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。

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.

区域弃渣综合利用信息管理平台研究与设计

随着城镇化进程加快,生产建设项目产生的弃渣日益增多。弃渣的全过程管理是水土保持工作的重点和难点,弃渣资源化利用也是环境保护与城市可持续发展的关键环节。本文构建区域弃渣综合利用信息管理平台,技术架构采用云原生技术、微服务架构以及容器化部署等方法,功能模块包括数据采集与智能分类、资源匹配与优化、环境监测与评估等,确保平台的高度扩展性和可靠性。通过实施该平台,促进弃渣的减量化、资源化,提升区域弃渣资源化利用效率和智能化管理水平。

关于水土保持空间管控的思考

水土保持空间管控是新时代水土保持事业发展的必然要求。根据国土空间管控及相关行业经验做法,结合水土保持工作任务与特点,提出了水土保持空间管控定义与内涵,并对水土保持空间管控从五个方面提出思路对策:划定水土保持空间管控范围,从内容、时间和空间等三个维度确定水土保持空间管控任务,采取差别化保护治理措施,建设规范有效的水土保持空间管控制度体系,构建简洁高效的水土保持空间管控机制。

小流域水土流失治理优先度的评价与应用

中国水土流失防治任务仍然繁重,有计划分批次实施水土流失治理是现阶段条件下的必然选择,优先治理小流域识别是其首要解决的一项基础工作,然而目前相关成果较为缺乏,难以支撑小流域水土流失治理智能决策和精准施策。在当前大力推进智慧水土保持背景下,积极探索优先治理小流域识别方法非常迫切,对于科学、合理、高效促进水土流失治理工作具有重要意义。该研究立足于小流域自然禀赋条件,以中国水土流失重点区域——三峡库区秭归县为例,坚持科学性和可操作性相结合原则,以水土流失“减量和降级”双重目标和治理效益最大化需求为导向,综合水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度,提出小流域水土流失治理优先度定义及定量评价方法,为识别优先治理小流域提供科学依据和技术支撑。结果显示,秭归县2021年现状水土保持率为69.12%,远期(2050年)水土保持率为81.74%,总体提升12.62个百分点。秭归县2021年全域土壤侵蚀模数现状为758.50 t/(km^(2)·a),最小可能土壤侵蚀模数为408.71 t/(km^(2)·a),总体下降比例达46%。秭归县大部分区域均具有较大的水土保持率提升潜力和土壤侵蚀控制度,可完全治理和可降级的水土流失地块分布较为广泛,尤其在县域中西部的小流域存在较大的水土流失面积消减和土壤侵蚀强度降级空间。秭归县各小流域水土流失治理优先度的空间分布总体呈现中部高,东部和南部相对较低的分布格局,全县治理优先度大于0.6的小流域占总全县小流域的11.76%。通过典型县应用,该研究提出的小流域治理优先度涵盖了水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度,能更为全面满足小流域水土流失“减量和降级”双重目标和和治理效益最大化需求,直观反映了水土流失面积消减空间和土壤侵蚀强度降级空间的目标和相对大小,对支撑小流域治理决策更加准确、科学,治理优先度评价方法不仅可行,且易操作。

湖北省水土保持四级区不同分区水土保持率目标研究与探索

在深刻剖析水土保持率内涵基础上,以湖北省水土保持四级区为单元,确定了湖北省水土保持率研判规则,分析了各四级区水土保持率特征。湖北省各四级区水土保持率现状差异较大,远期目标差异不明显,鄂西地区由于自然禀赋条件较差,水土保持率现状和远期目标均较低;鄂东北低山丘陵水源涵养保土区、大洪山丘陵保土区、鄂东南山地丘陵保土生态维护区、鄂西北丹江口水库周边山地丘陵水质维护保土区等4个区水土流失消减面积存量相对较大;水土流失消减面积以中轻度为主,土地利用类型主要为耕地和林地。

“排水保土”措施在生产建设项目水土保持中的应用

未来一段时期,中国开发建设强度仍将维持在较高水平,人为水土流失防治任重道远,生产建设项目水土保持理论和技术仍需不断探索和完善。“排水保土”相关研究实践还未专门在生产建设项目水土流失防治中进行试验或应用。根据“排水保土”的内涵,对照现行相关技术规范,对生产建设项目“排水保土”措施进行了界定,并厘清了相关规定。通过对18个不同类型、区域的生产建设项目水土保持设施自主验收典型案例的调查分析,系统总结了生产建设项目“排水保土”措施类型、材料、投资等情况,确认了“排水保土”措施是生产建设项目水土流失防治的重要组成部分,且占有重要比重。同时指出目前生产建设项目存在“排水保土”措施功能较为单一,“排水”和“蓄水”需求协同不足,与生态结合不足,以及缺乏基于排导土体(渣体)渗流的“排水保土”措施等不足和短板,提出了启动专门研究和呼吁同行关注等相关建议。

