风水复合侵蚀与生态恢复研究进展

风水复合侵蚀是风力与水力共同或交替作用相互增强或者削弱的过程。从侵蚀区划分、驱动因素、侵蚀机理和生态恢复对策等方面论述了风水复合侵蚀的研究进展,简述了半干旱风水复合侵蚀区和海岸复合侵蚀区是两个影响最大的风水复合侵蚀区。晋陕蒙接壤区为半干旱风水复合侵蚀区的强烈侵蚀中心,在土地利用上属农牧交错区,生态环境极为脆弱。海岸复合侵蚀岸段分布广泛,侵蚀岸线在总岸线中所占比例较大。影响风水复合侵蚀的因素包括自然和人为因素,且地域差异显著。半干旱区风水复合侵蚀研究主要从侵蚀特点、土壤特性、侵蚀产沙、侵蚀能量研究等方面;海岸复合侵蚀区从侵蚀特征、风暴潮与海岸复合侵蚀关系等方面分析了取得的进展和存在的不足。总结了生物措施和工程措施对风水复合侵蚀区生态恢复的作用,展望了风水复合侵蚀与生态恢复的研究方向,并指出复合侵蚀机理与评估、生态恢复机理与评价研究是今后研究的趋势。     

风水复合侵蚀研究述评

风水复合侵蚀或风水交互作用是干旱、半干旱地区常见的侵蚀过程。这种风力与流水对同一侵蚀对象 (区域) 的共同作用或交替作用塑造了风蚀水蚀交错区特有的侵蚀地貌景观。作为一个相互联系、影响的复杂系统,风水复合侵蚀具有明显的时空分布特征,其侵蚀过程可以划分为古代过程与现代过程。由于以往的风蚀和水蚀研究相互独立,风水复合侵蚀的研究起步较晚。在研究中存在着尺度转化与研究方法不成熟等问题。对风水复合侵蚀的机理与防治以及土壤复合可蚀性的研究都将成为今后研究中的重点与难点。     

风水复合侵蚀研究进展与展望

风水复合侵蚀是干旱,半干旱区一种常见的土壤侵蚀类型,是风水两相外营力相互耦合驱动下发生的地表物质再分配过程。在辨析风水复合侵蚀类型的基础上,将风水复合侵蚀影响因子归结为侵蚀动力因子、土壤抗蚀性因子与干扰因子,并分析了影响因子间的互馈关系;从全球尺度、区域尺度和局地尺度,总结了风水复合侵蚀在空间尺度上的差异;评述了风水共同侵蚀过程中侵蚀力与侵蚀能量的叠加效应,风水交替侵蚀过程中侵蚀力与侵蚀能量的交替性特征,以及下垫面和干扰因子对风水复合侵蚀的响应;阐述了风力与水力侵蚀在总侵蚀量中的贡献比率与两者叠加所产生的耦合效应;认为风水复合侵蚀实验研究是认识风水复合侵蚀过程与机理的基础,应将风水复合侵蚀过程段研究扩展到全过程研究,同时加强下垫面在风水复合侵蚀中的响应机制以及水蚀与风蚀间的抑制效应研究,以期达到全面客观地认识风水复合侵蚀过程与机制的目的。     

土壤可蚀性研究述评

土壤可蚀性是土壤对侵蚀作用的敏感性。对土壤可蚀性的研究是认识土壤侵蚀机理的一个重要环节。土壤可蚀性可以通过测定土壤的理化性质、水冲、模拟降雨、小区和风洞试验测定,可以使用土壤侵蚀模型与诺谟图计算土壤可蚀性。研究中产生了许多可蚀性指数和计算公式。土壤可蚀性是一个相对的概念,它受空间变化、土壤性质的时间动态变化和人类活动等因素的影响。在土壤可蚀性的研究中存在着一些不足,具体表现为:农田土壤是土壤可蚀性研究的主要对象,区域之间的土壤可蚀性缺乏对比,因此加强对土壤可蚀性机理、实验与风水复合侵蚀作用下土壤可蚀性的研究有着十分重要的意义。     

晋西北地区土地荒漠化综合整治区划

依照区划原则，晋西北地区划分为３大区１１个小区。这３大区是：西部风水动力荒漠化强烈发展区、东部风水动力荒漠化稳定发展区和南部风水动力荒漠化基本稳定区。针对各区中各小区土地荒漠化现状和特点，提出了各自合理的经济开发方向和防治土地荒漠化的主要途径和措施。     

青藏铁路格拉段风沙危害及其防治

青藏铁路地处高寒低压环境,地表风沙危害形成过程与干旱、半干旱沙漠和戈壁地区有较大差异。青藏铁路沿线多大风、风力强劲、风向相对单一,主导风向以西风为主;各站点年输沙势DP均高于400 VU,属于高风能环境,合成输沙方向间于85.8°~89.8°;"风旱同季",风水复合侵蚀和冻融作用时空交错,地表抗蚀能力差,从而加剧了铁路沿线风沙活动强度。通过对青藏铁路沿线风沙灾害特点、风动力环境、工程防沙措施及其防护机理等分析,提出了青藏铁路沿线风沙危害防治原则和防护体系:应逐步建立以阻沙栅栏、砾石方格、化学固沙、植被恢复相结合的综合防治体系。     

