湟水流域土壤侵蚀评估

以湟水流域为研究对象,基于USLE模型评估土壤侵蚀强度,并探讨不同土地利用类型、海拔和坡度下,土壤侵蚀强度的变化规律。结果表明:湟水流域土壤侵蚀模数为523.8t/(km2·a),属于轻度侵蚀。     

基于WaTEM/SEDEM模型的双枫潭流域侵蚀产沙模拟

采用WaTEM/SEDEM模型,以湖南省3个流域为研究对象,利用莲花堰和石门坎水文站水沙数据对模型进行校正和验证,并将验证后的模型模拟双枫潭流域的侵蚀产沙,模拟结果表明:双枫潭流域年均产沙模数为631t/km2;受地形和土地利用的影响,流域侵蚀模数在0~10°坡度范围内总体呈现沉积,而在大于10°的坡面上侵蚀强度随坡度增加而增加.流域内旱地土壤侵蚀强度为3 345t/(km2·a);草地侵蚀速率为430t/(km2·a);林地和灌木林用地总体上表现为沉积,其沉积速率分别为110和83t/(km2·a).将以上模拟结果与其他相关研究比较,证实WaTEM/SEDEM模型在模拟流域侵蚀产沙方面有很好的应用前景,利用该模型可为流域水土保持措施实施提供科学依据.     

基于InVEST模型的称钩河流域土壤保持功能研究

选择陇中黄土高原称钩河流域为研究区,采用InVEST模型进行土壤侵蚀及土壤保持空间分布模拟.结果表明:称钩河流域2014年潜在与实际土壤侵蚀量分别为6.45×10~6和1.15×10~5t,土壤侵蚀模数为725.24 t/(km~2·a),整个流域以微度侵蚀为主,面积占整个流域的94.69%;全流域的土壤保持总量为6.35×10~6 t,单位面积土壤保持量为39 861 t/(km~2·a),土壤保持率高达98.34%;不同土地利用类型土壤保持总量从大到小依次是:梯田天然草地有林地灌木林地建设用地旱平地人工草地坡耕地裸地,梯田的土壤保持总量最高,为2.4×10~6t,占总量的37.69%.     

基于RS和GIS的洛宁县土壤侵蚀研究

利用RS和GIS技术获取研究区土壤侵蚀的各个影响因子,运用卜兆宏提出的土壤侵蚀模型,得出研究区土壤侵蚀模数和侵蚀强度分级,并分析研究区土壤侵蚀与主要影响因子间的响应关系.结果表明:洛宁县平均土壤侵蚀模数为2 799.29 t/(km2.a),年侵蚀总量为6 495 744 t;61%的区域为微度侵蚀或轻度侵蚀,强度以上侵蚀主要分布在洛宁县西部,面积占全县的20%,侵蚀量却占总侵蚀量的57.64%,是预防和加强水土流失治理的重点区域;坡度与土壤侵蚀呈现正相关关系,中度和强度侵蚀在水体、农地、建设用地、森林、未利用土地等土地利用类型中呈递增现象.     

137Cs法应用于流域土壤侵蚀初步研究--以太湖上游浙江省安吉县西苕溪为例

太湖流域水体富营养化、水环境质量下降问题日趋突出 ,而由土壤侵蚀造成的物质迁移是流域非点源营养元素输入的主要载体之一 ,因此 ,流域土壤侵蚀的定量研究具有重要的理论和现实意义 .以太湖上游浙江省安吉县西苕溪流域为例 ,利用137Cs示踪分析方法对该区域的土壤侵蚀数量及空间分布状况作了初步的研究 ,结果表明 :研究区域的137Cs背景值为(2 14 8.8± 12 0 .7)Bq/m2 ;根据建立以及选择的土壤侵蚀和沉积模型计算 ,研究区内非耕作土土壤侵蚀模数平均在 - 431.6t/km2 ·a(“ -”表示堆积 ) ,耕作土土壤侵蚀模数平均在 16 81.2t/(km2 ·a) ,年均土壤侵蚀厚度为 1.5 3mm .研究结论对深入探讨太湖流域上游物质迁移对太湖的生态影响具有基础意义 .     

基于GIS与USLE的榆中县土壤侵蚀

在GIS与RS技术支持下应用USLE模型对位于黄土高原西部的榆中县进行土壤侵蚀强度的定量估算,探讨区域土壤侵蚀的空间变异性以及与坡度梯度和土地利用方式之间的关系.得出榆中县的年均侵蚀总量为813137t,年均侵蚀模数为247t/km~2,并且土壤侵蚀的空间变异性明显,年均侵蚀模数与年均侵蚀总量随坡度梯度的增加都呈指数增加.在分析不同土地利用方式下的土壤侵蚀状况后发现,低覆盖度草地才是区域最主要的侵蚀地带.     

