不同混交模式下幼龄桉树混交林的生长和水土流失特征研究

设计尾巨桉×红椿和大花序桉×闽楠的垂直、水平、块状三种混交方式的试验林,以研究不同混交模式下桉树混交林的生长和水土流失规律。结果表明:1年生尾巨桉、红椿、大花序桉和闽楠分别在水平、块状、块状和水平混交模式下的树高增长率最大,依次为1560.00%、863.33%、457.50%和6.67%,因此水平混交模式和块状混交模式的林分树高生长效果较好。在尾巨桉×红椿和大花序桉×闽楠两种林分中的月均地表径流以块状混交模式最少,分别是107.72 L和215.24 L,月均土壤流失以块状混交模式较少,分别是4.95 kg和7.25 kg,因此块状混交模式对水土保持的效果较优于垂直混交模式和水平混交模式。综合考虑,采用块状混交模式效果最好。

生物炭施加垄沟集雨种植对水土流失及紫花苜蓿草产量的影响

为缓解我国黄土高原区干旱胁迫和控制水土流失,本研究采用裂区设计,生物炭施加模式(生物炭施加和无生物炭施加)为主区,耕作模式(打结垄、开敞垄和平作)为副区,研究不同生物炭施加模式和耕作模式对土壤水分、径流、泥沙流失、养分流失、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)干草产量和水分利用效率的影响。试验结果表明,在2019和2020年紫花苜蓿生育期,与平作处理相比,开敞垄和打结垄处理的径流量、泥沙、全氮、全磷、有机质流失量分别减少20.1%~37.7%和60.1%~64.7%,54%~75.5%和77.1%~87.6%,44.4%~65.5%和49.0%~81.8%,36.7%~75.3%和48.6%~87.3%,48.2%~72.9%和58.6%~85.4%,土壤贮水量、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率分别增加39.5~52.1和31.2~60.5 mm,26.2%~31.7%和26.5%~35.2%,10.07~14.86和12.14~16.55 kg·hm^(-2)·mm^(-1)。与无生物炭施加处理相比,生物炭施加处理的径流量、泥沙、全氮、全磷和有机质流失量分别减少48%~69%,94%~125%,12%~24%,28%~46%和35%~48%,土壤贮水量、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率分别增加42.93~26.09 mm,106%~111%和1.96~6.90 kg·hm^(-2)·mm^(-1)。本研究表明,生物炭施加打结垄沟集雨种植是该区域适宜耕作模式。

降雨等级与种植模式对大别山变质岩区坡面产流产沙的影响

[目的]研究降雨等级、种植模式及其交互作用对变质岩地区坡面产流产沙的影响程度,为大别山区水土保持、土地管理策略和植被配置提供参考。[方法]在大别山区罗山县潘新镇开展了3种种植模式的径流小区土壤侵蚀监测试验(单种油茶、单种茶树和油茶/茶树间隔式混种),采用水土流失监测仪、翻斗式自记雨量计等仪器设备,实时跟踪监测了各径流小区2023年的产流产流及降雨情况,利用方差分析和相关性分析等方法探究降雨因子和种植模式对产流产沙的影响。[结果]不考虑降雨等级时,单种茶树小区的产流量最高,混种小区的产流量显著低于单种小区,但各小区的产沙量无显著差异(p>0.05);小雨和中雨等级下,各小区的产流量无显著差异,混种小区的产沙量低于其他小区,尤其在中雨等级下表现明显;大雨和暴雨等级下,混种小区的产流量显著低于单种小区(p<0.05),但各小区的产沙量无显著区别;产流量、产沙量与总降雨量、每小时降雨量均存在显著关联,且产流量还受最大60 min雨强的影响。[结论]相比于单种油茶或茶树,混种模式能显著降低大别山变质岩区的坡面产流量,且中/小雨等级下的坡面产沙量也能得到有效抑制。未来大别山区水土保持、土地管理策略制定和植被配置时应予以重视。

