燕沟流域土壤侵蚀强度演变特征
土壤侵蚀的概念、类型、特点及影响因素

土壤侵蚀科技名词定义中文名称:土壤侵蚀英文名称:soil erosion定义1:在风力、水力和重力等外营力作用下土壤物质被分散、搬运和沉积的过程。
应用学科:地理学(一级学科);土壤地理学(二级学科)定义2:在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下,土壤、土壤母质被破坏剥蚀、搬运和沉积的全部过程。
应用学科:水利科技(一级学科);水利水土保持(二级学科);水土流失(水利)(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力(水、风)作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。
广泛应用的“水土流失”一词是指在水力作用下,土壤表层及其母质被剥蚀、冲刷搬运而流失的过程。
土壤及其母质在水力、风力、冻融或重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。
土壤在外营力作用下产生位移的物质量,称土壤侵蚀量。
单位面积单位时间内的侵蚀量称为土壤侵蚀速度(或土壤侵蚀速率);土壤侵蚀量中被输移出特定地段的泥沙量,称为土壤流失量。
在特定时段内,通过小流域出口某一观测断面的泥沙总量,称为流域产沙量。
目录类型因素影响防治类型因素影响防治展开类型划分土壤侵蚀类型的目的在于反映和揭示不同类型的侵蚀特征及其区域分异规律,以便采取适当措施防止或减轻侵蚀危害。
土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据,通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。
其中水力侵蚀是最主要的一种形式,习惯上称为水土流失。
水力侵蚀分为面蚀和沟蚀,重力侵蚀表现为滑坡、崩塌和山剥皮,风力侵蚀分悬移风蚀和推移风蚀。
水力侵蚀水力侵蚀或流水侵蚀是指由降雨及径流引起的土壤侵蚀,简称水蚀。
包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。
1.面蚀或片蚀:面蚀是片状水流或雨滴对地表进行的一种比较均匀的侵蚀,它主要发生在没有植被或没有采取可靠的水土保持措施的坡耕地或荒坡上。
是水力侵蚀中最基本的一种侵蚀形式,面蚀又依其外部表现形式划分为层状、结构状、砂砾化和鳞片状面蚀等。
面蚀所引起的地表变化是渐进的,不易为人们觉察,但它对地力减退的速度是惊人的,涉及的土地面积往往是较大的。
神东矿区植被覆盖和土壤侵蚀时空动态分析

神东矿区植被覆盖和土壤侵蚀时空动态分析作者:王小燕王丽云马宁来源:《人民黄河》2022年第05期摘要:神东矿区是我国西北地区最大的煤炭生产基地,为了给神东矿区煤炭资源合理开发和水土流失防治提供参考,基于卫星遥感影像数据、数字高程模型和经验性土壤侵蚀模型,对 2005—2018年神东矿区土地利用、植被覆盖度和土壤侵蚀时空动态变化情况进行了分析。
结果表明:神东矿区土地利用方式日趋合理、植被覆盖度总体向好发展、土壤侵蚀强度逐渐减弱;林地、居民点及工矿用地、草地面积增加,耕地面积减少;高覆盖度和中高覆盖度面积增幅较大,主要由中覆盖度和中低覆盖度转化而来;中度以上土壤侵蚀面积减少,较高强度侵蚀向较低强度侵蚀转化。
关键词:土地利用;植被覆盖度;土壤侵蚀强度;神东矿区中图分类号:S157.1;TV882.1 文献标志码:A引用格式:王小燕,王丽云,马宁.神东矿区植被覆盖和土壤侵蚀时空动态分析[J].人民黄河,2021,43(5):124-127.Temporal and Spatial Dynamie Analysis of Soil Erosion in Shendong Mining Area WANG Xiaoyan,WANG Liyun,Ma Ning(Upper and Middle Yellow River Bureau, YRCC, Xi'an 710021, China)Abstract: The Shemdomg mining anea is the largest coal proluction hawe in Northwest Chima. In oriler to prowide refremes for the ratiomal dex welopment of coul resources and the prevention and control of water and soil erosion in the Shendong mining area, hased on satellite remste wwwing imape duta, digital eleation models and empirieal soil erasion models, the results af 2005-2018 the temporal and spatial dynamie changes of lamd use, werlation coverage and soil emsion in Shendong mining arra wre anuhzed. The reauls show that the land use of Shea-dong mining area is becsomingmore reasonable, the vegetation eoveragy is generally inproving and the soil erosion intensity