中国水蚀区土壤可蚀性因子更新方法与应用

土壤可蚀性因子K值是土壤侵蚀监测的必要因子,反映土壤在降雨侵蚀力作用下被分散和搬运的难易程度。然而现有全国K值图基于土种志数据,调查时间距今已有近40 a。基于2008—2018年的土系调查项目对全国K值进行更新。先收集4327个样点的土壤机械组成及有机质数据,利用诺模图(Nomo)方程计算K因子,其中极细砂质量分数运用三次样条函数结合自然对数进行插值;当土壤有机质质量分数>12%,则使用校正后的EPIC公式计算K值。然后采用随机森林模型对样点K值进行训练,将环境因素作为预测变量,包括气候、地表温度、植被指数、地形和母岩类型,并利用遥感影像开展空间制图。更新结果显示:全国K值变化范围为0.0051~0.0745 t·hm^(2)·h/(MJ·mm·hm^(2)),平均值为0.0298 t·hm^(2)·h/(MJ·mm·hm^(2))。土壤可蚀性分布呈现出黄土高原与华北平原K值居高、南方与东北地区K值居中、青藏高原最低的宏观规律,这与各地区土壤类型有关。分布于西北地区的黄绵土和北方的潮土K值较大,南方红壤和东北暗棕壤的K值较小,青藏地区高山土的K值最小。以上方法进行实际应用时仍需根据径流小区实测资料进行校正。其结果可为水土流失调查与监测提供方法与数据支撑。

南方丘陵紫色页岩地区土壤可蚀性因子K值的确定——以湖南衡阳为例

通过2003～2004年两年的径流小区试验，运用反推法和经验公式确定土壤可蚀性因子（K）的取值，并对两种结果进行比较分析得出衡阳紫色页岩地区的土壤可蚀性因子（K）的取值范围在0．34～0．37之间，为正确认识当地土壤特性从而提出有效减小水土流失危害的对策提供科学依据。

一般扰动地表土壤可蚀性因子增大系数

生产建设项目是水土流失防治和监管的重要对象,其中农林开发等项目的扰动主要表现为植被覆盖减少,土壤物理性质改变,但仍维持原有地形特征,因此多采用USLE或CSLE等土壤流失方程计算侵蚀量。然而,一般扰动地表土壤物理性质改变而引起的侵蚀量变化无法在上述方程中得到充分反映。本研究引入土壤可蚀性因子增大系数表征一般扰动地表土壤趋于疏松引起的土壤侵蚀量变化,并通过筛选修筑时土壤遭受类似农林开发等一般扰动的裸露小区实测资料,将小区修筑初期土壤物理性质变化和小区修筑后土壤沉降后2个时期实测侵蚀量进行对比,得到土壤可侵蚀性因子增大系数;然后基于Wischmeier土壤可蚀性因子算式,提出了一种主要通过改变结构等级和渗透等级取值的增大系数简易算法。研究认为:基于小区实测的东北黑土区、北方土石山区、西北黄土高原区、西南紫色土区和南方红壤区的增大系数分别为1.68、2.69、1.90、2.65和2.03,全国可取均值2.11;基于各地径流小区实测增大系数,建立了基于Wischmeier公式的简易算法。研究成果能提高基于土壤流失方程的一般扰动地表土壤侵蚀量测算精度,为生产建设项目水土流失防治和监管提供支撑。

土壤可蚀性因子制图及其不确定性研究进展

土壤可蚀性因子是评价土壤对侵蚀敏感程度的重要指标,也是进行土壤侵蚀预报的重要参数。为促进今后相关研究的发展,较为系统地阐述了土壤可蚀性因子、土壤可蚀性因子的空间预测以及土壤可蚀性因子制图中的误差和不确定性的国内外研究现状。分析指出,准确地制作土壤可蚀性因子空间分布图具有重要的现实意义,然而,影响土壤可蚀性因子的因素相当复杂,将土壤类型、高程、遥感等辅助信息融入空间预测,量化、分析空间预测过程中的不确定性,降低制图误差、提高精度、控制风险,成为今后研究的方向。

