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三峡库区小流域修正通用土壤流失方程适用性分析

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农业工程学报 2015年第5期31卷 121-131页

作者：俱战省文安邦严冬春史忠林王彬俨中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所/山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

土壤侵蚀量的定量研究可为国家生态环境建设和水土保持宏观决策的制定提供重要的依据。修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)是开展土壤侵蚀定量评价的主要手段。该文在地理信息系统(geographic informati... 详细信息

土壤侵蚀量的定量研究可为国家生态环境建设和水土保持宏观决策的制定提供重要的依据。修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)是开展土壤侵蚀定量评价的主要手段。该文在地理信息系统(geographic information system,GIS)的支持下,依据中国土壤流失方程各因子的算法确定RUSLE模型各因子值,估算了三峡库区黄冲子小流域不同时期的土壤侵蚀量,并与基于泥沙平衡原理计算的土壤侵蚀量比较后分析RUSLE模型在库区小流域的适用性。结果表明,基于RUSLE模型估算的小流域1963-2000年(农地小流域)和2001-2014年(林地小流域)的年均土壤侵蚀模数分别为2246.09和868.3 t/(km2·a),其结果与采用137Cs和210Pb技术的塘库沉积物定年结果基本吻合,表明210Pb定年结果可靠。依据泥沙平衡原理计算的小流域1963-2000年和2001-2014年的年均土壤侵蚀模数分别为942.48和811.47t/(km2·a)。RUSLE模型估算小流域1963-2000年和2001-2014年的土壤侵蚀模数相对误差分别为138.32%和7.00%。因此RUSLE模型适用于库区林地小流域,而不适用于库区农地小流域;但是基于地形因子(LS因子)修正的RUSLE模型估算结果相对误差减少至8.14%,其适用于库区农地小流域。

关键词：土壤侵蚀地理信息系统模型 Cs 修正通用土壤流失方程三峡库区

紫色土丘陵区畜禽养殖场土壤中抗生素抗性基因分布特征

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环境科学 2019年第7期40卷 3257-3262页

作者：程建华唐翔宇刘琛中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

鉴于紫色土高垦殖丘陵区土壤中抗生素抗性基因的潜在生态环境风险,本研究采用高通量荧光定量PCR技术,分析了抗生素抗性基因在不同类型畜禽养殖场(养猪场、养鸡场和养牛场)土壤中的丰度和多样性.结果表明,3种养殖场土壤中共检出79种抗生... 详细信息

鉴于紫色土高垦殖丘陵区土壤中抗生素抗性基因的潜在生态环境风险,本研究采用高通量荧光定量PCR技术,分析了抗生素抗性基因在不同类型畜禽养殖场(养猪场、养鸡场和养牛场)土壤中的丰度和多样性.结果表明,3种养殖场土壤中共检出79种抗生素抗性基因和5种可移动基因元件,其中多重耐药类基因是养殖场土壤中丰度最高的耐药基因.不同养殖场土壤中抗生素抗性基因的丰度和多样性均表现为养鸡场和养猪场样品高于养牛场土壤,且3种养殖场土壤样品中的抗性基因表现出不同的类别分布特征.养殖场土壤中较高的可移动基因元件丰度,及其与抗生素抗性基因丰度显著的相关性(P<0.05)说明,可移动基因元件可能促进了抗生素抗性基因在养殖场土壤中的迁移和扩散.