is gradually weak-coing; the anra of wowdlmd, residemtial area, industrial and mining landl, and grasslamd has leen invreaved, while the area of arable land has been deereased; high and mediumelo-high coverage areas are inereased greatly mainly due to the comversion of medium and low coverage;the area of soil erosion above moderate is reduced and theerosion of higher intensity is transformed to lower intensity.Key words: land use; wegetution eoverage; soil erosion intensity; Shendong mining area神东矿区是我国西北地区最大的煤炭生产基地[1]煤炭资源开采在带动当地经济发展的同时曾导致区域土地荒漠化、土地沉陷和生态环境恶化[2]。
黄土丘陵沟壑区土壤水分环境及植被生长响应——以燕沟流域为例

黄土丘陵沟壑区土壤水分环境及植被生长响应——以燕沟流域为例王力;卫三平;吴发启【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2009(29)3【摘要】调查了黄土丘陵沟壑区燕沟流域刺槐(Robinia pseudoacacia)林地、辽东栎(Quercus liaotungensis)林地、荒草地、农地等不同植被类型条件下7种地类的土壤水分环境,分析不同植被类型对水分环境的生长响应.结果认为,各地类均存在一定程度的水分亏缺,亏缺量由大到小依次为:阳坡刺槐林地991.57mm、阳坡荒草地941.21mm、阴坡刺槐林地866.53mm、阳坡辽东栎林地815.89mm、阴坡荒草地790.27mm、阴坡辽东栎林地745.20mm、农地325.55mm.土壤水分的交换深度农地达320cm,阴坡荒草地为240cm,阴坡辽东栎林地为200cm,阴坡刺槐林地和阳坡辽东栎林地均为160cm,阳坡荒草地为140cm,阳坡刺槐林地为120cm.试验期间,林地、荒草地和农地分别约有10%、14%、30%的降水储存于土壤中,林地、荒草地600cm深土壤水库可利用水量62.6~309.0mm,与农地728.6mm相比土壤水库的调节能力很有限.受林木耗水量和土壤供水能力的双重影响,阳坡刺槐林枯梢现象严重,有整株枯死林木;阴坡刺槐林有明显的枯梢,但没有整株枯死的林木;辽东栎林也存在枯梢现象,但较刺槐林轻微,林木生长仍然十分旺盛.人工林地植被较高的截留和蒸腾耗水是造成土壤干燥化的主要原因,在植被建设中应遵循区域植被的演替规律,以水定植,尽量选择低耗水的适生乡土树种,采取自然修复为主、人工栽植为辅的措施,同时实施好水土保持措施.黄土丘陵区天然辽东栎林是当地植被演替的顶级群落,林地土壤的干燥化是黄土高原气候整体趋于旱化造成的,并不是人为干扰导致植被过度耗水造成的,这种土壤干燥化不宜归属于干层的范畴.判别土壤干层应以当地稳定天然植被群落的生物量水平和土壤水分状况为基准.【总页数】11页(P1543-1553)【作者】王力;卫三平;吴发启【作者单位】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,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;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,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;山西省吕梁市水利局,山西,离石,033001;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,陕西,杨凌,712100【正文语种】中文【中图分类】Q143【相关文献】1.黄土丘陵沟壑区燕沟流域的景观构成及功能类型 [J], 林洋;张文辉2.黄土丘陵沟壑区小流域蒸散发的遥感估算——以静宁县魏沟流域为例 [J], 潘竟虎;刘春雨3.黄土丘陵沟壑区农林草地土壤热量状况及植被生长响应——以燕沟流域为例 [J], 王力;卫三平;吴发启4.黄土高原丘陵沟壑区流域不同水体氢氧同位素特征--以纸坊沟流域为例 [J], 王贺;李占斌;马波;马建业;张乐涛5.黄土高原丘陵沟壑区一副区小流域淤地坝系效益分析——以王茂沟小流域为例[J], 侯建才;李占斌;李勉因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
华北北部区域土壤侵蚀及影响因素的时空变化

华北北部区域土壤侵蚀及影响因素的时空变化第一,降雨量是土壤侵蚀的主要影响因素之一、华北北部区域的降雨量不均匀,多集中在夏季,季节性的暴雨易造成土壤侵蚀。
尤其是在山区,由于地势高低不平,水流容易形成立体式侵蚀,进一步加剧土壤侵蚀的程度。
第二,坡度也是影响土壤侵蚀的重要因素之一、华北北部区域地势起伏较大,山区的坡度较陡,土壤侵蚀风险也相对较高。
坡度越大,水流速度越快,土壤颗粒被冲刷的机会也越大,导致土壤流失加剧。
第三,土地利用方式直接影响着土壤侵蚀的程度。
华北北部区域的农业产业比较发达,大量的耕地和没有适当措施的农作物栽培会导致土壤暴露在外,容易被风蚀或水冲刷。