吉林省水土流失与社会经济空间自相关性特征及影响因素

[目的]研究吉林省水土流失与社会经济空间自相关性特征及其影响因素,为该省水土保持与绿色协调发展提供科学依据。[方法]基于吉林省各县市水土流失面积,结合相应年份社会、经济统计资料,采用GIS,GeoDa与OLS等技术与方法,对吉林省2017-2021年水土流失与社会经济空间自相关性进行系统研究,并辨识了关键影响因素。[结果]①吉林省水土流失的Morans’I指数均为正数且最小值为0.2546,水土流失在部分地区存在一定的集聚效应,高-高集聚区主要集中于吉林省西北地区,低-低集聚区主要分布在南部地区。②吉林省社会经济指标中,城市化率、建设用地比例、植被覆盖面积以及农业经济增长率的Moran’s I值相对较高,在空间上存在一定集聚特征。③水土流失与社会经济局部双变量空间自相关性中,城市化率和林地面积的Moran’s I值较大,社会类型数据较人口类型数据和经济类型数据空间分布更集中。④农业GDP、农业用地比例、植被覆盖比例和水土流失的相关性较高,5 a平均Robust_Pr值分别为0.038,0.003和0.154。[结论]吉林省水土流失、社会经济及水土流失与社会经济双变量在空间上均具有较强自相关性,城市化率和植被覆盖面积是引起水土流失的关键影响因素。

南方红壤区水土流失治理存在的问题与对策

由于南方红壤区水土流失问题已经严重影响区域的生态环境以及群众的日常生活,因此为解决该现象,以红壤区海南省的水土流失治理为例,概述南方红壤区水土流失的特点,分析研究其产生的因素,对症下药,提出针对性的水土流失治理措施,并进行相应的实践,验证保护性开发治理措施的效果。

长江上中游坡耕地水土流失治理对策探讨

长江上中游是我国坡耕地分布较为集中的区域。在调查长江上中游坡耕地治理现状、存在问题的基础上,分析了长江上中游坡耕地治理面临的新形势新挑战,提出了加强坡耕地监测,建立健全协同联动工作机制,坚持高标准、规模化治理,加强坡耕地治理监管,创新政策机制等对策建议,为新时期加快推进长江上中游坡耕地水土流失治理提供参考借鉴。

降雨类型和水土保持对黄土区小流域水土流失的影响

对黄土区桥子东沟流域的143场次洪水事件水文泥沙数据进行统计分析,并利用K均值分类法划分降雨类型,比较不同降雨类型条件下流域水土流失特征,探讨水土保持治理对不同降雨类型下流域产流输沙的影响。结果表明,次降雨量和最大30 min雨强是影响流域产流输沙的主要降雨特征。降雨事件划分为4种类型:Ⅰ型(小雨量、小雨强)、Ⅱ型(大雨量、大雨强)、Ⅲ型(大雨量、小雨强)和Ⅳ型(小雨量、大雨强)。4种降雨类型下次洪水事件的产流能力和洪峰流量由大到小依次为Ⅱ型、Ⅳ型、Ⅲ型和Ⅰ型。频次最少的Ⅱ型降雨次洪水事件的输沙量最多,Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型降雨条件下次洪水事件输沙量的差异不显著,输沙量均较少。水土保持综合治理显著减少了流域径流量和输沙量,其中Ⅱ型降雨次洪水事件减水量和减沙量最多,Ⅰ型最少。

干旱半干旱区坡面覆被格局的水土流失效应研究进展

植被恢复与建设是控制水土流失的重要措施。在干旱半干旱地区,植被在空间上的分布呈现离散特征,在坡面上形成的裸地-植被镶嵌和植被条带分布等覆被格局对水土流失过程具有重要影响。覆被格局与水土流失关系研究是景观生态学格局与过程研究的重要内容。从植被斑块、坡面覆被格局对水土流失的影响与耦合覆被格局与水土流失的手段和方法三个方面对国内外相关研究进行总结分析。从中发现,植被类型、层次结构和形态特征是植被斑块尺度上影响径流泥沙的关键因素;不同覆被类型的产流产沙特征与覆被格局的准确描述是研究覆被格局水土流失效应的重要基础;坡面覆被格局对水土流失的影响关键在于其改变了径流泥沙运移和汇集的连续性,应重点关注径流泥沙源汇区的连通性和空间分布在水土流失中的作用;以坡面的精确覆被制图为基础,建立基于水土流失过程的覆被格局指数和耦合格局信息的径流与侵蚀模型是定量研究覆被格局影响的有效手段。今后应加强以下研究:以动态系统的观点研究覆被格局的变化对水土流失的影响,系统理解覆被格局与水土流失之间的相互联系与反馈机制,探讨两者间动态关系随尺度变化的规律性并发展尺度上推方法;构建过程意义明确且简单实用的格局指数,将覆被格局与水土流失过程有机联系起来;发展覆被格局的动态信息与产流产沙过程相结合的水文模型,加强对格局与径流泥沙反馈系统的耦合,建立真正意义上的覆被格局-水土流失过程耦合模型。