土壤可蚀性因子空间变异表述系统研究及应用

为推动我国土壤侵蚀预测预报技术的发展,利用ArcGIS Engine二次开发的优势,构建了基于ArcGIS平台的土壤可蚀性因子空间变异表述系统。该系统具有快速、简洁加载空间数据并对空间数据进行空间插值分析、精度验证以及要素空间变异表述等特点。可对土壤因子进行高效查询和分析研究,提高土壤侵蚀研究的科学性、准确性,使防止水土流失工作的规划、管理和决策更加科学化、数字化,具有较大的应用潜力。

滇东北山区坡耕地土壤可蚀性因子

通过对滇东北山区坡耕地３类代表性土壤———红壤、黄壤和紫色土建立标准试验小区并进行连续３年实测，建立起计算滇东北山区坡耕地土壤Ｋ值的修正诺模公式；在确定各个土壤参数基础上，计算了滇东北山区坡耕地主要土壤的Ｋ值，为建立坡耕地土壤流失方程、进行土壤侵蚀预测预报、制定水土保持措施奠定了可靠的基础。

基于小区实测数据的不同类型土壤可蚀性因子计算

[目的]对不同类型土壤可蚀性因子进行计算,为土壤侵蚀定量评价、水土流失动态监测提供科学依据。[方法]通过收集全国范围野外径流小区实测资料,采用一定的数据遴选标准,利用小区法计算我国主要土壤的K值;同时考虑实测值评价Wischmeier和EPIC K值估算公式在我国的适用性。[结果]我国主要土壤的K值范围分布在0.0008~0.0705(t·hm^2·h)/(hm^2·MJ·mm)之间。黑土、黄绵土和褐土的K值较大,红壤和紫色土因子值较小。全国范围内,公式估算得到的K值与实测值存在较大误差;修订后的Wischmeier公式估算东北黑土区K值精度相对较高。[结论]基于全国实测站点数据和文献数据,计算出修正到标准小区的K值,K值空间变化幅度较大,大体呈现出从北向南减小的趋势。为获得比较准确的K值,建立相关经验公式需进一步加强监测点管理和长序列观测数据的积累。

应用137Cs示踪法估算淮北土石山区土壤可蚀性因子K值

选取淮北土石山区--赣榆区为研究区,通过径流小区法和137Cs核素示踪技术修订EPIC模型,并利用克里金插值技术获取赣榆区土壤可蚀性因子(K值)的空间分布图。结果表明:EPIC模型不能直接应用于淮北土石山区K值的估算,估算值在耕地上波动较大;修订EPIC模型估算K值与实测K值的相对偏差为5.4%,精度较高,适用于淮北土石山区K值的估算;赣榆区K值主要分布在0.032~0.041t·h·MJ^-1·mm^-1。4种土类K值平均值:棕壤类为0.034t·h·MJ^-1·mm^-1,潮土类为0.037t·h·MJ^-1·mm^-1,砂姜黑土类为0.037t·h·MJ^-1·mm^-1,盐土类为0.039t·h·MJ^-1·mm^-1。

