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腾冲火成岩分布地区流域重金属元素迁移富集规律

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地球学报 2024年第4期45卷 623-636页

作者：赵忠强夏顶洪张佳琳李振阳曾丽源宋垠先何洪鸣陈忠昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 华东师范大学地理科学学院上海200241 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

环境中的重金属污染一般与人类活动有关,但流域内自然来源的重金属影响也不容忽视。火成岩分布地区的地质高背景往往含有较高的过渡金属元素,其中以Cr、Ni、Cu含量较高,主要赋存在流域内的土壤和沉积物中,其对流域生态环境会造成持续性... 详细信息

环境中的重金属污染一般与人类活动有关,但流域内自然来源的重金属影响也不容忽视。火成岩分布地区的地质高背景往往含有较高的过渡金属元素,其中以Cr、Ni、Cu含量较高,主要赋存在流域内的土壤和沉积物中,其对流域生态环境会造成持续性危害。为了解火成岩地区土壤和沉积物的重金属元素的迁移富集规律,为治理环境污染,保护人类生活环境提供一定意义的科学认识和参考依据。本研究以云南腾冲火成岩分布地区的龙川江和沙河两个流域为研究对象,系统采集基岩、土壤和沉积物样品进行研究。结果表明:两个流域内沉积物和土壤的矿物组成主要有石英、长石、黏土矿物及少量碳酸盐,风化过程中随长石的减少,黏土类矿物显著增加,重金属元素也随黏土矿物的增加而富集,Cr、Ni在土壤中富集,与总黏土矿物含量呈线性关系(Cr:R^(2)=0.3817;Ni:R^(2)=0.5797),沉积物中Cr、Ni、Zn、Pb含量与高岭石、云母和伊利石混层的含量呈线性关系(R^(2)=0.43~0.72)。重金属Cu、Zn、Pb在沉积物中富集,其传质系数在龙川江沉积物中与高岭石、云母和伊利石混层的含量呈线性关系(R^(2)=0.58~0.79)。黏土类矿物对重金属元素的富集和迁移具有重要作用。

关键词：云南腾冲重金属迁移富集土壤沉积物

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连续降雨条件下工程堆积体产流产沙对砾石含量的响应

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水土保持通报 2024年第2期44卷 91-100页

作者：王子吟魏育超李镇骆汉谢永生西北农林科技大学水土保持科学与工程学院陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 中国电建集团昆明勘测设计院有限公司云南昆明650000

[目的]探究连续降雨条件下不同砾石含量对陕北沙壤土上方有来水工程堆积体坡面产流产沙的影响,为生产建设项目水土流失治理提供数据支撑和理论参考。[方法]通过室内模拟降雨试验,研究不同砾石含量(0,10%,20%,30%,40%)工程堆积体坡面土... 详细信息

[目的]探究连续降雨条件下不同砾石含量对陕北沙壤土上方有来水工程堆积体坡面产流产沙的影响,为生产建设项目水土流失治理提供数据支撑和理论参考。[方法]通过室内模拟降雨试验,研究不同砾石含量(0,10%,20%,30%,40%)工程堆积体坡面土壤水动力学特性及产流产沙特征。[结果]①降雨强度相同,随砾石含量增加,工程堆积体坡面初始产流时间表现为递减趋势,减幅为27.22%~64.62%,35.09%~71.70%,47.37%~78.77%,51.75%~82.31%。次降雨径流率表现为“迅速增加—稳定波动”的变化趋势,平均径流率随砾石含量、降雨时间的增加显著增大;但产流峰值随砾石含量增加而降低,且出现时间逐渐提前。②试验各场次雷诺数的变化范围介于74.13~165.05,均小于500,水流属于层流;弗劳德数的变化范围集中在2.14~3.71,表现为急流。水流剪切力、水流功率和单位水流功率随降雨场次的增加而显著增加。③0%~40%砾石含量工程堆积体坡面侵蚀速率介于0.45~6.73,0.13~4.09,0.25~1.26,0.14~0.96,0.13~0.88 g/(m^(2)·min),各砾石含量堆积体减沙幅度分别为36.06%,49.05%,55.23%和56.62%,其中砾石高覆盖度(40%)的沙壤土工程堆积体坡面土壤侵蚀强度较小。[结论]砾石覆盖在沙壤土工程堆积体坡面的水土流失过程中可显著降低土壤侵蚀速率,从而实现拦蓄水土,保持较高的减沙效益。