浅耕、多年蓄仁皮、梯田等传统耕作方式容易导致土壤侵蚀。
第四,人类活动对土壤侵蚀起着重要的影响作用。
人类活动如城市化、工业发展等导致大量的土地开垦和建设,破坏了自然植被覆盖层,增加了土壤裸露面积,使得土壤更容易受到风蚀和水冲刷。
此外,过度放牧、滥砍滥伐等行为也加速了土壤侵蚀的速度。
时空变化方面,华北北部的土壤侵蚀问题在过去几十年间有进一步恶化的趋势。
受气候变化的影响,华北北部地区的降雨量呈不断增加的趋势,暴雨频发对土壤侵蚀产生了更大的影响。
随着经济的快速发展,大量的土地用于城市化和工业开发,进一步加剧了土地的破坏和土壤侵蚀的程度。
为了减少土壤侵蚀,应采取以下措施。
首先,加强水土保持工作,建设梯田、沟系治理等措施,减缓水流速度,降低土壤冲蚀程度。
其次,推行科学合理的耕作方式,如轮作、间种等,保持农田的覆盖度,减少土壤裸露面积。
此外,加强农业生态环境建设,发展有机农业,减少化肥农药的使用,改善土壤质量,提高土壤的保水保肥能力。
全国土壤侵蚀类型区划分

土壤侵蚀类型区的划分2012-07-04 16:02根据我国的地形特点与自然界某一外营力在一较大的区域里起主导作用的原则,水利水电部颁发了《关于土壤侵蚀类型区划分与强度分级标准的规定》,把全国区分为三大土壤侵蚀类型区。
(一) 水力侵蚀为主的类型区这一类型区大体分布在我国大兴安岭—阴山—贺兰山—青藏高原东缘一线以东,包括西北黄土高原、东北的低山丘陵与漫岗丘陵、北方山地丘陵、南方山地丘陵、四川盆地及周围山地丘陵、云贵高原六个二级类型区。
1、西北黄土高原这一高原区主要就是指青海日月山以东,山西太行山以西,陕北长城以南,陕、甘秦岭以北的广大地区。
绝大部分属黄河中游,就是我国土壤侵蚀最严重的地区。
土壤条件:黄土在本区内分布很广、厚度很大的第四纪粉沙物质。
分为新黄土与老黄土两种。
前者覆盖在后者之上,总厚度由几十米至100多米,最厚处达200多米。
黄土质地匀细,组织疏松,具有大孔隙构造,垂直节理发育,湿陷性与渗透性都较大。
颗粒粒径0、05-0、002mm的占50%,渗透速度一般在0、8-1、3mm/min。
黄土具有迅速分散的特性,在清水中1—4 min即可全部分散。
地貌条件:按形态、结构分,除大部分为丘陵沟壑、高原沟壑,还有风沙丘陵、涧地、河谷川地与土石山地。
总的来瞧,沟壑纵横,地形破碎,沟深陡坡就是黄土地貌的主要特征。
气候条件:属大陆型季风气候,冬寒夏热,气温变化剧烈,年平均降雨量在300—600mm,分布集中,7、8、9三个月,降雨量占全年的70%;多以暴雨形式出现,暴雨强度每分钟可达1mm,甚至2mm以上,瞬时暴雨强度更大。
一次大暴雨产沙量可占全年总产沙量的40%-86%。
植被条件:黄土高原自东南向西北大致可分为:山地森林、森林草原、草原与干旱草原四个带。
山地植被带的植被以针、阔叶混交林与灌丛为主,开垦指数低,一般在10%以下,土壤侵蚀轻微;森林草原带植被类型以夏绿阔叶林及禾本科、菊科植物群落为主,开垦指数一般在40%-50%,部分人多地少地区高达60—70%,土壤侵蚀严重;干旱草原带的植被以藜科及旱生多刺的植物群落为主,开垦指数为10%—20%,土壤侵蚀严重,同时有较强烈的风蚀发生。
土壤侵蚀强度分级标准表

土壤侵蚀强度分级标准表(SL190-96)土壤侵蚀程度分级指标** 注:在判别侵蚀程度时,根据风险最小原则,应将该评价单元判别为较高级别的侵蚀程度风蚀强度分级表*注:在判别侵蚀程度时,根据风险最小原则,应将该评价单元判别为较高级别的侵蚀程度。
风蚀沙漠化程度分级指标** 注:在判别侵蚀程度时,根据风险最小原则,应将该评价单元判别为较高级别的侵蚀程度。
土壤盐渍化分级指标石漠化程度评价表降水酸度(酸雨)分级标准注:降水酸度是用降水pH值的年平均值表示。
降水酸度的计算方法是,将一年中每次降水的pH 值换算H+浓度后,再以雨量加权求其平均值,得到pH年均值。
以氢离子浓度来划分降水酸度等级。
土壤侵蚀敏感性影响的分级各因素权重确定专家调查表注:Xi为影响因子i对土壤侵蚀的相对重要性,可通过专家调查方法得到。
当因子i对土壤侵蚀重要性为比较重要时,Xi为1;当因子i对土壤侵蚀重要性为明显重要时,Xi为3;当因子i对土壤侵蚀重要性为绝对重要时,Xi为5。
沙漠化敏感性分级指标临界水位深度注:土地盐渍化敏感性是指旱地灌溉土壤发生盐渍化的可能性。
在盐渍化敏感性评价中,首先应用地下水临界深度(即在一年中蒸发最强烈季节不致引起土壤表层开始积盐的最浅地下水埋藏深度),划分敏感与不敏感地区。
盐渍化敏感性评价注:运用蒸发量、降雨量、地下水矿化度与地形指标划分等级。
石漠化敏感性评价指标注:石漠化敏感性主要根据其是否为喀斯特地形及其坡度与植被覆盖度来确定的。
生态系统对酸沉降的相对敏感性分级指标注:1、生态系统对酸雨的敏感性,是整个生态系统对酸雨的反应程度,是指生态系统对酸雨间接影响的相对敏感性,即酸雨的间接影响使生态系统的结构和功能改变的相对难易程度,它主要依赖于与生态系统的结构和功能变化有关的土壤物理化学特性,与地区的气候、土壤、母质、植被及土地利用方式等自然条件都有关系。
生态系统的敏感性特征可由生态系统的气候特性、土壤特性、地质特性以及植被与土地利用特性来综合描述。
1961-2019年黄河流域降雨侵蚀力时空变化特征分析

1961-2019年黄河流域降雨侵蚀力时空变化特征分析姬兴杰;刘美;吴稀稀;丁亚磊;朱业玉【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2022(38)14【摘要】请研究基于黄河流域317个气象站1961-2019年逐日降雨资料,采用日降雨侵蚀力计算模型计算各站点降雨侵蚀力,统计分析了流域降雨侵蚀力的时空分布特征及其与地理因子和气象因子的关系,从总体趋势角度综合探讨导致土壤水蚀加剧的原因,以期为黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支撑。