黄土高原景观格局与水土流失关系研究

采用DCCA排序法对黄土高原腹地泾河流域12个子流域的景观格局与流域水土流失关系进行了定量分析.结果表明,DCCA排序的前4轴分别与农业用地比率、景观多样性指数、森林比率显著相关.各子流域的水土流失特征具有明显的梯度变异.在森林比率占65%的三水河子流域,景观相对简单、多样性低,流域年径流量大、输沙小、含沙量低,径流相对稳定;随着森林比率减小,农业用地比率增大,景观多样性升高,产流系数增高,径流深度、输沙量和含沙量增大;在森林比率很低、农业用地53.41%的洪河子流域,景观格局复杂、多样性较高,河流含沙量高、输沙率大,月输沙和径流变异极大;在农业用地比率减小,其他景观类型比率增大,景观相对简单的环江上、下游子流域,输沙量和含沙量减小,但输沙和径流的年际变化极大.排序分析结果较清晰地解释了黄土高原典型地区水土流失特征沿景观梯度的变化规律.

黄土丘陵沟壑区集水区尺度土地利用格局变化的水土流失效应

以陕北杏河集水区 1 985和 1 995年两期土地利用数据为基础 ,结合水文、DEM数据 ,定性分析了土地利用格局变化条件下的水土流失效应 ,其中采用双累积曲线法来界定土地利用格局基本没有变化的时间段 ,用 C值在坡度、距河流距离上的分布来表征土地利用格局 ,用不同时期降雨量 /径流量、降雨侵蚀力 /输沙率相对增加的比例来表征水土流失效应。研究结果表明 :(1 ) 1 981～ 2 0 0 0年 ,土地利用格局变化剧烈的年份为 1 990～ 1 991年 ,可以用 1 985、1 995年两期数据分别代表 2 0世纪 80年代和90年代的土地利用 ;(2 )从 2 0世纪 80年代到 90年代 ,杏河集水区的 C值有明显的增加趋势 ,在较陡坡度和距河流距离较近处 ,C值增加的幅度相对较大 ;(3)土地利用格局变化明显改变了降雨量 -径流量、降雨侵蚀力 -输沙率的关系 ,出现了从 2 0世纪80年代到 90年代 ,虽然降雨量 /降雨侵蚀力在整体上呈现明显下降的趋势 ,但是水土流失量 ,却表现出同比增加的现象 ,而且这种增加在不同月份也有差异。用本文中的方法来表征土地利用格局和水土流失效应 ,其结果具有较好的比配性 ,可以用来定性分析土地利用格局与水土流失的关系。但是 ,由于水土流失效应的表征方法没有考虑降雨的空间变异特征 ,该方法尚不适于雨量站点比较密集?

红壤小流域不同利用方式水土流失和有机碳流失特征研究

研究了红壤小流域不同利用方式的试验区水土流失和有机碳流失的特征 ,结果表明 :径流、泥沙及有机碳流失主要集中在 5月、6月及 8月份 ,其间径流流失量占全年流失量的 68.8%～ 73 .1 %,泥沙流失量和有机碳流失量占全年流失量的 90 %以上。径流量和泥沙流失量的大小顺序均为无保护性措施、侵蚀严重的试验区 5>粗放经营利用的试验区 1 >保护性经营利用试验区 2 >保护性经营利用试验区 4>恢复保护性植被试验区 3 ;流失的泥沙主要为推移质 ,有机碳流失量的大小顺序为粗放经营利用的试验区 1 >保护性经营利用的试验区 2 >保护性经营利用的试验区 4>无保护措施、侵蚀严重的试验区 5>恢复保护性植被的试验区 3 ,径流流失的有机碳和推移质流失的有机碳基本接近。从保护资源角度来看 ,恢复保护性植被试验区 3的利用方式控制水土流失和有机碳的效果最好。从农林利用角度来看 ,以有保护性经营利用综合性措施 (等高梯田、植被篱笆、农林间作等措施 )的试验区 2和试验区 4利用方式 ,既有利于水土保持 。

黄土坡面不同土地利用方式对土壤有机碳流失的影响

坡面土地利用方式与产流、产沙及土壤有机碳的流失具有密切关系。对延安燕沟流域的坡耕地、草地、刈割草地、灌木地、刈割灌木以及刺槐林地径流小区的径流、泥沙及有机碳流失量进行了分析。结果表明:在不同土地利用方式下,产流、产沙量与植被覆盖度呈负相关关系;随径流流失的可溶性有机碳量表现为:坡耕地>刈割草地>草地>刈割灌木地>灌木地>刺槐林地小区,随泥沙流失的有机碳量表现为:坡耕地>草地>灌木>刺槐林地。随泥沙流失的土壤有机碳占总流失量的主要部分,而随径流流失的有机碳只占很少的比例。因此,增加黄土坡面植被覆盖度是控制产流、产沙量和有机碳流失的重要途径。

