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近30年皖西大别山土壤侵蚀时空变化及其对景观格局的响应

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水土保持学报 2024年第3期38卷 37-44页

作者：田昌园张红丽汪军红李嘉宁张艺查同刚北京林业大学水土保持学院北京100083 水利部水土保持监测中心北京100000 霍山县水土保持试验站安徽六安237266

[目的]为明确安徽省内长江流域和淮河流域重要的生态过渡区皖西大别山区的景观格局与土壤侵蚀及其关系,为该区域的景观格局调控和水土流失治理提供参考。[方法]借助RULSE模型计算皖西大别山区近30年土壤侵蚀模数,借助景观指数对其景观... 详细信息

[目的]为明确安徽省内长江流域和淮河流域重要的生态过渡区皖西大别山区的景观格局与土壤侵蚀及其关系,为该区域的景观格局调控和水土流失治理提供参考。[方法]借助RULSE模型计算皖西大别山区近30年土壤侵蚀模数,借助景观指数对其景观格局的变化进行描述,并使用偏最小二乘回归(PLSR)探究该区域景观指数对土壤侵蚀的影响关系。[结果]近30年,土壤侵蚀模数呈先减少后增加趋势;土壤侵蚀较严重地区主要集中在中西部和南部山区;大部分地区土壤侵蚀强度主要为微度和轻度,且各类土地利用类型的侵蚀强度有明显差别,表现为草地>耕地>林地;土地利用类型及景观格局总体较稳定,景观格局变化主要表现为景观破碎化的降低、景观异质性和连接性的提高;香农多样性指数(SHDI)、边界密度指数(ED)、相似邻近百分比(PLADJ)、景观形状指数(LSI)对皖西大别山区具有显著解释意义,且表现为SHDI、ED、LSI对土壤侵蚀起显著正向作用,PLADJ对土壤侵蚀起显著负向作用。[结论]在皖西大别山区,景观破碎化的提高和景观连通度的降低显著促进土壤侵蚀。

关键词：土壤侵蚀景观格局 RULSE模型偏最小二乘回归

暴雨条件下水土保持措施对坡面产流产沙的影响

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水土保持研究 2024年

作者：赵泽坤史明昌杨润泽王奋忠王世雷北京林业大学水土保持学院北京市密云区水土保持工作站

[目的]探究暴雨条件下水土保持措施对坡面产流产沙的影响,可对科学制定高效的水土流失防治措施提供依据。[方法]依托北京密云区石匣小流域水土保持科技示范园的7个径流小区,选取了2010—2021年20场自然暴雨观测数据,运用统计和相关分析... 详细信息

[目的]探究暴雨条件下水土保持措施对坡面产流产沙的影响,可对科学制定高效的水土流失防治措施提供依据。[方法]依托北京密云区石匣小流域水土保持科技示范园的7个径流小区,选取了2010—2021年20场自然暴雨观测数据,运用统计和相关分析等方法探讨了不同水土保持措施对产流产沙和面源污染的影响,并分析了降雨、土壤、植被因子与产流产沙之间的相关性。[结果]（1）在2010—2021年研究区年降雨总量相对平缓,但年降雨频率有所增加、暴雨发生次数呈现出上升趋势。（2）在20次暴雨条件样本中,荆条的减流率和减沙率分别为94.13%和99.76%,减流减沙效益优于刺槐+侧柏+鱼鳞坑、玉米+梯田等其他组合。荆条、刺槐+侧柏+鱼鳞坑对面源污染的防治效果较好,污染指标显著低于平均水平。（3）降雨因子、植被因子与径流泥沙的相关性分析显示,平均雨强、I30、I60与径流量呈显著正相关,相关系数分别为0.54,0.73,0.7;平均雨强、I60与泥沙量呈显著正相关,相关系数分别为0.58,0.5;植物盖度与径流量、泥沙量明显负相关,相关系数分别为-0.51,-0.58。[结论]综合考虑暴雨条件下的径流泥沙数据,我们认为在保障经济效益的前提下,推荐该地区采用荆条作为优先水土保持措施。

