东北黑土区土壤容许流失量与水土保持治理指标探讨

在明确土壤容许流失量概念与意义的基础上,指出了我国东北黑土区现行的土壤容许流失量标准存在的不足。参考国内外土壤容许流失量制定的影响因子,以成土速率、水土流失类型与强度、土层厚度为主要参考指标,并提出以我国现行及未来一定时期内,水土保持实践中可能达到的限制土壤侵蚀的极限,作为确定东北黑土区土壤容许流失量的重要参考指标。综合考虑对黑土区内72条小流域水土保持实践的调查结果,初步确定了东北黑土区主要水土流失类型区土壤容许流失量指标及水土保持治理指标。

土壤容许流失量研究的进展与趋势

概述了国内外土壤容许流失量(T值)研究的历史、目前研究的现状和未来的发展趋势。对T值研究的主要内容如成土速度、土壤养分流失、泥沙淤积损失、土壤流失与土地生产力的关系、保护沟道侵蚀的重要性等做了详述。介绍了T值的数学表达和不同国家的T值标准,阐述了进行T值双值性研究的必要性。并对T值研究中存在的问题进行了分析。

半干旱黄土丘陵区坡耕地土壤容许流失量研究

在理论分析、试验观测、外业调查的基础上,从黄土成土速度、坡耕地表土养分平衡、保持坡耕地土地生产力基本稳定、黄河河道的容许来沙量、当地经济的不断发展及土壤培肥和施肥能力的巨大潜力等角度综合分析,确定2.00t/(hm^2·a)作为半干旱黄土丘陵区坡耕地的土壤容许流失量,在较长时期内是比较合理的。

基于下游河流健康的黄土高原土壤容许流失量

在总结分析前人有关黄河下游冲淤平衡时不同含沙量的临界流量和水体污染物质量浓度研究成果的基础上,利用花园口、高村水文站逐日水沙资料,推算不同水文年黄河下游水沙冲淤平衡时的临界输沙量为平水年6.54亿t、丰水年8.83亿t、枯水年3.95亿t,平均6.44亿t。以氨氮和全磷为指标,分析三门峡、花园口和高村断面因水土流失引起的非点源污染状况,参照地表水环境质量标准,得到黄河下游河道达到Ⅲ类和Ⅱ类水质标准的临界输沙量三门峡至高村河段平均为7.93亿和5.20亿t。同时,以黄河下游河道水沙平衡和满足某一水质标准为河流健康的约束条件,结合水利水土保持措施减沙量、头道拐水文站多年平均输沙量和黄土高原泥沙输移比的研究成果,推算黄河下游河道水沙平衡且分别达到Ⅲ类或Ⅱ类水质标准时,黄土高原土壤容许流失量相应为9.41亿和8.41亿t。研究结果可为黄土高原水土流失治理提供科学依据。

土壤容许流失量研究的方法——以东北典型黑土区为例

概述了国内外土壤容许流失量的发展历史、国内外的应用及研究方法。对东北典型黑土分布、形成、及其侵蚀现状做了阐述。结合前人经验对东北典型黑土区T值的确定进行了方法上的分析。

自然侵蚀量和容许土壤流失量与水土流失治理标准

在总结分析国内有关自然侵蚀量、容许土壤流失量研究成果的基础上,探讨自然侵蚀量与容许土壤流失量的关系,讨论制订水土流失治理标准的思路。认为水土流失治理标准的确定有3个参考值:1)标准值,即一定条件下的容许土壤流失量,是水土流失治理至少要达到的目标,且随着对不同土地利用类型的功能需求与可实施的最佳水土保持措施、以及所在水土流失类型区的侵蚀危害与治理约束条件的不同而不同;2)理想值,即正常自然侵蚀状态下的土壤流失量;3)极端值,即土壤流失量为0,不发生水土流失。水土流失治理应是先控制到现时生态环境与社会经济条件下的容许土壤流失量范围内,逐步达到自然正常侵蚀量或制止水土流失的发生;还应引入环境伦理、环境美学及景观设计等理念,最终实现土地的可持续利用、区域生态系统的健康稳定及人与自然的和谐友好发展。

