基于站点观测的河南土壤侵蚀因子变化分析

土壤侵蚀产生水土流失是影响生态环境的重要因素,土壤侵蚀因子是开展水土保持综合治理与生态保护的依据。基于河南水土保持观测站实测资料,选择土壤侵蚀因子量化方程,计算河南土壤侵蚀降雨、地形、土壤、植被、水土保持因子,并分析其变化特征。结果表明:降雨侵蚀力R呈增大趋势,自东南向西北R呈减小趋势;土壤可蚀性K整体呈减小趋势;地形LS南召站高于陕州站和罗山站,当坡度超过20°时,土壤侵蚀加剧;不同植被类型植被覆盖C存在差异性,乔灌植被C较小,空地C较大;水土保持P整体呈减小趋势,水土保持措施发挥了良好的防护效果。

中国的土壤侵蚀因子定量评价研究

自从通用土壤流失方程（ＵＳＩＥ）提出以来，引起许多国家的重视，并得以广泛的应用。由于我国地域辽阔，气候、土壤、地形等因子区域变化很大，很难直接应用ＵＳＬＥ。我国的研究者希望在对侵蚀因子进行深入分析和定量评价的基础上，建立适合于我们国家或地区的侵蚀预报模型。本文主要反映和介绍８０年代以来我国有关侵蚀因子定量评价研究取得的一些主要进展和成果．

基于2009—2018年径流小区观测数据的武汉市土壤侵蚀因子定量评价

武汉市位于桐柏山大别山国家级水土流失预防区与幕阜山省级水土流失治理区之间,其土壤侵蚀问题对长江中游生态安全具有重要影响。基于2009—2018年武汉市蔡店、磨盘山、西湖流域、燕子山等4个水土保持监测站35个径流小区的观测数据(139组),定量分析了坡度、侵蚀性降水量、土地利用和水土保持措施对土壤侵蚀的影响,并借鉴USLE模型识别土壤侵蚀主导因子。结果表明,裸地小区的平均土壤侵蚀模数最高(2597.57 t km^(-2)a^(-1)),其次是经济林、草地和耕地小区且三者的侵蚀模数相差不大,土壤侵蚀模数与侵蚀性降雨量、坡度之间呈显著二元线性或幂函数关系;与天然植被小区相比,植物篱(草带、茶树、紫穗槐)及石坎梯田措施均显著降低了土壤侵蚀模数,其中植物篱措施的效果更优,且草带植物篱小区的侵蚀模数最低(46.13 t km^(-2)a^(-1));3个坡度等级(0—10°、10—20°、20—25°)小区平均侵蚀模数分别为892.07、911.15、2087.60 t km^(-2)a^(-1),表明坡度超过20°后土壤侵蚀严重加剧;武汉市土壤侵蚀的主导因子为水土保持措施、植被覆盖与管理因子。研究结果可为武汉市水土保持措施合理布设及侵蚀预报模型的完善提供依据,基于径流小区长期观测数据的土壤侵蚀定量研究值得进一步深入。

黄土丘陵区土壤侵蚀因子敏感性分析

为探究黄土丘陵区土地利用类型、地形及降雨等因素对土壤侵蚀的影响程度,以彭阳县1995、2005、2015年土地利用、降雨量、DEM(5 m)等为数据源,选取高建堡、虎沟等11个小流域作为试验区,采用修正通用土壤流失方程(RUSLE)的算法,计算各试验区降雨侵蚀力、坡度坡长等5个土壤侵蚀影响因子和土壤侵蚀模数;基于BP神经网络模型(BPNN),构建以各试验区降雨侵蚀力、坡度坡长等因子为输入变量,侵蚀模数为输出变量的关系模型,预测、验证模型的有效性。结果如下:1) BP神经网络模型能够有效预测土壤侵蚀影响因子的显著性; 2)研究区小流域尺度上,地形因子对土壤侵蚀的显著性最强,土壤可蚀性因子的显著性最弱; 3)在时间尺度上,小流域土壤侵蚀影响因子显著性略有差异,降雨侵蚀力因子的显著性通过降雨量体现出来;水土保持措施因子和植被覆盖与管理因子的显著性与退耕还林(草)工程等生态建设项目的实施有关,在2005年体现出对土壤侵蚀的抑制性; 4) 2015年的显著性预测结果适用于以生态自然恢复的区域,土壤侵蚀影响因子的显著性表现为:SL> P> R> C> K。研究结果表明,基于BP神经网络模型预测土壤侵蚀影响因子显著性的方法适用于黄土丘陵区,可为后续小流域综合治理提供科学依据。

