基于 RUSLE 模型的区域土壤侵蚀定量估算及空间特征研究

针对哈尔滨市主城区水土流失问题,以土壤侵蚀估算与评价为目标,采用 RUSLE 模型,依托 GIS 和遥感技术,分析了影响区域尺度土壤侵蚀因子,包括降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形、植被覆盖度和水土保持特性等,定量估算了哈尔滨市主城区 8 个流域的土壤侵蚀大小。在此基础上参考黑土区水土流失综合防治技术标准,并结合流域自身侵蚀状况,分析了哈尔滨市主城区土壤侵蚀特性的空间格局。结果表明: 哈尔滨市八个流域土壤侵蚀模数范围为 0 ～ 1 272. 61 t·km － 2·年 － 1,各流域以微度和轻度侵蚀为主,局部地区存在着较为严重的土壤侵蚀; 区域土壤侵蚀空间分异特征明显,是气候、土壤、植被、地形和人类活动共同作用的结果; 哈尔滨市八大流域以微度侵蚀为主,轻度侵蚀次之,强烈侵蚀及极强烈侵蚀区很少,仅在运粮河流域存在极少的剧烈侵蚀区。研究成果可为哈尔滨市水土流失治理提供技术支撑和理论依据。     

砒砂岩区侵蚀治理技术研究进展

黄河流域砒砂岩区是我国北方生态严重退化的地区,其土壤侵蚀治理长期以来是我国水土保持学界所面临的难题之一,其难点在于砒砂岩区水力、风力、冻融、重力等多动力复合侵蚀交替发生且时空分异性强、侵蚀岩性机理及侵蚀动力过程复杂、干旱缺水而暴雨集中,以及人们对于砒砂岩区土壤侵蚀规律性认知水平的局限性。本文从砒砂岩区土壤侵蚀特征、治理措施及其作用与效益,以及砒砂岩治理技术研究新成果等方面综述了砒砂岩区土壤侵蚀治理技术的研究与实践进展,并提出了存在的问题。阻控侵蚀与植被恢复一体化、砒砂岩资源利用与生态衍生产业发展相结合,以及实现生态综合治理将成为砒砂岩区土壤侵蚀治理技术研究的未来主要发展方向。     

黄土高原土壤侵蚀规律研究方向与途径

从黄土高原水土保持生态建设和黄河治理开发重大实践的需求出发,回顾了我国关于黄土高原土壤侵蚀规律研究的主要进展,分析了存在的问题,论述了深化黄土高原土壤侵蚀规律研究的重大需求,就黄土高原土壤侵蚀规律的研究方法与途径、研究方向与内容提出建议,认为应加强以下几方面的研究:重力侵蚀规律、不同治理措施配置下坡面-沟道系统侵蚀产沙耦合关系及泥沙输移规律、植被措施作用下的水文效应和产流机制、土壤侵蚀产沙发生发展过程尺度转换、黄土高原水土流失模拟理论与技术等;研究途径包括建设黄土高原土壤侵蚀试验观测体系、运用土壤侵蚀模型模拟与反演技术等。     

黄土高原土壤侵蚀的人为影响程度研究综述

人类活动对黄土高原土壤侵蚀的影响程度始终是黄土高原土壤侵蚀和黄河泥沙变化研究中的热门问题。人类活动对黄土高原土壤侵蚀影响研究主要可以分为地质地貌学法,土地利用变化法,气候演变法和水土保持措施法等四类,地质地貌学方法又包括黄河下游冲积扇沉积模式、地貌循环理论、侵蚀的自然脉动、沟谷侵蚀速率、侵蚀期与堆积期轮回等方法。不同研究方法对人类活动的影响评价存在明显异同。通过对现有研究方法、结果和观点的整理与讨论,认为应该提取和组织高时空分辨率的自然与人类活动要素,恢复地史与历史时期侵蚀面貌,探讨人类活动与水土流失变化的过程与机制,评价和预测人类活动对土壤侵蚀的影响。     

