三峡库区重庆段水土流失的时空格局特征

Soil and water loss has been the most serious eco-environmental problem in the Three Gorges Reservoir Area of Chongqing. In this paper the authors studied the spatiotemporal features of soil and water loss from 1999 to 2004 based on RS and GIS techniques. The results showed that: (1) The soil and water loss area decreased from 1999 to 2004. (2) Soil and water loss mainly exists in purple soil, yellow soil, limestone soil, paddy soil and yellow brown soil distributed areas. (3) The dry slope land and sparse woodland that are intensively influenced by human activities experienced most serious soil and water loss. (4) Soil and water loss in the study area indicated an obvious vertical differentiation characteristic. (5) There is a significant correlation between soil and water loss and slope. (6) There is no obvious correlation between soil and water loss and aspect. (7) Soil and water loss mainly exists in the values of R between 300 and 340 distribution area. The very-high soil and water loss has obvious correlation with R. Foundation: National Natural Science Foundation of China, No.40801077; Science & Technology Research Project Supported by Chongqing Municipal Education Commission, No.KJ070811; Doctoral Fund of Chongqing Normal University, No.06XLB004; Project by Chongqing Water Conservancy Bureau Author: Li Yuechen (1974–), Ph.D and Associate Professor, specialized in the study of remote sensing application and land use/land cover change.     

三峡库区重庆段水土流失的时空格局特征

在TM 解译的三峡库区重庆段1999 年和2004 年水土流失数据及相关辅助数据的支持下, 借助GIS 技术, 分析了研究区5 年来水土流失的时空演变及地理空间分异特征与规律。 研究结果表明: (1) 研究区水土流失总体呈现好转趋势, 极强度和剧烈水土流失面积下降变幅最大。(2) 水土流失主要分布在紫色土、黄壤、石灰(岩) 土、水稻土和黄棕壤分布区。(3) 水 土流失主要发生在受人类活动影响最为剧烈的旱坡地和疏林地。(4) 水土流失表现出明显的垂直分异特征, 主要集中于高程200~1500 m 的低山、丘陵地区。(5) 水土流失与坡度具有很好的相关性, 主要分布在15^o以上的陡坡地。(6) 水土流失与坡向分异无明显的相关关系。各坡向水土流失面积和强度分布基本相当。(7) 水土流失主要集中在300~320 和320~340 j.cm/hm². h 的降雨侵蚀力(R) 值分布区。剧烈水土流失与高降雨侵蚀力具有较好的对应关系。     

岳西县土壤侵蚀空间分布与环境因子的关系

以岳西县2004年TM影像为数据源,通过目视解译的方法,得到2004年土壤侵蚀强度矢量图。利用Arc-GIS软件,将土壤侵蚀图与不同的环境因子图进行叠加分析,探讨了岳西县2004年土壤侵蚀空间分布与环境因子的关系。结果表明:从土壤侵蚀与土壤类型的关系看,土壤侵蚀主要发生在麻石黄棕壤、黄棕壤性麻石土及麻石棕壤上。从不同土地利用方式看,侵蚀土壤主要发生在有林地、灌木林、水田、高覆盖草地地区。从土壤侵蚀与坡度的关系看,土壤侵蚀主要发生在3°～25°的坡度上,尤其在8°～25°坡度上居多。从土壤侵蚀与坡向的关系看,山地的北坡、西南坡、西坡及西北坡容易发生土壤侵蚀。从土壤侵蚀与海拔的关系看,200～1000 m地区土壤侵蚀比较显著,尤其500～1000 m的地区土壤侵蚀发生量多。     

伊犁山地不同海拔土壤有机碳的分布

以乌孙山北坡、科古琴山南坡为例,分析伊犁山地南北坡土壤有机碳的分布特征和影响因素。结果表明:①0-50 cm范围内,高寒草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,荒漠草原土壤有机碳含量最低。土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而降低,高寒草甸随土壤深度的增加土壤有机碳下降幅度最大;②伊犁山地土壤腐殖化程度高,氮矿化能力强。大部分海拔的土壤碳氮比随土壤深度的增加而减少。河谷南坡碳氮比降低速率要大于河谷北坡。③土壤有机碳与全氮、全磷以及土壤含水率表现出良好的正相关性;与pH值表现出较好的负相关性,特别是20-50 cm处。植被类型分布和人类活动影响对土壤有机碳垂直变化影响显著。     