结果表明:1)黄河流域1961-2019年平均降雨侵蚀力为1223.1 MJ·mm/(hm^(2)·h·a),整体呈不显著下降趋势,下降速率为每10a下降6.71 MJ·mm/(hm^(2)·h·a)。
降雨侵蚀力夏高冬低,夏季降雨侵蚀力占全年的61.3%,冬季仅占0.3%。
2)黄河流域多年平均降雨侵蚀力值的分布范围为33.0~3550.6 MJ·mm/(hm^(2)·h·a),空间分布呈从西北到东南递增的规律。
3)降雨侵蚀力与各地理因子均呈极显著相关关系,其中与经度和坡度呈正相关,相关系数分别为0.587和0.164(n=317,P<0.01),与纬度和海拔高度呈负相关,相关系数分别为-0.498和-0.490(n=317,P<0.01);降雨侵蚀力与降雨量、降水日数、雨强和暴雨日数均呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.839、0.208、0.819和0.753(n=317,P<0.01)。
逐步回归分析显示,降雨量对降雨侵蚀力的贡献率最大,降雨量是导致降雨侵蚀力变化的最主要因素。
【总页数】10页(P136-145)【作者】姬兴杰;刘美;吴稀稀;丁亚磊;朱业玉【作者单位】中国气象局河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室;河南省气候中心;郑州大学化学学院;洛阳市气象局;郑州大学生态与环境学院【正文语种】中文【中图分类】S157.1【相关文献】1.陇东地区降雨侵蚀力时空变化特征分析2.湖南省降雨侵蚀力时空变化特征分析3.1957-2017年泾河流域降雨量及降雨侵蚀力时空变化分析4.1901-2016年黄土高原降雨侵蚀力时空变化5.1970-2019年大汶河流域降雨侵蚀力时空变化分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
(完整版)土壤侵蚀的概念、类型、特点及影响因素

土壤侵蚀科技名词定义中文名称:土壤侵蚀英文名称:soil erosion定义1:在风力、水力和重力等外营力作用下土壤物质被分散、搬运和沉积的过程。
应用学科:地理学(一级学科);土壤地理学(二级学科)定义2:在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下,土壤、土壤母质被破坏剥蚀、搬运和沉积的全部过程。
应用学科:水利科技(一级学科);水利水土保持(二级学科);水土流失(水利)(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力(水、风)作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。
广泛应用的“水土流失”一词是指在水力作用下,土壤表层及其母质被剥蚀、冲刷搬运而流失的过程。
土壤及其母质在水力、风力、冻融或重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。
土壤在外营力作用下产生位移的物质量,称土壤侵蚀量。
单位面积单位时间内的侵蚀量称为土壤侵蚀速度(或土壤侵蚀速率);土壤侵蚀量中被输移出特定地段的泥沙量,称为土壤流失量。
在特定时段内,通过小流域出口某一观测断面的泥沙总量,称为流域产沙量。
目录类型因素影响防治类型因素影响防治展开类型划分土壤侵蚀类型的目的在于反映和揭示不同类型的侵蚀特征及其区域分异规律,以便采取适当措施防止或减轻侵蚀危害。
土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据,通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。
其中水力侵蚀是最主要的一种形式,习惯上称为水土流失。
水力侵蚀分为面蚀和沟蚀,重力侵蚀表现为滑坡、崩塌和山剥皮,风力侵蚀分悬移风蚀和推移风蚀。
水力侵蚀水力侵蚀或流水侵蚀是指由降雨及径流引起的土壤侵蚀,简称水蚀。
包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。
1.面蚀或片蚀:面蚀是片状水流或雨滴对地表进行的一种比较均匀的侵蚀,它主要发生在没有植被或没有采取可靠的水土保持措施的坡耕地或荒坡上。
是水力侵蚀中最基本的一种侵蚀形式,面蚀又依其外部表现形式划分为层状、结构状、砂砾化和鳞片状面蚀等。
面蚀所引起的地表变化是渐进的,不易为人们觉察,但它对地力减退的速度是惊人的,涉及的土地面积往往是较大的。
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燕沟流域土壤侵蚀强度演变特征博 士 生: 王晓燕学科专业名称: 土壤学研 究 方 向: 土壤侵蚀新技术新方法研究指 导 教 师: 田均良研究员本文以延安燕沟流域为研究对象,以核素示踪技术为新的研究手段,以研究小流域侵蚀强度演变特征为主要目的,分析了燕沟流域近几十年来由于土地利用变化等因素的影响,坡面核素含量及土壤侵蚀强度随时间变化的特征;对不同植被恢复方式的土壤保持效益进行了评价,并根据侵蚀环境各因素分析,探讨燕沟侵蚀环境与侵蚀强度的演变趋势,为黄土高原生态环境建设和流域治理规划提供科学依据。
同时在研究方法上用空间序列代替时间序列和以线控面的方法,探索了利用核素示踪方法研究流域尺度土壤侵蚀强度演变的可行性和可靠性,为今后利用核素示踪研究大尺度区域土壤侵蚀及侵蚀环境演变提供了研究基础。
