中国水土保持科学
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中国水土保持科学
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2024年 22卷 6期
刊出日期 2024-12-30
1
张航宇, 谭林芳, 郭忠录
基于文献计量学的中国生物土壤结皮研究进展评述
生物土壤结皮(biological soil crusts, BSCs)具有独特的生理特征和多种生态功能,对维持生态系统稳定性有着重要作用。利用CiteSpace和VOSviewer,分析CNKI和Web of Science数据库中有关BSCs研究文献关键词、载文期刊、核心作者及机构,梳理不同时期研究热点。结果表明:1)"BSCs组成及多样性" "BSCs对环境胁迫的生理生态响应" "BSCs与土壤水文过程""BSCs水土保持效应"和"BSCs人工培育及其生态恢复实践"是不同时期的热点;2)聚焦BSCs对不同气候区环境胁迫的响应及机制,研究区域逐步由我国干旱及半干旱沙漠沙地区向高寒荒漠区、半干旱、半湿润区、湿润区和石漠化区拓展,研究视野从局地向区域和全球尺度转变;3) 2002年后 BSCs论文快速增长,我国作者的研究成果主要发表在《中国沙漠》《生态学报》《Catena》和《Geoderma》等期刊。未来的研究可能会趋于以下方面:1)多学科融合,打破学科壁垒统筹发展;2)科研过程与现代技术有更紧密的融合;3)以实际应用为落脚点,对人工培育BSCs在水土保持及生态修复的实践中应用有更深的研究与剖析。
2024 Vol. 22 (6): 1-9 [
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10
王储, 牛健植, 伦小秀, ZHANG Linus, BERNDTSSON Ronny
核电厂废水处理技术及水土保持措施的综述兼对福岛事故的建议
福岛第一核电站事故导致大量辐射释放到海洋中,影响了海洋生态系统和渔业并造成经济损失。传统的放射性废水处理系统,如先进液体处理系统(ALPS系统)和Kurion系统,在限制浓度和达到安全标准方面面临着挑战。森林和农业用地土壤中检测出过量的锶和铯(Sr和Cs)。笔者通过搜索近20年的主要文献来评估5种水污染处理技术、水土保持措施效果(阻止风蚀与水蚀所产生的污染物迁移)。KFe[Fe(CN)
6
]与BaSO
4
共沉淀法对放射性Cs
+
(99.9%)和Sr
2+
(99.5%)具有较高的去除率,在含铯和锶核废水处理中具有应用前景。对于地下水的水土保持措施主要集中在膜技术例如RO膜。在农田林地等不同土地利用中,植物修复技术被广泛研究例如
Arabidopsis halleri
。结果表明,水土保持措施在阻控Cs、Sr土壤与水迁移及风蚀中,有效方法为稳定剂如聚电解质络合物,共沉淀法为潜在的储水桶中Sr与Cs污染问题。通过回顾核废水处理和水保措施,为放射性废水处理提供策略,为福岛核泄漏事故产生的核废水处理及放射性核素污染物迁移提供解决方案。
2024 Vol. 22 (6): 10-28 [
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伍世良
从国际期刊视角看中国土壤侵蚀研究概况
土壤侵蚀是指土壤受到风、水等外力侵蚀、搬运和沉积的过程,是一种广泛存在的全球现象,具有重大的环境和经济影响。踏入21世纪,中国的水土流失研究取得了长足的进步,无论是质量或数量都达到世界级水平。然而,目前却缺乏对该领域的总体情况和发展趋势作出总结的研究。本研究旨在通过概述中国土壤侵蚀研究的现状和趋势来填补这一空白。本研究采用文献计量方法对Scopus资料库中所收集的6,588篇中国土壤侵蚀期刊论文进行分析。分析重点包括:出版物数量、学科领域、领先研究机构、资助机构、重点研究主题和国际合作模式。