南方崩岗调查内容与方法探讨

崩岗是我国南方水土流失的一种特殊类型,广泛分布于南方红壤区,是该区域严重的生态问题之一。第一次崩岗调查距今已近20年,相关情况已发生巨大变化。崩岗现状不清直接影响了行政管理部门对崩岗防治相关工作的规划和决策,因此急需开展新一轮崩岗调查。新时代水土保持高质量发展为崩岗调查提供了机遇,差别化分类防治和分步实施对崩岗调查提出了更高要求,现代信息技术为崩岗调查提供了新方法,以服务崩岗风险评估和防治规划为导向,在充分利用第一次崩岗调查成果基础上,补充崩岗发育的小山体调查,将典型调查改为全面普查,系统探讨崩岗调查对象与范围、调查内容、调查程序与方法,以期为行政管理部门和技术单位启动新一轮崩岗调查工作提供参考。

崩岗生态修复不同人工林林下入侵植物和本土植物对群落稳定性的影响

探寻基于自然的崩岗生态修复群落构建方案,以广东三岭山国家森林公园崩岗区早期恢复阶段的4种(湿地松Pinus elliottii、尾叶桉Eucalyptus urophylla、大叶相思Acacia auriculaeformis和樟树Cinnamomum camphora)林分为对象,进行样方调查,以林下入侵植物和本土植物作为切入点,以物种多样性指数、生态位宽度、生态位重叠度、生态响应指数和种间联结指数探究不同林分的群落稳定性,优化林下植物配置。结果表明:(1)4种林分中共有林下植物104种,隶51科92属,其中菊科(Asteraceae)种类最多,有33种;其次是禾本科(Poaceae),有24种。林下本土植物数目为湿地松>尾叶桉>樟树>大叶相思,林下入侵植物数目为湿地松=樟树>大叶相思>尾叶桉。与其他三种林分相比,尾叶桉林的林下入侵物种数目、多样性指数和生态位宽度均最少,同时入侵植物与本土植物的生态位重叠度也最小。(2)林下植物群落未来发展趋势最佳的是湿地松林,其次是尾叶桉林、樟树林,最差为大叶相思林,且除大叶相思林外,其它3种林分正向发展的平均速率大于负发展。(3)4种林分的林下植物的种间联结较小(OI≤0.5),且多为负联结,群落均处于不稳定阶段。尾叶桉林的林下本土植物和入侵植物联结程度最低,说明其林下植物间竞争程度最小。(4)群落配置模式可优化为:尾叶桉-芒萁-筒轴茅-芒;湿地松-芒-白茅-乌毛蕨;大叶相思-芒-乌毛蕨-桃金娘;樟树-桃金娘-筒轴茅-白茅。因此,种植速生树种以在崩岗早期恢复阶段迅速成林时,可优先考虑林下本土植物丰富且入侵植物较少的林分(如尾叶桉林),林下则选取正联结的本土植物进行林下植物群落配置,以有效抵抗林下入侵植物,形成稳定的进展型林下植物群落。

环境因子组合和负样本选取策略对花岗岩区崩岗易发性评价的影响

不同环境因子组合和负样本选取策略对崩岗易发性评价结果存在较多不确定性。为探究其对评价结果的影响,该研究以江西省兴国县花岗岩区为例,利用地理探测器探测17个环境因子的统计量q值,根据累计q值百分比大小依次选择4、7、10和17个环境因子进行组合;利用单随机欠采样、频率比法及改进频率比法等负样本选取策略构建与正样本等量的负样本数据集;采用随机森林模型进行易发性评价,并对评价结果进行对比分析。结果表明:1)3种负样本选取策略下的模型精度随着因子数量的增加先下降再上升,考虑4个环境因子的模型AUC(area under curve)值分别为0.729、0.909和0.909,较最优环境因子组合仅相差0.020~0.038,说明考虑主控环境因子,即可得到较为理想的精度;2)通过频率比法选取的负样本数据集更具合理性;3)研究区内高和极高易发区主要分布在兴国县西南部,而极低易发区主要分布在兴国县北部及东部,这与实际情况较吻合。该研究通过探究不同环境因子组合和负样本选取策略对崩岗易发性评价的影响,可为花岗岩区崩岗的防灾减灾提供科学依据。

