考虑空间变异的梯田稳定性分析

降雨入渗会影响土体稳定性,最终可能导致梯田滑坡,研究降雨入渗下的梯田边坡稳定性具有较高的社会和经济效益。以随机场理论为基础,采用有限元极限分析与强度折减法相结合,通过计算得到梯田安全系数、失效概率和失稳风险,对降雨作用下梯田稳定可靠性进行分析。研究结果表明:传统的确定性分析采用唯一的安全系数评价边坡稳定性,但同一安全系数可能对应多个滑面形式和滑坡体量,容易高估边坡安全储备。基于随机场理论,将边坡安全系数、失效概率和失效风险相结合对边坡稳定性进行综合评价,能够更合理地评估边坡失稳风险。

浙南山地梯田土壤性状及其变化规律研究

山地复杂多变的地形环境导致了土壤性态有其独特的变化规律。为了解山地耕地质量的时空变化特点,选择了浙南地区的丽水和温州两市12片代表性的梯田,采样分析了228个点位的表层土样及6个代表性剖面的土壤肥力指标,探讨了土壤肥力及土壤类型与土地利用方式、海拔高度、坡位等的关系。结果表明:浙南山地梯田土壤性态及土壤类型具有明显的空间分异特点。随着海拔高度的增加,梯田土体和耕作层厚度、土壤有效磷与速效钾的含量逐渐下降,pH逐渐升高;但土壤有机质、全氮和CEC却呈现由坡麓向上先呈现下降后又逐渐增加的变化规律;水田土壤质量高于旱地;凹坡处耕地土体和耕作层厚、有机质、全氮、CEC、pH、有效磷和速效钾的平均值高于凸坡处,肥力指标随梯田宽度的增加而变优;山地梯田土壤熟化程度随种植时间增加而增加。从低海拔至高海拔,土壤类型由铁聚水耕人为土和简育水耕人为土逐渐向简育水耕人为土、铁渗水耕人为土演变。

黄土峁状丘陵区坡地治理模式对土壤水分环境及植被恢复效应

在黄土峁状丘陵区研究比较了隔坡梯田、大台田、大鱼鳞坑3种坡地的治理模式,指出坡地工程治理能有效地提高坡地接纳降雨能力,提高土壤含水率,但大面积的坡地治理会破坏原有植被及土壤结构,引起40 cm以上表层土壤水分蒸发强烈;同时大台田处理侧坎水分散失严重,距田坎愈近其散失强度愈高;在坡地种植强根系、高耗水的人工林会加剧土壤干层的发育,影响林分自然更新能力。结果表明,隔坡梯田是该区坡地最佳治理模式,其土壤含水率明显高于其他处理,其顺序为:隔坡梯田>大台田>大鱼鳞坑>对照。处理4年后,隔坡梯田分别与其他处理中同一种植模式比较,其牧草产量、树冠投影面积、植被覆盖度分别比大台田处理提高5.5%、29.4%、4.1%,比大鱼鳞坑处理提高22.6%、24.3%、5.4%,比对照提高出38.4%、50.5%和20.8%,经济效益及生态效益明显。

宁南山区典型旱作农耕地土壤特性分析

对宁南山区3种典型耕地坡耕地、川道地和水平梯田进行了物理性质的分析,结果表明土壤容重表现为坡耕地>水平梯田>川道地,坡耕地土壤容重比水平梯田高9.24%,比川道地高14.04%。土壤团聚体总体表现为川道地优于坡耕地,坡耕地比水平梯田略好。土壤总孔隙度川道地为53.03%,水平梯田为50.54%,坡耕地为49.84%。毛管孔隙变化不大,非毛管孔隙,坡耕地小于川道地和水平梯田,土壤透气度川道地>坡耕地>水平梯田。0-80 cm土层土壤饱和持水量川道地>水平梯田>坡耕地,在耕作层则是坡耕地>川道地>水平梯田。毛管持水量坡耕地>川道地>水平梯田,田间持水量坡耕地>水平梯田>川道地,在0-40 cm则表现为坡耕地>川道地>水平梯田。土壤入渗趋势均表现为幂指数方程变化,土壤稳渗速率川道地为0.69 mm/min,坡耕地为0.64 mm/min,水平梯田为0.46 mm/min。

黄土陡坡地农林复合经营设计与水土保持效益研究

根据在山西吉县以生态农业原理为基础改革陡坡地种植模式的调查研究，介绍了黄土陡坡地隔坡水平梯田实行农林复合种植模式的设计与配置。指出这种种植模式比单一农业种植具有显著的经济效益和生态效果。对于提高土地生产率和资金产出率，防治水土流失，改善土壤水肥条件有重要作用。在黄土高原农业综合治理开发中，值得大力推广。