基于3S技术和USLE的深圳市茜坑水库流域土壤侵蚀强度预测研究

基于RS、GPS和GIS(3S技术)的集成提出了USLE 6大因子的算法,在建立的专题地理信息数据库基础上,运用USLE对深圳市茜坑水库流域的土壤侵蚀强度进行预测和估算.结果表明:整个流域90.5%的区域土壤流失强度为中度以下,强度侵蚀以上的区域虽然仅占整个流域面积的9.5%,但是年土壤侵蚀量达到了整个流域土壤侵蚀量的49.4%.流域土壤侵蚀强度和植被覆盖情况明显相关,茜坑水库流域的东北山区部分是整个流域的严重侵蚀区.研究证明:在3S技术集成支持下,采用USLE对流域的土壤流失强度进行预测和估算的方法具有直观、方便、快捷的优点,成果能充分满足小流域水土保持工作的需要.     

不同环境背景下的艾比湖区域土壤水盐差异性特征研究

由于不同的环境背景下环境机制不同,所以导致了水盐（主要指水分、盐分）空间变异存在很大差异,在此背景下分析艾比湖地区含水量与含盐量空间变异,有助于更加合理的了解土壤含水量与含盐量一体化规律。以艾比湖为中心把艾比湖区域分为三个靶区：绿洲、荒漠、湖区,运用统计学方法,分析三个区域的土壤水分、盐分差异性特征。结果表明：绿洲、荒漠、湖区这三个区域表层土壤盐分积聚严重,其含盐量大小依次为：荒漠→绿洲→湖区,而含水量却相反;绿洲、荒漠和湖区土壤含盐量的变异系数均在85%～150%之间,属高强度变异,含水量变异系数均介于55%～75%之间,属中强度变异。说明荒漠区域盐分含量的水平分布不均匀,空间异质性较强;而水分含量的水平相对较为均匀,空间异质性较弱。绿洲、荒漠、湖区土壤层10～20 cm与20～40 cm土壤层含盐量的存在显著性相关性（p<0.01）,即绿洲的相关系数0.913,荒漠的相关系数0.966,湖区的相关系数0.941,绿洲与湖区土壤表层与亚层含水量存在显著性相关性（p<0.01）相关系数分别为0.851 和0.908。说明绿洲与湖区土壤层0～10 cm与10～20 cm土壤含水量存在水分转移现象,荒漠区域这种现象不明显,可能与沙漠炎热地表环境和土壤性质等因素有关。研究结果揭示了艾比湖地区不同环境背景下秋季的土壤含水量与含盐量分布特征,为艾比湖地区农作物灌溉管理及土壤盐渍化治理提供了科学依据。     

典型喀斯特石漠化治理区水土流失特征与关键问题

喀斯特地区的水土流失资料很缺乏, 传统的研究方法很多不适用, 为科学地认识喀斯特石漠化治理区水土流失的特征与变化规律, 制定符合喀斯特环境的防治对策, 2006-2010 年间, 结合石漠化治理工程, 对鸭池、红枫湖、花江典型示范区进行了长期的水土流失定位监测, 结果显示, 总体上各研究区在生态及工程治理后土壤侵蚀量明显下降, 地貌类型从宏观上控制着各区域的侵蚀特征, 高原山地土层厚, 大量陡坡开垦, 水土流失严重;高原盆地自然条件较好, 发展生态畜牧和生态农业, 侵蚀量较小;高原峡谷经历早期的剧烈流失后, 现阶段几近无土可流, 侵蚀量极低。生态修复是石漠化治理的核心, 水保林、封禁治理的生态效益好, 草地畜牧业和经济林模式能带来良好经济与水土保持效益。不同等级石漠化的坡度与土被组合特征差异显著, 对土壤侵蚀量有强烈的控制作用, 今后应根据石漠化等级细化喀斯特地区的水土流失分级和制定合适的治理措施。地下流失受研究深度所限, 目前尚无法准确判断其在地表-地下水土流失总量中的贡献率, 对落水洞等关键部位进行工程防治能大大降低其危害性。     

分布式土壤侵蚀和泥沙输移非点源污染子模型及其应用研究

官厅水库妫水地区土壤侵蚀较为严重。为控制妫水地区的土壤流失非点源污染,本文建立了一个参数较少、便于应用的分布式土壤侵蚀和泥沙输移子模型。该模型由USLE模型和泥沙输移模型组成。首先,本研究确定了USLE中各因子的计算公式,用该模型计算土壤流失。然后,将流域概化为河网,利用曾提出的应用于经Laplace变换和逆变换求得的一维水质迁移转化方程的解中的面积汇污系数和S曲线之间的关系,推导得到了分布式泥沙输移模型。最后,从妫水河流域土壤图、土地利用图中提取地理信息,以DEM为依据,研究了该模型在妫水河流域的应用。结果表明,该模型不仅可用于研究非点源泥沙污染,而且可用于研究流域内土壤侵蚀的空间分布,为实现农业最佳管理提供科学依据。妫水流域土壤流失主要来自坡度较大、地表植被覆盖差的丘陵和山地,控制土壤流失应该将重点放在该流域内的丘陵和山地上。     