基于~(137)Cs示踪和WaTEM/SEDEM模型的黑土区小流域侵蚀产沙模拟

以位于东北典型黑土区的黑龙江省拜泉县双阳河中上游24个水库控制流域为研究对象,将137Cs核素示踪得到的土壤侵蚀强度数据用于WaTEM/SEDEM模型参数的校正,并利用24个水库流域的产沙数据进行验证。齐心水库流域25个不同土地利用土样点的土壤侵蚀强度表明,耕地侵蚀强度大,平均侵蚀强度为24.5t/(hm2·a),灌木林和草地侵蚀强度居中,平均侵蚀强度分别为5.6和9.5t/(hm2·a);林地侵蚀强度最小,平均侵蚀强度为1.1t/(hm2·a)。WaTEM/SEDEM模型校正得到了泥沙输移能力系数(Ktc)最低值和最高值的最佳组合为4m和8m,此时模型效率系数cNS达到最大值0.62。对24个水库流域模拟得到的年产沙量和产沙模数与实际产沙相关系数均达0.70以上。此核素示踪技术和模型模拟的有效结合,可为水沙资料稀缺的黑土区或类似地区的土壤侵蚀研究及水土保持合理实施提供理论指导。     

基于RUSLE的黄土洼小流域土壤侵蚀与水土保持研究

采用修订的通用水土流失方程(RUSLE)、调查还原法和淹没分析等方法,对天然淤地坝多年平均拦截泥沙量和天然淤地坝所在黄土洼小流域侵蚀空间分布进行研究。结果表明:2000—2011年坝淤地及上游丘陵沟壑区平均土壤侵蚀模数为8 116.14t/(km2·a);RUSLE模拟的淤地坝及上游丘陵沟壑侵蚀区土壤侵蚀模数为7 714.73t/(km2·a),通过与实测值对比,模拟精度为95%。模拟的黄土洼小流域强烈侵蚀、极强烈侵蚀和剧烈侵蚀区域占流域面积的53.18%,研究区土壤侵蚀严重;黄土洼天然坝地的泥沙主要来源于坡度大于15°的粱峁耕种区、沟间地和坝地边缘。黄土洼小流域进行人工水土保持措施后侵蚀模数降低26.15%;天然淤地坝将周围控制区域的泥沙全部拦截,对黄土洼小流域泥沙拦截贡献率高达77%,水土保持效益明显。黄土洼天然淤地坝在没有人为干扰的情况下,还可淤积泥沙体积约为2.303×106 m3。     

基于GIS的大宁河流域土壤侵蚀评价及其空间特征研究

以大宁河流域为研究区域,采用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)为评价模型,以地理信息系统(GIS)软件Arcview 3.3为分析平台,通过数字高程模型(DEM)、土地利用类型和土壤类型等空间数据与属性数据,获取基于栅格数据的小流域土壤侵蚀量和侵蚀强度,对大宁河流域的土壤流失量进行了定量化分析.采用土壤侵蚀综合指数法评价研究区域的土地利用状况、坡度及土壤类型对土壤流失的影响,对水土流失的空间特征进行了研究,并提出了相应的治理措施.结果表明:大宁河流域大部分地区土壤侵蚀模数小于101.73 t·km-2·a-1,总体上水土保持良好;不同用地类型上,旱地的土壤侵蚀较草地严重,而草地又较水田的严重;不同坡度等级中,15°～25°上土壤侵蚀强度最强,3°～8°上土壤侵蚀强度最弱;各种土壤类型中,黄褐土的侵蚀强度最重,山地草甸土最轻.     

基于~(137)Cs技术的西汉水流域坡耕地侵蚀示踪研究

为了说明西汉水流域坡耕地侵蚀特征,为流域泥沙管理提供依据,采用137Cs土壤侵蚀核素示踪技术,按野外采样、核素检测、模型计算3步开展研究。结果表明:6块坡耕地剖面的137Cs比活度在某一深度范围内呈较均匀分布,在坡面中上部,137Cs均匀分布的范围与耕层深度接近;6块坡耕地的平均侵蚀模数为2 643~6 419 t/(km2.a),其中1块为强度侵蚀、5块为中度侵蚀;沿坡面自上而下,侵蚀强度从大到小递减;影响坡耕地侵蚀的主要因素是坡度和耕作强度,通常坡度越大,侵蚀模数越大,而耕作强度越小甚至退耕还林,侵蚀模数越小。     

Factors Affecting Soil Organic Carbon Density （SOCD） and Total Nitrogen Density （TND） in Inner Mongolian Steppe