关键词：工程堆积体砾石含量连续降雨产流产沙

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9种介电类水分传感器对风沙土含水率的测定精度及校准模型比较

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 123-135,145页

作者：曹尤淞肖波中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心陕西杨凌712100 中国科学院水利部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 中国科学院大学北京100049 中国农业大学土地科学与技术学院农业农村部华北耕地保育重点实验室北京100193

【目的】比较不同水分传感器对风沙土含水率的测定精度,并建立校准模型,为旱区农业水土资源的高效利用提供理论依据。【方法】以METER、Acclima和Truebners三大制造商生产的9种介电类水分传感器为对象,以典型风沙土为供试土壤,通过室内... 详细信息

【目的】比较不同水分传感器对风沙土含水率的测定精度,并建立校准模型,为旱区农业水土资源的高效利用提供理论依据。【方法】以METER、Acclima和Truebners三大制造商生产的9种介电类水分传感器为对象,以典型风沙土为供试土壤,通过室内校准试验比较各种传感器对土壤含水率的测定精度,评估其在风沙土上的适用范围、准确度、精密度及其影响因素,并构建不同传感器测定风沙土含水率的校准模型,比较不同校准模型的精度。【结果】(1)默认模型下,与其他传感器相比,MAS-1和EC-5的测定精度较高,其均方根误差(RMSE)分别为0.020和0.027,平均偏差误差(MBE)分别为0.016和0.024,斜率(k值)分别为0.9433和0.9403,决定系数(R^(2))分别为0.926和0.938。(2)土壤含水率范围影响传感器的测定精度。各传感器在低含水率下的RMSE平均值比中、高含水率分别减小了40.9%和42.6%,MBE平均值减小了61.8%和59.9%,而R2平均值提高了0.7%和11.3%。其中,低含水率时EC-5和TDR-315H的精度较高,而中、高含水率下MAS-1的精度均较高。对于含水率相同的土壤,各传感器的测定结果差异较大,且含水率越高差异越大。(3)与默认模型相比,校准模型的RMSE和MBE平均减小了48.8%和72.6%,纳什系数(NSE)和R2提高了70.7%和4.5%。经模型校准后,5TE和TEROS-12测定精度的增幅最大,而TDR-315H的测定精度相对最高。此外,传感器测定的风沙土含水率默认值与校准值具有较高的拟合精度,通过模型转换可实现对默认值的二次校准。【结论】综合评估测定精度、使用寿命和售价,MAS-1、EC-5和TDR-315H可作为风沙土含水率监测的优先传感器备选,且利用风沙土的校准模型对传感器进行标定十分重要。

关键词：土壤体积含水率介电常数水分传感器农业水土资源生态水文过程旱区农业

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河西走廊农田灌溉面积阈值分析

干旱区地理 2024年第7期47卷 1165-1174页

作者：吴梦雨李冬杰韩玉国邱业曲芝旭北京林业大学水土保持学院北京100083 北京金水信息技术发展有限公司北京100053 北京市水土保持工程技术研究中心北京100083

明晰区域农业水资源可承载灌溉面积能力,约束农业用水和控制农田灌溉面积扩张是解决河西走廊地区水资源可持续利用问题的战略选择。利用水量平衡原理和逐步回归模型,以当地水资源量、水资源利用情况、灌溉水有效利用系数等资料为基础,... 详细信息