关键词：紫色土畜禽养殖场抗生素抗性基因(ARGs) 可移动基因元件(MGEs) 高通量荧光定量PCR(HT-QPCR)

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贡嘎山地区地表水化学特征及水环境质量评价

环境科学 2016年第10期37卷 3798-3805页

作者：何晓丽吴艳宏周俊邴海健中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

在系统采集贡嘎山地表水样的基础上,综合运用描述性统计、Gibbs图和阴阳离子三角图,分析了贡嘎山地区地表水化学主离子(K^+、Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、CO_3^(2-)、HCO_3^-、Cl^-、SO_4^(2-)),)特征及其控制因素、重金属元素(Cu、Cd、Pb... 详细信息

在系统采集贡嘎山地表水样的基础上,综合运用描述性统计、Gibbs图和阴阳离子三角图,分析了贡嘎山地区地表水化学主离子(K^+、Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、CO_3^(2-)、HCO_3^-、Cl^-、SO_4^(2-)),)特征及其控制因素、重金属元素(Cu、Cd、Pb、Zn)和营养元素(N、P)的空间分布特征,并利用单因子评价法对贡嘎山地区地表水质进行评价.结果表明,贡嘎山地区总溶解固体(total dissolved solid,TDS)质量浓度均值为103.22 mg·L^(-1),为低矿化度水,全流域水化学类型以HCO_3-Ca型为主.全区水化学主离子主要来自碳酸盐岩风化,但大气降水对东部地区河流的化学离子来源具有重要影响.研究区地表水中重金属元素和营养元素的质量浓度总体较低,且东部明显高于西部.贡嘎山地区地表水水质总体优良,并呈现西部优质,东部良好的空间分布特征,该特征主要受自然因素控制,但东南坡的部分水体已受到人类影响.

关键词：地表水 Gibbs图水化学特征水质评价贡嘎山

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三峡水库消落带土壤侵蚀与生态重建研究进展

中国水土保持科学 2019年第4期17卷 160-168页

作者：贺秀斌鲍玉海中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室

三峡水库消落带对库岸稳定性、入库泥沙和水库水质有重要意义,但土壤侵蚀等过程复杂,治理与保护难度大,缺乏高效简便的治理技术。作者基于水文资料、调查数据和长期野外土壤侵蚀观测数据,结合相关研究文献,分析三峡水库消落带土壤侵蚀... 详细信息

三峡水库消落带对库岸稳定性、入库泥沙和水库水质有重要意义,但土壤侵蚀等过程复杂,治理与保护难度大,缺乏高效简便的治理技术。作者基于水文资料、调查数据和长期野外土壤侵蚀观测数据,结合相关研究文献,分析三峡水库消落带土壤侵蚀现状及其时空分异规律,侵蚀模数高达9万4 887 t/(km^2·a),比周围环境高出16倍,但土壤侵蚀强度在近年来减弱。研究影响消落带土壤侵蚀主要因素为波浪冲蚀。梳理陡坡固土挡护、坡面植生护坡、平缓坡地快速排水等土壤基质稳固与整治途径,概述抗旱耐淹且具护坡效应的乔灌草等适宜植物选育进展和品种组配模式,提出不同生态型植被的海拔分区配置模式,凝练自然恢复、景观植被生态恢复、分区固土护岸、生态湿地拦沙截污、季节性环境友好利用、生态渔业饲草种植等6种三峡水库土质消落带生态治理综合模式,并展望消落带急需开展的研究内容。

关键词：消落带土壤侵蚀生态重建三峡水库

沱江和涪江水系干支流氮磷营养盐的空间分布特征

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环境科学 2023年第7期44卷 3933-3944页

作者：李子阳周明华徐鹏陈露刘祥龙林洪羽江南任兵张博文中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

沱江和涪江是长江上游的重要支流,且都存在严重的水体污染问题,其中氮(N)和磷(P)为最主要污染物.通过对沱江和涪江干支流进行取样并进行水体N和P空间分布特征的分析,寻找不同空间水质差异的原因,为长江上游及其支流流域地表水污染防控... 详细信息

