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暴雨条件下黄土高原荞麦地的沟蚀特征——以陕西省定边县为例

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水土保持研究 2024年第5期 1-8+17页

作者：刘焕永杜鹏飞赵莹陈吟中国水利水电科学研究院国际泥沙研究培训中心

[目的]探究暴雨条件下黄土高原荞麦地的侵蚀特征，分析影响荞麦地沟蚀的可能影响因素，为黄土高原坡耕地的治理提供参考依据。[方法]以陕西定边2022年7月10日暴雨事件为例，采用遥感和实地测量相结合的方法，分析了荞麦地的沟蚀特征，... 详细信息

[目的]探究暴雨条件下黄土高原荞麦地的侵蚀特征，分析影响荞麦地沟蚀的可能影响因素，为黄土高原坡耕地的治理提供参考依据。[方法]以陕西定边2022年7月10日暴雨事件为例，采用遥感和实地测量相结合的方法，分析了荞麦地的沟蚀特征，探讨了影响荞麦地的主要因素。[结果]（1）暴雨条件下的荞麦地侵蚀沟沟头多从与其他地类交接处发育。（2）细沟平均宽度和平均深度范围分别为5.2～29.5 cm和2～19.6 cm,宽深比和沟密度分别介于0.88～3.782 m/m2,0.028～1.56 m/m2,细沟侵蚀强度最大为20 294.66 t/km2。（3）浅沟平均宽度和平均深度范围分别为37.3～173 cm和8～30.7 cm,宽深比和沟密度分别介于2.161～18.750 m/m2,0.003～0.142 m/m2,浅沟侵蚀强度最大为31 629.83 t/km2。（4）荞麦地沟蚀过程同时受到坡度、坡长、上方汇水面积以及相邻地块措施因素的影响。[结论]与草地、覆膜玉米地等其他地类相比，暴雨条件下荞麦坡耕地沟蚀土壤侵蚀较为严重，达到了剧烈侵蚀强度。

关键词：沟蚀荞麦地暴雨黄土高原坡耕地

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西南干旱河谷沟蚀研究进展与展望

西华师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：吴林蓬罗明良刘守江杨丹西华师范大学地理科学学院西华师范大学四川省干旱河谷土壤侵蚀监测与控制工程实验室大小凉山干旱河谷土壤侵蚀与生态修复野外科学观测研究站

西南干旱河谷是我国典型的生态环境脆弱区，沟蚀是该区重要的土壤侵蚀方式。强烈的沟蚀导致该区水土流失严重、土壤肥力持续下降，不仅使得金沙江下游泥沙含量持续增加，而且威胁着区域生态环境安全和经济可持续发展。本文系统梳理了干... 详细信息

西南干旱河谷是我国典型的生态环境脆弱区，沟蚀是该区重要的土壤侵蚀方式。强烈的沟蚀导致该区水土流失严重、土壤肥力持续下降，不仅使得金沙江下游泥沙含量持续增加，而且威胁着区域生态环境安全和经济可持续发展。本文系统梳理了干旱河谷区现有研究成果，归纳总结了该区侵蚀沟形态特征、影响因素、动力过程、监测方法和预报估算模型等方面的研究进展，并指出了该区沟蚀研究的重要方向。研究结果将有助于指导干旱河谷沟蚀研究，并为提出针对性的沟蚀治理措施体系提供理论基础。

关键词：沟蚀形态特征影响因素动力过程西南干旱河谷

排土场平台-边坡系统沟蚀形态演变与产沙特征

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农业工程学报 2022年第23期38卷 81-90页

作者：白芸康宏亮王文龙速欢李建明马春艳中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100 榆林学院陕西省陕北矿区生态修复重点实验室榆林719000 中国科学院大学北京100049 长安大学土地工程学院西安710054 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 南京市水利规划设计院股份有限公司南京210000 长江科学院水土保持研究所武汉430010

排土场是露天采矿区主要泥沙来源的人造地貌之一,控制排土场土壤侵蚀对矿区高质量发展具有重要意义。该研究采用野外放水冲刷试验,研究排土场平台-边坡系统沟蚀演变及产沙特征。结果表明:1)沟蚀演变中的主导侵蚀方式存在阶段性转变,侵... 详细信息

