Monitoring the Cultivated Slope Land in the Three Gorges Reservoir Area Based on Remote Sensing and GIS

By means of combining auto-extraction with manual interpretation, the current distribution information about cultivated land is obtained. The distribution information of 1992 is extracted from the dynamic polygons of 2002. The monitoring mini-system of the cultivated slope land is established. In the system, detailed surveys, focused on the resources of cultivated slope land, are carried out. The results indicate that the area of the cultivated slope land is very large. Meanwhile, there are lots of cultivated steep slopes with gradient above 35°. The areas of steep land cultivated had been slowly reduced from 1992 to 2002. At the same time, the pressures of returning farm land to forestry are great in all counties. The conflicts between population growth, insufficient grain supply and stagnant economic development sharpen increasingly. It is inevitable to improve the agricultural structure.

坡位与利用方式对红壤磷素储存容量的影响差异——以江西鹰潭孙家小流域为例

为明确坡位与利用方式对土壤磷素储存容量(SPSC)的影响差异,以更加准确地评估坡耕地红壤磷的流失风险,本研究以江西鹰潭孙家小流域内不同坡位(坡顶、坡上、坡中、坡底)及不同利用方式(稻田、花生旱地、橘园)的表层土壤为研究对象,对比分析了SPSC的变化规律与差异,探讨了土壤全碳、全氮、全磷、有效磷、铁铝氧化物含量等因子对SPSC的影响。结果表明:不同坡位的稻田、花生旱地与橘园的SPSC变化范围分别为-410.9~-137.8、-283.8~-128.0 mg·kg^(-1)及-280.6~-36.3 mg·kg^(-1);且随坡位的降低,稻田(坡底除外)与橘园SPSC显著降低,而花生旱地SPSC则增加。与稻田土壤相比,同一坡位花生旱地与橘园SPSC相对增加;相关分析表明,不同坡位的稻田、花生旱地及橘园SPSC与土壤非晶质铁铝氧化物、游离态铁铝氧化物极显著正相关,且游离态氧化铝的影响相对最大,而与有效磷、总碳、总氮则显著负相关。江西鹰潭孙家小流域内红壤坡耕地SPSC均为负值,意味着此时的土壤均为磷源,土壤磷均具有流失风险;坡底的稻田及橘园、坡顶花生旱地土壤磷的流失风险相对较高,应及时采取相应的调控措施以有效降低土壤磷素的流失潜能与风险。

主动柔性防护网锚杆锚固段长度设计研究

随着我国高速公路建设加速推进,越来越多的高速公路进入到运维期,路堑边坡会出现局部崩塌、岩石风化剥落等现象。对于存在落石风险的岩质边坡,工程中一般采用主动柔性防护网进行防护。文章结合工程实际技术指标,通过简化边坡局部崩塌计算模型,得出路堑边坡主动柔性防护网锚杆锚固段长度的简化算法,为锚杆锚固段的长度设计提供技术支持。

生物碳对除草剂污染的喀斯特坡耕地黄壤生态效应研究

本研究旨在探讨生物碳在喀斯特坡耕地黄壤中对除草剂污染的生态效应,通过田间试验和室内化验相结合的方法,研究生物碳添加对土壤化学特性、生物学特性等黄壤生态效应的影响。结果表明:添加生物碳显著降低黄壤中除草剂的生物有效性,改善土壤营养环境,提升土壤肥力,增加土壤微生物多样性,促进作物生长和降解和吸附除草剂,从而减少除草剂对作物的影响作用。