东北典型黑土区40年来沟蚀空间格局变化及地形分异规律

以SPOT5和Corona影像为基础数据源,获取了东北典型黑土区1965年和2005年的侵蚀沟分布数据,生成了侵蚀沟密度空间分布图;基于1∶5万地形图,插值求取DEM,提取了地形因子;最后,在GIS空间分析模块支持下,分析典型黑土区40年来沟蚀空间格局变化及其地形分异规律。结果表明,经过40年的开发,研究区侵蚀沟密度剧增,且各等级侵蚀沟密度都出现向更高一级发展的趋势,呈现出以北西南东向为轴心,从沟蚀剧烈增加区到微度增加区变化特征;沟蚀在垂直方向上具有层状分布规律,在海拔250～275m高度出现密度最大值,说明岗坡地带是黑土区沟蚀易发区;坡度分异表明黑土区侵蚀沟出现向高坡度发展趋势;各坡向上侵蚀沟密度和动态发展状况表明,在东北典型黑土区坡向不是影响侵蚀沟发育的首要因子。     

中国北方农牧交错带风水蚀复合区的粮食与退耕还林(草)问题

中国北方农牧交错带风水蚀复合区是一个非常特殊的生态脆弱区,通过对该类型区60个典型县域的实地考察和统计资料分析表明：①该类型区的人均粮食产量自给有余,但粮食单产较低,较高的人均粮食产量是以扩大耕地面积,牺牲生态为代价的,今后粮食增产的主要潜力重点应放在提高水浇地单产上。②从区域和国家生态安全角度考虑,该类型区不适宜大规模开垦耕地,而应在粮食自给的基础上逐渐转变为以牧为主的发展方向,退耕还林(草)正是实现这一重要转变的最有效途径和措施。③农户调查结果表明,退耕对农户粮食产量和家庭经济收入的影响不大,大部分农户能够自觉接受退耕还林(草)政策,但目前正处于相持阶段,仍需要国家给予适当经济补偿。因此,该类型区的退耕还林(草)工程不但不能压缩,而且应该进一步扩大规模,加大投资力度。     

柴达木盆地西南缘新月形沙丘移动特征及其影响因素

柴达木盆地西南缘新月形沙丘连片分布、数量丰富、大小各异、形态多样,是开展沙丘动态演化研究的理想区域。基于2013年和2021年两期高分一号卫星影像和气象资料,分析了柴达木盆地西南缘沙丘区537个新月形沙丘移动、形态和区域风况特征,探讨了沙丘移动的影响因素。结果表明：(1)该区域新月形沙丘移动速率1.43～22.37 m·a^-1,平均移动速率7.23 m·a^-1,沙丘移动方向109.22°～171.28°,平均移动方向142.86°,整体呈NW-SE方向移动。(2)受低风能环境和西北偏西风的影响,该区域新月形沙丘移动速率相对其他沙漠较慢,移动方向与盛行风向基本一致。(3)受沙丘尺度的影响,该区域新月形沙丘越大,移动越慢,呈幂函数递减的关系。(4)该区域新月形沙丘分布密度、植被状况、地形起伏等在一定程度上影响沙丘移动速率。     

柴达木盆地托拉海河下游复合新月形沙丘沉积构造探地雷达探测初步结果

运用探地雷达,对柴达木盆地托拉海河下游右岸两个典型复合新月形沙丘进行探测,通过图像处理与影像解译,获取了连续且具一定深度的风沙沉积构造信息,并结合无人机影像、遥感影像与野外实际考察情况,综合分析该研究区内风沙沉积构造与沉积环境。结果表明：（1）选取100 MHz的天线、0.5 m探测步长、1 m的天线间距进行探测,探地雷达图像与无人机影像呈现出很好的对应关系,沙丘内部构造清晰,故使用此参数探测复合新月形沙丘的内部结构可行。（2）托拉海河下游复合新月形沙丘内部沉积构造类型多样,广泛发育正向加积层、垂向加积层等层理。（3）河道与沙丘均向东南方向移动,两个沙丘存在规模持续缩小且两翼拉长、逐渐变得不对称的发育过程。（4）托拉海河下游复合新月形沙丘的发育分为3个时期：快速发育阶段、固定风蚀阶段、蚀余加积阶段。     

陕西神府矿区束鸡沟流域风蚀水蚀交互作用特征研究

以神府矿区束鸡沟为典型小流域,讨论了风蚀水蚀交互作用的时空分布及其特征。风蚀水蚀交互作用在沙质坡面,坡面切沟和沙质沟道区表现最为突出,并形成了风蚀水蚀交互作用特有的侵蚀形态。     