排土场是露天采矿区主要泥沙来源的人造地貌之一,控制排土场土壤侵蚀对矿区高质量发展具有重要意义。该研究采用野外放水冲刷试验,研究排土场平台-边坡系统沟蚀演变及产沙特征。结果表明:1)沟蚀演变中的主导侵蚀方式存在阶段性转变,侵蚀沟形态发育特征也呈阶段性差异,平台侵蚀沟分为沟头形成阶段,溯源-拓宽阶段和稳定阶段3个发育演变阶段;边坡侵蚀沟依次经历覆土层下切阶段,覆土层拓宽阶段,红土层下切阶段和侵蚀减缓阶段。2)边坡是平台-边坡系统主要沙源,其累积产沙量占平台-边坡系统的88.15%~90.16%;覆土层下切阶段和红土层下切阶段是边坡的主要产沙阶段,其累积产沙量分别占边坡的29.72%~53.36%和19.06%~48.88%。3)平台和边坡侵蚀速率均与径流功率的响应关系较优,在平台沟蚀的溯源-拓宽阶段和稳定阶段为线性响应;在边坡沟蚀的覆土层下切阶段和红土层下切阶段为指数响应,拓宽阶段和侵蚀减缓阶段为线性响应。模型建立中需进一步考虑此种响应规律随沟蚀发育演变产生的变化,研究结果可为排土场水土保持措施布设和科学认识沟蚀过程与特征提供参考。

关键词：土壤冲刷试验沟蚀径流功率侵蚀演变排土场

基于多元非线性空间建模的拉萨河流域沟蚀发生风险探测

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农业工程学报 2022年第17期38卷 73-82页

作者：李建军陈玉兰焦菊英陈同德陈一先赵文婷赵春敬尚天赦简金世曹雪西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100 青海民族大学政治与公共管理学院西宁810007 西北大学城市与环境学院西安710127 黄河水利科学研究院郑州450003

青藏高原的生态环境面临着气候变暖和人类活动增加的双重压力,增加了土壤侵蚀风险。沟蚀是土壤侵蚀最为剧烈的表现形式,为调查当地沟蚀现状和主控因素,该研究选择拉萨河流域作为代表,通过野外调查和遥感解译建立2171个样点,并首次基于... 详细信息

青藏高原的生态环境面临着气候变暖和人类活动增加的双重压力,增加了土壤侵蚀风险。沟蚀是土壤侵蚀最为剧烈的表现形式,为调查当地沟蚀现状和主控因素,该研究选择拉萨河流域作为代表,通过野外调查和遥感解译建立2171个样点,并首次基于最优尺度回归、地理探测器和两者的组合共4种方法对15个影响沟蚀的因子及其分级/分类的重要性和沟蚀发生风险进行了探测。结果发现:1)在最优尺度回归中,因子系数前三位分别为海拔(0.442)、土壤类型(0.168)和归一化植被指数(0.156);在地理探测器中,海拔(0.263)、土壤类型(0.251)和人类足迹(0.174)排在前三位。2)最优尺度回归和地理探测器的受试者工作特征曲线下面积(Area Under Curve,AUC)值分别为0.899和0.833,两种组合方法AUC值分别为0.866和0.848,各方法探测效果均良好,都适用于空间建模。3)拉萨河流域有9.52%~13.97%的区域有着非常高的沟蚀风险,主要集中在拉萨河下游河谷两岸和当雄盆地等相对低海拔地区。研究结果可为青藏高原生态安全屏障建设和水土保持工作提供参考。