基于影像与坡度数据融合的梯田田块分割方法

梯田在很大程度上开发了坡耕地的农业生长潜力,具有蓄水、保土作用。由于梯田数量、面积等分布信息较难准确获得,使其定量研究难以深入展开。随着无人机技术的不断发展,高精度梯田地形信息的获取成为可能。本文基于无人机正射影像并结合坡度数据,通过Canny边缘检测算子对梯田的粗轮廓进行提取,结合梯田的结构特性,对梯田中的伪边缘进行剔除;再通过对梯田边缘强度叠加和边缘连接;最后利用区域生长算法对梯田进行分割。该方法有效解决了梯田形状不规则、田面堆积物干扰、图像光谱特征复杂等问题。与手工标注的梯田样区田块数据的对比结果表明,本文算法对梯田区的提取总精度可达84.9%,可为梯田区的快速制图提供解决方案。

基于田块尺度的丹江上游坡改梯土壤养分空间变异性研究

通过对丹江上游流域的梯田和坡耕地样地进行网格法分层（0～10和10—20cm）取样，采用经典统计学与地统计学相结合的方法，研究了田块尺度上坡改梯土壤养分的空间变异性特征。结果表明，梯田土壤的养分含量变异系数整体小于坡耕地；全氮、全磷在梯田土壤中均具有强烈的空间相关性，空间变异程度微弱，且主要受结构因素影响。土壤有机碳空间相关性在梯田和坡耕地中均较强，更多受到成土过程影响。Kriging插值绘制的养分含量空间分布图显示出，梯田全氮、有机碳养分受梯田坎梗影响而呈阶梯状分布。梯田全磷养分分布较为连续，显示出相对较好的空间同质性特征。坡耕地田块的养分分布多呈层状和块状分布，养分含量不连续、不稳定，表现出一定的空间异质性特征。

坡改梯对水源区坡面产汇流过程的影响研究综述

概括了坡耕地水土流失现状、危害,提出坡耕地水土流失治理是保护生态环境和维系水土资源可持续利用的迫切要求,通过综合分析坡耕地水土流失治理各项措施及实施效果,指出坡改梯是25°以下坡耕地水土流失治理的主要水土保持措施。针对坡改梯蓄水保土和减少坡面径流并影响水源区水量这一现实问题,从坡面尺度总结分析了前人在坡耕地改梯田对土壤水分特征、产汇流过程及水量平衡的影响方面所做的研究工作,指出应加强坡改梯土壤水分特征曲线、产流特征及水资源量的影响方面的研究,以期为水源区水土资源综合利用提供技术支撑。

喀斯特石漠化坡耕地梯田建设的水土保持与粮食增产效益分析

在地处滇黔桂连片喀斯特腹心地带,极具喀斯特山区典型性和代表性的贵州省毕节地区,结合石漠化坡耕地梯田建设工程的实施,研究探索出包括石坎断面设计、砌筑、田间整地、蓄排引水工程配套等为主要内容的梯田建设模式。通过已实施工程的调查,这一建设模式的年保水率为37.4%,保土率为71.2%,玉米增产率为36.4%。对石漠化坡耕地粮食与生态相协调的可持续发展具有极其重要的作用。

坡改梯的水土保持效益研究

主要研究了坡耕地、新梯田、老梯田的各种水土保持指标 ,对比分析坡改梯后的水土保持效果。研究结果表明 ,坡改梯后土壤水分、土壤贮水量、地表径流量、入渗性能。

典型岩溶坡面土壤水分的空间变异研究

选取典型岩溶区顺坡和土地整理后的坡改梯土壤水分空间分布为研究对象,应用地统计学与GIS技术,将土壤水分室内布点和实地监测相结合,对果化示范区进行两个坡面的网格布点和坡面土壤水分空间变异研究。结果表明:顺坡地和土地整理后的坡改梯两个坡地的空间分布存在一定程度的全局空间正相关;两个坡地的空间聚集区和空间孤立区呈现出类似的高-高集聚和低-低集聚明显,而孤立区零星分布的特征;两个坡地均符合球状模型,顺坡地的土壤水分受坡面情况的影响较大;土地整理后的坡改梯土壤水分主要受地形条件和人为因素共同作用的影响;顺坡和土地整理坡地的土壤水分的最小空间变程分别约为90 m和135 m,可作为不同类型坡面土壤水分样点间隔的布设依据。研究结果对于指导典型岩溶区农业生产、保障区域土壤资源可持续合理利用具有重要的理论意义和参考价值。

半干旱退化山区侵蚀沟及坡面植被多样性研究

黄土高原半干旱退化山区 ,由于长期的乱垦滥伐 ,过度放牧 ,造成水土流失严重 ,自然植被退化。随着退耕还林草工程和自治区人民政府全区范围内禁牧政策的实施 ,经过人工坡地改造工程 ,该区自然植被得到了一定的恢复。研究结果表明 :退耕还林、还草、全面封育、土地利用方式的改变加快了示范区生物多样性的演替 ,群落物种得以生长、生存 ,物种的多样性增加 。

