137Cs示踪技术在土壤侵蚀估算中的应用研究进展

137Cs示踪技术目前已被广泛用于长期的土壤侵蚀(水蚀)估算。该技术要解决的两个关键问题是土壤137Cs基准值的确定,以及土壤的137Cs损失量与土壤侵蚀量之间的定量模型的建立。对现有的主要的定量模型进行了简述,并提出了各自的局限性。这些模型可分为经验模型和理论模型两大类,其中以理论模型中的质量平衡模型较为成熟,综合考虑了较多的侵蚀因子,如137Cs年沉降分量、土壤颗粒粒径分布差异、地表富集作用、耕作土壤在耕作活动前新沉降137Cs的侵蚀损失等。对现有模型的改进也进行了探讨,并提出了今后的一些研究重点。     

径流驱动土壤分离过程的影响因素及机制研究进展

土壤侵蚀包括土壤分离、泥沙输移和泥沙沉积3个子过程,研究这些过程发生、发展的水力、地形、土壤及地表特性等临界条件及各过程间相互影响、相互制约的机制,是建立土壤侵蚀过程模型继而准确预报土壤侵蚀的基础。为加强对径流驱动土壤分离过程的认识,推动土壤侵蚀过程与机理的研究,从径流水动力学特性、土壤特性、近地表特性、土壤分离过程的时空变异特性等方面对径流驱动的土壤分离过程影响因素及机制进行了总结和梳理,在此基础上,从土壤分离过程研究的时空尺度、土壤分离过程的动力学机制、细沟发育及其形态特征、网络结构对土壤分离过程的影响机制、土壤分离与泥沙输移的耦合机制、土壤分离测定方法与标准、土壤侵蚀阻力参数获取与预报等方面,展望了该领域有待深化的问题及今后的发展方向。     

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。     

基于多源数据的土壤侵蚀时空变化分析——以安徽省宿松县为例

基于地理信息系统(GIS)技术和土壤流失方程(RUSLE)模型,文章分析宿松县2015—2019年土壤侵蚀时空变化特征,探讨土壤侵蚀影响因子。结果表明:1研究区2015年土壤侵蚀强度为612.53 t/(km2·a),土壤侵蚀总量为1 339 078.87 t/a,土壤侵蚀整体呈现出西北强、中部及南部弱的空间分布格局;2土壤侵蚀随坡度变化并不明显,大多集中在0~15°坡度带,以微度、轻度和中度为主,东坡侵蚀面积最大,其次为西坡;3在不同土壤类型中,侵蚀面积最大的为棕红壤,其次为灰潮土;在不同土地利用类型中,土壤侵蚀面积最大的为耕地,其次为水域,再次为林地;42015—2016年,侵蚀总量增加,土壤侵蚀强度不断提高,中度以上侵蚀占比较大,2017年之后,土壤侵蚀总量逐年减少,剧烈侵蚀和极强度侵蚀区域逐渐向中度侵蚀和轻度侵蚀转变。研究表明,降水、植被覆盖、地形和人类活动的干扰均对土壤侵蚀变化造成影响。     

WEPP模型(坡面版)在贵州石漠化地区土壤侵蚀模拟的适用性评价

文章以贵州花江喀斯特石漠化地区为研究区域,利用WEPP模型(坡面版)分别模拟2006年、2010年土壤侵蚀模数,并将实测数据与WEPP模型模拟值作比较,探讨WEPP软件在喀斯特石漠化地区的适用性。研究表明：WEPP模型对于模拟喀斯特石漠化地区土壤侵蚀有较大误差,对土壤侵蚀模数模拟的有效性系数均为负值,不适用于直接计算该区域土壤侵蚀模数。WEPP模型对微度侵蚀模拟精度不够,但能大体反映不同径流小区之间土壤侵蚀强弱的关系和生态修复过程土壤侵蚀的变化趋势。若要应用WEPP模型对喀斯特地区土壤侵蚀模数模拟计算,必须考虑水土的地下漏失、地表裸岩率、地形高度破碎等环境条件。裸岩率、土壤漏失、地形条件等都是WEPP模型修正所必须注意的内容。     

