约25μm的降尘样品,最小样本量为800;平均粒径100μm的淡黑钙土,最小样本量为1100;平均粒径约180μm的栗钙土,最小样本量为1200。     

土地利用/覆盖变化对地表蚀积过程的影响——来自137Cs示踪的证据

 土地利用/覆盖变化不仅影响地表137Cs总量的再分配，而且显著影响土壤137Cs剖面分布。坝上地区各类土地利用/覆盖条件下137Cs总量的再分配，显示该区总体处于风蚀环境，其中农田和撂荒地是风蚀最严重的土地利用类型；137Cs剖面分布则指示了土地利用/覆盖变化过程中的土壤风蚀/堆积过程的转换，蚀积过程的转换证实了风蚀重灾区退耕还林还草，特别是退耕还草，对控制土壤风蚀、改善生态环境的重要意义。分析还认为，利用137Cs示踪方法计算土壤风蚀/堆积速率时，应格外注意样地的土地利用/覆盖变化过程。     

中国北方农牧交错带土壤风蚀时空分布

土壤风蚀是干旱、半干旱地区土壤退化的主要过程，定量评价土壤风蚀是分析土壤退化的重要手段。中国北方农牧交错带是土壤风蚀的典型治理区。采用张春来风蚀预报经验模型，以半月为步长，计算中国北方农牧交错带2000-2012年的土壤风蚀模数。结果表明：中国北方农牧交错带的土壤风蚀状况整体有好转；沙地的土壤风蚀最严重，农田次之，草地的土壤风蚀最低；土地利用方式、风速和植被盖度均对土壤风蚀有一定的影响。     

基于GIS的石家庄市城市土地利用扩展分析

根据石家庄市多年的图文资料、城市土地利用数据等大量信息,运用GIS技术,分析1934年至2001年的发展过程中,城市土地利用的时空演变特征与规律,并简要分析城市扩展的主要原因及所导致的环境影响。得出以下结论:石家庄市城市用地在时间上具有快慢交替的4个成长阶段和空间上的3种扩展模式。其发展具有圈层式向外扩展、扩展高速区域沿京广铁路线东西摆动的特点;人口、政策及交通条件等是影响城市用地扩展的主要原因。