全球土壤可蚀性因子砾石效应的影响因素研究

为了全面认识土壤中的砾石对土壤可蚀性因子(K)的影响,即砾石效应(stoniness effect on erodibility,SE_(K)),利用全球范围的砾石覆盖影响(S_(t)),剖面砾石影响(K_(cf))、砾石覆盖和剖面砾石综合影响(K_(f-cs))以及高程、坡度、坡向、植被覆盖、土地利用类型、多年平均降雨量、多年平均气温等环境要素数据,通过相关性分析、格局分析以及随机森林回归分析,探索了SE_(K)的空间格局以及影响SE_(K)的主控因素。结果表明:(1)高程和坡度与SE_(K)呈正相关;植被覆盖度、降雨量和温度与S_(t)和K_(f-cs)呈负相关;降雨量与K_(cf)呈负相关;温度与K_(cf)呈正相关;阳坡的砾石效应大于阴坡;耕地和林地的砾石效应较小,草地、荒漠和裸地的砾石效应较大。(2)S_(t)和K_(f-cs)的主控因子为高程和坡度,降雨量和温度是K_(cf)的主控因子。因此,在大区域土壤侵蚀评价中,对于砾石含量较大、高程较高、坡度较大的区域,均应给予特别关注,如果不加考虑,则有可能使土壤侵蚀评价结果出现偏差。

基于RWEQ模型的土壤颗粒含量与土壤可蚀性关系研究

本文为研究土壤颗粒含量与土壤可蚀性因子EF值的关系,依据RWEQ模型,构建了各土壤颗粒含量分别从1%到98%以及粉粒、粘粒和砂粒含量为1%、2%、10%、30%、50%、70%、90%的整数组合数据集,计算了有机质含量为2%的前提条件下的土壤可蚀因子EF值,分析了不同土壤颗粒含量条件下土壤可蚀因子变化以及其两者间的相关性。结果表明:1) 土壤砂粒含量越高,土壤可蚀性因子EF值越大,说明砂粒含量与土壤可蚀性因子EF值呈正相关;2) 当土壤粘粒含量较低时,向土壤中加入粘土颗粒,土壤可蚀性降低速度显著加快,说明粘粒含量越高,土壤抗侵蚀能力提升越快;3) 影响土壤可蚀性的主要因子为土壤砂粒含量与土壤粘粒含量的比值(Sa/Cl),其比值越大,土壤可蚀性越低,控制好粘土与砂粒的比例,可有效提高土地抗侵蚀能力。

东北近天然林土壤可蚀性K值研究

基于吉林省汪清林业局所辖林场10块近天然林样地,采集0—20,20—40和40—60cm土层土壤样品,对土样进行了粒径分析及养分测定。运用侵蚀—土地生产力影响评估模型（EPIC）对研究区土壤可蚀性因子K值进行了估算,分析讨论了K值的影响因素及其与土壤养分之间的相关性。结果表明,研究区内土壤可蚀性K值平均为0.060 7t·hm2·h/（MJ·mm·hm2）;0—20cm深度的土壤可蚀性K值较20—60cm土层土壤大,针阔混交林的K值比阔叶混交林的大;当林分密度小于1 200株/hm2,郁闭度小于0.75时,K值随林分密度和郁闭度的增大而减小。K值与土壤养分的相关性由高到低依次为：全氮〉速效钾〉有效磷〉全磷,除全氮外其他土壤养分均与K值呈负相关。最适林分密度为750~1 200株/hm2,在该密度下各土壤养分含量状况较好且土壤抗蚀能力较高。

豫东北黄泛区易风蚀性土壤特征

为分析不同土壤类型的性质、界定易风蚀性土壤类型并探索其特征,选取豫东北黄泛区为研究区域,采用野外取样、室内试验分析结合的方法测定土壤颗粒粒径、可蚀性因子K值等指标,界定区域易风蚀性土壤类型,并分析其空间分布特征。结果表明:(1)从土类看,豫东北黄泛区4种土类,以潮土为主,占区域面积的65.57%;从亚类看,共11种土壤亚类,以小两合土、沙土为主,占区域面积的59.76%。(2)土壤颗粒粒径组成上,沙土、草甸风沙土、盐化潮土、淤土等类型以砂粒为主;其余类型以粉粒为主。沙土、草甸风沙土、灌淤潮土、盐化潮土等类型易蚀颗粒含量较高,处于28.30%~31.36%范围内。草甸碱土、两合土、小两合土的土壤可蚀性因子K值相对较高,范围为0.038~0.041。(3)综合考虑易蚀颗粒含量≥25%和可蚀性属中等及以上2个指标,将沙土、草甸风沙土、灌淤潮土、盐化潮土、脱潮土界定为区域易风蚀性土壤。易风蚀性土壤面积占研究区的41.79%,主要分布在中牟县、祥符区、尉氏县等区域。研究结果可为黄泛区后续土壤研究及风蚀防治提供参考和科学依据。