沱江和涪江是长江上游的重要支流,且都存在严重的水体污染问题,其中氮(N)和磷(P)为最主要污染物.通过对沱江和涪江干支流进行取样并进行水体N和P空间分布特征的分析,寻找不同空间水质差异的原因,为长江上游及其支流流域地表水污染防控提供科学依据.结果表明,沱江水系和涪江水系均存在严重的总氮(TN)污染,劣Ⅴ类水质断面占比分别高达94%和50%,总磷(TP)污染适中,主要集中在Ⅱ类~Ⅳ类水质,但沱江水系TN和TP浓度整体上要高于涪江水系,污染程度要比涪江水系更严重;对沱江而言,干流硝态氮(NN)浓度从上游到下游呈现先增加后降低的趋势,氨氮(AN)浓度最大值出现在干流上游位点,中下游浓度较低,每流经一座城市后,TP浓度均明显增高,涪江干流的TN和NN浓度呈现上中下游逐渐增加的趋势;沱江和涪江水系均表现出支流TN和TP浓度大于干流的现象,且河流中的TN、TP和NN还受水体pH和水温(T)影响,可见河流N和P污染控制应重视水环境因素的影响.

关键词：沱江涪江氮(N) 磷(P) 空间分布

横断山区泥石流空间格局和激发雨量分异性研究

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地理学报 2019年第11期74卷 2303-2313页

作者：胡凯衡魏丽刘双李秀珍中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学北京100049

地形、降雨等环境因子决定了泥石流的时空分布特征,理解泥石流与这些因子的关系有助于区域泥石流灾害风险评估与防灾减灾工作。以横断山区为研究区域,选取降水、气候、地貌、地质、土地覆盖、土壤厚度、高差势能以及湿度指数等因子,利... 详细信息

地形、降雨等环境因子决定了泥石流的时空分布特征,理解泥石流与这些因子的关系有助于区域泥石流灾害风险评估与防灾减灾工作。以横断山区为研究区域,选取降水、气候、地貌、地质、土地覆盖、土壤厚度、高差势能以及湿度指数等因子,利用地理探测器和灰度关联分析等方法,探讨了环境因子与泥石流沟空间分布的关系以及降水特征与泥石流灾害的时间关联性。结果表明,湿度指数是决定泥石流沟空间格局的最主要因子,其次是高差势能和土壤厚度,多年平均分布的降水特征对泥石流沟分布的影响较小。泥石流灾害事件与降水特征的时间关联具有较大的区域异质性。泥石流发生地的激发雨量、湿度指数、高差及土壤厚度的统计分布在不同地貌、地质和气候单元中有明显差异。这表明泥石流预警不仅需要考虑雨量等激发因子,还必须考虑其他影响因素的空间差异性。

关键词：泥石流灾害环境因子降雨特征地理探测器灰色关联分析

西南山区等高植物篱和植物固结地埂的水土保持功能的理解（英文）

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中国水土保持科学 2017年第2期15卷 25-34页

作者：周萍文安邦严冬春史忠林龙翼中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041

水土流失是个世界范围的严重环境问题,比如由于丰沛的降雨和陡坡耕作,造成的中国西南部偏僻山区的坡耕地水土流失。这些区域采取了多种保持土壤措施减少土壤流失,可当地农民并不接受引进的等高植物篱措施;而植物固结地埂是一项传统的且... 详细信息

水土流失是个世界范围的严重环境问题,比如由于丰沛的降雨和陡坡耕作,造成的中国西南部偏僻山区的坡耕地水土流失。这些区域采取了多种保持土壤措施减少土壤流失,可当地农民并不接受引进的等高植物篱措施;而植物固结地埂是一项传统的且当地农民乐意接受的水土保持措施。本文比较了等高植物篱和植物固结地埂的结构,设置3种植物固结地埂高度0(CK)、10 cm(H10H)、和15 cm(H15H),分析了等高植物篱(H0H)和上述3种地埂高度的植物固结地埂对径流、侵蚀量的影响及产投比和经济效益,旨在理解当地农民的选择。研究结果显示最明显的区别是植物固结地埂具有一定高度的地埂能够方便农事活动并且有效减少水土流失。植物固结地埂的第2个处理(H15H)比无地埂无植物篱的坡耕地处理(CK)减少径流55.56%±6.25%,减少侵蚀量79.26%±3.50%。不同处理的径流量、土壤侵蚀减少量和土壤抗蚀性变化顺序为:H15H>H10H>H0H>CK。H15H的产投比最高为1.52.与其他试验处理相比,虽然H15H措施需要的劳动力更多,但它具有较高的植物篱收获量和产投比以及较强的抗冲蚀性。因此,西南地区坡耕地上推荐具有15 cm地埂高度的植物固结地埂措施(H15H),甚至该项水土保持措施可适用于与西南地区气候相似的其它区域或是其它国家。

