基于流域面源污染过程的“源-汇”景观格局分析研究进展

“源-汇”景观理论被推荐为耦合景观格局与面源污染过程的有效途径,合理的“源-汇”景观格局配置有助于减少面源污染物输出,从而降低面源污染风险。论文分别从“源-汇”景观识别、“源-汇”景观格局分析,以及“源-汇”景观对面源污染物的影响3个方面,系统论述了基于面源污染过程的“源-汇”景观格局分析的研究进展。分析认为,针对基于面源污染过程的“源-汇”景观识别,目前研究主要停留在传统景观格局的意义上,需要考虑多要素的空间耦合关系和综合作用,来更好地判别特定面源污染过程的“源-汇”景观归属及其权重贡献。同时,针对“源-汇”景观格局分析,经典的景观空间负荷比指数只适合于环境背景比较相似的流域或地区,因此需要考虑量化更多的景观因子,并构建适合跨流域且具有可比性的“源-汇”景观指数,进而优化“源-汇”景观格局配置,降低流域景观生态安全风险。最后,“源-汇”景观格局研究所针对的主要面源污染物主要是氮磷等传统面源污染物,因此需要扩大“源-汇”景观格局对更多新型面源污染物的指示研究,为更深层次地研究流域景观格局与面源污染过程的耦合关系提供参考。

基于AHP和熵权法赋权的区域土地开发整理潜力评价

针对耕地整理、未利用土地开发、废弃土地复垦和农村居民点整理构建多层次区域土地开发整理潜力评价指标体系,将改进AHP、熵权法与综合评价法结合起来对重庆市土地开发整理潜力进行了定量化评价。重庆市土地开发整理潜力评价结果表明,土地开发整理潜力由大到小可划分为4个等级,耕地整理潜力是土地开发整理潜力的主要组成部分,耕地整理投入产出率和林地比重提高率是重庆市土地开发整理潜力的主导影响因素。同时未利用土地开发和废弃土地复垦潜力在重庆市土地开发整理潜力也占有重要的地位,未利用地空间规模指数、废弃土地复垦新增园林地系数和空间规模指数也是重庆市土地开发整理潜力的重要影响因素。此外,农村居民点整理在主城区及其周边经济快速发展地区地发展有重要的意义。

应用ARC/INFO预测芋子沟小流域土壤侵蚀量的研究

依据实地调查资料及相关图形资料 ,建立了芋子沟小流域地理数据库。在地理信息系统 ARC/ INFO支持下 ,根据通用土壤流失方程式 ( USL E)对数据库实施运算操作 ,预测了芋子沟小流域土壤侵蚀量。结果表明 ,芋子沟小流域年平均输沙模数为 3 893 .3 8t/ km2 ,侵蚀强度属中度 ;占流域面积 2 9.4 8%的坡耕地产沙量占流域总产沙量的 81.98% ,占流域面积 69.5 2 %的其它地类对流域土壤侵蚀量的贡献率仅为 18.0 2 % ,坡耕地年均土壤侵蚀量为 10 82 6.5 4 t/ km2 ,属于极强度侵蚀。坡耕地是芋子沟小流域水土流失的策源地 ,小流域水土流失治理的关键是实现流域内坡耕地的合理利用。

坡度对三峡库区紫色土坡面径流侵蚀的影响分析

基于运动波理论,在紫色土坡面径流侵蚀力和径流侵蚀能力的影响因素分析基础上,对三峡库区紫色土坡面土壤侵蚀的临界坡度进行了分析,分析结果表明：（1）坡面径流流量、水深和流速均随降雨强度的增大而增大,坡面径流流量和坡面径流水深随坡度的增大而减小,而流速随坡度的增大先增大再减小,在坡度为33.21°时达到最大值;（2）坡面径流侵蚀力随着降雨强度的增大而增大,而坡度对它的影响较为复杂,这个特定坡度随降雨强度和坡长的增大而减小,随坡面土壤颗粒粒径的增大而增大,对紫色土坡面而言,在37.14°-46.19°之间;（3）坡面径流侵蚀能力在临界坡度处达到最大值,临界坡度是一个变量,随降雨强度和坡长的增大而减小,随坡面土壤颗粒粒径的增大而增大,紫色土坡面径流侵蚀的临界坡度在35.93°-40.78°之间。