容许土壤流失量的研究现状及其设想

成土速率、土地生产力和沟蚀的控制程度是容许土壤流失量(T值)制定中必不可少的因素。国际上现有的T值标准主要是从土层厚度和成土速率出发,并结合实际应用的可能而定。详述了T值的研究历史其主要影响因素,介绍了利用Barth模型和基于风险评价理论的T值的估算方法,对现有T值研究方法和研究结果中存在的问题进行了分析,提出了T值应该从土壤形成速率特性(自然属性)、合理的生产力水平持续性(社会属性)、水土环境的长久安全性(自然和社会属性)几方面属性进行相应的研究。

北京市容许土壤流失量特征分析与空间分布图制作

容许土壤流失量是评价区域水土流失和生态环境状况的基础依据,分析其特征对指导区域水土流失防治和生态环境建设具有重要的现实意义。本文将通过土地生产力指数模型和土层厚度计算得到的北京主要土属的容许土壤流失量,按照面积加权平均得到亚类和土类的容许土壤流失量,对他们进行嵌套方差分析和多重比较,并以亚类为制图单元制作了北京市容许土壤流失量空间分布图。北京大面积土壤的容许土壤流失量低于150 t/(km2·a),主要土属的容许土壤流失量介于50~313 t/(km2·a)之间,按面积加权平均为194 t/(km2·a)。北京市土类间容许土壤流失量差异不显著,亚类间容许土壤流失量差异显著。粗骨类土壤的容许土壤流失量较低,全部低于100 t/(km2·a),说明形成过程中经历了较强烈的水土流失,细粒物质大多已被侵蚀,土体中残留的粗骨碎屑物较多,土层浅薄,土壤肥力低;山地类土壤正发生着较强的侵蚀,随着土壤侵蚀强度增大,容许土壤流失量降低。北京市西部、北部和东北部山区的容许土壤流失量较低,一般低于150 t/(km2·a);东南部平原区的容许土壤流失量较高,一般高于150 t/(km2·a)。北京市在土类级别反映不出不同土壤类型间容许土壤流失量的差异,而土壤亚类级别可以反映出容许土壤流失量在土壤类型上的差异。如果以土属级别为制图单元,由于土属数量较大、图斑分布零散,不便于使用和管理。因此,使用亚类级别为制图单元,制作北京市容许土壤流失量图,是较好的选择。

气候因子对紫色土容许土壤流失量的影响

气候变化和容许土壤流失量(SLT值)是我国科技发展规划中的重要研究内容,但目前还鲜有关于气候变化对容许土壤流失量影响的研究报道。通过把处于亚热带区域的紫色土母岩样品,分别搬运到四川亚热带区盐亭站、云南干热河谷区元谋站(代表气候转暖变干)和云南热带雨林区西双版纳站(代表气候转暖变湿)的田间地表,经受所在区域自然气候的作用后,监测紫色土母岩风化成土速率(即容许土壤流失量),研究气候变化对紫色土容许土壤流失量的影响。结果表明:3种母岩的风化速率与温差和降雨量呈显著的指数函数关系,蓬莱镇和沙溪庙组母岩的与温度呈幂函数关系,而遂宁组母岩的与温度无明显关系;根据这些关系模型的计算,就3种母岩平均而言,在西双版纳站,风化速率增加21.8%,在元谋站则增加30.7%,因此,紫色土容许土壤流失量在西双版纳和元谋的气候背景下,相应增加21.8%和30.7%。本研究成果可为精准确定不同气候背景下的SLT值提供科学依据。