水沙物理模型CASC2D-SED的DEM尺度效应发生机制

DEM分辨率对分布式水沙过程模拟具有重要影响,然而,产生影响的内部机制尚不明确。改进水沙物理模型CASC2D-SED的结构,将坡度由DEM在模型内部直接提取改为由模块单独计算,并将坡度设计为模型的独立输入参数,通过单独改变坡度参数来研究坡度对水沙模拟DEM尺度效应的影响。基于改进的CASC2D-SED模型,以内蒙古准格尔旗沙圪堵镇附近的一个小流域为研究对象,以无人机航测的1m分辨率DEM数据、野外实测与室内实验获得的土壤特性数据、土地利用数据和降雨数据为基础,采用3种水沙模拟方案进行多象元尺度的水沙过程模拟,进而探索水沙过程模拟的DEM尺度效应及发生机制。研究表明:⑴在4~20m GRID分辨率区间模拟的径流量位于323.18m3和411.43m3之间,波动不大;⑵2~20m GRID分辨率区间内,模拟的侵蚀流量在3.43m3和65.61m3间变化,波动很大;(3)坡度和径流路径是水文过程模拟DEM尺度效应的两个对立影响因子,是水文过程模拟DEM尺度效应不明显的主要原因;⑷DEM尺度效应对侵蚀输沙具有重要影响,地形坡度是侵蚀输沙DEM尺度效应的主要控制因子;⑸地形坡度随DEM分辨率降低而发生的空间上的波动变化是侵蚀输沙量随DEM分辨率降低而波动变化的原因。     

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.     

土壤侵蚀中的片蚀研究综述

土壤侵蚀制约着社会、经济、环境的协调发展,危害极大,片蚀是坡面土壤侵蚀过程的第一阶段,又是土壤坡面水蚀过程中分布面积最大且最为复杂和独特的侵蚀类型.研究片蚀过程和机理对于深入揭示坡面水蚀机制,建立区域水蚀模型具有重要意义.归纳总结了国内外现有的片蚀研究现状,包括片蚀动力学过程与机理,雨滴动能、降雨强度、坡度、植被覆盖、土壤类型和地表粗糙度对片蚀的影响,坡面片蚀分离、搬运及其限制性过程,基于不同影响因子的坡面片蚀预测模型等,虽然学者从各个角度定性定量地研究了片蚀对不同影响因子的响应,但是研究仍存在一定的区域限制性,因此可进一步开展相关研究建立具有广泛应用性的片蚀预测模型.研究结果可为我国水土流失综合治理及生态文明建设提供科学依据.     

推荐一种泥石流坡面侵蚀物源量的计算方法

在收集、研究前人研究成果的基础上,应用土壤水蚀模型和流域泥沙输移比初步建立了泥石流坡面侵蚀物源量计算模型,同时列举了降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、地形因子及植被覆盖因子等水蚀因子的标准算法和经验算法,具有较强的理论依据,对泥石流坡面侵蚀物源量计算具有借鉴意义。     

坡面侵蚀过程定量研究进展

坡面是土壤侵蚀最基本的地貌单元,定量研究坡面侵蚀能为研究土壤侵蚀规律、确定坡面重点侵蚀部位、建立土壤侵蚀预报模型提供科学依据。总结了溅蚀、片蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀的定量研究进展,简述了土壤侵蚀模型的研究进展,对目前的其它研究方法进行了评述。     

密云沙厂小流域土壤侵蚀GIS和RS评价方法研究

从GIS和RS研究的角度对沙厂小流域实测的土壤侵蚀数据进行分析,建立基于3S的土壤侵蚀综合评价指标模型,快速地计算出土壤侵蚀量,并对其侵蚀的动态过程进行监测,为沙厂小流域综合治理的快速决策提供科学的平台和依据.     