明晰区域农业水资源可承载灌溉面积能力,约束农业用水和控制农田灌溉面积扩张是解决河西走廊地区水资源可持续利用问题的战略选择。利用水量平衡原理和逐步回归模型,以当地水资源量、水资源利用情况、灌溉水有效利用系数等资料为基础,计算出河西走廊在不同发展情景下的水资源可开发利用量和可承载灌溉面积阈值。结果表明:(1)在经济优先发展情景下,河西走廊地区可开发利用水资源总量为48.22×10^(8)m^(3),可承载灌溉面积阈值为58.92×10^(4)~67.16×10^(4)hm^(2)。(2)在生态优先发展情景下,可开发利用水资源总量为34.44×10^(8)m^(3),可承载灌溉面积阈值为37.90×10^(4)~43.20×10^(4)hm^(2)。(3)在经济兼顾生态发展情景下,可开发利用水资源总量为41.33×10^(8)m^(3),可承载灌溉面积阈值为48.41×10^(4)~55.18×104hm^(2)。(4)微灌面积占比与灌溉水有效利用系数呈显著正相关关系。研究结果可为河西走廊地区确定合理灌溉面积、优化水土规划和配水制度提供依据。

关键词：灌溉面积阈值农业水资源管理河西走廊

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黄土高原生物土壤结皮分布时空分异特征

应用生态学报 2024年第3期35卷 739-748页

作者：赵允格吉静怡张万涛明姣黄琬雲高丽倩西北农林科技大学水土保持科学与工程学院陕西杨凌712100 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心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

生物土壤结皮(生物结皮)是黄土高原广泛分布的生物地被物,在调节生态系统稳定性和多功能性方面具有重要作用。目前黄土高原生物结皮区域分布特征鲜有报道,限制了该区生物结皮生态功能的评估。本研究基于课题组2009—2020年间5次黄土高... 详细信息

生物土壤结皮(生物结皮)是黄土高原广泛分布的生物地被物,在调节生态系统稳定性和多功能性方面具有重要作用。目前黄土高原生物结皮区域分布特征鲜有报道,限制了该区生物结皮生态功能的评估。本研究基于课题组2009—2020年间5次黄土高原不同降水量带388个样点的生物结皮分布特征调研资料,分析了该区不同退耕年限、降水量、地形(坡向和坡位)和退耕方式(还乔、还灌和还草)下生物结皮的盖度、组成及其影响因素。在此基础上,借助机器学习和空间建模方法,绘制了黄土高原250 m×250 m分辨率生物结皮及组成分布图,分析了黄土高原生物结皮区域空间分布特征。结果表明:黄土高原地区林草地的生物结皮平均盖度为47.3%,其中,藻结皮占25.5%,藓结皮占19.7%,地衣结皮占2.1%,具有明显的时空变化特征。在时间上,对特定区域,生物结皮盖度随封禁年限的延长呈波动式下降,其中,藻结皮和藓结皮盖度呈明显的反向波动。在年内,生物结皮盖度在湿润季节略高于干旱季节。在空间上,风沙区生物结皮盖度较高,且以藻结皮为主,土石山区生物结皮盖度较低。降水量和退耕方式显著影响生物结皮盖度和组成的空间分布,坡向和坡位的影响相对较小。生物结皮的空间分布与土壤有机碳、pH和质地有关。本研究描述了黄土高原区域生物结皮分布的时空分异特征,可为该区生物结皮研究提供数据支持。

关键词：生物结皮随机森林环境因素分布格局空间预测

水土保持新质生产力助推水利风景区高质量发展

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水利技术监督 2024年第10期 115-117,155页

作者：刘卉芳王昭艳殷小琳中国水利水电科学研究院水利部水土保持生态工程技术研究中心北京100048

全国水利风景区正在快速发展,水土保持型水利风景区是水利风景区6种类型之一,因此,开展水土保持新质生产力助推水利风景区高质量发展研究兼具理论意义与实践价值。文章探讨了水土保持新质生产力内涵与特点,分析了水土保持新质生产力在... 详细信息