关键词：土壤侵蚀暴雨产流产沙水土保持效益北方土石山区

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盐池地区不同下垫面输沙率特征

中国水土保持科学 2024年第2期22卷 99-106页

作者：张国军沈子雅魏小燕任正龑徐志友马文涛程金花王霄宁夏水土保持监测总站银川750021 北京林业大学水土保持学院北京100083

为探究宁夏盐池地区输沙率年内与年际变化特征以及风速与输沙率关系,测量刘窑头风蚀实验站2010—2019年5种下垫面风蚀样地(流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、灌木林地和荒草地)的输沙率(Q)及风速(V),计算集中度(R_(CD))和集中期(R_(CP)... 详细信息

为探究宁夏盐池地区输沙率年内与年际变化特征以及风速与输沙率关系,测量刘窑头风蚀实验站2010—2019年5种下垫面风蚀样地(流动沙丘、半固定沙丘、固定沙丘、灌木林地和荒草地)的输沙率(Q)及风速(V),计算集中度(R_(CD))和集中期(R_(CP))、年际变差系数(S_(v))与年际极值比(S_(w)),并将输沙率与风速进行函数拟合。结果表明:1)下垫面影响Q的大小及均匀性,灌木林地平均输沙率最小,年内输沙率集中程度最高,R_(CP)集中在5、6月。10 a间固定沙丘年内最大输沙率出现的时间日期前移,荒草地年最大输沙率出现的日期逐渐后移。2)S_(v)和S_(w)均表明流动沙丘输沙率年际变异程度高于灌木林地。3)指数函数能更好地反映半固定沙丘(R^(2)=0.843)输沙率响应风速特征,其他下垫面为幂函数最佳。4)一元三次函数较好表达各年平均输沙率与风速关系,拟合公式为:Q=65.42-93.36V+42.55V^(2)-6.00V^(3)(R^(2)=0.800)。存在2个风速临界值(1.74和2.99 m/s),改变输沙率对风速的响应。结果可用于盐池地区风沙治理措施建设实践中,可为盐池地区的风蚀综合治理提供科学依据与技术支撑。

关键词：输沙率年内变化年际变化宁夏盐池地区

西吉县2022年“7·15”暴雨重力侵蚀调查与建议

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人民黄河 2024年第6期46卷 109-112页

作者：高健健党维勤周子渊李旭强黄河水利委员会绥德水土保持科学试验站陕西榆林719000 黄土高原水土保持与生态修复国家林业局重点实验室陕西榆林719000

2022年7月13—16日黄河中游地区发生强降雨过程,其中宁夏西吉县于7月15日出现的局地强降雨造成严重灾害,为科学评估此次强降雨造成的水土流失危害和水土保持措施的作用,水利部水土保持监测中心及时组织开展了调查工作,其中重力侵蚀专题... 详细信息

2022年7月13—16日黄河中游地区发生强降雨过程,其中宁夏西吉县于7月15日出现的局地强降雨造成严重灾害,为科学评估此次强降雨造成的水土流失危害和水土保持措施的作用,水利部水土保持监测中心及时组织开展了调查工作,其中重力侵蚀专题调查采取无人机影像解译和现场复核相结合的方法获取了西吉县唐家河流域内5条典型小流域发生重力侵蚀的位置、面积及侵蚀量等。对调查结果进行统计与分析表明:此次强降雨在5条小流域内共造成重力侵蚀120处,其中崩塌85处、滑坡29处、泥石流6处,主要发生在新修梯田、道路和荒草地,次暴雨重力侵蚀强度为300~1500 t/km^(2),造成较严重重力侵蚀的原因之一是水土保持工程措施建设标准低、配套设施体系不完备。提出了适当提高水土保持工程建设标准、注重梯田田坎防护、加强道路与沟道排水设施建设等建议。

关键词：重力侵蚀水土保持工程无人机影像解译唐家河流域西吉县

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太行山区典型土地利用类型水土流失特征分析

中国水土保持 2024年第7期 42-47页

作者：王洁张广英刘凤婵陶泽保定市水土保持试验站河北保定071000 河北大学生态环境系河北保定071002

为探究太行山区典型土地利用类型水土流失规律,选取崇陵小流域内林地、坡耕地、裸地3种土地利用类型坡面径流小区,利用人工观测结合自动雨量站、水土流失自动观测仪,观测2016年、2020年和2021年3个年份各径流小区水土流失特征,结果表明... 详细信息