基于GIS的丰都三合水土保持生态园区土壤侵蚀危险性评价

在 ARC/INFO 8.0 2地理信息系统软件和 SPSS 10 .0的支持下 ,探讨了基于 GIS的土壤侵蚀危险性评价单元的划分方法 ,运用层次分析法和系统聚类法 ,对重庆市丰都县三合水土保持生态园区土壤侵蚀危险性作了评价。评价中综合考虑了影响土壤侵蚀危险性的各个因素 ,避免了仅仅根据土层厚度来衡量土壤侵蚀危险性带来的局限性和不确定性。结果表明 ,在三合水土保持生态园区 ,土壤侵蚀危险性主要受坡度、土层厚度和植被覆盖度 3个因素的影响 ;园区内危险型、强险型和极险型土地面积占园区总面积的 5 7.4 9% ,土壤侵蚀危险性大。在园区内进行退耕还林时 ,不宜过多的营造经济林 。

重庆岩溶区土壤有机碳库的估算及其空间分布特征

基于重庆市第二次土壤普查和2007年测土配方施肥的1412个土壤剖面数据,结合重庆岩溶区土壤图、土地利用现状图和行政区划图,在地理信息系统技术的支持下,对重庆岩溶区土壤有机碳密度及储量进行了估算,同时引入有机碳丰度指数这一指标,对有机碳在不同土壤和不同景观中的分布特征进行了分析。结果表明:重庆岩溶区20cm和100cm深度的土壤有机碳储量分别为1.43×1011kg和3.29×1011kg。不同土地利用方式下重庆岩溶区土壤有机碳密度分布不均匀,20cm深度的土壤有机碳密度介于1.26～7.20kgm-2之间,100cm深度的土壤有机碳密度介于1.43～25.72kgm-2之间。重庆岩溶区土壤有机碳库在不同土壤和不同景观中的分布具有高度的空间变异性,20cm深度的土壤和景观有机碳丰度指数分别在0.73～1.74和0.39～1.20之间,100cm深度的土壤和景观有机碳丰度指数分别在0.32～3.00和0.46～1.70之间。与全国的平均水平相比,单位面积上20cm深度土壤有机碳储量重庆岩溶区高于全国的平均水平,但单位面积上100cm深度土壤有机碳储量重庆岩溶区低于全国的平均水平,总体而言,重庆岩溶区是土壤有机碳储量相对贫乏的区域。

三峡库区坡耕地土壤养分流失的实验研究

采用室内模拟降雨装置研究了三峡库区坡耕地土壤养分流失规律。无论是紫色土还是黄色石灰土,坡耕地表层土壤养分含量在人工降雨后发生衰减,并表现出随雨强增大,雨后表土各养分含量衰减幅度加大的趋势,但径流和流失泥沙的养分含量与雨强无关;径流中养分含量虽低于泥沙养分含量,但养分含量的差异主要体现在全量养分含量上,而速效养分含量的差异则相对较小。对三峡库区坡耕地土壤养分流失而言,紫色土坡耕地土壤养分流失主要以流失泥沙为载体,而黄色石灰土坡耕地土壤养分流失则由流失泥沙和径流共同携带。