人工智能在滑坡与崩岗影像识别的研究进展

总结近年来遥感分析技术、机器学习及深度学习的传统方法,分析人工智能中深度学习算法应用于滑坡、崩岗信息提取与识别的优势;通过方案对比与实验分析发现,样本采集数量、数据标注质量、崩岗特征提取方式等极大地限制了崩岗智能识别的精度与泛化性。未来将进一步探究多源数据融合与特征提取优化方法;探索基于迁移学习的崩岗多任务识别方法;并结合遥感影像的崩岗变化检测技术,实现对崩岗的准确识别和动态分析。

崩岗治理碳汇作用与碳汇能力评估

为了评估崩岗治理的碳汇能力,在福建省安溪县选择未治理崩岗(UB)为对照,综合治理模式崩岗(MB)和整地造林模式崩岗(AB)为研究对象,分层采集0~10、10~20和20~40 cm土壤样品,使用碳氮分析仪测定土壤有机碳,环刀法测定土壤密度;通过样方法和全面清查法调查树种、胸径、树高,利用生物量方程和收获法测定生物量。结果表明:1)崩岗治理产生明显的保土保碳、减蚀减排和增绿增汇的作用;2)AB的增汇作用以植被碳库提升为主,MB以土壤碳库提升为主;3)AB的碳汇能力高于MB,2种模式的造林及其管护方式是引起碳汇增量差异的主要原因;4)崩岗治理10a左右,拦蓄沙土中的土壤碳密度低于南方红壤区退化土地植被修复后的土壤碳密度,具有较大的提升空间。崩岗治理是防治南方红壤丘陵区水土流失的有效措施,具有明显的保碳减排增汇等作用,研究结果可为今后崩岗治理的模式选择与其碳汇能力评估提供科学支撑。

崩岗土壤液塑限的离子特异性效应

为探究崩岗土壤液塑限的离子特异性效应,选取福建省长汀县河田镇一处稳定型崩岗的3个土层土壤(红土层、砂土层和碎屑层)为研究对象,用液塑限联合测定仪对不同离子(Li^(+)、Na^(+)和K^(+))盐溶液交换处理后的土壤液塑限进行分析。结果表明,红土层的土壤塑限、液限和塑性指数均显著高于砂土层和碎屑层(P<0.05)。土壤塑限和液限均与土壤黏粒含量、有机质含量、阳离子交换量以及高岭石含量呈正相关关系,其中,土壤塑限与黏粒含量和阳离子交换量呈显著正相关关系(P<0.05)。K^(+)交换处理后,红土层土壤塑限、液限和塑性指数比Li^(+)交换处理分别高5.80%、9.53%和12.99%,比Na^(+)交换处理分别高3.50%、9.77%和15.86%;K^(+)交换处理后,砂土层土壤塑限、液限和塑性指数比Li^(+)交换处理分别高7.22%、6.69%和6.83%,比Na^(+)交换处理分别高4.33%、5.27%和7.32%;而不同离子对碎屑层土壤液塑限的影响不显著。不同离子对同一土层土壤液塑限的影响不同,K^(+)交换处理后红土层、砂土层的土壤液塑限总体高于Li^(+)和Na^(+)交换处理,即较Li^(+)和Na^(+)而言,K^(+)可提高崩岗土壤液塑限。

游离氧化铁对崩岗不同土层土壤胀缩特性的影响

【目的】研究游离氧化铁对崩岗不同土层土壤胀缩特性的影响。【方法】利用无荷膨胀试验、线性收缩试验和计算土壤胶体扩散双电层中滑动层厚度,分析游离氧化铁对崩岗不同土层土壤胀缩特性的影响。【结果】游离氧化铁含量与崩岗土壤无荷膨胀率呈线性递增关系(P<0.01),与土壤线性收缩率呈线性递减关系(P<0.05);在电解质浓度相同的条件下,崩岗土壤滑动层厚度随着游离氧化铁含量的提高而增大;游离氧化铁含量不同的红土层、砂土层的土壤滑动层厚度与无荷膨胀率均呈显著正相关(P<0.05),与线性收缩率呈显著负相关(P<0.05)。【结论】游离氧化铁含量影响土壤滑动层厚度,进而影响土壤的胀缩性能。