2000—2020年湖南省耕地坡谱演变规律研究

耕地是粮食生产的根基。文章利用土地利用数据和数字高程数据,结合坡谱分析方法,构建了耕地上山指数,分析了2000—2020年耕地坡谱在省和区域2个尺度上的变化规律以及影响耕地坡度变化的因素。结果显示:(1)2000—2020年时间段内,湖南省耕地的平均坡度增加了0.09°,高坡度(10°以上)地区耕地面积比例增加了0.68%,湖南省耕地逐渐向高坡度地区发展。(2)在区域尺度,经济相对发达的长株潭地区和地形较复杂的大湘西地区,耕地上山现象明显;经济较发达、以平原为主的洞庭湖地区,耕地上山现象不明显;湘南地区受到地形限制和经济快速发展双重影响,耕地上山程度仅次于长株潭地区。(3)退耕还林、非农建设、土地综合整治是影响耕地坡度变化的主要因素,可通过积极稳妥开展退耕还林工作、合理引导建设用地上山、严控新增耕地管理等措施,来减缓耕地在高坡度区域增加趋势,即减缓耕地上山现象。

首轮退耕还林补贴到期对农户多维相对贫困的影响

基于甘肃、宁夏和湖南三地首轮退耕农户的调研数据,采用A-F双界限方法测度退耕农户多维相对贫困发生率,在此基础上借助精确断点回归设计,实证检验退耕还林补贴到期对农户多维相对贫困的影响。结果表明:第一,补贴到期农户各维度及其多维相对贫困发生率均高于未到期农户;第二,补贴到期对相对收入、充分就业、生活水平、主观感知维度及多维相对贫困的局部平均处理效应均显著为正;第三,异质性分析发现,补贴到期对老年和低收入农户多维相对贫困的正向影响效应相对更强。鉴于此,从制定相关保障措施、建立防止返贫的动态监测和帮扶机制以及完善退耕还林后续政策等方面提出相应政策建议。

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。

老虎垅石灰岩矿高陡边坡治理研究

老虎垅露天石灰岩矿北侧遗留一组高陡边坡,对周边人民生产、生活安全造成严重威胁。通过对老虎垅石灰岩矿北侧高陡边坡稳定性及地质环境特征进行分析,结合当地土地利用总体规划,采取适宜的治理方案进行治理。治理方案包括对高陡边坡进行削坡放坡、清坡等手段,消除安全隐患,修整地形地势;然后进行覆土种草复绿,恢复生态环境景观,综合利用治理区土地资源。

基于DEM和地理国情普查数据的耕地种植适宜性分析——广西平果市为例

耕地是重要的自然资源和农业生产资料,关系到国家粮食安全和社会经济发展,保护耕地是我国最重要的工作之一。要实现耕地有效保护,必须掌握耕地的质量和各个质量耕地的分布情况,而坡度是衡量耕地质量的重要指标,因此,研究耕地坡度级别以及空间分布对于耕地保护和粮食安全有着重要意义。研究以平果市为例,利用全市5米网格DEM生成坡度数据,并将坡度分为5级,融合地理国情普查的耕地数据,获得平果市耕地的坡度分级数据,并对耕地按照水田和旱地进行统计和空间分析,从而获得平果市两类耕地的坡度分级数据以及空间分布离散度,为耕地保护和开发提供有益借鉴。

陡坡耕地施加PAM侵蚀产沙规律及临界坡长的试验研究

PAM(聚丙烯酰胺 )作为一种土壤结构改良剂施用于地表 ,能显著的减小径流和土壤侵蚀量。本研究设计了一系列人工降雨模拟试验 ,定量研究了坡度、坡长、PAM覆盖度、雨强对陡坡耕地土壤侵蚀产沙的影响。试验采用三种雨强 :5 0mmh- 1 、10 0mmh- 1 、15 0mmh- 1 ,四种坡度 :5°、10°、2 0°、2 5° (8 74%、17 63 %、3 6 4%、46 63 % ) ,四种当量坡长 :8m、16m、2 4m、40m ,五种地表处理 :对照、麦草覆盖、三种PAM覆盖度A、B、C(A <B <C)。通过侵蚀产沙试验结果 ,鉴别了不同坡度、PAM覆盖度、雨强条件下陡坡耕地无土壤侵蚀的临界坡长。结果表明 ,PAM能显著地减少土壤侵蚀产沙量 。