1. 阐明了137Cs 在流域土壤和侵蚀泥沙中的分布特点。
研究了不同土地利用类型土壤剖面137Cs 的分布特征,为137Cs 示踪侵蚀量的计算提供了基础信息。
分析了原状土土壤颗粒组成及坝地泥沙与137Cs 含量的关系,137Cs 含量与土壤和沉积泥沙粒径密切相关;通过对林地、坡耕地与沟口洪水泥沙的颗粒组成分析,发现其颗粒组成有明显的差异,表明该研究区在侵蚀泥沙输移过程中发生颗粒分选,应用137Cs 示踪流域侵蚀速率或利用沟口泥沙推算流域侵蚀模数时应适当进行颗粒校正。
通过研究流域137Cs 背景值与降水量的变异性,发现两者变异系数分别为11.14%和20.11%,显然降水的变异性对137Cs 的分布会产生重要的影响。
2. 提出了用坡长加权方法计算坡面平均坡度和坡面核素平均面积浓度、以线代面研究坡面核素含量和坡面侵蚀强度的方法。
该方法通过相关研究方法的验证,表明其具有可行性。
该方法为核素示踪法用于流域尺度土壤侵蚀环境研究提供了新思路。
3. 分析了燕沟流域坡面上137Cs 含量的分布特征。
研究表明,坡面137Cs 含量与坡度的相关程度远远大于坡长;流域不同时期开垦的典型坡耕地坡面137Cs 含量分异非常明显,不同时期开垦坡面上的137Cs 含量与开垦时间、坡度呈线性关系,其回归方程为:Cs=2356.79-22.77t-35.53S ;不同时期的撂荒地坡面上137Cs 含量的变异系数为80.11%。
坡面137Cs 含量主要与土地利用历史有关。
4. 研究了坡面土壤侵蚀与坡度、坡长、坡向等地形因子的关系。
研究表明,土壤侵蚀强度与坡面形状关系密切,坡面各点的侵蚀模数与坡度呈幂函数或者指数函数相关,顺坡面向下侵蚀强度呈波状变化。
坡面土壤侵蚀模数与坡面平均坡度呈正相关,与坡长的相关性不显著。
侵蚀模数与坡度、坡长的复合相关关系式为:07924.0241.118.104L SM 。
谷坡阴坡刺槐林地的侵蚀程度远远小于峁坡阳坡刺槐林地的侵蚀程度,说明坡向通过影响地面植被盖度,进而影响土壤侵蚀的发生程度。
5. 首次利用核素示踪法研究不同耕垦历史的坡面土壤侵蚀特征。
不同开垦历史的坡面侵蚀模数与开垦时间、坡度、坡长的偏相关分析结果表明,侵蚀模数与开垦时间的相关程度最大,其次是坡度,与坡长的相关性不明显。
坡面土壤侵蚀强度随开垦年限的增长呈增加趋势。
根据137Cs和210Pb ex比较示踪,探索了近100年土壤侵蚀强度的变化趋势。
初步结果表明,开垦60的农耕地坡面近50年来平均侵蚀速率明显大于近100年来平均侵蚀速率,表明近100年中,后50年来的土壤侵蚀强度比前50年的侵蚀强度剧烈,说明流域内随着林(草)地的毁坏、开垦加强,人为活动产生的加速侵蚀明显。
6. 探索利用核素示踪法研究不同植被恢复方式和恢复时间的退耕地的土壤侵蚀特征。
研究结果表明,退耕地不同植被恢复方式影响土壤保持效益。
在燕沟流域,土壤保持效益从总体上来说,自然恢复>直接还生态林>直接还经济林。
利用137Cs和7Be示踪法分别探讨了不同时期的撂荒地坡面土壤侵蚀强度特征和面蚀量大小。
根据研究结果,提出了由于短时间尺度的环境变化引起的侵蚀强度变化,利用核素示踪法区分短期土壤侵蚀强度和长期土壤侵蚀强度的研究尚有待深化。
7. 利用核素示踪法研究小流域近几十年来侵蚀强度演变特征。
分析了流域侵蚀环境及侵蚀强度的发展趋势。
过去50年来燕沟流域土壤侵蚀经历了较弱-强-弱的演变过程。
根据前面的研究结果,计算各种土地利用类型的土壤侵蚀模数,利用面积加权平均方法,计算各个时期燕沟流域的平均侵蚀模数分别为:1975年3409 t/km2.a、1997年4647 t/km2.a、2000年为1588 t/km2.a,反演了过去50年里人为活动引起土地利用方式的改变使燕沟人为加速侵蚀发生的变化。
研究得到流域1997年、2000年的侵蚀强度数据与流域所处的侵蚀分区的侵蚀强度划分和监测趋势比较符合,初步表明应用核素示踪流域侵蚀环境变化的方法基本可行。
由现在至以后的一段时间内,延安地区的气候会继续干旱化,燕沟流域的农业产业结构调整逐步合理、人口增长得到有效控制、人口素质和人均收入逐渐提高、各项沟谷治理工程日益发挥作用,人为加速侵蚀将可得到基本控制。
关键词:土地利用侵蚀强度演变核素示踪小流域Study on the Characters of Erosion IntensityEvolvement in Yangou WatershedPh.D. Student: Wang XiaoyanSupervisor: Prof. Tian JunliangIn this paper, Yangou watershed in the Loess Plateau was selected as a case study site. By using radionuclide tracer technique as a new method, the characters of erosion intensity evolvement in Yangou watershed were studied. It’s analyzed that the characters of soil erosion intensity changed with time in the past several decades resulted from the influences of soil utilization type changes. The effects of soil conservation in different vegetation restoration