融雪侵蚀研究进展

融雪侵蚀在中国及世界上许多地区都有发生,其对表层土壤的破坏作用越来越为人们所认识,已成为土壤侵蚀研究中的重要问题之一。在总结相关研究成果的基础上,分析了影响积雪和融雪的气候、海拔、地形地貌及土地利用等因素。在融雪侵蚀影响因素方面,认为融雪径流、表层土壤解冻深度、解冻期表层土壤可蚀性是影响融雪侵蚀发生的特殊因素。同时指出,融雪侵蚀预报模型中冻融作用对土壤水分迁移的影响、未完全解冻层对表层土壤水分的影响以及坡面融雪过程研究是未来融雪侵蚀研究中应重点解决的问题。     

区域土壤侵蚀定量研究的国内外进展

由于水土保持宏观决策的需要、土壤侵蚀学科自身的进步和全球变化研究的促进,过去的10多年来,国内外研究者对区域尺度土壤侵蚀研究给予了高度重视。已经开展的主要研究包括:全球和区域（包括国家尺度）土壤侵蚀调查、区域土壤侵蚀过程和尺度效应、区域土壤侵蚀因子和区域土壤侵蚀模型等。将区域土壤侵蚀作为现代陆地地表过程的一部分,充分考虑全球变化的影响,集成土壤侵蚀研究成果与遥感和GIS技术,开发分布式区域土壤侵蚀模型,成为区域土壤侵蚀定量评价研究的基本趋势。在对国内外区域土壤侵蚀定量评价研究评述的基础上,提出我国近期在区域土壤侵蚀方面研究的重点问题为：区域土壤侵蚀过程及其尺度效应的量化描述、区域土壤侵蚀模型开发、区域土壤侵蚀动态模拟与趋势预测、区域土壤侵蚀与全球变化关系研究和区域土壤侵蚀数据处理与管理方法。     

青海省东部土壤侵蚀特征遥感分析

通过采用美国陆地卫星TM741合成图像和中巴资源卫星CCD数据，分析影响土壤侵蚀主要因子，对青海东部约10．6万km^2的区域进行了水土流失遥感解译，划分出3个侵蚀区、8个侵蚀亚区，总结了该区土壤侵蚀类型和强度的空间分布特征，初步探讨了其发展演化趋势，为进一步水土保持与现状规划提供了依据。     

浙闽丘陵区土壤侵蚀影响因素与防治对策研究

通过对浙-闽丘陵区土壤侵蚀现状调查、分析研究,揭示了浙-闽丘陵区土壤侵蚀的严重性,提出了浙-闽丘陵区土壤侵蚀的主要影响因素:降雨条件;地形;地表松散的堆积物;植被的覆盖程度。降雨丰富且集中,山高坡陡,地表易流失的土壤,植被的严重破坏等,为该地区的土壤侵蚀提供了条件。最后,本文提出了浙-闽丘陵区土壤侵蚀防治对策应以生物措施为主,生物、工程、耕作密切结合。生物措施主要为植树种草;工程措施是改变小地形,以达到蓄水、保土的目的;耕作措施主要是改变乱开荒的做法,摒弃不合理的耕作方式,禁止陡坡开垦。不同地区应根据实地情况合理防治,采用小流域综合治理。不仅要根据影响因素来制定防治对策,也应该因地制宜。     

祁连山石羊河上游山区土壤侵蚀的环境因子特征分析

在GIS技术支持下, 运用通用水土流失方程USLE, 对祁连山北坡东段的哈溪林区的土壤侵蚀量及空间分布进行了模拟运算, 并定量分析了各种环境因子与土壤侵蚀之间的关系. 结果显示: 研究区平均土壤侵蚀模数为25.1 t·hm^-2·a^-1, 微度和轻度侵蚀面积占总面积的80%, 而强度到剧烈侵蚀产生的侵蚀量占78.3%; 各土地类型土壤侵蚀模数由高到低依次是裸地>草地>农田>灌丛>乔木林, 裸地侵蚀量占到总侵蚀量的54.9%; 乔木林和灌木林95%以上侵蚀面积属微度侵蚀区, 农田中度到剧烈侵蚀的面积比例达到35.9%, 高于草地和其他植被类型, 而草地剧烈侵蚀面积比例高于农田. 海拔高度范围与土壤流失量之间的关系与植被的海拔分布范围明显相关; 土壤平均侵蚀模数随坡度的增加而增大, 土壤侵蚀量主要分布在15°～45°的坡度范围, 不同植被覆盖下土壤流失随坡度变化的趋势可在一定程度上反映该类植被对土壤流失的防止作用.     