长江流域水土流失严重区与生态脆弱区试点划定研究

为积极贯彻落实相关法律规定和水土保持行业管理要求,迫切需要厘清“水土流失严重区”与“生态脆弱区”内涵,制订科学可行的划定指南,为水土保持空间管控提供基础依据。在系统总结相关成果的基础上,结合长江流域特点,确定了水土流失严重区与生态脆弱区的内涵和研判规则,并选择贵州省毕节市七星关区作为典型县,开展了长江流域水土流失严重区与生态脆弱区划定试点研究。结果显示:提出的水土流失严重区和生态脆弱区划定指标与规则可行,七星关区水土流失严重区面积为663.84 km^(2),占国土面积的20.04%;生态脆弱区面积为450.44 km^(2),占国土面积的13.20%。

根据土壤粒径分形估计紫色土水分特征曲线

选择不同质地紫色土,分别根据土壤颗粒的数量和重量分布计算土壤粒径分形维数,并与Tyler和Wheatcraft土壤水分特征曲线模型的拟合分形维数进行比较分析。结果表明,三种途径获得的分形维数与土壤质地密切相关,均表现出土壤黏粒含量越高,质地越细,分形维数越高。土壤粒径数量分布分形维数(2.98～3.26)和土壤粒径重量分布分形维数(2.73～2.81)存在较大的差异,但二者间却存在显著的线性关系。土壤粒径分形维数与土壤水分特征曲线模型拟合分形维数(2.72～2.84)均存在显著的线性关系,尤其是土壤粒径重量分布分形维数与土壤水分特征曲线模型拟合分形维数数值十分接近。通过建立的土壤水分特征曲线模型分形维数与土壤粒径分布分形维数关系式,结合Tyler和Wheatcraft模型进行土壤水分特征曲线预测,预测值与实测值具有良好的一致性,因而根据土壤粒径分形预测紫色土水分特征曲线是可行的。

工程开挖面土壤侵蚀模型的构建

工程开挖面是生产建设项目水土流失的主要来源之一,但工程开挖面土壤侵蚀定量研究非常有限,势必影响开挖面土壤侵蚀量及危害的准确评估。该研究通过理论分析与野外观测试验相结合,一方面借鉴RUSLE建模思路,理论推导开挖面次降雨土壤侵蚀模型,并对模型参数进行了详细分析,另一方面通过野外小区现场观测,探讨开挖面土壤侵蚀关键影响因素,将实测数据应用于模型及参数的率定和验证。结果显示,坡度、坡长、质地、以及降雨因子各参数均与单位面积土壤流失量呈显著相关,建立的开挖面次降雨土壤侵蚀模型,经实测数据率定与验证,模型预测效果较好。该模型针对性强,不仅原理简单,各参数均具有一定的物理意义,而且参数易获取,具有很好的实用性和可操作性,可为有效防治开挖面水土流失、落实水土流失防治责任及开展水土保持监督执法等提供科学依据。

三峡库区不同水保措施下紫色土水分特征曲线特征及模型拟合

土壤水分特征曲线是反映土壤持水性、供水性及水分有效性等基本特性的重要曲线,是定量研究土壤水滞留与运移十分重要的土壤水动力学参数之一。通过分析比较等高绿篱农业系统和石坎梯田农业系统的紫色土水分特征曲线,探讨不同水保措施下紫色土水分特征曲线特征,将实测数据对国内外常见的几种土壤水分特征曲线模型分别进行拟合,并优选一种适合三峡库区紫色土的水分特征曲线模型。结果表明:不同处理紫色土水分特征曲线存在较大差异。同一土壤水吸力水平下,新银合欢处理土壤持水量最高,其次为石坎梯田处理,自然坡面处理土壤持水量最小。随土壤水吸力增大,各处理间差异越明显。Gardner模型和Van Genuchten模型均可用于描述三峡库区紫色土水分特征曲线,根据不同的需要选取不同的模型,Gardner模型适合简单快捷的田间土壤水分管理,Van Genuchten模型适合进一步土壤水力传导参数的推求应用。

泥沙含量简易测算方法的探讨

根据长期水土流失实验观测经历,通过一系列实验,探讨称重法、比重计法测算泥沙含量的适用性。结果显示,称重法器材要求低、便携、操作简单、效率高、且精度较高,非专业技术人员易掌握。比重计法器材要求低、便携、操作简便、效率高,且免去了取样环节,但精度较差,非专业技术人员掌握稍有困难。当试验条件确实存在困难或宏观研究对数据精度要求不高时,特别是生产建设项目水土保持监测,称重法和比重计法具有较好的适用性,且称重法较比重计法适用性更好。另外,泥沙密度取值不同对测算结果影响较小,一般可取2.7g/cm3。

不同下垫面每次降雨水土流失特征及影响因素分析

研究了不同下垫面每次降雨产流产沙特征及其与降雨、降雨前期条件的内在关系。结果表明,百喜草覆盖和敷盖处理的产流产沙均远小于对照处理,相对对照处理,减水率在95%以上,减沙率在99.9%以上。影响百喜草覆盖和敷盖处理产流、产沙的最主要因素为降雨量,其次为降雨历时。同时,在影响百喜草覆盖和敷盖处理产沙因素中,产流影响显得更密切,也更直接。而对于对照处理,影响产流、产沙的最主要因素为降雨量和降雨强度,而且降雨量主要影响产流,降雨强度则主要影响产沙。