豫西矿区土壤侵蚀因子及流失特点分析

豫西沿黄地区矿产资源丰富,矿山开采加剧了局部区域水土流失及其危害。为合理有效防治矿区水土流失,利用水土保持观测站的实测资料并通过典型矿区现场量测、高分辨率遥感影像解译、GIS分析计算等,对豫西沿黄典型矿区土壤侵蚀因子与土壤流失特点进行了分析,结果表明:降雨侵蚀力因子作为土壤侵蚀背景因子服从于区域性与潜在性整体规律,虽然其值大小不受采矿活动影响,但它是矿区土壤侵蚀的重要外营力,与矿区土壤侵蚀的其他因子共同作用,影响矿区土壤流失的时空分布;地形因子、土壤可蚀性因子、植被覆盖因子、水土保持措施因子是影响矿区土壤侵蚀发生发展与程度的关键因子,其抑制土壤侵蚀的作用受采矿活动的影响;矿区土壤流失在各时期的分布特点是开采期最大,从基建期到开采期再到停采后的恢复期,土壤流失量变化情况是由小变大再由大变小;土壤流失量空间分布特点是露天采场、排土场占比较大。矿区土壤流失量时空分布特点与矿区采矿活动对土壤侵蚀因子的改变密切相关,水土流失防治的重点时期是开采期、重点区域是露天采场和排土场。

定西黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀因子与小流域产流、产沙的关联分析

运用灰色理论以定西黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀因子影响小流域产流、产沙序列进行了灰色关联分析,结果表明,径流量是影响小流域产沙的首要因子,降雨复合因子PI_10、PI_30对产沙量的影响仅次于径流量;降雨复合因子PI为影响小流域产流的首要因子,降雨复合因子PI_30对产流量的影响仅次于PI;降雨历时对小流域产流、产沙影响最小.表5,参3.

单流向算法与多流向算法下土壤侵蚀因子的比较研究

本文分别论述了单流向算法与多流向算法下土壤侵蚀因子提取的基本原理、计算模型以及计算流程,并以陕北黄土丘陵区为实验区域,以30m分辨率DEM数据作为基础数据,对比分析了单流向算法与多流向算法下土壤侵蚀因子的空间结构特征与空间数据统计特征。实验结果表明,多流向算法具有与DEM相似的空间结构特征即表面光滑连续特性;空间数据统计分析表明,单流向算法与多流向算法对土壤侵蚀因子的计算影响,在土壤侵蚀因子计算值较小区域有显著性差异。

GIS和RS支持下的土壤侵蚀模型应用研究

研究了土壤侵蚀定量遥感方法在浙江省仙居县的应用.在GIS和RS技术的支持下,选择通用流失方程计算得到土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量的空间分布图,分析了土壤侵蚀因子在研究区的表现.研究表明,利用RS、GIS技术进行土壤侵蚀调查与监测是可行和高效的.

庐山杉木林与黄山松林的土壤层水源涵养能力和土壤侵蚀敏感性探究

森林的水土保持效益包含水源涵养能力和土壤的侵蚀敏感性,为探讨基于坡面尺度林分因子对水土流失的影响,进一步揭示森林植被的水土保持效益机制,采用环刀法、EPIC模型等分别计算黄山松林、杉木林的水源涵养能力和土壤侵蚀因子。结果表明:(1)黄山松林的土壤容重在垂直剖面无明显差异,变化范围为0.66~1.10 g/cm^(3);杉木林的容重(0.92~1.21 g/cm^(3))则呈现中下层(40—80 cm)大于中上层(0—40 cm)。黄山松林上层(0—20 cm)土壤的最大持水量极显著大于杉木林。土壤的毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙仅在10—20 cm土壤层表现为黄山松林大于杉木林。(2)土壤饱和贮水量变化范围分别为51.92~59.07 mm(黄山松),48.44~54.78 mm(杉木),10—20 cm层的黄山松土壤层显著大于杉木(59.07 mm>48.87 mm,P<0.05);土壤的最大吸持贮水量呈现一致的规律。(3)仅在10—20 cm土层,黄山松的黏粒含量、粉粒含量(0.44%,15.43%)显著高于杉木林(0.19%,9.6%),其余土层的土壤粒径分布无显著差异。(4)土壤的敏感性则呈现0—80 cm的土层深度内2种林分并无显著的差别(P>0.05)。基于上述的水源涵养能力指标发现黄山松林的土壤更具有优势,而在土壤侵蚀敏感性上二者无明显的差异;在适合的立地,栽植黄山松能更好发挥水土保持效益。