近30年土壤侵蚀模型研究进展

土壤侵蚀模型是定量预测土壤侵蚀程度的一种重要方法，对“山水林田湖草沙冰”系统治理具有重要意义。为进一步认识国内外土壤侵蚀模型研究进展，了解前沿方向，运用CiteSpace与VOSviewer软件，分析1991-2020年国内外土壤侵蚀模型的研究进展。以中国知网核心期刊和WoS数据库核心馆藏为数据源。分析结果显示，目前国内该领域的研究前沿方向是：优化不同土壤种类条件下的土壤侵蚀模型；将遥感技术与模型改进相结合，提高预测精度；以解决实际应用问题。国际的研究前沿方向是通过指纹识别技术示踪河道泥沙来源，逆推不同地区的侵蚀泥沙产出占比；解决黄土高原易侵蚀引起的高产沙问题。     

喷灌侵蚀研究进展

针对我国喷灌作用下的土壤侵蚀研究不足的现状,从喷灌土壤侵蚀机理角度出发,对喷灌侵蚀影响因素及侵蚀模型研究进展进行了综述,总结了喷灌侵蚀的防治措施。在现有研究的基础上,结合我国实际情况,对喷灌侵蚀研究现状进行分析,对未来喷灌侵蚀研究提出了一些思路与设想,以引起人们对喷灌土壤侵蚀问题的关注。对于喷灌侵蚀机理及模型的研究,应以水蚀理论为基础,注重其独特性,研发适用于我国不同地区的喷灌土壤侵蚀模型。应合理配套多种侵蚀控制措施,建立灌溉侵蚀防控体系,使节水灌溉走上良性发展的轨道。     

河北省土壤侵蚀类型及时空分布特征分析

通过对河北省土壤侵蚀的分析,研究该区土壤侵蚀的类型和空间分布特征。结果表明土壤侵蚀以水力侵蚀为主,区域内河流的土壤侵蚀模数变化幅度较大,虽具有相同流域面积,但侵蚀量却相差数百倍。土壤侵蚀受地形、土壤性质、降雨量和植被覆盖率等的影响,通过1980年前后各水系侵蚀量对比分析,发现植被的改善对减少该地区土壤侵蚀起到了重要作用。分析该区土壤侵蚀量时空分布的结果显示,土壤侵蚀量年内和年际变化幅度均大于降水量变化幅度,年一次较大降水的侵蚀模数占全年平均侵蚀模数的24.5%～100%,最大年泥沙侵蚀模数是多年平均值的2.2～14.1倍。分析并掌握河北省土壤侵蚀主要类型及时空分布特征,可以为主管部门制定水保措施、治理水土流失提供科学依据。     

基于RUSLE模型的贵州省三穗县土壤侵蚀研究

土壤侵蚀是生态文明建设面临的重要问题。以贵州省三穗县为例,利用日降雨量、土壤类型、土地利用、DEM和NDVI等数据,并结合RUSLE模型分析三穗县1990—2015年的土壤侵蚀动态变化特征。结果表明:①三穗县1999—2006年的土壤侵蚀模数较低且变化趋势稳定,1990—1997、2006—2015年波动呈显著上升趋势,2003年的土壤侵蚀模数最低,2014年的土壤侵蚀模数最高,在26 a间总体呈上升趋势;②三穗县的水土保持措施因子、植被覆盖与管理因子总体都呈上升趋势,尤其在2008—2015年的升高趋势较为显著,但期间降雨侵蚀力因子和土壤侵蚀模数也较高且升高趋势明显;③微度侵蚀和轻度侵蚀的面积较大,中度和强度侵蚀次之,极强度和剧烈侵蚀面积较小。总体来说,三穗县在1993—1998年和2008—2015年这2个时期的土壤侵蚀较为严重。研究结果为三穗县的土壤侵蚀及石漠化治理成效评估及进一步生态环境建设工作提供科学依据。     