基于GIS的岩溶槽谷区小流域土壤侵蚀量估算

在修正的通用土壤流失方程(RUSLE)中引入石漠化因子,以重庆市南川区木渡河小流域为研究对象,在GIS技术的支持下,对岩溶槽谷区小流域土壤侵蚀量的估算方法进行了探讨.研究结果表明,研究区现实土壤侵蚀量40011.51 t/a,土壤保持量835963.94 t/a.计算研究区及不同土地利用类型的现实土壤侵蚀模数时,石漠化程度越高,总面积现实土壤侵蚀模数和可流失面积现实土壤侵蚀模数的差异越大;在岩溶区,使用可流失面积现实土壤侵蚀模数更能真实的反映岩溶区土壤侵蚀的状况.研究区水田和林地土壤保持能力最大,旱地土壤保持能力最小,控制土壤侵蚀的有效措施是在裸岩山地和陡坡地植树造林,大于25°的陡坡地退耕还林还草,扩大林地面积,减小陡坡耕地面积.

土壤干密度和含水率对2种紫色土抗剪强度的影响

选择广泛分布于重庆丘陵山区的钙质紫色土和中性紫色土2种土壤,通过室内三轴剪切试验测定含水率和干密度交互作用对土壤抗剪强度指标的影响。结果表明:(1)在相同干密度情况下,2种土壤粘聚力(c)随着含水率增加呈现出先增加后减小的趋势,在相同土壤含水率水平下,土壤粘聚力(c)随干密度增大而增大;2种土壤内摩擦角(φ)在各干密度条件下均随着含水率增加呈明显减小的趋势。(2)含水率和干密度的交互作用对粘聚力(c)有显著影响,粘聚力(c)随着干密度的增大而增大,且每一个干密度都有一个含水率与之对应,并在此交互条件下c达到最大。钙质紫色土粘聚力(c)在干密度为1.7g/cm3,含水率为11%时达到极大值,此时粘聚力(c)为154.59kPa,中性紫色土粘聚力(c)在干密度为1.6g/cm3,含水率为8%时达到极大值,此时粘聚力(c)为126.38kPa。(3)含水率和干密度的交互作用对内摩擦角(φ)影响相对较小,同一干密度下,其φ值差异不大,随干密度的增大缓慢增大,相对而言,含水率对内摩擦角(φ)的影响更明显。钙质紫色土内摩擦角(φ)随含水率的增大呈曲线下降,中性紫色土内摩擦角(φ)随含水率增大有一个短暂的增大过程,而后随之迅速减小。

土壤含水率对浅层滑坡体不同层次土壤抗剪强度的影响

采用5种土壤质量含水率(0.05,0.08,0.10,0.12,0.15)水平,进行浅层滑坡体不同层次土壤在不同含水率条件下的不固结不排水剪切试验。试验表明,浅层滑坡体不同层次土壤抗剪强度与土壤含水率密切相关。土壤含水率对浅层滑坡体A层、B层和C层土壤抗剪强度指标的影响呈现出相同的规律。A层、B层和C层土壤黏聚力均随着土壤含水率的增加基本呈先增大后减小的趋势,在土壤含水率为0.10左右时土壤黏聚力达到其最大值,在相同土壤含水率条件下,土壤黏聚力的分布规律为C层>B层>A层。A层、B层和C层土壤内摩擦角随着土壤含水率的增加近似呈线性减小,在相同土壤含水率条件下,土壤内摩擦角的分布规律为C层>B层>A层,但就随土壤含水率的增加,土壤内摩擦角减小的速率而言,呈现出B层>A层>C层的规律。消除和减轻地表水的危害是我国西南丘陵山地滑坡灾害防治的重要环节。

土壤侵蚀定量评价的空间尺度效应

土壤侵蚀的空间尺度效应使得小尺度上观测到的大量数据无法得到有效的利用,给多空间尺度土壤侵蚀定量评价带来了困难和问题。对土壤侵蚀定量评价研究中的空间尺度效应及其机理和空间尺度转换方法进行了综述。分离、搬运和堆积子系统之间的协同效应与大尺度土壤侵蚀背景条件之间的协同效应是土壤侵蚀空间尺度效应产生的根本原因。在土壤侵蚀定量评价中,基本侵蚀单元地表参数的定量描述是建立土壤侵蚀空间尺度转换模型的基础。