不同栅格分辨率下赣州市石城县崩岗易发性评价研究

探究不同栅格分辨率下崩岗易发性评价对崩岗防控具有重要意义.为开展相关研究,以赣州市石城县为例,利用地理探测器选取降雨侵蚀力、可蚀性、岩石种类、植被高度、叶面积指数、高程、坡度、归一化植被指数指标作为评价指标,划分出15、30、60、90、120 m 5种分辨率的栅格单元,以频率比(FR)为联接方法,构建频率比-随机森林(FR-RF)模型开展崩岗易发性评价.结果显示:栅格单元空间分辨率对崩岗易发性评价有一定影响,5种不同栅格分辨率下易发性结果的AUC值依次为0.840、0.830、0.830、0.820、0.810,基于随机森林模型下15 m分辨率栅格单元更适用于研究区的崩岗易发性评价(AUC值为0.840);研究区较高易发区以及高易发区主要分布在北部区域.研究结果可以为赣南地区的崩岗易发性评价提供重要参考.

“三生空间”视角下基于云模型的崩岗侵蚀危害评价

崩岗是中国南方红壤区最严重的土壤侵蚀形式之一。崩岗侵蚀危害的类型与大小均存在空间差异,崩岗危害评估与风险防控应具备针对性和时效性,并提高评价结果的空间精度。本研究以福建省安溪县官桥镇为研究区,基于生产、生活、生态空间视角构建崩岗侵蚀危害评价模型,通过云模型对2020年崩岗侵蚀危害进行评价,并提出相应的治理措施。结果表明:(1)经济密度、人口密度和崩岗面积占比的权重较大,分别为0.278、0.164和0.148,说明经济社会因素和崩岗侵蚀的直接影响因素对危害程度的影响最大。(2)崩岗侵蚀危害呈中部和东北部高、四周低的空间分布特征,且对生产空间造成的危害最高,生态空间次之,生活空间最小,在风险管理体系中应重点预防中部和东北部的崩岗侵蚀危害,尤其是对生产空间的危害防控。(3)对比基于云模型与未应用云模型的评价结果,极高危害V区的空间分布趋势相似;应用云模型得出的空间评价结果更加细化,更能体现崩岗侵蚀危害的整体水平。本研究可进一步丰富崩岗侵蚀危害评价方法,并为崩岗治理提供建议。

基于易发性和危险性评价的崩岗防治策略

崩岗是我国南方水土流失的一种特殊类型,是区域水土流失治理的一块“硬骨头”。由于治理难度大、投入有限、科技支撑不足等,南方崩岗治理进程缓慢,迫切需要加快推进防治速度。以着力解决崩岗“哪里防,怎么防”“哪里治,怎么治”为目标和需求导向,探讨基于易发性和危险性评价的崩岗防治对策,即:一方面,通过崩岗易发性评价,预测未来不同区域崩岗发育发生的可能性,采取差别化预防保护对策,有效防止或减少未来面域上新崩岗的发育发生;另一方面,通过崩岗危险性评价,划分崩岗危险性等级和治理优先级,有效解决当前点上崩岗治理分步实施的需求,根据不同危险性等级因地制宜采取不同的治理方案,控制崩岗加剧,降低崩岗强度,消除或降低崩岗危害甚至进行资源化利用。

桂东南花岗岩红壤区典型崩岗剖面风化强度对理化特性的影响

[目的]花岗岩红壤剖面风化强度与崩岗形成密切相关,促进崩岗侵蚀的发育和扩张,研究风化强度和理化特性对崩岗的作用机理,可为花岗岩崩岗科学防治提供理论依据。[方法]选取花岗岩红壤区典型崩岗剖面为研究对象,测定不同土层的常量氧化物含量和土壤理化性质,分析花岗岩红壤风化强度对理化特性的影响。[结果](1)土壤剖面常量氧化物组成以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)为主,花岗岩风化壳表现出脱硅富铁铝化过程,风化强度随土壤剖面深度增加而降低,处于高等风化阶段。(2)土壤剖面的理化性质具有异质性。表层有机质、阳离子交换量、黏粒含量和饱和导水率高,黏结性和持水性强;下层砂粒含量高,结构松散,透水性强。(3)相关性和通径分析结果表明,风化强度与非毛管孔隙度、有机质、阳离子交换量、黏粒含量、饱和导水率、界限含水率呈正相关,Fe_(2)O_(3)对黏粒含量、砂粒含量和界限含水率的综合决定性能力最强。(4)表层风化强度高,黏粒比例高,对水的吸附能力强,土壤颗粒间的胶结作用强,土体稳定性好。下层风化强度低,胶结物质含量和界限含水率低,土体抗蚀性差,当土体暴露或者水蚀的条件下,容易崩塌形成崩岗。[结论]土壤剖面风化强度对理化特性产生影响,是促进崩岗形成的重要影响因素。