黄土高原水土流失造成的危害及其综合治理措施

黄土高原地区的面积为64.27万km2,其中,水土流失面积达45万km2,占总面积的70.9%,每年向下游输沙量约达12.8亿t,占黄河向下游输沙量的80%。其主要产沙区在六盘山以东地区,东部侵蚀度北强南弱,西部北弱南强;黄土高原存在几个高强度侵蚀中心,水蚀风蚀形成侵蚀强烈地区。水土流失的主要危害是破坏土地资源,生产能力降低;农田破坏严重,削弱土壤肥力;降水少而平均,干旱灾害不断加剧;林草地比例严重下降,形成恶性循环。总结黄土高原水土保持的历史经验与教训,要通过加强宏观控制、推进小流域综合治理、建设基本农田、逐步退耕造林种草、坚持治理与开发相结合、严格控制人口增长等措施解决水土流失问题。

黄土丘陵区不同降雨格局下土地利用的水土流失效应

研究不同类型降雨事件下土地利用/覆被对水土流失过程的影响,对于科学指导植被建设和控制水土流失具有重要意义。基于14 a径流小区观测数据,依据降雨量、降雨历时和最大30 min雨强3个指标,利用快速聚类的方法将定西市安家沟内产流性降雨事件划分为3种格局。总体而言,降雨格局2为雨量集中、雨强很高而历时较短的降雨事件的集合;降雨格局3为雨量分散、雨强小而历时很长的一类降雨事件的集合;而降雨格局1则为雨强、历时等特征值都介于格局3和格局2之间的降雨事件的集合体。在此基础上,着重研究了5种土地利用类型在不同降雨格局下的径流侵蚀规律。(1)从静态观点来看,5种土地利用类型抵抗径流侵蚀的能力依次为沙棘>荒草>油松>苜蓿>小麦。苜蓿地的土壤侵蚀严重,可能跟人为干扰破坏和苜蓿自身生长习性有关。(2)3种降雨格局中,以降雨格局2下各土地利用类型的径流侵蚀最为严重,降雨格局1次之,降雨格局3最弱。即雨量集中、雨强很高而历时较短的降雨类型是影响该地区水土流失的主导因素。(3)多年生植被(如沙棘、油松等)的径流侵蚀有随生长年数增长而减弱的趋势,以生长初期最为严重,随后逐渐减弱并稳定在一个较低的水平上。因而认为,不同土地利用类型下的径流侵蚀不仅取决于该植被类型,更重要的是决定于该植被所处的生长发育阶段。

紫色土坡面植被格局对水土流失的影响

利用人工模拟降雨试验,研究了紫色土坡面不同植被格局对径流泥沙的影响。结果表明:在不同植被覆盖度下,不同降雨强度的流量顺序依次是坡顶格局>坡中格局>坡底格局。随着降雨强度的增大,植被格局对流量的影响趋向弱化。不同格局间的累积径流量随雨强的增大差异有所减小。植被格局对含沙量的影响变化趋势一致,即坡顶格局>坡中格局>坡底格局。植被格局对含沙量的影响随雨强的增大而增强,累积产沙量的差异也随之逐渐变大。

基于改进失水模式和增加建模站点的Palmer旱度模式

根据1965年Palmer旱度模式的思路,在1986年修正版及2003年修正版的基础上,为了使Palmer旱度模式更适用于我国北方干旱、半干旱地区,通过改进2003年修正的Palmer旱度模式在建模时表层失水模式的假设以及增加建模站点个数两个方面对Palmer旱度模式进行进一步修正。将计算的Palmer指数值与2003年计算的Palmer指数值及一些文献记载的实际旱涝灾情相对照进行验证,结果表明:新修正的Palmer旱度模式能更好地评估旱涝情况,扩大其在我国干旱地区的适用性。