基于景观空间格局分析的土壤侵蚀时空演变研究

以湖北省为研究区域,根据2000年和2005年土壤侵蚀遥感调查成果,综合运用GIS技术,从景观生态学角度对研究区5 a间土壤侵蚀的时空演变特征进行了分析。结果表明,研究区侵蚀面积呈减少趋势,但局部区域侵蚀有所加剧;侵蚀景观尺度的格局特征表现为低异质性、低破碎化和规则化的变化趋势;整体上低强度的土壤侵蚀多表现为斑块数减少和平均斑块面积的增加,边缘规则化。而高强度土壤侵蚀则相反。5 a间研究区土壤侵蚀治理取得一定成效,土壤侵蚀整体状况有所好转,但处于边治理、边破坏的状态。研究结果对研究区水土保持生态建设规划具有一定的指导意义。     

基于野外调查、遥感信息和CSLE 模型的 土壤侵蚀强度分级

基于野外调查、遥感信息和土壤侵蚀模型等方法的土壤侵蚀强度分级计算,是开展区域土壤侵蚀长期变化监测的重要途径。选取位于西北黄土高原丘陵沟壑区的陕西省靖边县和位于西南土石山区的广西省横县为研究区,基于野外调查数据和遥感信息,应用CSLE土壤侵蚀模型、水利部土壤侵蚀强度面蚀分级指标(三因子法),计算得到30m像元尺度土壤侵蚀模数,据此划分土壤侵蚀强度等级。对比研究结果表明:CSLE土壤侵蚀模型计算结果总体优于三因子法;与三因子法和第二次全国土壤侵蚀遥感调查结果相比,CSLE土壤侵蚀模型计算结果中极强烈侵蚀和剧烈侵蚀所占比例较大;应用土壤侵蚀模型对各因子进行监测和变化分析,有利于对区域土壤侵蚀变化开展长期监测并做出合理解释,但因子赋值对模型模拟结果影响较大。     

印度土壤侵蚀与防治研究概况及其对我国的启示

土壤侵蚀导致水土资源流失和生态环境恶化,已成为危及人类生存与发展的重要问题。印度与中国都是世界上水土流失严重的国家,且具有许多相似的自然和社会条件。了解印度土壤侵蚀及其防治的有关研究进展,对促进我国水土保持研究和实践具有现实意义。本文介绍了印度土壤侵蚀的基本状况和特点,并从土壤侵蚀基础研究、土壤侵蚀预报研究和土壤侵蚀防治策略3个方面总结了印度在土壤侵蚀及其防治领域的研究成果和实践经验。在此基础上,提出了对我国土壤侵蚀防治的参考建议。     

分布式土壤风蚀模拟与应用

流域农业节水措施的大规模实施,直接影响到农田作物根系层含水率及其时空分布,而土壤水分是影响土壤风蚀的一个重要因子,农业节水是否会对流域土壤风蚀产生明显影响,已成为评估流域节水成效的重要指标.基于前期开发的分布式水资源分配与水循环模拟模型(WACM),本文开发土壤风蚀模拟功能,构建一个基于过程的、连续的、以日为时间尺度的...     

基于GIS的粤北青莲水流域水土流失成因分析

随着人类社会经济活动的加强,水土流失有持续恶化趋势,青莲水流域内土壤肥力下降,河道泥沙淤积,影响河流行洪安全。本文选用通用土壤流失方程,利用ArcGIS的空间叠加分析等功能,分别计算分析研究区内与土壤侵蚀相关的降雨、土壤、植被、地形、土地利用等因子,经叠加分析后生成流域水土流失现状图。结果表明,地形地貌因子和土地利用因子是影响流域水土流失的关键因子,研究结果可为广东省中小流域治理提供水土保持方面的理论支撑。     

工矿类建设项目水土流失分析简

工矿类建设项目造成的水土流失属于典型的人为加速侵蚀类型,与自然状态下水土流失情况相比,其具有扰动面积大、废弃物组成成分复杂、影响水环境等特点。通过对现阶段工矿类建设项目水土流失的表现特点、形成机制进行系统的分类和研究,阐述自然因素和人为因素在项目建设生产过程中对水土流失的影响。为项目水土流失预测、水土保持措施布局及水土流失监测等水土保持工作提供理论参考依据。     