三峡库区小流域生态调控的空间途径——以重庆市开县石碗溪小流域为例

以景观生态规划的理论与方法为指导,针对三峡库区小流域生态系统的特点,在地理信息系统软件ARCGIS和ARCVIEW的支持下,对三峡库区小流域生态调控的空间途径进行了探讨。以重庆市开县石碗溪小流域为例,选择年均气温、土壤、植被、土地利用、高程、坡度、坡向、剖面曲率和平面曲率九个生态要素,综合运用生态敏感性与适宜性分析,结合景观格局整体优化的方法,对石碗溪小流域的景观空间布局进行了研究。通过生态调控的空间途径,将开县石碗溪小流域划分为农业景观功能区、生态恢复协调区和生态控制区3个分区,建立了3个分区之间以及分区内部的景观镶嵌组合关系,指出了各分区的产业发展方向。实践证明,以景观生态规划理论和方法为指导的生态调控的空间途径对三峡库区小流域生态经济系统的生态调控和功能的完善具有重要的实用价值。

三峡库区小流域土地资源优化利用模式的研究

实现土地资源的合理利用是促进社会经济与环境协调发展 ,建立人与环境和谐关系的重要举措。针对三峡库区小流域生态系统的特点 ,提出了三峡库区小流域土地资源优化利用的理论框架 ,以开县芋子沟小流域为例 ,对三峡库区小流域土地资源优化利用模式进行了探讨。

干湿循环条件下重庆地区三种土壤抗剪强度的动态变化

选择广泛分布于重庆丘陵山区的黄壤、钙质紫色土和中性紫色土3种土壤，通过对室内三轴剪切试验，测定含水率和容重交互作用对土壤抗剪强度指标的影响。在含水率和容重对土壤抗剪强度影响分析的基础上，3种土壤按各自最优含水率和容重制作干湿循环试验土样，进行干湿循环条件下土壤抗剪强度的动态变化分析。试验结果显示：（1）在相同容重情况下，3种土壤黏聚力c值随着含水率的增加呈现出先增加后减小的趋势，在相同土壤含水率水平下，土壤黏聚力C值随容重增大而增大；3种土壤内摩擦角φ值在各容重条件下均随着含水率增加呈明显减小的趋势。（2）含水率和容重的交互作用对土壤黏聚力C值有显著影响。黏聚力c值在1．3～1．7gcm-3容重范围内随着容重的增大而增大，且每一个容重均有一个含水率与之对应。在这样一个交互作用下黏聚力C值达到最大，含水率和容重的交互作用对内摩擦角φ值影响相对较小。同一容重下，其φ值差异不大，随容重的增大缓慢增大。（3）3种土壤的黏聚力c值均随干湿循环次数的增加均呈减小趋势，且前两次循环C值衰减幅度都很大，从第三次干湿循环至第五次干湿循环黏聚力C值衰减幅度很小，趋于稳定。（4）3种土壤在干湿循环后内摩擦角φ值总体呈减小趋势，但不同土壤类型间存在差异，第五次循环结束后，黄壤为24．6°，中性紫色土为22．6°，钙质紫色土为19．3°。

干密度和含水率对岩溶地区黄壤抗剪强度的影响——以重庆市南川区木渡河小流域为例

选择广泛分布于岩溶地区的黄壤,通过对室内三轴剪切试验,测定含水率和干密度交互作用对土壤抗剪强度指标的影响。试验表明:(1)在相同干密度情况下,黄壤粘聚力c随着含水率的增加呈现出先增加后减小的趋势,在相同土壤含水率水平下,粘聚力c随干密度增大而增大;黄壤内摩擦角φ在各干密度条件下均随着含水率增加呈明显减小的趋势,衰减速率基本一致;同一含水率水平下,内摩擦角φ随干密度变化不明显,土壤干密度为1.6g/cm3内摩擦角相对较大。(2)含水率和干密度的交互作用对黄壤粘聚力c有显著影响,粘聚力c在1.3～1.7g/cm3范围内随着干密度的增大而增大,且每一个干密度都有一个特定含水率与之对应,在这样一个交互作用下粘聚力c达到最大。(3)含水率和干密度的交互作用对内摩擦角φ影响相对较小,同一干密度下,其φ值差异不大,随干密度的增大缓慢增大,相对而言,含水率对内摩擦角φ的影响更明显,黄壤内摩擦角φ随含水率的增大呈非线性下降。