关键词：沟蚀遥感空间建模最优尺度回归地理探测器青藏高原

甘蔗等高种植与新植配置比例对坡面沟蚀引起的氮磷养分流失的影响

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水土保持通报 2023年第5期43卷 69-78页

作者：杨翠红李勇王旭陈婷婷郭豪杨江怡吴宗猛周小淇黄智刚广西大学农学院/广西农业环境与农产品安全重点实验室广西南宁530004

[目的]探讨甘蔗等高种植与新植适宜的配置比例,为甘蔗种植区减少坡面沟蚀和养分流失、提升耕地质量和合理种植甘蔗提供技术支撑。[方法]通过野外测量与试验分析相结合,确定苗期、分蘖期、伸长期和成熟期4个甘蔗生长时期内低、中、高3种... 详细信息

[目的]探讨甘蔗等高种植与新植适宜的配置比例,为甘蔗种植区减少坡面沟蚀和养分流失、提升耕地质量和合理种植甘蔗提供技术支撑。[方法]通过野外测量与试验分析相结合,确定苗期、分蘖期、伸长期和成熟期4个甘蔗生长时期内低、中、高3种等高种植和新植比例的甘蔗坡面沟蚀量和养分流失量,并明确其影响因素。[结果](1)整个甘蔗生育期,那辣流域甘蔗种植坡面沟蚀及其导致的全氮、全磷流失量分别在31.3~66.3 t/hm^(2),39.0~82.5 kg/hm^(2),18.0~38.4 kg/hm^(2)之间;(2)苗期是那辣流域沟蚀和养分流失的主要时期,其贡献量占甘蔗全生育期的比例为47.7%~57.7%。(3)全生育期,高比例等高(H_C)的坡面沟蚀和养分流失比低比例新植坡面(L_C)低33.03%~35.42%(p沟蚀和养分流失量比高比例新植(H_(Rp))低27.41%~32.98%,比中比例新植(M_(Rp))低21.02%~25.86%(p沟蚀与养分流失的重要因素。(4)全生育期,坡面全氮和全磷流失量分别占年氮肥和磷肥施用量的24.1%~39.5%和107.0%~156.7%。[结论]在甘蔗种植时,60%以上的等高种植比例和30%以下新植比例,可以有效减少坡面土肥流失。

关键词：等高比例新植比例沟蚀生育期氮磷流失

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科学出版社新书推荐

水土保持学报 2024年第2期38卷 F0003-F0003页

由西北农林科技大学郑粉莉教授领衔编著的《浅沟和切沟侵蚀研究》已于2023年12月在中国科学出版社出版发行。本书针对流域侵蚀治理的迫切需要,聚焦浅沟和切沟侵蚀过程量化与机理研究的前沿领域,基于大量的野外定位观测和控制条件模拟试... 详细信息

由西北农林科技大学郑粉莉教授领衔编著的《浅沟和切沟侵蚀研究》已于2023年12月在中国科学出版社出版发行。本书针对流域侵蚀治理的迫切需要,聚焦浅沟和切沟侵蚀过程量化与机理研究的前沿领域,基于大量的野外定位观测和控制条件模拟试验资料,结合立体摄影测量和三维激光扫描等现代测量技术,揭示了浅沟和切沟的发生发展过程,明确了降雨、汇流、壤中流和土壤管道流等侵蚀动力和地形因子对沟蚀过程的影响。

关键词：西北农林科技大学切沟侵蚀三维激光扫描地形因子新书推荐沟蚀侵蚀动力出版发行

甘蔗种植配置模式对坡面沟蚀及土壤有机碳流失的影响研究

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江苏农业科学 2023年第14期51卷 240-249页

作者：杨翠红周小淇郭豪王旭吴宗猛杨江怡陈婷婷李勇黄智刚广西大学农学院/广西农业环境与农产品安全重点实验室广西南宁530004

坡面沟蚀引起泥沙及有机碳流失入河,导致土壤退化,造成农田耕地质量下降等一系列环境问题。探明甘蔗种植配置模式对坡面沟蚀及土壤有机碳流失的影响,对提升蔗区农田耕地质量具有重要意义。本研究在广西甘蔗种植小流域,基于农民甘蔗种植... 详细信息