manners were evaluated, and the evolvement trends of the erosion environment and erosion intensity in Yangou watershed were explored according to the analysis of erosion environment factors. Meanwhile, the feasibility and reliability of utilizing radionuclide tracer method to study the erosion intensity evolvement in a watershed scale were explored.1.The characters of 137Cs distribution in the soil and sediment were elucidated.The characters of 137Cs distributions in soil profiles in different land using patterns were studied toprovide a foundation for using 137Cs tracer to estimate soil erosion. The relationship between the concentration of 137Cs and the grain size of soil was analyzed. 137Cs concentrations in clay layer and sand layer in a dam land were also compared. The results show the higher concentration of 137Cs the smaller the soil grain. The mechanical composition of the sediment at the outlet of the watershed has significant difference compared with that of soil in woodland and cropping slope fields, which indicates that there is soil particle selectivity occurred in the course of eroded soil transmitting. This means that the results need to be revised if 137Cs in sediment of the outlet is used to estimate erosion modulus of the watershed. Variation coefficients of 137Cs background value and the amounts of precipitation among different sampling sites of the watershed are 0.11 and 0.20 respectively. . It is obvious that the variability of precipitation would have important effect on the distribution of 137Cs.2.Develop a method to calculate average area concentrations of radionuclides and soil erosion intensity of a whole hillslope by using the average gradient of the hillslope and average area concentration of radionuclide on hillslope with the weighting method of slope length.These methods are proved to be feasible by other relative studies. They may offer new thoughts for studying erosion environment on a watershed-scale by using the radionuclides tracer technique.3.The characters of 137Cs distributions on hillslopes in Y angou watershed were analyzed.The result shows that 137Cs area concentrations on hillslopes are correlated with slope gradients more closely than that with slope lengths. It is evident that there exits great differences among 137Cs areal concentrations on hillslopes of different cultivation ages. There is a linear relationship among 137Cs areal concentrations, cultivation