沙棘(Hippophae rhamnoides)对经客土改良石漠化土壤的适应性

石漠化地区基岩裸露、砾石堆积,水土流失严重,土壤与植被覆盖率低,因此引发一系列的生态恶化问题,而客土恢复植被是一项快速有效的治理途径.本试验在贵州毕节地区实施,以当地黄壤客土(T1,黄壤与砾石比为1∶1;T2,黄壤与砾石比为2∶1;T3,黄壤与砾石比为3∶1;T4,黄壤与砾石比为1∶0)改良石漠化,从耐瘠薄的灌木——沙...     

元谋干热河谷强侵蚀区土桥发育特征与演化过程

元谋干热河谷区的土桥地貌是当地常见的一种潜蚀地貌,是区域地貌的重要组成部分。元谋土桥是造成当地水土流失的重要原因之一,研究其形态特征及演化过程对于认识区域地貌演化及生态地质环境的治理具有重要的现实意义。2009―2013年,通过多次对土桥形态特征、分布区域的地形地貌的现场测定,对土层进行了分析。结果表明：1）元谋土桥大部分分布于冲沟中上游的沟底,少部分分布于冲沟边缘的峭壁下,有连续出现,也有单独出现;2）土桥发育的土层具有层间差异性,即桥洞所在土层较其顶部土层抗崩解性弱,易受侵蚀;3）地层构造节理及冲沟坡度的变化等因素对土桥的形成具有一定的影响作用;4）元谋土桥的形态、结构与一般天生桥或人工桥梁具有相同的桥体结构,形态规模一般都不大;5）演化过程遵循一般事物的发展规律,分为萌芽期、年轻期、成熟期、消亡期４个阶段;6）元谋土桥与陷穴、冲沟等地貌具有一定的耦合关系。     

石林地区土壤性质与喀斯特洼地发育

对石林地区洼地边坡和底部红壤的物理、化学性质差异进行了研究 ,结果表明土壤的化学成分、水分含量和粒度组成都和所处的地貌部位有关。洼地底部的土壤细粘粒含量、水分含量、Al2 O3和Fe2 O3含量低于洼地边坡 ,而粗粉粒含量、SiO2 含量则高于洼地边坡。土壤SiO2 含量随粒径变细而减少 ,Al2 O3和Fe2 O3则随粒径变细而增加 ,土壤中水分含量与细粘粒含量正相关 ,与粗粉粒含量负相关。因此 ,不同地貌部位土壤的粒度组成差异决定了洼地底部和边坡的水分含量及化学组成的差异     

Distribution of plant species and species-soil relationship in the east central Gurbantunggut Desert,China

The distribution of plant species and relationships between species and soil factors in the east central part of Gurbantunggut Desert was studied to provide more insight into the flora and determine differences in vegetation across various parts of the desert. Two-way Cluster Analysis showed that the vegetation in the area could be divided into three groups, the first group was dominated by the shrub species, Ephedra przewalskii and the grass species, Carex physodes mainly in areas of flat grounds and gentle slopes; the second group was dominated by C. physodes, Artemisia songorica and A. xerophytica mainly on the slope of sand dunes and the third group was dominated by the shrub species, Haloxylon persicum mainly on the top of sand dunes. There was no difference in plant density between Groups 1 and 2 but there was a significant decrease in Group 3. Soil water under vegetation Group 3 was much lower than that in the other two groups at all soil depths. The EC, organic matter, total P and soluble Na, Ca and Mg varied very similarly with soil water. Canonical correspondence analysis (CCA) satisfactorily assessed the species-soil relations in the area. The distribution of plant species was strongly correlated with the soil factors of water content, organic matter, EC and nutrients. The variations in species occurrence explained by the three CCA axes were about 70%, indicating that some explanatory site variables may exist outside our studied parameters. Soil texture is suggested to be included in future studies to improve the explanation of CCA.     