多重生态服务功能目标下的生产建设项目土壤流失控制值研究--以北京市为例

[目的]探讨现有土壤流失控制值确定方法能否满足多元的现实需求,尝试提出可以维护多重生态服务功能的生产建设项目土壤流失控制值确定方法,为进一步细化控制值的制定提供科学支持。[方法]以北京市为例,选择易获取的容许土壤流失量和背景土壤侵蚀模数作为依据制定土壤流失控制值,分析它们在不同区域维护生态服务功能的优缺点,提出一个可以维护多重生态服务功能的生产建设项目土壤流失控制值确定方法。[结果]基于容许土壤流失量确定的土壤流失控制值,在山区可以同时满足维护供给和文化服务功能的需求,但在平原和部分水土保持敏感区不能充分满足维护文化或调节服务的需求。基于背景土壤侵蚀模数确定的土壤流失控制值,在平原和部分水土保持敏感区能满足维护文化和调节服务功能的需求,但在山区不能满足维护供给服务功能的需求。将这两种方法结合起来确定北京市生产建设项目土壤流失控制值,能够同时满足维护山区和平原区供给和文化服务功能的需求。[结论]维护多重生态服务功能的生产建设项目土壤流失控制值的确定方法弥补了单纯依据容许土壤流失量确定土壤流失控制值的不足,为完善生产建设项目水土流失防治目标的制定提供了新的思路。

东北黑土区主要黑土土种的容许土壤流失量

容许土壤流失量(T值)是进行水土流失治理的定量标准,目前以专家经验确定为主,缺乏定量研究。本文以我国重要的粮食生产基地东北黑土区为研究区,实地调查区内21个黑土土种典型剖面的厚度,采集分层土壤样品测定理化性质后,利用修订的生产力指数模型计算了21个土种的T值,并分析其影响因素。结果显示:21个土种的T值变化于68～358t/km2×a,平均141t/km2×a。按亚类T值为白浆化黑土(漂白滞水湿润均腐土)106t/km2×a,黑土(简育湿润均腐土)129t/km2×a,草甸黑土(斑纹简育湿润均腐土)为184t/km2×a。土壤厚度和土壤侵蚀脆弱性指数是影响T值的主要因素,它们与T值的相关系数分别为0.750和0.605。草甸黑土厚度明显高于其它两个土壤亚类,脆弱性指数与黑土接近,其T值较黑土T值大42.6%。白浆化黑土厚度较黑土厚度大22.1%,但T值却比黑土T值小21.7%,因为白浆化黑土有明显的障碍层存在。因此确定不同土种或亚类的T值,更能反映土壤剖面特性,对于指导水土流失治理更具实际意义。

基于径流小区实测的干热河谷土壤侵蚀荟萃分析

为详细了解干热河谷地区的土壤侵蚀状况,通过对径流小区资料的广泛收集、整理和标准化分析,对干热河谷主要土地利用类型的土壤侵蚀模数和水土保持措施效益进行定量评价,并将当地主要土地利用类型平均坡度下的土壤侵蚀模数与容许土壤流失量进行对比分析。结果表明:(1)灌草地、农地、园地和裸地等主要土地利用类型标准坡长坡度条件下的土壤侵蚀模数分别为110.88,389.58,320.66,507.87 t/(km^(2)·a),呈现出裸地最大,农地和园地次之,灌草地最低的特点。(2)封禁、水平阶整地、梯田和植物篱等水土保持措施均能较好地发挥水土保持效益,平均可以减少72%的土壤侵蚀量。(3)各流域主要土地利用类型,特别是农地和园地在当地平均坡度下的土壤侵蚀模数明显高于容许土壤流失量,说明该地区土壤侵蚀状况仍相当严峻。研究结果将有助于进一步深化对干热河谷地区土壤侵蚀规律的认识,并为后续水土流失治理和水土保持措施优化配置提供技术支撑。