红壤坡地覆盖与敷盖径流调控特征研究

坡面径流是造成水土流失的主导因子,控制水土流失的关键是科学调控坡面径流。通过土壤水分渗漏装置(Drainage Lysimeter),探讨红壤坡地覆盖与敷盖径流调控特征。结果显示:不同处理不仅年总径流量存在差异,而且径流分配差异更明显;百喜草敷盖处理年总径流量最大,对照次之,百喜草覆盖最小;百喜草覆盖和百喜草敷盖处理的地表径流远小于对照处理,而地下径流量却超出对照处理许多;年均地表径流与地下径流调配比值百喜草覆盖、百喜草敷盖和对照处理分别为1/51.7,1/35.5和1/1.4。

土壤侵蚀退化研究

土壤退化是全球性的重大环境问题之一,直接威胁人类的生存。在引起土壤退化的诸因素中,土壤侵蚀是最普遍和最重要的因素。在前人土壤侵蚀退化研究成果的基础上简单回顾了其发展现状,重点综述了土壤侵蚀退化机理,并针对性地提出了土壤侵蚀退化防治措施。

南方红壤丘陵区水土流失综合治理技术体系研究

南方红壤丘陵区是我国水土流失最严重的区域之一。通过回顾20多年南方红壤丘陵区水土保持工作历程及成效,综合分析该区域水土流失综合治理技术体系,指出目前治理技术体系存在缺乏针对南方红壤丘陵区相关技术规范和标准、具体实施标准不一等问题,建议尽快制定南方红壤丘陵区水土流失综合治理技术标准及建立相关机制。

基于Logistic模型的江西省崩岗侵蚀风险评估

崩岗侵蚀是我国南方水土流失的一种特殊类型,关于崩岗的风险评估方面的研究较少。选择江西省作为研究区域,通过相关因子分析,筛选风险评估指标,利用Logistic模型计算崩岗发生风险,在此基础上采用专家打分法,计算崩岗危害风险,将崩岗发生风险与崩岗危害风险叠加,即可得到崩岗侵蚀风险,以此探讨区域尺度崩岗侵蚀风险评估的可行性。结果显示,江西省南部和西部崩岗发生风险较高,东部、北部和中部相对较低。全省崩岗危害风险总体较轻微,相对较高的危害风险呈零星分布。综合发生风险和危害风险后,江西省崩岗侵蚀以低中风险为主,占全省总面积的95%;其中,较低及以下风险占全省总面积的68%。较低及以下风险主要分布鄱阳湖周边区域,风险防控措施应以预防保护为主。中风险及以上风险主要分布在江西省南部和西部,宜采取预防保护与综合治理并重的风险防控措施。研究表明,Logistic模型对崩岗侵蚀发生风险评估是可行的。

退化生态系统植被恢复理论与技术探讨

植被恢复是退化生态系统恢复与重建的首要工作。在回顾国内外植被恢复研究进展的基础上,提出了植被恢复的理论基础,总结了植被恢复技术措施,包括植被恢复目标的确定、植被恢复的步骤与途径及其采用的技术方法,最后探讨了植被恢复研究尚存在的问题。

基于双变量熵信息法的江西省崩岗侵蚀风险评估

崩岗侵蚀是我国南方地区水土流失的一种特殊类型,但关于崩岗的风险评估方面的研究较少。选择江西省作为研究区域,通过相关因子分析筛选风险评估指标,采用双变量熵信息法计算崩岗发生风险,在此基础上采用专家打分法计算崩岗危害风险,将崩岗发生风险与崩岗危害风险叠加即可得到崩岗侵蚀风险,以此探讨区域尺度崩岗侵蚀风险评估的可行性。结果表明:江西省南部、西部崩岗发生风险较高,东部、北部和中部相对较低;全省崩岗危害风险总体较轻微,在中部危害风险相对较高,但比较零碎;综合发生风险和危害风险后,江西省崩岗侵蚀以中风险为主,占全省总面积的63%以上,较高及以上风险主要分布在中部呈东北至西南向的区域范围内。研究成果可为我国南方地区的崩岗侵蚀风险评估提供参考。

紫色土典型三角形层状剖面入渗模拟

通过室内特制的土壤水分入渗试验装置,分别设置上粗下细和上细下粗两种典型不同质地紫色土三角形层状剖面,探讨典型不规则层次结构的土壤入渗特性。结果显示,同一三角形层状剖面入渗,粗质土半剖面的垂直湿润锋随时间推进速度快于细质土。对于粗质土,上细下粗剖面设置下其半剖面的垂直湿润锋随时间推进速度快于上粗下细,但对于细质土,两种层状剖面设置下其垂直湿润锋随时间推进速度差异不明显。无论上粗下细,还是上细下粗,两种层状剖面对斜面湿润锋变化曲线影响不大。两种层状剖面入渗,湿润锋、入渗速率与时间均呈极显著幂函数关系。建立的紫色土典型三角形层状剖面入渗模型,经验证,模拟值与实测值具有非常好的一致性,且可与经验模型相互转换,模型参数也具有一定的物理意义。