关键词：植物固结地埂结构水土保持机理等高植物篱

三峡库区典型支流库湾消落带沉积泥沙特征及重金属评价

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环境科学 2016年第3期37卷 935-941页

作者：王永艳文安邦史忠林严冬春朱波唐家良中国科学院成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

为了分析三峡库区支流消落带沉积泥沙的理化特征以及重金属污染的空间变化特征,选择9条典型一级支流,共采集54个消落带沉积泥沙样品,测定了粒径分布、容重、有机质（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）、钾（K）等养分元素含量特征以及运用... 详细信息

为了分析三峡库区支流消落带沉积泥沙的理化特征以及重金属污染的空间变化特征,选择9条典型一级支流,共采集54个消落带沉积泥沙样品,测定了粒径分布、容重、有机质（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）、钾（K）等养分元素含量特征以及运用地累积指数评价铬（Cr）、铜（Cu）、镍（Ni）、铅（Pb）、锌（Zn）等重金属.结果表明消落带沉积泥沙粒径分布在空间上（乌江-磨刀溪）中值粒径呈波动变化;支流消落带下部（160~165 m）沉积泥沙相比上部（165~175 m）偏粗,不同高程带砂粒和黏粒体积分数变化属于中等变异,粉粒属于弱变异.独立样本t检验表明消落带上部和下部之间沉积泥沙特征差异不显著.地累积指数评价表明支流消落带沉积泥沙只有Zn元素在珍溪河、龙洞河和龙河属于无-中的污染程度,Pb元素在磨刀溪属于无-中的污染程度,其他元素在所选支流消落带均为无污染.

关键词：支流库湾沉积泥沙理化性质重金属三峡库区

三峡库区支流库湾消落带土壤磷形态赋存特征及其释放风险

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环境科学 2023年第5期44卷 2574-2582页

作者：张雪朱波中国科学院成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室成都610041 中国科学院大学北京100049

三峡库区消落带经历反复的淹水-落干循环影响,消落带土壤磷迁移转化过程加快,可能加剧支流库湾水体富营养化.采集了三峡库区腹心支流库湾典型消落带土壤,测定磷赋存形态与磷素饱和度(DPS)等,分析磷释放风险.结果表明,(1)消落带土壤ω[总... 详细信息

三峡库区消落带经历反复的淹水-落干循环影响,消落带土壤磷迁移转化过程加快,可能加剧支流库湾水体富营养化.采集了三峡库区腹心支流库湾典型消落带土壤,测定磷赋存形态与磷素饱和度(DPS)等,分析磷释放风险.结果表明,(1)消落带土壤ω[总磷(TP)]、ω[无机磷(IP)]和ω[有机磷(OP)]均值分别为771.80、485.33和166.30 mg·kg^(-1),IP和OP均以非活性形态磷为主.(2)消落带土壤形态磷的赋存格局受落干-淹水方式影响,Ex-P和NaHCO_(3)-Po含量显著高于对照土壤,Fe-P、HCl-Po和Fulvic-Po含量沿高程下降而显著降低(P重点关注.Fe-P、HCl-Po和Fulvic-Po在消落带土壤磷释放过程中贡献较大,pH升高会促进Fe-P的释放,碱性磷酸酶(ALP)是有机磷转化的重要参与者,有机质(OM)是有机磷的主要来源.

关键词：三峡库区消落带(WLFZ) 磷形态生物有效磷(Bio-P) 磷素饱和度(DPS) 释放风险