坡面沟蚀引起泥沙及有机碳流失入河,导致土壤退化,造成农田耕地质量下降等一系列环境问题。探明甘蔗种植配置模式对坡面沟蚀及土壤有机碳流失的影响,对提升蔗区农田耕地质量具有重要意义。本研究在广西甘蔗种植小流域,基于农民甘蔗种植情况选择了7种甘蔗种植配置模式处理,在不同甘蔗生长时期(苗期、分蘖期、伸长期和成熟期)进行坡面侵蚀沟测量,同时分析有机碳流失及其影响因素。结果表明,7种配置模式中,宿根横坡模式(PC)在不同甘蔗生长时期的沟蚀量与有机碳流失量最低,其沟蚀量与土壤有机碳流失量分别在2.6~15.6 t/hm^(2)和38.3~217.2 kg/hm^(2)之间;新植顺坡模式(RS)在不同甘蔗生长时期的沟蚀量与有机碳流失量均最大,其流失量分别在2.6~25.1 t/hm^(2)和46.9~520.9 kg/hm^(2)之间,比其他模式分别高了5.1%~142.9%和4.1%~144.1%。受不同配置模式的影响,在苗期与分蘖期,地面凋落物覆盖度和甘蔗根系密度是影响沟蚀与土壤有机碳流失的重要因素。合理的甘蔗种植配置模式可以有效减少坡面沟蚀和土壤有机碳流失,提高农业生态环境质量与经济效益。

关键词：甘蔗坡面沟蚀配置模式不同生长时期有机碳流失

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红河流域沟蚀空间分布及影响因素研究

红河流域沟蚀空间分布及影响因素研究

作者：成淑贤云南大学

学位级别：硕士

沟蚀是重要的土壤侵蚀类型之一,通过破坏土地景观、造成水土流失、形成河道泥沙,对侵蚀地及下游位置产生重大影响。当前区域尺度的沟蚀研究存在局限性,难用高效的方式提取大尺度数据,因而缺乏对大尺度沟蚀空间分布状况的了解。本论文以... 详细信息

沟蚀是重要的土壤侵蚀类型之一,通过破坏土地景观、造成水土流失、形成河道泥沙,对侵蚀地及下游位置产生重大影响。当前区域尺度的沟蚀研究存在局限性,难用高效的方式提取大尺度数据,因而缺乏对大尺度沟蚀空间分布状况的了解。本论文以横跨中国、越南和老挝三国的红河流域为研究区,利用Arc GIS10.4软件划分小流域作为调查单元进行随机抽样,基于高分辨率卫星遥感影像结合野外调查,采用目视解译方法提取古代侵蚀沟和现代侵蚀沟,主要采用沟壑密度(Gully Density,GD)衡量侵蚀强度,沟道出现概率(Gully Ratio,GR)、单元占比(Gully Proportion,GP)和面积占比(Area Proportion,AP)衡量沟蚀空间分布。为查明红河流域沟蚀的空间分布格局,揭示沟蚀分布的主控环境因子,进一步明晰干热河谷生态脆弱区沟蚀发育的特殊性,开展了红河流域沟蚀空间分布及影响因素研究。论文的主要结论如下:(1)两类侵蚀沟受地形影响,集中分布在中国境内;国内部分集中于元江流域,其古代侵蚀沟平均GD达到3.77 km·km属于强度侵蚀,现代侵蚀沟平均GD达到1.27 km·km。古代侵蚀沟中、强度侵蚀单元占比83.17%;GR值高于95%,空间差异较小;现代侵蚀沟有沟单元占56.2%,平均GD为0.77 km·km,GR值介于46.34%～67.44%,具有显著的集中性。(2)从空间分布来看,古代侵蚀沟空间分布广泛且沟壑密度变异性相对较小,在碳酸盐岩发育少;现代侵蚀沟分布受气候、地形、归一化植被指数(NDVI)、土地利用和土壤类型影响显著,集中分布在蒸发量大、NDVI值较低、地形湿度指数(TWI)高的地区,在灌草丛、燥红土、碎屑岩分布集中。从侵蚀强度来看,古代侵蚀沟在海拔>1340m时,GD随海拔分级增加而增加,在侵入岩中侵蚀强烈;现代侵蚀沟随海拔、NDVI分级增加GD减小、在中覆盖度草地轻度侵蚀、在燥红壤和紫色土的土壤类型、变质岩中,侵蚀强度高。现代侵蚀沟侵蚀强度分级为强度及以上的地区集中于干热河谷区。(3)元江干热河谷坡面现代侵蚀沟形成以平行状沟系为主的空间格局,呈现分布集中性。该区侵蚀强烈,其中强烈侵蚀占15.15%,极强侵蚀占9.09%,剧烈侵蚀占比高达57.57%。GD受气候条件影响不显著,与NDVI呈负相关关系,单元集中分布在坡度>15°的范围,随着坡度分级增加GD均值增加;在S、SW和NE坡向GD高。该区草地分布为主,疏林地GD达15.94 km·km,其次低覆盖度草地GD为15.19 km·km。调查单元土壤有机碳含量(SOC)与GD指数拟合结果良好;高温干燥气候条件下,燥红土是现代侵蚀沟发育的重要因素。(4)三组目视解译的结果表明基于遥感影像提取区域尺度沟道的方法具有可重复性;无人机与遥感影像提取的沟道长度均值为0.207km和0.211km,沟道长度误差小,遥感影像误判率2.6%,相对误差高于15%占25.37%调查精度高,基于遥感影像提取的侵蚀沟数据能应用到红河流域,并能够得到可信的沟壑密度数据,反映出流域整体的侵蚀现状。本文以红河流域为研究区开展区域尺度的沟蚀研究,通过抽样方式逐步确定了红河流域沟蚀的重点关注区域及影响因素,为进一步开展区域尺度沟蚀研究提供标准方案,并为主控因素阈值研究提供方向;干热河谷地区沟蚀研究,对实施高效水土保持措施治理和预防、改善生态环境具有重要意义。