贵州喀斯特地区坡面土壤侵蚀机理研究

贵州省喀斯特地区4种可控土壤侵蚀因子进行了探讨。研究表明,坡面土壤侵蚀随着坡度和坡长的增加而加剧,随盖度的增加而减轻;土壤侵蚀与种植因子P的关系研究表面,天然林、水保林及耕地撂荒等措施能够起到较好的坡面水土流失防治效果;而就坡耕地而言,较顺坡耕作,采取横坡耕作可有效防治水土流失。

基于地理探测器的江苏省沿江地区土壤侵蚀定量分析

[目的]研究江苏省沿海地区土壤侵蚀空间分布特征,识别主要影响因素并开展驱动力因子定量归因,为该区域水土流失防治与生态环境建设提供科学指导。[方法]以江苏沿江地区为对象,基于高分辨率遥感影像、数字高程模型和长系列降雨等数据,采用中国土壤流失方程、地理探测器等方法,探索土壤侵蚀空间分异性的主导影响因子及其交互作用影响程度,识别土壤侵蚀高风险区域。[结果]①平原区与山丘区土壤侵蚀均以坡度与土地利用类型为主导因素。茶园的土壤侵蚀以植被覆盖度为主导,其他类型土地的土壤侵蚀均以坡度为主导因子。②土壤侵蚀的主导交互作用为坡度叠加土地利用类型。茶园与草地主导交互作用因子为坡度叠加植被覆盖度,其他类型土地的土壤侵蚀主导交互作用因子为坡度叠加降雨量。③果园、茶园、林地与生产建设活动扰动地的土壤侵蚀高风险区域位于坡度>20°,降雨量1300~1400 mm,植被高覆盖度的丘陵山区。[结论]地理探测器操作简便,结果包括单因子影响、两因子交互作用及风险区域分析。江苏省生产建设活动扰动地、园地的水土流失问题应引起密切关注。

鄂西北山丘区水土流失时空格局及影响因子定量评价

[目的]揭示十堰市水土流失时空格局及影响因子,可对该区域水土保持及丹江口水库水质保护工作提供科学依据。[方法]基于2005-2020年十堰市水土流失动态监测数据及监测站点长时序观测数据,探究十堰市水土流失时空变化特征,并借鉴RUSLE模型定量评价其主要影响因子。[结果]十堰市水土流失在2005-2011年处于遏制阶段、2012-2020年处于相对稳定阶段;2020年十堰市中部地区水土流失呈现面积小、强度高的特点,南部三区呈现面积广、强度低的特点,而北部地区呈现面积广、强度高的特点。对于不同土地利用类型的径流小区,裸地小区平均土壤侵蚀模数最高[2 320 t/(km^(2)·a)],随后依次为耕地、经济林和草地小区;3个坡度等级(0°~10°,10°~20°,20°~30°)小区平均土壤侵蚀模数分别为[616.73,1 226.65,2 080.26 t/(km^(2)·a)],表明坡度超过10°后水土流失严重加剧;与天然植被覆盖小区相比,紫穗槐植物篱和土坎梯田小区的水土流失明显减弱,且紫穗槐植物篱的水土保持效果更优;不同土地利用类型小区的土壤侵蚀模数与坡度、侵蚀性降水量之间均呈显著二元线性或指数函数关系。[结论]十堰市水土流失的重点区域为郧西县和郧阳区,土地利用类型、坡度、植被覆盖类型及侵蚀性降水量均为该区域水土流失的重要影响因子,研究结果可为鄂西北地区水土保持措施优化配置及侵蚀模型构建提供科学依据。

人工降雨条件下东北典型黑土侵蚀因子K值研究

运用人工降雨观测资料,研究了中国东北地区典型黑土的土壤可蚀性值问题。研究结果表明:5min、l0min、15min、20min内最大降雨强度和降雨动能的乘积与土壤侵蚀量之间有良好的线性关系。经回归分析后发现,5min最大降雨强度和降雨动能乘积于土壤侵蚀值间相关系数最大,达到0.8170。依据这一研究结果,综合多次模拟降雨过程得出中国东北地区典型黑土可蚀性K值为0.0371。