在内蒙古草原区选取94个样点,涵盖耕地、退耕地、人工林和草原4种土地利用类型,根据土壤质地将草原细分为沙质草原和非沙质草原。通过对这些样点土壤有机碳密度（SOCD）和全氮密度（TND）的研究,发现在内蒙古草原区,SOCD主要受到土壤质地的影响,黏粒（〈2gm）、粉砂（2～16μm）和细粉砂（16～63μm）的含量越高,SOCD越高。而TND同时受到土壤质地和土地利用类型的影响,分布在非沙质土壤的草原具有最高的TND。耕作不会导致SOCD显著降低,但是会造成TND降低。人工林不能显著提高土壤养分含量,相反,由于人工林对养分和水分的需求很大,可能导致土壤肥力的降低。此外,草原区温度越高,土壤养分越低,这预示着在全球变暖的背景下,这一地区的土壤可能成为重要的碳源。植被退化越严重,土壤养分越低,因此保护草原区的植被免受过度放牧的影响非常重要。     

压应力对非饱和土渗透系数的影响

针对环境工程和岩土工程中非饱和土常常受到各种形式的应力，分析了压应力对渗透系数的影响，并从土体孔隙分布的分形模型导出非饱和土渗透系数的表达式．实验结果表明，孔隙分布的分维值不受压应力影响，但压应力会引起饱和土的渗透系数和非饱和土的进气值的改变，从而影响非饱和土的渗透系数．     

内蒙古草原区土壤碳密度(SOCD)和氮密度(TND)的影响因素分析

在内蒙古草原区选取94个样点, 涵盖耕地、退耕地、人工林和草原4种土地利用类型, 根据土壤质地将草原细分为沙质草原和非沙质草原。 通过对这些样点土壤有机碳密度(SOCD)和全氮密度(TND)的研究, 发现在内蒙古草原区, SOCD主要受到土壤质地的影响, 黏粒(<2m)、粉砂(2~16m)和细粉砂(16~63 m)的含量越高, SOCD越高。而TND同时受到土壤质地和土地利用类型的影响, 分布在非沙质土壤的草原具有最高的TND。耕作不会导致SOCD显著降低, 但是会造成TND降低。人工林不能显著提高土壤养分含量, 相反, 由于人工林对养分和水分的需求很大, 可能导致土壤肥力的降低。此外, 草原区温度越高, 土壤养分越低, 这预示着在全球变暖的背景下, 这一地区的土壤可能成为重要的碳源。植被退化越严重, 土壤养分越低, 因此保护草原区的植被免受过度放牧的影响非常重要。     

基于GIS和USLE的下庄小流域土壤侵蚀量预测研究

将地理信息系统Geographical Information System(GIS)与通用土壤流失方程Universal Soil Loss Equation(USLE)相结合进行流域土壤侵蚀量的预测和估算.以福建省九龙江典型小流域下庄为研究区域,在桌面GIS软件MapInfo和ArcView的支持下,建立流域的空间数据库,利用GIS的栅格数据空间分析功能,将小流域空间离散化为10 m×10 m的栅格,根据合适的USLE因子算法生成各因子栅格图,借助GIS图形运算,实现了下庄小流域的土壤侵蚀量估算和土壤侵蚀关键源区的标识,进一步利用GIS和USLE结合对小流域进行土壤侵蚀控制措施的模拟,为下庄小流域土地利用和水土保持提供科学依据.研究结果表明,下庄小流域的平均土壤侵蚀模数为2 541.66 t/km2.a,土壤侵蚀强度属中度,强度侵蚀以上区域占流域面积的11.17%.在模拟实施控制管理措施后,小流域土壤侵蚀模数降为1 570.89 t/km2.a,土壤侵蚀强度属轻度,强度侵蚀以上区域降为3.75%.     

恩施州石灰岩(土)资源可持续利用研究

在对恩施州石灰岩地区石灰岩(土)利用现状调查基础上,根据石灰岩(土)的形成与熟化过程及其特性,提出石灰岩(土)可持续利用模式及实现可持续利用所应采取的相应对策     

双酚A在土壤中的吸附性能

研究了双酚A在土壤表面的吸附行为,探讨pH值、土壤用量、双酚A的起始浓度、腐殖酸、温度对吸附作用的影响.实验结果表明:双酚A在土壤表面的吸附平衡时间约需2h,双酚A在土壤表面的吸附行为可以较好地用Langmuir型吸附等温式来描述,吸附量随着pH值的增加而减小,随着土壤量的增加而增加.热力学计算表明升高温度不利于吸附.     