三峡库区紫色土坡耕地细沟发生的临界坡长

采用人工暴雨试验发现:相同土壤含水量条件下,10,°15,°20,°25°紫色土小区在130 mm/h雨强降雨下细沟发生的临界坡长平均值分别为6.13,4.12,2.72,1.55 m,细沟发生的临界坡长与坡度呈二次抛物线关系;土壤含水量变幅为16%～26%条件下细沟发生临界坡长先增长后变短。据此总结了采用地埂防治坡耕地细沟侵蚀的治理模式,针对不同坡度地块细沟发生的临界坡长,采用地埂或者分割地块,并在地埂上种植经济效益高的植物篱,既控制了细沟的发生,又弥补了地埂占地导致的农业减产;同时在旱季和雨季分别调整边沟的尺寸,调整地块土壤含水量从而控制细沟因含水量变化导致的细沟发生临界坡长缩短。

川中紫色丘陵坡耕地细沟发生临界坡长及其控制探讨

细沟侵蚀是坡面土壤侵蚀的主要形式之一,是介于片状侵蚀与沟道侵蚀之间的一种侵蚀类型,细沟一旦发生,坡面侵蚀量将成倍增加。由于细沟侵蚀的发生需要一定的坡长来汇集径流,对于某一坡度的地块,一次暴雨中细沟总是表现在一定的坡长处发生,这一坡长称为细沟发生的临界坡长。在细沟发生的临界坡长处采取措施控制细沟的发生将大大降低坡耕地水土流失量。通过人工降雨试验发现:细沟发生过程分为片蚀为主阶段、跌坎发育阶段、细沟侵蚀为主阶段和雨后径流侵蚀阶段,紫色土坡耕地细沟的发生以坡面跌坎的贯穿为标志;10°、15°、20°、25°坡耕地细沟发生的平均临界坡长分别为6.25,4.19,2.77,1.60 m;细沟发生临界坡长与坡度呈二次抛物线关系。在人工降雨试验基础上,总结了以控制细沟发生为核心的"大横坡+小顺坡"耕作模式,通过构建横坡截流沟分割地块,实施有效的拦截径流,减少坡面侵蚀泥沙。

植物篱和浅垄作对三峡库区坡耕地氮磷流失的影响

为明确三峡库区陡坡地耕作模式和植物篱防护系统对生态保护和水环境治理的影响,该文根据陡坡地特点构建了集浅垄作、少耕和残茬覆盖及残茬植物篱为一体的小麦-玉米生态耕作模式(H1),并与小麦-玉米间作香根草(H2)、小麦-玉米间作紫花苜蓿等高植物篱(H3)及常规小麦-玉米管理(H4),就化肥氮磷养分利用和氮磷坡面流失变化特点展开连续2a的小区试验。结果表明,与常规管理相比,坡耕地H1处理的作物生物产量、经济产量、肥料氮磷利用率显著提高。其中化肥磷素利用率提高0.06kg/kg。H2、H3处理对作物生物、经济产量及氮磷利用率、农学效率均未产生显著影响。与H4处理相比,坡耕地H1、H2、H3处理均能降低径流量,显著减少坡面产沙量和泥沙态磷素流失量;其中产沙量分别降低48.46%、52.26%和58.59%,泥沙态磷流失量分别降低30.58%、47.70%和44.58%。研究结果可为三峡库区坡耕地的耕作模式和生态控制提供参考。

坡耕地紫色土养分空间变异对土壤侵蚀的响应

坡耕地土壤侵蚀导致土壤质量降低,并因此造成对作物产量的不利影响。利用土壤侵蚀测定的137Cs示踪技术,结合土壤理化分析,研究了川中丘陵区紫色土坡耕地土壤侵蚀所引起的土壤再分配对养分空间变异性的影响。结果表明,川中丘陵区坡耕地土壤侵蚀是水蚀和耕作侵蚀共同作用的结果,强烈的耕作导致坡上部发生最为严重的土壤侵蚀。土壤侵蚀对土壤特性的空间变异性产生深刻影响,坡上部土壤有机质和养分贫瘠,而在坡下部相对富集;土壤有机质、全N、碱解N、有效P、K以及土壤粘粒含量在不同坡位之间出现显著差异。反映净余土壤再分配速率的137Cs面积浓度与这些土壤理化特性均有密切的相关性。因此,137Cs面积浓度可以作为表征侵蚀坡地土壤综合质量的指标。