缓冲带在农业非点源污染防治中的应用

论述了缓冲带防治非点源污染的机理和效果 ,分析了影响缓冲带功能的各个因素。缓冲带能有效地控制土壤与土壤养分的流失 ,其建设与管理在整个生态环境建设中具有重要地位。目前国内外的研究主要集中于缓冲带对径流中营养物质氮和磷的吸收上 ,对较大区域环境水质影响的研究不曾多见。为达到防治非点源污染的更好效果 ,应对缓冲带的设计及各种缓冲带合理配置与布局作更深入的研究 。

土地利用的生态位及调控机制的研究

根据生态位态势理论,对土地利用生态位的理论与模型的建立进行了探讨。土地利用的生态位表征了不同土地利用类型占用新生境的能力,土地利用变化由土地利用的综合生态位驱动,但在市场经济条件下,土地利用变化实际上是由土地利用的经济效益决定的。为实现土地资源的合理利用,必须对土地利用的综合生态位进行调控,其调控的难点是土地利用生态效益和社会效益的经济量化。土地利用生态位的调控就是通过经济手段,制定相关政策和法规,调节土地利用的经济效益、生态效益和社会效益,从而促进土地利用结构的调整,达到土地利用的整体效果最佳。

土壤侵蚀预测建模研究进展

通过对土壤侵蚀预测及其模型的评述 ,提出了土壤侵蚀预测建模中存在的问题及对策。从目前已经建立的坡面、小流域和区域不同空间尺度上的土壤侵蚀预测模型可知 ,各空间尺度上指标的选择和模型的建立 ,均是独立进行的 ,相互之间缺乏有机的联系 ,不同空间尺度模型无法进行有效的信息交换。随着水土流失的治理已由点、小流域治理 ,进入了大规模连片集中治理的阶段 ,土壤侵蚀预测建模研究的重点 ,应转向不同空间尺度土壤侵蚀预测模型之间的关系与转换上来。通过建立不同空间尺度间土壤侵蚀预测转换模型 ,利用小尺度上实用的土壤侵蚀预测模型和数据 ,对区域水土流失进行定量预测与评价 ,具有重要的理论与实践意义。

基于GIS的小流域养分流失预测

在GIS技术的支持下 ,将流域划分为多个独立的坡面单元 ,运用室内人工降雨实验坡面养分流失的研究结果和通用土壤流失方程 (USLE)进行了重庆市丰都三合小流域的养分流失预测与评价。研究结果表明 ,利用流域泥沙流失量进行流域养分流失预测时 ,只能对流域全量养分 (有机质、全氮、全磷、全钾 )的流失进行较为准确的预测 ,而对流域速效养分 (有效氮、有效磷、有效钾 )流失量进行预测时 ,径流携带流失的部分不能被忽略。要对流域养分流失量进行准确的预测与评价 ,必须通过建立流域分布式径流模型 。

安置区移民安置适宜性评价——以雅安市雨城区为例

通过野外调查和发放表格填报的方式收集雅安市雨城区与移民安置相关的各种资料,以行政村为基本评价单元,对移民安置区选择的适宜性进行了分析。运用层次分析法和分层聚类法对雨城区进行了移民安置适宜性评价。评价结果表明,移民安置适宜性主要受人均水田、人均纯收入和交通便利程度的影响,整个雨城区被划分为四类安置区。通过移民安置适宜性评价,为移民安置区的选择提供科学的依据。