全国水利风景区正在快速发展,水土保持型水利风景区是水利风景区6种类型之一,因此,开展水土保持新质生产力助推水利风景区高质量发展研究兼具理论意义与实践价值。文章探讨了水土保持新质生产力内涵与特点,分析了水土保持新质生产力在水利风景区建设中的重要作用,揭示了水土保持新质生产力在水利风景区建设中尚存在的问题,并从政策、技术、管理层面提出了相应策略,旨在为水土保持新质生产力助推水利风景区高质量发展提供参考。

关键词：水土保持新质生产力水利风景区高质量发展

内蒙古农牧交错区典型黑土坡耕地土壤侵蚀空间分布特征

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水土保持研究 2024年

作者：邹惠杰刘刚舒成博孙波刘亚张琼郭珍中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室中国科学院水利部水土保持研究所中国科学院大学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四川华标测检测技术有限公司

[目的]定量了解内蒙古典型黑土区土壤侵蚀速率,探究该区域土壤侵蚀空间分布特征,阐明土壤侵蚀坡面和区域空间分布规律,以期为区域水土流失治理提供参考。[方法]采集内蒙古农牧交错区（海拉尔区、额尔古纳市和牙克石市）典型黑土坡耕地... 详细信息

[目的]定量了解内蒙古典型黑土区土壤侵蚀速率,探究该区域土壤侵蚀空间分布特征,阐明土壤侵蚀坡面和区域空间分布规律,以期为区域水土流失治理提供参考。[方法]采集内蒙古农牧交错区（海拉尔区、额尔古纳市和牙克石市）典型黑土坡耕地的土壤样品,利用137Cs示踪技术计算各采样点土壤侵蚀速率,结合小波分析的方法研究土壤侵蚀在坡面的分布特征。[结果]（1） 3个坡面所有采样点137Cs含量均小于背景值（1 984.24 Bq/m2）,表现为所有坡面土壤流失。（2） 3个地区的采样坡面平均侵蚀速率表现为:海拉尔[6 533.37 t/（km2·a）]>额尔古纳[4 174.35 t/（km2·a）]>牙克石[2 765.87 t/（km2·a）]。相同坡面的3个纵向断面的平均侵蚀速率相近,同一断面侵蚀速率的变异程度较高。（3）土壤侵蚀速率沿坡长呈强弱交替的周期性变化,但周期长度并不固定。大部分纵向断面存在周期长度为80～160 m和160～200 m的大小两个周期。部分纵向断面只存在一个周期长度为100～120 m的周期。[结论]该地区土壤侵蚀在坡面尺度表现为全坡面侵蚀且在纵向呈现周期性特征,在区域尺度呈现从东到西逐渐增加趋势。

关键词：土壤侵蚀典型黑土农牧交错带小波分析

云杉、白桦人工林地土壤有机碳密度分布特性差异分析——以青海省大通县塔尔沟流域为例

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中国水土保持科学 2024年第4期22卷 182-190页

作者：刘欣悦蔡有柱赵丽娟程唱陈笑贺康宁北京林业大学水土保持学院水土保持国家林业局重点实验室北京100083 北京市水土保持工程技术研究中心北京100083 林业生态工程教育部工程研究中心北京100083 大通回族土族自治县宝库林场西宁810100

森林是陆地生态系统中最重要的贮碳库,研究林地土壤有机碳密度(SOCD)的空间分布模式及其相关影响因素,对于改善土壤肥力有重要意义,进而促进生态系统的林分稳定性和植被生产力的提高。该研究在塔尔沟流域,对云杉纯林、白桦纯林以及云杉... 详细信息