岩溶山区土壤耕作侵蚀研究——以重庆市中梁山为例

在岩溶山区采用示踪法证实了锄耕会引起耕作侵蚀。实验结果表明: 岩溶山区单次耕作土壤的最大位移距离为1m 左右;土壤平均位移距离0. 2053～0. 2982m,土壤位移量为42. 364～ 61. 534kg /m;耕作侵蚀速率为141. 21～ 205. 11t /hm2 ,平均侵蚀速率为162. 85t /hm2 ;它们都受坡度的影响,而且在相同坡体长度下,都随地块坡度的增加而递增。地块面积较小、坡体较短,地块破碎是岩溶山区土壤耕作侵蚀严重的重要原因。本文还结合岩溶山区特殊的自然环境条件,提出了加强岩溶山区土壤耕作侵蚀研究的必要性和重要意义。      

三江源地区土壤侵蚀类型研究

全球气候变暖导致三江源地区雪线上升,冰川后移,降水和径流减少,草场退化,土壤沙化,使本来就十分脆弱的生态环境更加恶化。根据三江源地区当前所处的实际情况,在分析三江源地区土壤侵蚀环境背景以及土壤侵蚀营力作用的基础上,归纳总结了三江源地区土壤侵蚀类型与特征,重点研究了冻融侵蚀分布范围和强度、分布规律以及评价指标体系。结果表明：三江源地区各种土壤侵蚀类型中,冻融侵蚀分布范围最广;不同强度的冻融侵蚀空间分布差异显著。     

黄土高原土壤侵蚀基本规律

土壤侵蚀现象是黄土高原的一个重大环境问题。土壤侵蚀的发生和发展有其自然的规律。黄土高原的土壤侵蚀可概括为三种类型:(1)水流侵蚀;(2)重力侵蚀;(3)风力侵蚀。控制黄土高原土壤侵蚀的自然因素为:降水、地形、植被和岩土性质。降水和地形两个因素称之为“侵蚀性因素”;植被和岩土性质两个因素称之为“可蚀性因素”。土壤侵蚀的发生与否,以及侵蚀的程度,最终取决于上述侵蚀性因素与可蚀性因素两者之间相互影响的结果。如果侵蚀性因素的效果大于可蚀性因素的效果,则发生侵蚀作用;反之,则侵蚀作用不显示。     

地形因子对华东地区降水影响的尺度效应研究

降水是地表淡水资源的主要来源,降水分布强烈的时空异质性给陆地水循环研究带来了较大不确定性,因此降水的空间异质性及其影响因子研究一直是水循环研究的重点。选取观测资料丰富的华东地区,采用351个气象台站降水观测数据,通过一般线性回归模型、地理加权回归模型和多尺度地理加权回归模型的拟合结果,研究了典型地形因子对降水空间分布的影响及其影响尺度。结果表明,传统的一般线性回归模型不能表征降水分布的空间异质性,而地理加权回归模型和多尺度地理加权回归模型均较好地拟合出了降水在空间上的非均匀分布（R2>0.7）。此外,多尺度地理加权回归模型的带宽数还反映了各地形因子对降水空间分布的影响尺度。一般说来,带宽数较小的局地影响因子对降水的空间异质性影响较强。对于年降水量,地形高程和地形起伏度是影响降水空间异质性的主要地形因子,而地形坡度和主风向系数对降水的影响不显著。在不同季节,各地形因子对降水空间分布的影响程度不同。地形高程对夏季降水影响较大;离海岸线距离对春、秋季南部山区降水影响较大;地形起伏度对冬季降水有重要影响。厘清我国不同季节降水与地形因子间的关系,有助于理解各季节复杂地形因子对降水的贡献,为...