黄土丘陵区沟谷发育及其稳定性评价

本研究选择黄土高原北部丘陵区无定河两个支流米脂河,金鸡河,在对其流域系统河道级数,冲沟和坳沟发育时期进行划分与判断的基础上,计算了各级沟谷及坳沟的“宽深比”,并对其进行了对比分析。研究表明黄土沟谷发育中冲沟发育阶段是沟谷稳定性最差的阶段,而坳沟阶段是沟谷发展的稳定阶段,稳定性的差异可由沟谷Ｗ／Ｄ值来定量化,据此可预测黄土丘陵区尚有数十万年的沟谷不稳定时期即强水土流失期。     

窟野河流域河岸沙丘地貌格局及变化

风水交互作用是黄土高原北部风蚀水蚀交错带特殊的侵蚀营力,并致该区土壤侵蚀强度加重。以毛乌素沙地窟野河流域作为研究区,基于影像解译及数理统计方法,研究河道与沙丘交互地貌过程。结果表明：（1）窟野河“三河夹沙”区沙地以河流为中心呈现出对称条带状格局分布,距离河流,依次呈现出流动沙丘、固定半固定沙丘、丘陵沟壑区的空间格局;（2）典型河段河道与沙丘空间格局呈现出河道穿越流动沙丘、河道两侧斑块状沙丘镶嵌分布、两河交汇处流动沙丘分布等3种格局;（3）河道弯曲系数与河道两侧沙丘活动性的变化之间呈现出一定的对应关系。     

定西地区1995-2000年间土壤侵蚀的变化与治理对策

严重的土壤侵蚀是定西地区生态环境恶化的主要原因,也是社会经济发展的主要限制性因素之一。利用数字遥感影像人机交互解译技术对1995年和2000年的土壤侵蚀进行调查,结果显示5 a来定西地区土壤侵蚀面积减少1 446.39 km²,减少了7.36%。其中轻度侵蚀减少5.63%,中度减少1.4%,强度减少0.03%,极强度减少0.30%。侵蚀程度整体上有所减轻,表明水土保持工作取得了一定成效。但土壤侵蚀面积仍然占土地总面积的80%以上,而且强度和极强度侵蚀面积减少不明显,土壤侵蚀仍然十分严重,水土保持的任务还相当艰巨。积极开展水土保持是定西地区实现山川秀美、脱贫致富和可持续发展的根本途径。     

1961—2015年雅鲁藏布江流域降雨侵蚀力

降雨是土壤侵蚀的主要动力,也是风水蚀复合区沙漠化的主要驱动力。研究降雨侵蚀力时空变化对雅鲁藏布江流域土壤侵蚀的监测、评估、预报和治理具有重要意义。利用1961—2015年雅鲁藏布江流域8个气象站日降雨量气象资料,采用趋势系数、气候倾向率、MK检验等研究方法对雅鲁藏布江流域降雨侵蚀力时空变化进行分析。结果表明:雅鲁藏布江流域年降雨侵蚀力平均值为758.1 MJ·mm·hm^-2·h^-1,变差系数Cv值为0.29,趋势系数r值为0.3140。空间分布呈现由东向西逐渐递减的特点,东部可达2 000 MJ·mm·hm^-2·h^-1以上,最西部仅为200MJ·mm·hm^-2·h^-1。雅鲁藏布江流域年降雨侵蚀力总体呈波动上升趋势,其中嘉黎和波密站年降雨侵蚀力上升趋势明显,日喀则、泽当站年降雨侵蚀力呈下降趋势。通过MK检验及滑动T检验得知,流域内年降雨侵蚀力在1982年发生突变,年侵蚀性降雨突变不显著。雅鲁藏布江流域年降雨侵蚀力与侵蚀性降雨相关性显著。     

西藏高原土壤侵蚀评价体系及监测方法

西藏高原土壤侵蚀营力多样,侵蚀类型复杂,其评价与动态监测方法一直为人们所关注,根据多年对西藏高原土壤侵蚀的调查研究,从西藏高原土壤侵蚀区域分布特征出发;提出西藏高原土壤侵蚀应划分为自然侵蚀区和人为加速侵蚀区,分别采用土壤侵蚀潜在危险及土壤侵蚀分类分级的评价体系.前者采用人机交互式遥感动态监测方法,后者采用土壤侵蚀因子数据库与土壤侵蚀模型法相结合进行动态监测.     

基于遥感技术的土壤侵蚀研究现状及实例分析

通过介绍卫星和传感器在土壤侵蚀研究中的应用情况,讨论了用遥感图像探测土壤侵蚀特征、土壤侵蚀区域和土壤侵蚀沉积的很多应用实例,然后利用甘肃河西走廊黑河上游1987年的TM数据和1999年的ETM数据,计算出了两个时期的植被盖度,同时结合DEM数据得出的坡度值,然后根据水利部的土壤侵蚀分级标准,获得了两个时期的土壤侵蚀图,对比分析了1987年和1999年两个时期的不同等级侵蚀强度区域的面积变化.研究结果显示,甘肃河西走廊黑河上游存在中度侵蚀的区域位于坡度大于15°的地方,这些地方也是我国西部退耕还林还草的重点区域.