ages and slope gradients. The regressive equation is as follows: Cs=2356.79-22.77t-35.53S. Variation coefficient of 137Cs area concentration is 80.11% among hillslopes with different abandonment ages. The history of land utilization is considered to be the main cause that affects 137Cs area concentrations on hillslopes.4.It was studied about the relationships among soil erosion and terrain factors such as slope gradient, slope length and slope direction.The results show that erosion intensity is related closely to the shapes of hillslope. There exits a power function relationship or exponent function relationship between erosion modulus and gradients at sampling sites on hillslopes. Erosion modulus changes wavily along hillslope. The relativity between erosion modulus and average slope gradients on hillslopes is higher than that between erosion modulus and slope lengths, which indicates that hillslope with higher gradient suffers more serious soil erosion. The relationship among erosion modulus, slope gradient, and slope length can be expressed as: .124107924.0104LM . Slope direction also plays a significant role on soil erosion. For example, soil S18.erosion intensity of hillslope south in direction is lower than that of north slope .5. It is the first time to study characters of soil erosion on cultivated hillslopes with different cultivation ages by using radionuclides as tracer.The result of partial correlation analyses among soil erosion modulus, cultivation age, slope gradient and slope length shows that the correlation coefficient between erosion modulus and cultivation age is the largest, the second one is that between erosion modulus and slope gradient, and the relativity between erosion modulus and slope length is not significant. Soil erosion intensity on hillslopes becomes severer with the increase of cultivation age. According to the results determined from 137Cs and 210Pb ex tracer, the average erosion rates in the last 50 years are much larger than that in the last 100 years on the hillslope lands cultivated for 60 years. So it is suggested that soil erosion is severer in the later 50 years than that in the former 50 years during the last 100 years. It can be explained that soil erosion (especially that caused byhuman activities) became more serious because of forestland and grassland being destroyed and cultivated gradually.6. The research explored erosion