三峡库区水土流失遥感监测及治理研究

三峡库区是长江流域生态环境系统的重要环节,库区生态环境问题备受关注。水土流失是影响三峡库区生态安全、制约库区发挥生态屏障功能的关键环境问题之一。2020—2022年,水利部水土保持监测中心的三峡库区水土流失遥感监测站组织实施了基于遥感技术的三峡库区水土流失动态监测,结合野外考察和数值模拟等手段,对库区土壤侵蚀因子与侵蚀模数进行计算,并对水土流失防治效益进行评价。结果显示:(1)林地和耕地是水土流失发生的主要区域;(2)在相同的土地利用模式下,地形较陡的区域更易发生强度较大的水蚀;(3)2020—2022年,库区水土流失面积呈减少趋势,减少速率约为264 km^(2)/年,水土保持措施面积则以865 km^(2)/年的速率增加,取得较好治理效果。在进一步工作中,可针对性地在坡度较大的水蚀区进行合理的水保措施布设,以进一步提高库区水土流失治理成效。本研究可为三峡库区水土流失治理和水保措施规划以及长江流域生态系统建设提供科学依据。

通用土壤流失方程研究进展

随着人们对水土流失的不断关注,土壤流失方程在世界范围内得到了一致的肯定与应用。国外学者们在过去的几十年中,对土壤流失计算公式的确定做出了重大贡献。20世纪70年代初,通用土壤流失预报方程最终确定下来,基本形式为:A=R.K.LS.C.P。我国引入土壤流失方程后,许多专家学者对其进行了不懈的探索,在大量试验数据和监测资料的基础上,开展了对区域土壤流失量的估算,为水土保持生态环境建设与土地管理提供了科学的指导。在进行土壤流失估算过程中,根据地域特点对土壤流失预报方程中的各因子进行了修订和创新。

嘉陵江中下游典型流域土壤侵蚀与泥沙输移遥感监测

应用美国陆地卫星TM影像和法国SPOT卫星影像数据,提取土壤侵蚀相关信息,采取多因素综合法,对嘉陵江中下游典型流域李子溪治理前(1986年和治理后(1999年)土壤侵蚀进行监测通过监测两个年份土壤侵蚀的强度和面积的变化,计算流域土壤侵蚀量的变化,分析河流泥沙的变化.研究表明,李子溪流域治理后(1999年)较治理前(1986年)侵蚀面积减少,特别是中度以上侵蚀面积减少,侵蚀强度下降,侵蚀量降低;该流域治理后泥沙输移比显著下降,由原来的0.27下降到0.11.该研究可为流域水土保持工作提供科学依据和决策支持,也可为流域土壤侵蚀监测、评价以及预测提供参考.

基于水土流失经验模型(RUSLE模型)的黄河中游典型小流域水土流失特征分析

【目的】采用RUSLE模型,定量分析黄河中游典型小流域水土流失分布特征,为区域水土流失防治提供重要理论支撑。【方法】基于2000年以来Landsat TM和OLI数据,采用RUSLE模型与空间信息技术(GIS和RS)相结合的方法,定量分析黄河中游典型小流域土壤侵蚀的特征,分析得出土壤侵蚀敏感区。【结果】①研究区土壤侵蚀模数整体上呈下降趋势,表明区域水土流失得到了有效控制。②2000—2018年研究区土壤侵蚀得到了有效控制,除轻度侵蚀面积上升外,其余侵蚀面积呈下降趋势,即土壤侵蚀高等级逐步向低等级转移。③研究区土壤侵蚀强度空间分布集中在流域的沟壑地区,在土壤侵蚀发生过程中,侵蚀首先发生在河流两侧,随之向人类活动地区扩散。④该地区在研究期内土壤侵蚀总量相对稳定,水土保持质量呈先增后减的趋势,研究区中部、北部及南部是水土保持的重点区域,尤其是流域沟壑是生态修复最为重要的区域。【结论】本研究为黄河中游小流域水土流失的防治提供了重要理论支撑,其研究结果对于黄河中游生态恢复具有重要的指导意义。

江西省2018年度省级重点监测区水土流失动态监测中存在的问题与建议

中国水土流失方程(CSLE)是根据我国的实际情况建立的土壤侵蚀评价模型。利用CSLE模型开展了江西省2018年度省级重点监测区的水土流失动态监测,总结了区域水土流失动态监测中存在的问题,主要表现在:①植被覆盖度计算方法不统一,致使成果在大区域尺度上缺乏可比性;②地形数据和土壤资料的现势性难以满足准确评价的要求;③水土保持措施的水土保持效益难以被合理评估;④雨量站点不足,难以准确计算地形复杂区的降雨侵蚀力。针对这些问题,建议对《区域水土流失动态监测技术规定(试行)》做以下修订:①统一植被覆盖度遥感获取的方法;②针对矿山、采石场等对地形和表层土壤的破坏,CSLE模型参数难以反映实际情况,有必要明确界定这些区域为强烈侵蚀区;③加强南方典型水土保持措施的水土保持效益定量评价;④加密使用雨量站观测资料,完善降雨侵蚀力计算。