古尔班通古特沙漠风沙土土壤蒸发特征

土壤表面蒸发是降水的无效损失,其大小直接决定着降水转化为有效土壤水的效率,从而间接决定了植物可利用水分的多寡。在降水稀少的沙漠区,定量认识土壤蒸发的大小和其所占降水的比例显得尤为重要。在2004年全生长期(5~9月)应用自制的微型蒸渗仪(Micro-Lysime-ter)测定了风沙土(有结皮覆盖的丘间低地和裸露沙丘顶部)和对照的荒漠盐碱土的土壤蒸发。结果表明:在相似的气象条件下,风沙土区的丘间低地和荒漠盐碱土的日平均蒸发量分别约是裸露沙丘(风沙土区)的2倍和3倍。整个生长期裸露沙丘的累积蒸发量为18.7mm,丘间低地为38.8mm,荒漠盐碱土为52.1mm。根据整个观测期的累积蒸发量和累积降雨量计算得出的蒸发降雨比分别为:裸露沙丘0.20,丘间低地0.42,荒漠盐碱土0.62,表明裸露沙丘由降水转化为土壤水而储存的比率最高。同时,从数据分析中可以看出:在风沙土区0~5cm土层的含水量对土壤蒸发起决定作用,而盐碱土区的土壤蒸发则受到更深层次土壤水分的影响。裸露沙丘低的土壤蒸发、高的降水转化效率,为植被恢复奠定了良好的基础。因此,裸露沙丘的低蒸发量可以视为植被状况对生态水文过程的一种良性反馈。     

中国古尔班通古特沙漠东部中心地区植物分布与植物—土壤关系(英文)

The distribution of plant species and relationships between species and soil factors in the east central part of Gurbantunggut Desert was studied to provide more insight into the flora and determine differences in vegetation across various parts of the desert. Two-way Cluster Analysis showed that the vegetation in the area could be divided into three groups, the first group was dominated by the shrub species, Ephedra przewalskii and the grass species, Carex physodes mainly in areas of flat grounds and gentle slopes; the second group was dominated by C. physodes, Artemisia songorica and A. xerophytica mainly on the slope of sand dunes and the third group was dominated by the shrub species, Haloxylon persicum mainly on the top of sand dunes. There was no difference in plant density between Groups 1 and 2 but there was a significant decrease in Group 3. Soil water under vegetation Group 3 was much lower than that in the other two groups at all soil depths. The EC, organic matter, total P and soluble Na, Ca and Mg varied very similarly with soil water. Canonical correspondence analysis(CCA) satisfactorily assessed the species-soil relations in the area. The distribution of plant species was strongly correlated with the soil factors of water content, organic matter, EC and nutrients. The variations in species occurrence explained by the three CCA axes were about 70%, indicating that some explanatory site variables may exist outside our studied parameters. Soil texture is suggested to be included in future studies to improve the explanation of CCA.     

松嫩平原苏打盐渍土土壤水分特征研究

以苏打盐化草甸土和苏打碱土2 种土壤类型为研究对象,研究苏打盐渍土土壤水分特征,并对土壤水分特征曲线进行模拟。结果表明,0~40 cm土壤层,盐化草甸土总孔隙度大于50%,毛管孔隙中以0.1~1.2 mm当量孔径的粗孔隙为主,苏打碱土总孔隙度低,主要以小于0.1 mm当量孔径的细孔隙为主;0~40 cm土壤层在相同水势作用下,盐化草甸土土壤含水率明显高于苏打碱土,说明苏打碱土土壤持水能力较低。通过模型模拟,获得不同土壤层的水分特征曲线参数,模拟值与实测值相关系数均在0.9 以上,模型具有可靠性。     

腾格里沙漠沙丘固定后土壤的斥水性特征研究

土壤斥水性是重要的土壤物理属性,对土壤水文过程和地貌过程有重要的影响。利用毛细上升法研究了腾格里沙漠东南缘沙丘固定后土壤的斥水性特征,分析了不同小地形、不同土壤深度和不同土壤粒径土壤的斥水性差异。结果表明,固沙植被建立后显著地改变了沙丘的土壤斥水性,且随沙丘固定时间增加而呈增强的趋势。丘间地和迎风坡的土壤斥水性大于丘顶和背风坡的斥水性。0~3 cm土层的土壤斥水性显著大于3~6 cm。随着粒径的不断增大,土壤斥水性呈减小趋势,不同粒径段土壤斥水性差异显著;且土壤斥水性与粒径分别为0~0.05 mm、0.05~0.01 mm、0.01~0.15 mm的土壤呈极显著正相关线性关系,与粒径大于0.15 mm的土壤呈显著负相关线性关系。植被区土壤斥水性的增加可能与大气降尘在固定沙丘表面不断沉积、生物土壤结皮形成,尤其是藻类和地衣的形成有关,斥水性的增强将影响到植物种在沙丘上的有效水分利用。     