characters of abandoned fields with different vegetation restoration manners and ages by using radionuclides as tracers.The effects of soil conservation of different vegetation restoration manners show significant differences on abandoned fields, as a whole, autogenic restoration >constructing ecological forest >constructing economic forest in Yangou watershed. Soil erosion intensity and the amounts of sheet erosion on hillslopes with different abandoned ages are discussed by using 137Cs and 7Be measurements respectively. According to the results, there is a clear need for further studies on distinguishing short-time soil erosion intensity and long-time soil erosion intensity by using the radionuclide tracer technique.7.It is the first time to elucidate the characters of soil erosion intensity evolvement in the past several decades in the small watershed by using tracing method. The evolvement trends of the erosion environment and soil erosion intensity in Y angou watershed were analyzed.In the past 50 years, soil erosion intensity in Yangou watershed undergoes with a erosion change series of weaker-strong-weak. By using the results studied in this work, soil erosion modulus on different land utilization types are evaluated. By mean of the method of area weighting, soil erosion modulus in Yangou watershed are 3409 t/km2.a in 1975, 4647 t/km2.a in 1997 and 1588 t/km2.a in 2001 respectively. The data reappear that acceleration erosion rate changes with the change of land using manners in the last 50 years. Compared on the soil erosion modulus of Yangou watershed in 1997 and 2000 obtained from this study with those determined from the others, it is suggested that the method of using radionuclides as indicators of erosion environment changes in a small watershed is basically feasible. From now on, the climate in Yan’an area may be more droughty, agriculture industry structure will be adjusted more reasonably, the population increases will be controlled effectively, the people stuff and the average income of people will enhance greatly, and all gully control projects will play more and more important roles. All of these would play positive role on reducing sediment production, and the acceleration erosion caused by human unreasonable activity would be controlled in the near future in Yangou watershed.Key Words: Land utilization, Erosion intensity evolvement, Radionuclide tracer, Small watershed。