关键词：沟蚀遥感影像干热河谷影响因素

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沟蚀发育的黄土坡面上秸秆覆盖防蚀效果研究

农业机械学报 2015年第8期46卷 130-137页

作者：徐锡蒙郑粉莉覃超吴红艳西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

为评价玉米秸秆这一廉价资源的防蚀效果,利用人工模拟降雨试验,研究在黄土高原典型高强度侵蚀性降雨条件下,不同玉米秸秆覆盖方式（沟头缓冲带覆盖、沟内填充覆盖）及其组合对沟蚀发育黄土坡面侵蚀的防治效果。结果表明,对于有细沟和浅... 详细信息

为评价玉米秸秆这一廉价资源的防蚀效果,利用人工模拟降雨试验,研究在黄土高原典型高强度侵蚀性降雨条件下,不同玉米秸秆覆盖方式（沟头缓冲带覆盖、沟内填充覆盖）及其组合对沟蚀发育黄土坡面侵蚀的防治效果。结果表明,对于有细沟和浅沟发育的黄土坡面,不同方式秸秆覆盖可减少坡面侵蚀量8.3%-46.2%,降低径流含沙浓度19.1%-49.6%。其中浅沟沟头覆盖＋浅沟侵蚀带沟道全覆盖（H＋G）和浅沟沟头覆盖＋浅沟侵蚀带主沟道覆盖＋细沟沟头覆盖（H＋MG＋RH）2个处理的防蚀效果最佳,二者分别减少坡面侵蚀量45.0%和46.2%。秸秆覆盖通过改变坡面径流与侵蚀产沙量的关系而非减少径流量来减少坡面侵蚀量。不同方式的秸秆覆盖均可降低径流流速、减弱径流挟沙能力以及径流侵蚀力,进而减少坡面侵蚀量,其中,浅沟沟头秸秆缓冲带覆盖和浅沟沟槽内秸秆填充覆盖均可减小流速42.6%以上。比较2种覆盖方式,沟头缓冲带覆盖较沟内填充覆盖在减少侵蚀方面更有效。因此,在沟蚀发育的黄土坡面上,用玉米秸秆缓冲带覆盖侵蚀活跃的沟头部位可达到最优的防蚀效果。

关键词：玉米秸秆覆盖方式沟蚀黄土坡面人工模拟降雨