为探究太行山区典型土地利用类型水土流失规律,选取崇陵小流域内林地、坡耕地、裸地3种土地利用类型坡面径流小区,利用人工观测结合自动雨量站、水土流失自动观测仪,观测2016年、2020年和2021年3个年份各径流小区水土流失特征,结果表明:林地产流次数最少(7次),坡耕地产流次数最多(24次);径流深与次降雨量呈正相关关系,径流深增长速度在林地最小,在坡耕地最大,表明林地对降雨的拦截作用最强;土壤流失量随降雨侵蚀力的增加而增加,坡耕地的增长速度最快;林地、坡耕地及裸地7—9月土壤流失量占全年的比例分别为100%、98.44%和88.79%;雨季时林地对水土流失的减少作用远大于雨季之后,表明雨季时林地对水土流失的抑制作用更强。坡耕地是太行山区产生水土流失较严重的一种土地利用类型,相同降雨类型下有植被覆盖、实施水土保持工程措施的土地可有效减少坡面水土流失量。

关键词：特征分析水土流失土地利用类型太行山区

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农林开发等生产建设活动水土保持监管研究——以江西省万年县为例

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长江科学院院报 2024年

作者：周乐群韩凤翔陈剑桥姬俊虎赵继东鲁勇长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站长江水利委员会水土保持局

为落实中办、国办《关于加强新时代水土保持工作的意见》，加强生产建设活动水土保持监管工作，作者对长江中游地区农林开发等生产建设活动开展了水土保持监管试点研究，以期掌握农林开发等生产建设活动和水土保持监管现状，探索监管技... 详细信息

为落实中办、国办《关于加强新时代水土保持工作的意见》，加强生产建设活动水土保持监管工作，作者对长江中游地区农林开发等生产建设活动开展了水土保持监管试点研究，以期掌握农林开发等生产建设活动和水土保持监管现状，探索监管技术、方法和体制机制。本研究采用3S、计算机、无线网络等先进技术，结合现场核查、调研、空间分析等方法开展。研究表明，2023年万年县生产建设活动扰动面积为6 924.60km2，占其国土面积的6.07%；其中93%以上为林业、自然资源和农村农业等部门的项目或补助项目；约78%的生产建设活动未采取有效的水土保持措施防治水土流失，存在水土流失风险；水土保持监管工作基本未开展。研究认为应加强对政府投资项目的水土保持监管工作，出台农林开发等生产建设活动水土保持监管办法；建立“行业监管、水保协同”的监管体制机制，推行分类监管。

关键词： 3S技术农林开发生产建设活动水土保持监管万年县

基于W-OH的矿区重构冻土阻水层功能评价模拟研究

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干旱区地理 2024年

作者：杨思远杨海龙杨鹏辉张巍张颂扬北京林业大学水土保持学院

为缓解高寒矿区扰动土体难以形成冻土带来的不利影响选取5种W-OH浓度（0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%）喷施于扰动土体底部，重构矿区冻土阻水层，进行抗压试验、入渗试验和模拟降雨试验，分别从物理性能、入渗产流产沙、经济性3个层面进... 详细信息

为缓解高寒矿区扰动土体难以形成冻土带来的不利影响选取5种W-OH浓度（0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%）喷施于扰动土体底部，重构矿区冻土阻水层，进行抗压试验、入渗试验和模拟降雨试验，分别从物理性能、入渗产流产沙、经济性3个层面进行重构阻水层评价分析，采用层次分析法和专家打分法选出8个影响重构阻水层的主要因子，构建重构阻水层功能评价体系，根据综合评分选出该地区最佳的重构阻水层方案。结果表明：（1）W-OH增强了煤矸石固结体的强度，特别是4.5%W-OH浓度时效果最明显。（2）W-OH浓度上升导致重构阻水层入渗率降低，稳渗历时延长，累计入渗量减少，以Horton模型拟合最佳。（3）在降雨条件下，W-OH浓度升高降低了煤矸石固结体的稳定入渗率，增加了平均产流率和平均产沙率，影响与W-OH浓度和坡度正相关。（4）4.5%W-OH浓度方案功能综合评分最高，但在实际施工，4.5%W-OH浓度方案易堵塞喷头，故推荐使用评分次之的3.5%W-OH浓度方案重构矿区冻土阻水层。研究结果为W-OH在高寒矿区重构冻土阻水层应用提供理论依据。