干湿交替条件下花岗岩崩岗区土壤裂隙发育规律

[目的]土体裂隙可以改变土壤结构,降低土体稳定性,进而加速崩岗发育。深入探究干湿交替条件下花岗岩崩岗区裂隙发育规律,具有重要的现实意义。[方法]以花岗岩坡面土壤的7个样点为研究对象,分别为坡上红土层(US)、坡中红土层(MS)、坡下红土层(DS)、崩壁红土层(RL)、崩壁过渡层(TL)、崩壁砂土层1(SL1)和崩壁砂土层2(SL2),进行干湿循环试验,结合数字图像处理技术对土体表观裂隙进行定量分析。[结果](1)花岗岩崩岗区土体R_(sc)、Na和土体破碎化程度随含水量的降低而增加,7个样点的R_(sc)、N_(a)、W_(a)、L_(a)均随干湿交替次数增加而逐渐降低;(2)集水坡面坡上、坡中红土层及崩壁砂土层裂隙连通度与砂粒呈显著正相关;各样点R_(sc)与饱和水含量、有机质、阳离子交换量、游离氧化铁呈显著正相关,黏粒/砂粒高的样点R_(sc)与黏粒/砂粒呈显著正相关。[结论]花岗岩崩岗区土壤不同土层之间的干缩裂隙发育存在差异,但发育规律基本为发育准备期、快速发育期、发育稳定期3个阶段;花岗岩土壤坡上红土层裂隙主要为干缩裂隙,坡下红土层干缩裂隙较少。

凝灰质砂岩崩岗土体的渗透性研究

选取赣南凝灰质砂岩崩岗土体为研究对象,采用环刀法研究凝灰质砂岩崩岗土体入渗特性,并分析土体主要理化性质对其入渗特征的影响。结果表明:①凝灰质砂岩风化壳土体重度表现为上层小于下层;受土体相对密度的影响,不同土层土体总孔隙度大小并未呈现出与土壤容重相反的规律,同样表现为上层小于下层;不同土层之间的土壤重度与总孔隙度无显著相关性。②凝灰质砂岩下层土体初始渗透速率、稳定渗透速率、平均渗透速率、入渗量等渗透参数均显著高于上层土体(P<0.05),而稳定入渗时间低于上层土体。③凝灰质砂岩初始渗透速率与所选的指标均无显著的相关性,稳定渗透速率与土壤重度呈极显著负相关,平均渗透速率与总孔隙度、毛管孔隙度呈极显著正相关。

花岗岩红壤丘陵区崩岗侵蚀与典型切沟侵蚀的异同点探析

崩岗侵蚀与切沟侵蚀威胁区域生态安全,是当前土壤侵蚀研究领域所关注的热点和难点,二者存在着共性和个性,但能否将切沟侵蚀防治方法应用于崩岗侵蚀区尚不明确。本文从气候、母质和土壤、地形、植被方面对比了影响崩岗侵蚀和切沟侵蚀的环境因素。结合崩岗侵蚀与切沟侵蚀外观形态的表现形式,阐述二者发育过程和侵蚀发生的动力机制。通过综合分析,崩岗的侵蚀物质和侵蚀形式具有独特性,在防控措施的布设方面需考虑更多因素的相互作用。在此基础上,提出崩岗发育机制、防治措施及构建侵蚀模型等有待深入研究的问题。