水土流失定量监测中GPS实测更新GIS数据的实用方法研究

介绍了GPS实测更新GIS陈旧处数据的实用方法研究及其在水土流失定量监测中的应用。该方法由GPS软硬件接收设备组装的实测仪器、实施实测的要点、实测数据的投影系统转换与对GIS陈旧处数据的更新处理等部分组成。它在实测更新土地利用图的应用效果,与测绘界所采用的RTK技术方法比,更为经济、快速和实用,而其所定位置和更新的GIS数据结果在消除系统误差后则更为可信。它在实验研究区应用表明:利用原土地利用图和实测更新后的土地利用图所获得的水土流失定量监测的两个结果,后者的监测精度明显高于前者7个百分点;为提高监测水土流失和水质面源污染量的精度,必须重视实测、更新变化了的山丘土地利用界线。

祁连山北坡亚高山草地退耕还林草混合植被对土壤碳氮磷的影响

土壤有机碳、氮素和磷素是生态系统中极其重要的生态因子,土地利用变化将会引起土壤中碳、氮、磷等元素含量的变化。以祁连山北坡亚高山草地区域内三种利用方式（自由放牧天然草地、开垦20年的燕麦（Avena nuda）耕地、退耕8年的还林草混合植被）的土壤为研究对象,通过采集0~30 cm的土壤,分析土壤的理化性质得到土壤碳、氮、磷的含量,再将其转换为土壤碳、氮、磷储量,分析三种利用方式下土壤碳、氮、磷储量的差异以及影响土壤碳、氮、磷生态化学计量比的因子,旨在探讨退耕还林草工程对该地区土壤养分的影响。结果表明,3个样地的土壤碳、氮、磷储量差异显著（P〈0.05）,天然草地的有机碳、全氮储量（72.17、6.80 t·hm-2）显著高于退耕还林草地的（66.75、4.96 t·hm-2）和燕麦耕地的（36.61、3.61 t·hm-2）。这是因为,其一,比较而言天然草地受干扰小。其二,对于退耕还林草地和燕麦耕地来说,由于刈割获取地上部分,可能使得从土壤中获取的有机碳和氮素大于归还的。全磷储量则表现为燕麦耕地的（2.51 t·hm-2）显著高于天然草地的（2.17 t·hm-2）和退耕还林草地的（1.96 t·hm-2）。这是因为燕麦耕地中化肥的施用使得磷元素富集起来,所以其储量较高。与天然草地相比,耕种20年的燕麦地0-30 cm的有机碳和全氮储量分别低了35.56、3.19 t·hm-2,年平均减少速率分别为1.78、0.16 t·hm-2·a-1。与燕麦耕地相比,退耕8年的还林草地土壤有机碳和全氮储量显著升高了30.14、1.35 t·hm-2,年平均增加速率分别为3.77、0.17 t·hm-2·a-1。退耕8年的还林草地轻组有机碳比例（10.93%）显著高于天然草地（9.72%）和燕麦耕地（8.61%）。土壤含水量、容重和微生物量碳氮是影响土壤碳、氮、磷生态化学计量的重要因子。总结认为,退耕还林草混合植被对土壤碳、氮、磷库具有重要的恢复和改善作用,但短期内难以恢复到天然草地水平。因此,为了改善和恢复退化的土壤生态系统,应大力实施退耕还林草工程,并保证退耕还林草地具有较长的年限。