基于RWEQ的土壤粉砂和碳酸钙与土壤可蚀性关系研究

我国是世界上土壤侵蚀面积最大的国家之一,因此我国学者对于土壤侵蚀进行了大量的研究。本文基于修正风蚀模型(RWEQ)对土壤粉砂含量、土壤碳酸钙含量与土壤可蚀性因子之间的关系进行研究。本文运用赋值法建立了一个由2330组数据构成的数据集,绘制其特征图,并对数据做相关性分析。结果表明:1) 土壤粉砂含量与土壤可蚀性因子呈正相关,说明土壤粉砂含量越大,土壤抗侵蚀能力越差;2) 土壤粉砂含量越高,土壤可蚀性因子增长速度越快,说明土壤粉砂含量越大,土壤抗侵蚀能力下降的就越快;3) 土壤碳酸钙含量与土壤可蚀性因子成反比,说明土壤中碳酸钙含量越大,土壤抗侵蚀能力越强。通过以上结论,本文在日后的风蚀预测上给出相应的启发。

赣北红壤坡地土壤流失方程关键因子的确定

土壤流失方程是开展水土流失监测,指导水土流失防治的重要技术工具。针对红壤坡地土壤流失方程因子算法和取值研究薄弱的问题,基于野外径流小区观测资料,采用80%经验频率法确定了赣北红壤区侵蚀性降雨标准为降雨量10.0 mm、平均雨强1.3 mm/h、最大30 min雨强5.0 mm/h,区内次降雨侵蚀力采用总动能和最大30 min雨强乘积计算最佳。通过建立基于年降雨量的逐年侵蚀力简易算式,测算土壤可蚀性因子以及6种生物措施因子、5种工程措施因子取值,选定适宜的地形因子算式,构建了赣北红壤坡地土壤流失方程体系。经检验,模型能良好预报赣北红壤坡地多年平均土壤侵蚀强度;年际尺度预报的精度整体较高,但对于降雨较多年平均水平浮动较大或地表出现沟蚀等侵蚀类型时,预报精度将有所降低。有关因子的确定可为土壤流失方程在南方红壤坡地水土流失监测和水土保持规划中的应用提供技术支撑。

山地赤红壤可蚀性特征研究

福建省南安市特殊的地理环境形成的土壤类型和土壤侵蚀特征在我国南亚热带地区具有一定的代表性。对该地区山地赤红壤可蚀性特征进行研究 ,结果表明 :(1)山地赤红壤在不同利用方式下 ,其可蚀性特征不同 ,林地、草地抗蚀性比疏林地强 ,裸地抗蚀性最弱 ;(2 )随着土壤侵蚀的加剧 ,土壤可蚀性因子K值有增加的趋势 ,其抗蚀性随之减弱 ;(3)不同类型的山地赤红壤可蚀性特征差异不明显 ,粗骨性赤红壤其可蚀性表现较强。

水土保持林草措施对流域生态水文影响的初步探讨

本文通过对水土保持林草措施对流域尺度土壤侵蚀的影响的研究结果和研究方法进行对比,发现植物根系通过影响土壤的抗蚀性,从而影响土壤流失量进而对林草措施的评价产生影响,其主要原因是是缺乏相应的研究数学模型,建议结合现有SWAT模型,通过定量分析根系形态指标,进而定量描述土壤可蚀性因子,完善SWAT模型在模拟流域径流过程中,缺乏的土壤可蚀性因子模拟程序,从而为正确评价水土保持林草措施,对保护流域、河流、农业、生态安全而服务。