森林是陆地生态系统中最重要的贮碳库,研究林地土壤有机碳密度(SOCD)的空间分布模式及其相关影响因素,对于改善土壤肥力有重要意义,进而促进生态系统的林分稳定性和植被生产力的提高。该研究在塔尔沟流域,对云杉纯林、白桦纯林以及云杉白桦混交林3种典型林型进行了筛选,并运用灰色关联分析法进行研究,分析林地SOCD的空间分布规律及其受到的影响。结果表明:云杉白桦混交林的土壤有机碳密度显著高于白桦纯林(P<0.05),而云杉纯林的土壤有机碳密度则最低。此外,垂直剖面上的有机碳密度随着土壤深度的增加而逐渐降低,与植被层因子中的灌草生物量和郁闭度呈显著正相关,而与角尺度呈显著负相关。在这3种不同的林分类型之中,云杉纯林0~20 cm速效磷与SOCD的关联程度最大(关联度为0.92);白桦纯林中,与有机碳密度关联性强的因素有0~20 cm碱解氮、0~40 cm速效磷和平均树高;云杉白桦混交林中,郁闭度与有机碳密度的关联程度最大(关联度为0.95)。云杉白桦混交人工林综合性质最优,更有利于土壤有机碳的储存和积累,对该地区的林分功能提升具有重要的指导意义。

关键词：林地土壤有机碳密度植被层土壤层枯落物层

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金沙江中游圆口铜鱼种群现状及保护建议

人民长江 2024年

作者：陈锋方艳红袁婷熊满堂黄耿湖北省水生态保护与修复工程技术研究中心水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室水利部中国科学院水工程生态研究所

为了解金沙江中游圆口铜鱼资源现状，于2022年4月、7月和2023年4月、6月对金沙江中游的梨园库尾、阿海库尾、金安桥库尾、水洛河江段圆口铜鱼的种群资源进行了调查，并在2023年6-7月对相应江段进行了连续30日早期资源监测，分析了金沙... 详细信息

为了解金沙江中游圆口铜鱼资源现状，于2022年4月、7月和2023年4月、6月对金沙江中游的梨园库尾、阿海库尾、金安桥库尾、水洛河江段圆口铜鱼的种群资源进行了调查，并在2023年6-7月对相应江段进行了连续30日早期资源监测，分析了金沙江中游圆口铜鱼种群结构、产卵场分布和产卵规模。结果表明：2022-2023年4次渔获物调查共采集到鱼类990尾30种，其中圆口铜鱼112尾，阿海库尾共采集到圆口铜鱼96尾，占采集到的圆口铜鱼总尾数的85.7%，是金沙江中游研究江段最主要的分布区域。阿海库尾渔获物中圆口铜鱼体重范围108.8～511.5g，体长范围230～308mm，年龄分布2+～6+龄，性腺时期Ⅰ～Ⅵ，表明该江段圆口铜鱼种群世代完整，其中规格主要分布在200～300g和300～400g，年龄主要为2+-3+龄和4+-5+龄，性腺发育以Ⅲ期为主；2023年梨园库尾、阿海库尾、金安桥库尾圆口铜鱼产卵规模分别为1.99×106粒、5.46×106粒和1.06×106粒，水洛河未调查到圆口铜鱼卵苗。阿海库尾和金安桥库尾圆口铜鱼产卵规模占对应江段总繁殖规模的53.71%和78.74%，以阿海库尾采集到的圆口铜鱼受精卵及鱼苗径流量最丰富，推测可能是目前唯一规模较大并能够自然繁殖完成生活史的圆口铜鱼栖息地。针对近年来圆口铜鱼资源量整体呈现出的显著下降趋势，为了保护阿海库尾圆口铜鱼种群资源，提出了加强阿海库尾圆口铜鱼的基础调查和研究工作、开展梨园和阿海梯级水库针对圆口铜鱼繁殖水文过程的生态调度、暂停水洛河捷可水电站建设、加强龙盘水电站的影响论证等保护建议，为开展圆口铜鱼种群保护和恢复提供科学支撑。

关键词：金沙江中游阿海水电站圆口铜鱼种群现状早期资源