植被恢复过程对丘岗红壤侵蚀量变化的影响

为给南方红壤水土流失区植被恢复提供科学依据,研究了植被恢复过程对南方红壤土壤侵蚀量变化过程的影响。①无论是自然坡造防护林还是坡改梯造经济林,在幼林、郁闭形成和林分结构形成阶段,均出现水土流失量明显减少、快速减少和急剧减少的变化过程;②自然坡按2∶1∶1∶1配置的防护林、用材林、经济林和薪炭林体系,乔灌草搭配,至第7年,土壤侵蚀量可降至0.0342 t/（hm^2·a）;坡改梯造林至林分郁闭、结构形成后（造林第6年）,土壤侵蚀量均小于0.029 t/（hm^2·a）。上述指标小于国家T值标准5.0 t/（hm^2·a）和专家研究提出的标准〈2.0 t/（hm^2·a）;③坡改梯造林的前3年间种作物者其土壤侵蚀量可降低44.65%-51.45%。

土壤侵蚀对耕地土壤生产力的影响研究

土壤侵蚀影响土壤生产力的模拟试验广泛开展,但由于研究方法的差异和研究区气候、土类、作物的差异,导致所得结论差异明显。土壤侵蚀对生产力的影响研究,需要按分区布设实验,需要尽量排除景观位置、作物和耕种方式差异的影响,更需要长期的实验研究排除降水年际间波动的影响。

基于WEPP模型的玉米秸秆管理

玉米秸秆作为一种生物燃油的主要原料被大量利用,促进了玉米种植面积的增加,随之土地生产力和水质问题也相应凸显。通过计算机模拟不同玉米秸秆收获水平及相应的土壤流失量的对应关系得出:在保护性耕作且秸秆利用受限制的条件下,玉米连作对土壤的保护效果比玉米—大豆轮作好。在土壤容许流失量T值限制下连作仅有2.5%的乡域达极高或高度风险,而轮作却高达23.0%;T/2值限制下极高风险区分别达到5.0%和40.0%;T值限制下连作和轮作低风险率分别为50.0%和43.0%,T/2值限制下分别为29.0%和23.0%;而在常规耕作和免耕条件下两者差别不大。当坡度超过4%,即使无秸秆利用的情况下,常规耕作也会导致侵蚀率高于土壤容许流失量;平地免耕即使秸秆全部利用,侵蚀率也会小于容许侵蚀量。

流域侵蚀控制度的概念与计算方法--以王茂沟流域为例

文章将流域最小可能土壤侵蚀模数与实际土壤侵蚀模数的比值定义为流域侵蚀控制度,并以王茂沟流域为例说明计算方法。结果表明:王茂沟流域水土保持措施容量下的流域最小可能土壤侵蚀模数为2 573 t/(km2.a);使用王茂沟流域2004年土地利用图,计算得出王茂沟流域实际土壤侵蚀模数为7 413 t/(km2.a),王茂沟流域侵蚀控制度为0.35,造成王茂沟流域2004年流域侵蚀控制度较低的原因是王茂沟流域还存在一定数量的坡耕地以及林地面积较少。建议将流域侵蚀控制度作为评价流域水土保持现状的指标。

基于黄土沉积速率的土壤侵蚀危险度评价

土壤侵蚀危险度是评估和预测侵蚀作用破坏土地资源和生态环境危险性的重要指标,也是科学防治水土流失的基础。利用14 C测年技术对陕北黄土高原黄土沉积速率进行研究,并通过计算土壤侵蚀模数与黄土沉积速率的比值,对该研究区的土壤侵蚀危险度进行评价。结果表明:洛川县、延长县和横山县采样点的黄土沉积速率分别为0.017 9cm/a,0.015 3cm/a和0.021 3cm/a,土壤侵蚀危险度分别为14.1,43.3和24.8,均远远大于临界危险度值1,因此该地区为水土流失重点防治区域。通过该项研究可以为水土保持治理及规划提供科学参考,并为环境治理决策部门提供理论依据。