基于“要素-需求-调控”的云南坡耕地质量评价

坡耕地作为中国山丘区耕地资源的重要组成部分,科学评价其质量状况是实施坡耕地数量、质量、生态“三位一体”保护的基础。该文在分析坡耕地利用特征及质量内涵基础上,构建基于“要素-需求-调控”的坡耕地质量评价体系,对云南坡耕地质量进行定量化评价,分析坡耕地质量空间分布特征。结果表明:1)云南坡耕地质量评价最小数据集(MDS)指标体系由有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤质地、土壤pH值、有机质、有效磷、速效钾、≥10℃积温、田块规整度、连片度、降雨量、灌溉保证率、田面坡度14个指标构成。2)坡耕地质量指数(Slope Farmland Integrated Fertility Index,SIFI)分布在0.36~0.81之间,均值为0.59,大部分评价单元SIFI<0.6,不同评价单元SIFI差异显著(P<0.05);5种坡耕地主要土壤类型SIFI从大到小依次为:赤红壤、红壤、紫色土、黄壤、黄棕壤;SIFI变化与高程有关,在0~1000 m高程范围内SIFI随高程增加呈增长趋势,而在>1000 m高程范围内SIFI随高程增加而减小。3)坡耕地质量等级以六等地、五等地、七等地、四等地为主,空间分布上呈现显著的聚集特征,不同分区坡耕地质量等级洛伦兹曲线均呈“S”型分布格局,云南坡耕地质量等级总体偏低。研究可为完善坡耕地质量评价体系,开展坡耕地质量调控提供科学依据。

陕北黄土高原陡坡耕地土壤侵蚀变异的空间格局

陡坡垦荒耕种是黄土高原人为加速土壤侵蚀的重要原因之一。但有关坡地景观尺度土壤侵蚀速率的定量资料却相对较少。利用环境放射性核素铯 - 137技术定量评价了陕北黄土高原典型山坡地顺坡断面 ( 2 4 0 m)土壤重新分布的空间变化及其影响因素。结果表明 ,黄土高原坡地土壤侵蚀速率存在明显的空间格局 ,即山坡中、上部是土壤侵蚀最为严重的地带 ,土壤平均侵蚀速率高达 82 .8t/ hm2 .a以上 ;山顶和坡脚侵蚀速率较小 ,土壤平均侵蚀速率分别为17.1t/ hm2 .a及 2 2 .3t/ hm2 .a;而坡下部土壤侵蚀速率居中 ,土壤平均侵蚀速率为 4 6.8t/hm2 .a。坡度变化是影响该区土壤侵蚀速率空间变异的主导因子。

云南红壤坡耕地的水土流失及其综合治理

在云南19．5°红壤坡耕地上设置水土流失综合治理试验样方，观测水土流失控制效果。结果表明，各观测样方的地表径流量、土壤流失和养分流失按照裸地（CK1）〉传统单作玉米区（CK2）〉植物篱玉米秸秆覆盖区〉植物篱麻袋覆盖区〉植物筒牧草活覆盖区依次降低。2004年较2003年降雨和径流明显增加，各处理土壤养分流失的增幅显著低于土壤流失的增幅；土壤养分流失与施肥量显著正相关；植物篱十覆盖区的养分利用率比传统单作玉米区极显著提高，养分利用率与施肥量负相关。植物篱麻袋覆盖区和植物篱牧草活覆盖区。地表径流减少22．7％～34．0％．土壤流失减少27．1％～67．6％。养分流失减少36．8％～77．8％，养分利用率提高27．9％～45．2％；保持水、土、肥和提高养分利用率的效果都优于植物篱秸秆覆盖区。

长期施用化肥对黄土丘陵区坡地土壤物理性质的影响

研究了17年长期定位施用化肥对黄土丘陵区坡耕地土壤物理性质的影响。结果表明:长期施用化肥,表层(0—15cm)土壤物理性状没有明显退化,中层(15—30cm)和下层(30—45cm)土壤物理性质有不同程度的改善;长期施用化肥对水稳性团聚体影响大于土壤容重和孔隙度;团聚体含量和稳定性在表层、中层和下层土壤中均得到不同程度地提高;容重和孔隙度在表层和下层土壤中略有恶化,在中层土壤上得到改善。长期不同水平化肥单施对土壤物理性状无显著影响,而氮磷配施交互作用明显高于单施处理,且施肥效果为氮磷配施>氮肥处理>磷肥处理。处理N2P1最有利于改善研究区土壤物理性状,提高土壤的稳定性。