隔坡沟状梯田土壤水分变化规律探讨

采用定位观测与谐波分析方法研究了河北太行山低山片麻岩区坡地土壤水分变化规律及隔坡沟状梯田对土壤水分变化规律的影响。结果表明：土壤含水量的变化受降水和蒸散变化的影响，表现出明显的周期性变化规律。隔坡沟状梯田使土壤含水量序列均值增加，波幅减小，极值推迟，因而抗旱能力增强。此外，对隔坡沟状梯田改善土壤水分状况的机制进行了试验研究。

黄丘一区水平梯田田坎侧坡的稳定性研究

水平梯田是黄土丘陵沟壑区主要的坡面治理工程,也是主要的基本农田。水平梯田的田坎侧坡是水平梯田的重要组成部分,它不仅影响水平梯田的稳定,而且影响田坎占地的多少。采用现场调查与定位观测相结合的方法搜集典型流域田坎高与田坎侧坡资料,通过稳定统计分析,得出黄土丘陵沟壑区第一副区水平梯田(单式埂)田坎侧坡与田坎高的稳定性关系回归于二次多项式函数或指数函数,回归方程为二次多项式函数或指数函数的结论。

晋西沟坝地—梯田—坡耕地农业效应的比较

黄土丘陵沟壑区农耕地类型具有裙带关系 ,从沟坝地、梯田和坡耕地的演化与发展来看 ,具有从高位到低位的时空演化过程 ,其效益具有由简单到复杂 ,由单项到综合的迁变过程。通过对其效应的比较分析 ,明确了黄土丘陵沟壑区农耕地的潜势所在 ,并为黄土高原水土保持与农业的持续高效发展 。

三峡库区坡改梯土壤养分状况与变化趋势

为准确掌握三峡库区坡改梯工程实施后的土壤肥力状况,以巫山县为例,采用时空代换法分析其不同年限坡改梯土壤的养分状况及其变化趋势。结果表明:研究区土壤肥力总体较低,根据全国第二次土地普查土壤养分分级标准,其全氮、速效钾、有机质和速效磷含量均值分别处于三级、三级、四级和五级标准,土壤养分的空间异质性较小。相较于坡耕地,坡改梯土壤养分随着耕种年限的增加总体呈上升趋势。坡改梯年限为2年的土壤养分各指标的均值相对于坡耕地土壤有所降低且土壤肥力差异性最大,坡改梯年限为14年的土壤养分各指标的均值呈直线上升趋势且土壤肥力差异性减小。

岩溶山区坡耕地石坎坡改梯水土保持效益的神经网络模拟

在已进行岩溶山区坡耕地11°、17°、23°等3个典型坡度石坎坡改梯保水、保土、保肥效益田间试验测定的基础上,用降雨侵蚀力、坡耕地坡度与其相应的石坎坡改梯效益指标测定值。建立2-368-8结构的BP人工神经网络模型。在训练达到精度要求的条件下,模拟得出较为全面的10°-25°坡耕地石坎坡改梯各项效益指标值。图1,表3,参6。

运用遥感和GIS技术评价都匀市坡改梯适宜区

坡改梯是山区土地整理的最主要的工作之一,目的在于保持水土,改善生态环境,提高耕地质量。对于坡改梯,传统的研究方法只能建立在文字说明和图表统计的基础上,使用图件大多缺乏现势性,有很大的不确定性和笼统性,空间位置不明确。运用遥感和地理信息系统技术对都匀市的坡改梯适宜区进行了评价,充分运用了遥感和地理信息系统技术直观、快速的特点,在方法上有了一定的突破。

植物篱技术在湖北坡耕地治理中的应用和效益分析

坡耕地是湖北省水土流失的主要策源地之一,坡耕地治理是小流域综合治理的重要组成部分。肯定了湖北目前采用最为广泛的坡耕地治理措施——坡改梯措施发挥的巨大作用,同时指出其存在的缺点。植物篱技术作为一种很有潜力的坡地持续利用技术,能把发挥坡地资源优势与防治坡地退化有机结合起来,在湖北坡耕地治理中应用前景广阔。

太行山石灰岩区隔坡复式梯田山地经济林模式研究

The pattern of economic forest of double terraced field with slope interval was studied systematically, including the measures of increasing soil moisture, fertilization and fruit yield. The results showed that soil moisture of double terraced field with slope interval(main terrace) in growing season was 2 1% higher than that of ternace without slope interval. The yield of dry grass in auxiliary terrace was 1kg/m 2, which can be used in burying fresh grass into soil of main terrace or covering the surface of the main terrace soil, so as to increase the soil nutrient contents of the main terrace. The kernel yield of 5-year old individual apricot tree with sweet kernel increased 69 4% compared with terrace without slope interval. And there was significant difference in tree growth between terrace with and without slope interval.