异质景观中水土流失的空间变异与尺度变异

综述了景观格局与水土流失过程的空间变异与尺度变异的理论和方法研究进展 ,提出了水土流失空间变异与尺度变异的研究方向。景观格局与生态过程的尺度变异一般处于单一尺度变异和多重尺度变异的连续体之中。尺度转换即尺度外推包括尺度上推和尺度下推 ,其可行性决定于尺度变异特征。水土流失不仅是多因子综合影响的一个复杂的时空变异过程 ,而且也是一个典型的多重尺度变异过程。传统的水土流失研究一般集中在坡面径流小区和小流域两个单一尺度上 ,这在很大程度上限制了水土流失的空间尺度外推和过程分析。近年来 ,尽管国内外很多学者开始关注水土流失的尺度变异及其影响因子 ,但只是对水土流失在不同大小的样地尺度以及小集水区尺度上的差异及其影响因子进行了初步的比较研究 ,尤其缺乏水土流失及其相关环境因子的连续尺度变异特征的机制分析。空间变异和尺度变异研究方法包括统计模型模拟法、物理模型与物理过程模拟法以及综合分析与综合预报法三大类。每种方法都有其优缺点和其特定的适宜性 ,最佳方法组合的选取因研究对象、研究地区和研究时间的不同而异。土壤侵蚀预报模型包括经验统计模型和物理过程模型 ,就解决水土流失的跨尺度关系而言 ,基于物理过程的空间分布式的土壤侵蚀预报模型显著优于经?

川中丘陵区不同治理模式对土壤微团聚体分形特征的影响

探讨川中丘陵区不同小流域治理模式对土壤微团聚体分形特征的影响,可为该区植被恢复与水土流失治理模式提供科学依据。本文通过室内分析,研究了5种不同小流域治理模式下的土壤微团聚体粒径组成、分形维数特征及其与土壤理化性质的关系。1该区土壤微团聚体组成以0.01-0.05 mm粒径为优势粒径,含量在0-10 cm和10-20 cm土层分别达28.63%和28.04%;0.001-0.005 mm粒径为次优势粒径,在0-10 cm和10-20 cm土层含量分别达25.90%和26.33%;各土层不同治理模式下各粒径微团聚体含量差异显著。2该区土壤微团聚体分形维数变化范围为2.643-2.717,不同治理模式土壤微团聚体分形维数呈现水保林〈甜橙林〈核桃林〈裸地〈坡改梯〈坡减缓的规律,分形维数与各粒径微团聚体含量呈线性关系。3相关性分析表明,土壤微团聚体分形维数与速效钾、全钾呈正相关,与土壤总孔隙、碱解氮、全氮、有机质呈负相关关系。土壤微团聚体分形维数能较好地反映川中丘陵区土壤的理化结构,是表征该区土壤理化性质的重要指标,林地是该区植被恢复与水土流失治理选择的最优模式。

景观格局与土壤养分流动

不同尺度上景观格局与生态过程的关系是景观生态学的研究重点。根据 Habit-Food- Resource范式 ,研究土壤养分流动与景观格局之间关系可为认识不同尺度上景观格局与生态过程的关系提供帮助。土壤侵蚀是山区和丘陵地区影响景观格局和土壤养分流动的重要过程之一。景观格局间土壤养分动态变化还没有引起足够的重视。采用 SCS范式 ,评价了黄土高原地区景观格局与土壤养分流动的关系。

东北典型黑土区小流域水土流失综合防治体系

针对东北黑土区土地资源不断流失和退化问题,总结东北黑土区小流域综合防治经验,对保护黑土资源和保障国家粮食生产安全是非常必要的。基于典型黑土区具有代表性的通双小流域近50a水土流失治理实践和数据,探讨和分析小流域水土流失防治措施体系结构及其综合效益。在此基础上,系统分析了小流域从坡顶到沟道的三道防线立体防护体系的原理和效益:岗顶第一道防线减少溅蚀,削弱并拦截上坡来水来沙,涵养水源,改善土壤质量;坡耕地第二道防线截短坡长,减缓径流流速和侵蚀动能;坡底第三道防线主要采用植物跌水固沟保土,抑制侵蚀发展,恢复土地资源。该三道防线是适合典型漫川漫岗水力侵蚀区水土保持综合治理的模式体系。通过水土流失治理,通双小流域森林覆盖度显著增加,生态环境得到有效改善,小流域由强侵蚀区改善为微侵蚀区,侵蚀模数由6 600t/(km2.a)降低为300t/(km2.a),且土壤质量得到明显改善,粮食产量由1979年的1 200kg/hm2增加至1995年的3 465kg/hm2,年人均收入由1985年的1 100元上升至2005年的2 700元。最后对黑土区和黄土区典型小流域综合治理模式进行了对比分析,为典型黑土漫川漫岗水力侵蚀区小流域水土流失综合防治和流域可持续发展提供借鉴和样板。