韩江中上游地区的崩岗分布特征

选取韩江中上游地区2016—2022年的Sentinel-1/2卫星星座遥感影像和其他辅助数据,基于机器学习方法进行区域尺度的崩岗识别和崩岗影响因子测度。结果表明:1)分类模型的总体精度达到84%,Kappa系数为0.8。其中,崩岗识别的用户精度和生产者精度都超过95%,且其FScore为0.97。2)截至2022年,韩江中上游地区的崩岗侵蚀面积共有435.5 km^(2),各县(市、区)崩岗侵蚀面积差异明显,年变化趋势不一。其中,五华县崩岗侵蚀面积最多(199.2 km^(2)),其年平均变化率为16.29 km^(2)/a。梅江区崩岗侵蚀面积最少(1.6 km^(2)),其年平均变化率为0.18 km^(2)/a。3)韩江中上游地区崩岗发生概率与高程、坡度、植被覆盖、地质类型、人口密度、大气压、降雨量、经向风速、纬向风速和风速等10个因素存在显著相关性(P<0.001)。在一定的变化范围内,高程、坡度、地质类型、大气压、经向风速、纬向风速和风速对研究区崩岗发生为正向影响,植被覆盖、人口密度和降雨量对崩岗发生为负向影响。

崩岗侵蚀对洪积扇农田质量的影响和防治措施

崩岗是南方红壤丘陵区严重的土壤侵蚀地貌,崩岗侵蚀会对洪积扇农田质量造成严重危害,但目前有关文献报道较少。崩岗侵蚀产生的大量洪积物冲入农田后,会破坏水利设施、沙化土壤、恶化农田生态环境。本文从土壤质量、作物产量、环境影响3个方面阐述崩岗侵蚀对洪积扇农田的危害,提出相应的防治措施:工程措施为截流拦沙,林草措施为构建生物保护屏障,农业措施包括改良土壤质地、提高土壤肥力。合理搭配使用上述措施可以改善洪积扇农田,减少崩岗侵蚀危害,提高土地生产力。开展崩岗洪积扇土壤退化成因及防治措施的研究,可为崩岗洪积扇区农田质量恢复提供科学的理论依据。

崩岗灾害地貌及其环境效应

全面论述了崩岗灾害地貌的分布、发育条件及其带来的环境效应，提出崩岗灾害治理的措施．

梅州市五华县崩岗成因分析及治理措施研究——以“华城镇山水林田湖草沙治理项目”为例

在前人对崩岗研究的基础上,以梅州市五华县“华城镇山水林田湖草沙治理项目”为例,结合实际工程对梅州市五华县的崩岗的成因、特点、危害进行了分析,并通过现场崩岗治理效果对崩岗治理措施进行了总结归纳,为后续其他崩岗治理工程提供可复制的“崩岗治理经验”。

长汀县崩岗开发造地治理后的土地利用实践

土地资源是人们赖以生存的重要物质基础,随着现代经济的发展,土地资源紧缺已成为世界性的难题之一,而南方红壤区花岗岩风化壳崩岗是土壤侵蚀最严重、危害最大的水土流失类型,崩岗侵蚀使大量的土地资源支离破碎,因此做好崩岗综合治理是土地资源保护与合理开发利用的重要途径。本文通过长汀崩岗综合治理开发造地的实践,探讨崩岗治理后的土地利用模式,以实现土地利用效益最大化。

崩岗侵蚀调查方法的探讨

崩岗是我国南方红壤丘陵区的一种严重的水土流失形式。在江西赣南水土流失区发育得较为普遍。不但对坡面土地生产力造成破坏，同时也排泻大量泥沙，淤埋农田和河道。为有效地控制崩岗侵蚀，必须在治理现有水土流失的同时，十分积极有效地预防新的侵蚀乃至崩岗的发生。崩岗侵蚀调查的目的，在于为上述工作提供可靠的依据。崩岗调查的内容应包括：一地区基本情况、崩岗发生的部位和面积、坡面侵蚀现状、崩岗边缘距分水岭、距陡壁高度和倾角、悬空体比例、堆积物情况及流通段泥沙特性等，通过对上述因子的综合分析，评定崩岗现有侵蚀规模及程度，并预测崩岗继续发展的可能性及潜在胁威，将评定的侵蚀程度和侵蚀强度绘制成崩岗侵蚀图，从而为科学地制定治理规划及合理配置治理措施以及有效控制崩岗侵蚀打下基础．