基于RUSLE的卧虎山水库流域土壤侵蚀特征分析

通过RUSLE模型对卧虎山水库流域土壤侵蚀进行全面评价验证和总结。结果表明：① 水库流域平均侵蚀模数为462 t/(km²·a),该数值与通过水库淤积等资料推算评估结果基本一致,表明本研究结果具有较高的可信度;水库流域年均侵蚀量达到2.6×10⁶t,其中高于容许土壤流失量的面积为176 km²,占到流域总面积的31.51%。从不同侵蚀级别来看,占流域面积27.77%的轻度侵蚀,对流域侵蚀总量的贡献率为54.64%; 面积占比3.74%的中度及以上侵蚀,侵蚀量贡献率达到30.94%。② 流域内土壤侵蚀空间差异较大,回归分析发现地形因子是导致各子流域土壤侵蚀模数差异的主要因素;就土地利用类型而言,旱地和农村居民点是流域内的主要侵蚀土地利用类型;流域内土壤侵蚀模数随着坡度增加呈现相应增大趋势,8°~25°坡度段面积比例不仅最大,而且侵蚀量占比最高,是水库流域的主要侵蚀坡度段。     

基于USLE和GIS的水土流失敏感性空间分析——以河北太行山区为例

以USLE方程为理论指导,遥感影像为主要数据源,基于ArcGIS 进行水土流失敏感性空间分析。选择降雨侵蚀力、土地利用类型、坡度、植被覆盖度等影响因子构建水土流失敏感性评价指标体系,在考虑不同因子影响作用大小的情况下,运用空间分析的方法按标准将水土流失敏感性分为五级;并以河北太行山区为例进行研究,利用危险性指数表征研究区水土流失敏感性大小,分析研究区在不同地理背景下的水土流失敏感区的空间分布特征。研究表明：河北太行山区的水土流失敏感性危险性指数为3.97;空间上水土流失敏感性分等级呈现明显的条带状分布;中度敏感区所占面积比例最大,为39.2%;整体水土流失敏感性中度偏重。     

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮影响下的土壤酶分布特征

对古尔班通古特沙漠典型沙垄生物土壤结皮分布区的土壤酶分布特征进行了定量研究。结果表明：①土壤酶的分布在典型沙垄的不同地貌部位具有空间异质性,表现为垄间低地>沙垄坡部>垄顶,垄顶与垄间低地的过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性存在极显著差异（P<0.01）;②垂直分布上,土壤酶的积累以表层0～2 cm为主,随土壤深度增加显著递减,以垄间低地表现的尤为明显;③地貌部位与土层深度的交互效应对中性磷酸酶、碱性磷酸酶、转化酶均有极显著影响（P<0.01）;④相关性分析表明,有机质、全N是影响土壤酶活性的重要因素;各种酶促反应既是专性的,又是相互联系的;⑤主成分分析表明,过氧化氢酶和脲酶能够较好地反映土壤综合状况,与大多数土壤因子均呈极显著相关（P<0.01）。尤其是脲酶,能够作为反映典型沙垄生物土壤结皮区土壤肥力的主要指标。     

东北典型丘陵漫岗区沟谷侵蚀动态及空间分析

以黑龙江省克山县为例,分析1954年和2000年侵蚀沟密度变化,探讨研究区土壤侵蚀的时空动态变化,并以侵蚀沟密度变化值为依据进行不同分区侵蚀因素的耦合分析。结果表明:过去46年间,克山县东南部侵蚀沟密度趋于减少,西北部侵蚀沟密度增大。1954～2000年侵蚀沟密度变化值在侵蚀减弱区与高程和坡度呈负相关,在侵蚀增强区呈正相关。随着坡长增加,侵蚀沟密度变化量呈增加趋势。侵蚀沟变化与坡长相关性最大,R²达0.9743,其次为高程,R²为0.6893,与坡度的相关性最小,R²为0.3437。结果表明,高程和坡度不是东北丘陵漫岗地区土壤流失的主要影响因子,坡长是该区侵蚀的一个重要影响因子。土地利用结构变化与土壤侵蚀强度变化密切相关,耕地面积大幅度增加与草地面积明显减少加速侵蚀沟发育。