关键词：煤矸石 W-OH 抗压试验入渗试验模拟降雨试验层次分析法

垄沟种植对干旱半干旱地区作物水分利用效率和产量的影响:基于Meta分析

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水土保持通报 2024年第3期44卷 190-200页

作者：郭乔王冬梅张鹏李志梅北京林业大学水土保持学院北京100083 北京市延庆区水务局水土保持管理站北京102100

[目的]系统评估垄沟种植对作物水分利用效率(WUE)和产量的影响,探究影响垄沟种植增产效果的主要驱动因子,为北方干旱、半干旱雨养农业区垄沟种植推广与合理应用提供科学依据与理论基础。[方法]以平作为对照,以垄沟种植为处理,系统分析1... 详细信息

[目的]系统评估垄沟种植对作物水分利用效率(WUE)和产量的影响,探究影响垄沟种植增产效果的主要驱动因子,为北方干旱、半干旱雨养农业区垄沟种植推广与合理应用提供科学依据与理论基础。[方法]以平作为对照,以垄沟种植为处理,系统分析1980—2023年公开发表的文献68篇,利用采用Meta分析方法定量分析了高(R/F>1)、中(R/F=1)、低(R/F1适用在年平均降雨量地区,而R/F600 mm和年平均温度>10℃的地区对作物WUE和产量提高更大。在低土壤容重、高土壤全氮含量的条件下R/F>1具有更高的增产效果,而R/F<1在高土壤容重、低土壤速效氮和速效磷含量时更合适。高强度的肥料投入显著降低了垄沟种植的增产效果,低施肥量(氮肥施用量0~150 kg/hm^(2),磷肥施用量0~75 kg/hm^(2))时作物WUE和产量提高最为显著。[结论]不同垄沟比对作物WUE和产量的提高受气候因素、土壤因素、人为管理因素的共同影响。在降水少、土壤贫瘠的自然条件下,更适宜采用垄沟种植。在使用化肥时,低施肥量可以让垄沟种植的增产和保水达到最佳效果。

关键词： Meta分析垄沟种植产量水分利用效率

永定河平原南部典型植被土壤优先流特征及其归因

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水土保持研究 2024年第1期31卷 232-240页

作者：史德威程金花李明峰北京林业大学水土保持学院北京100083

[目的]研究永定河平原地区的优先流现象,解析其形态特征和发育程度,明确影响优先流的主要因素,为该区域淡水资源保护以及生态环境恢复提供理论依据。[方法]以3种典型植被柳树、荆条和狗尾草为对象,在25 mm入渗水量下(大雨)通过野外亮蓝... 详细信息

[目的]研究永定河平原地区的优先流现象,解析其形态特征和发育程度,明确影响优先流的主要因素,为该区域淡水资源保护以及生态环境恢复提供理论依据。[方法]以3种典型植被柳树、荆条和狗尾草为对象,在25 mm入渗水量下(大雨)通过野外亮蓝染色示踪试验获取原始土样和染色剖面图像,使用图像处理技术解析水分和溶质在土壤中下渗的形态规律,结合相关性分析和主成成分分析法研究不同土壤因子对优先流产生和发育的响应。[结果](1)柳树、荆条和狗尾草土壤优先流分别集中在10—40 cm处、10—40 cm处和10—30 cm处,最大染色深度分别为40.0 cm,44.8 cm,31.5 cm。不同植被类型垂直剖面上显示出染色面积比随土层深度的增加而下降。(2)优先流发育程度为柳树样地>荆条样地>狗尾草样地。柳树样地和狗尾草样地的染色面积比和长度指数差异显著(p0.05)。(3)黏粒、砂粒、粉粒含量对方差变异性的贡献率为24.824%,根重密度和有机质含量对方差变异性的贡献率为46.312%。[结论]永定河平原南部3种典型植被中柳树样地最早发生土壤优先流现象,形成优先流染色形态分化程度最高,优先流现象最明显,而狗尾草样地最不明显。随着入渗水量的增加,土壤水分运动表现出整体下移,加深了土壤水流形态分化界面深度,即0—20 cm土层染色形态表现为相对稳定。土壤机械组成与径级小于5 mm根系是影响优先流产生发育的重要因素,由于各样地中植被的生长发育状态不同,因此对土壤优先流的影响程度也不尽相同,存在一定的差异性。

关键词：永定河优先流亮蓝染色示踪法主成分分析