坡面土壤侵蚀产流产沙及水动力参数研究概述

黄土高原地处干旱半干旱地区,加之水力侵蚀和风力侵蚀的交替进行,使得该区土壤侵蚀尤为严重。本文通过对一些学者在黄土高原地区进行坡面土壤侵蚀产流产沙相关研究分析,总结了部分试验方法及土壤颗粒启动、水动力参数等方面的计算方法。通过一系列的试验研究,希望能为建立黄土高原土壤侵蚀预测模型提供科学依据。     

广西水土流失演变趋势及其原因分析

根据广西水土流失遥感调查和水利普查相关数据,分析了近60年来广西水土流失变化趋势及其原因。2000年前,广西水土流失面积呈波动性变化,水土流失面积为10690.50-13564 km2之间,占土地总面积的4.50%-5.71%,水土资源与生态环境表现为“一边治理,一边破坏”的现象;2000年后,水土流失面积由2000年的10690.50 km2迅速增加至目前的50536.78 km2,占土地总面积4.50%左右上升到目前21.27%。且流失强度明显增加,水土流失呈恶化趋势。     

水土保持措施对红壤柑橘园土壤水分生产力影响的试验研究

南方季节性干旱对于果园的影响非常大,因此加强对果园土壤水分及不同水保措施对于果园抗旱保墒的研究刻不容缓.本研究选取江西水土保持生态科技园的柑橘园径流小区中的三个典型小区(生物措施、耕作措施、工程措施)对其30 cm土层土壤水分变化进行分析,对不同月份土壤水分生产力进行计算.结果表明工程措施小区30 cm土层土壤水分最高,减流效益及土壤水分生产力最大,但3种水土保持措施均能保持较好的土壤水分生产力.     

刘家峡库区水土流失治理现状及防治对策

刘家峡库区内目前水土流失严重,移民生活困难。在国家的大力支持下,库区水土流失治理由分散治理逐步发展到以小流域为单元的集中连片治理,库区水土流失得到有效防治,土地生产力得到提高,群众的生存环境得到改善。     

独木桥河水毁修复工程水土保持方案评价

以独木桥河水毁修复工程为例,介绍了该区的水土流失和防治现状,确定了水土流失防治责任范围,采用流失率法和土壤侵蚀模数法预测了工程建设过程中的水土流失状况,划分了水土流失防治分区,提出了相应的水土保持防治措施,评价结果表明该方案科学有效.     

土壤侵蚀时空分布规律及侵蚀热点分析——以陕西省王益区为例

为了评价王益区固沟保塬等水土保持措施实施后的土壤侵蚀变化状况,基于地理信息系统(GIS)技术和探索性空间数据分析(ESDA-GIS)方法,利用像元二分模型估算植被覆盖度,分析了2000年和2019年的土壤侵蚀强度分布规律,揭示了土壤侵蚀强度的空间聚集演化特征。结果表明:①王益区林草地面积大幅增加,高覆盖度(＞75%)面积增加了16.51 km²。②王益区土壤侵蚀状况明显好转。2000年和2019年土壤侵蚀面积分别高达全区面积的70.92%和55.84%;土壤侵蚀强度结构由中度侵蚀＞强烈侵蚀＞轻度侵蚀＞极强烈侵蚀转化为轻度侵蚀＞中度侵蚀＞强烈侵蚀＞极强烈侵蚀。③土壤侵蚀强度分布具有明显的空间聚集特征。全局Moran’ I指数在0.5左右,侵蚀热点区的分布由大片连续分布转化为局部集中的零散分布;侵蚀热点主要分布在(15°,25°]坡度区间,西南和东南部地区尤为明显。研究成果可为王益区水土保持规划、设计及治理提供数据支撑。