土壤三卤甲烷生成潜能的测定

通过模拟由土壤进入水源中的有机物质在自来水净化系统消毒条件下所发生的卤化反应,探讨了测定土壤三卤甲烷生成潜能(THMFP)的方法,并对各种实验条件(如水土体积质量比、振荡时间、加氯量等)的设定进行讨论,确定了各实验条件分别为过60目筛土样,振荡4h,水样pH为7.0±0.1,反应温度20℃,投加的氯的质量浓度为8mg/L,反应时间24h.     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤微生物群落特征的影响

【目的】探究氮沉降增加对阔叶红松(Pinus koraiensis)混交林土壤微生物群落特征的影响。【方法】对阔叶红松林进行模拟氮沉降实验,设置对照(N0,0 kg/(hm²·a))、低氮(N1, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N2, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N3, 120 kg/(hm²·a))共4组处理,在实验样地内采集0～10 cm、≥10～20 cm土层中的土壤,测定土壤微生物生物量碳(SMBC)及土壤微生物生物量氮(SMBN)含量及变化。【结果】① 模拟氮沉降未改变SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的垂直分布; SMBC、SMBN在生长季月动态曲线均为以8月中旬为峰值的单峰型曲线,SMBC/SMBN的曲线波动较大,0～10 cm土层以N0处理的结果波动范围最小(2.83～6.97)。② 模拟氮沉降仅对0～10 cm土层6、8月中旬的SMBC以及5、6、8月中旬的SMBC/SMBN有显著影响(P<0.05),而对SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的生长季平均值无显著影响。【结论】模拟氮沉降对阔叶红松林土壤微生物生物量的影响仅在个别月份中表现明显,而对于整个生长季而言,更长时间的模拟氮沉降实验才可能对土壤微生物生物量产生明显的影响。     

不同森林群落类型土壤蚯蚓数量和生物量的时空分布特征

【目的】明确不同森林群落类型对其土壤蚯蚓数量(密度)及生物量时空动态的影响。【方法】采用电击法研究了云南省昆明市3种森林群落类型的土壤蚯蚓密度与生物量的时空分布规律,用相关分析与方差分析方法,分析3种森林类型的样地土壤理化环境与蚯蚓密度及生物量变化的相关性。【结果】①森林群落类型显著影响蚯蚓密度(P=0.001)和生物量(P=0.006),各森林群落类型下土壤蚯蚓密度与生物量的大小顺序分别为:云南松群落>桉树群落>疏林群落、云南松群落>疏林群落>桉树群落。②蚯蚓密度和生物量时间变化总体上表现为:9月>10月>11月。垂直分布表现为:桉树群落与云南松群落蚯蚓及生物量主要分布在≥5～10 cm土层,而疏林群落主要集中于0～5 cm土层。③桉树群落土壤温度、pH及水解氮与蚯蚓密度和生物量呈显著正相关关系(P<0.05); 土壤含水量、有机质、全氮等与蚯蚓密度及生物量变化趋势基本一致,但它们与蚯蚓密度及生物量的相关性未达到显著水平; 云南松群落和疏林群落下蚯蚓密度及生物量与土壤温度显著相关(P<0.05),而与土壤含水量、有机质、全氮、水解氮等相关性不显著。【结论】3种森林群落类型中土壤蚯蚓密度及生物量的时空分布具有显著的差异性,这种差异性与样地土壤理化环境(温度、水分、pH、土壤氮等)的变化密切相关。     

氮添加对亚热带常绿阔叶林土壤有机碳及土壤呼吸的影响

以福建省武夷山亚热带常绿阔叶米槠林为研究对象, 开展氮添加实验。采用4个氮添加梯度(CK, N50, N100和N150, 分别表示氮添加0, 50, 100和150 kg/(hm²·a))模拟自然氮沉降变化, 探究氮添加对土壤有机碳及土壤呼吸的影响。结果表明, 氮添加对表层土壤(0~20 cm)总有机碳的影响不显著, 对颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)两种不同碳组分含量的影响不同。其中, N100和N150处理分别使土壤POC含量显著上升110.7%和147.9% (p₁ = 0.024, p₂ < 0.001); 土壤MAOC含量则随氮添加量升高呈下降趋势, 但差异不显著。土壤呼吸速率的年际波动呈单峰式, 且在不同观测时间内, 各样地土壤呼吸速率对氮添加的响应不同。通过土壤呼吸速率与土壤温度的拟合方程计算, 得到2018—2020年CK, N50, N100和N150样地土壤呼吸年均碳排放量分别为1205.31, 1191.56, 1287.56和1128.61 g C/m²。其中, N50样地与CK样地无显著差异, N100样地显著上升6.82% (p<0.001), N150显著下降 6.8% (p<0.001), 即N100可以促进土壤呼吸年碳排放, 而N150对土壤呼吸年碳排放有抑制作用。