此外,还使用VOSviewer生成网络地图,以可视化研究领域内的知识结构和联系,提供有关不同研究主题和机构如何相互关联的见解。自20世纪80年代以来,论文数量大幅增加,从1981年的4篇增加到2023年的699篇。虽然土壤侵蚀研究具有多学科性质,但最受欢迎的学科领域是“环境科学” “农业与生物科学”和“地球与行星科学”。中国科学院成为生产力最高的机构,几所大学和政府研究机构也做出重大贡献。主要资金来源是政府机构,其中国家自然科学基金委员会是最大的资助者。水土、生态、环境科学类期刊是我国土壤侵蚀研究发表的主要平台。产量最多的期刊有《Catena》《Science of the Total Environment》《农业机械学报》和《生态学报》。该领域确定了6个国际合作网络。最大的网络来自欧盟,其次是与中国香港(地区)、新加坡和英国的网络,其余都是两国(地区)之间的合作关系。主要研究主题是“土壤侵蚀与土地退化”“侵蚀动力学与驱动因素”“土壤侵蚀过程与机制”和“侵蚀监测技术”。早期的研究主要集中在“GIS”“遥感”“Cs-137”“景观格局”“植被恢复”“模拟降雨”“黄土高原”和“黑土”等主题。最近的研究转向“气候变迁”“生态系统服务”“土壤可蚀性”“沟渠侵蚀”和“RUSLE”。本研究全面概述中国土壤侵蚀研究,为有兴趣了解该领域知识结构和发展趋势的研究人员和政策制定者提供宝贵的资源。此外,本研究也突显了新兴的研究主题和未来探索的潜在领域,从而指导后续土壤侵蚀研究的方向。
2024 Vol. 22 (6): 29-40 [
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陆威, 杜晨曦, 郑伊铃, 齐斐, 孙蕾, 王海洋, 郭家瑜
河南桐柏山区桐柏县土壤侵蚀时空变化及地形效应
为了探究桐柏山区典型区域土壤侵蚀时空变化特征及其与地形因子的关系,为区域水源涵养和水土流失综合治理提供参考,以桐柏山区桐柏县为研究区域,基于中国土壤流失方程定量分析2018—2022年其土壤侵蚀时空变化特征,并从高程、坡度和坡向分析土壤侵蚀的地形效应。结果表明:1)研究区轻度及其以上土壤侵蚀面积持续减少,降幅达5.26%,轻度、极强烈及剧烈侵蚀均呈现下降趋势;2)轻度及其以上侵蚀主要发生在海拔＞0~400m、坡度＞2°~15°,且土壤侵蚀等级的面积所占比例均随着高程的增加而降低,随着坡度的增加呈现出先升后降的趋势,坡向间分布没有明显差异;3)高程、坡度对土壤侵蚀空间分布具有较大影响,相同坡向条件下,土壤侵蚀量变异系数随高程的增加呈下降趋势且差异逐渐增大,随坡度增加而呈现先增后减趋势、变异系数由正转负;高程－坡度效应表现较为复杂,随着坡度增加,在>800m高程时,土壤侵蚀量逐渐增高,但增长幅度降低,在<800m时,土壤侵蚀量先增后降。综上,研究区在<400m高程、＞6°~15°坡度范围更易发生土壤侵蚀,高程－坡度效应对土壤侵蚀的影响最大。
2024 Vol. 22 (6): 41-51 [
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52
高朗, 黎建强, 周云, 李京豪
自然降雨条件下三七种植林地产流产沙特征
林下中药材种植作为一种新兴的药材培育模式,对林地水土流失的影响及机理尚不明确。为研究林下三七种植对林地产流产沙的影响,以云南省临沧市博尚镇小道河林场三七种植林地为研究对象,以自然林地为对照,在不同种植年限三七种植林地和自然林地分别布设5°、15°和20°坡度水平的径流小区,在2022年雨季自然降雨条件下产流产沙特征进行定位观测。结果表明:1)种植三七显著增加林地的产流量和产沙量,种植三七林地年产流量和产沙量比自然林地分别增加64.48%和148.56%;不同种植年限三七种植林地产沙量也有一定差异,种植2年生三七林地年产流量和产沙量比种植3年生三七林地高43.64%和34.43%;2)不同坡度条件下种植三七林地产流量、产沙量均随坡度的增加而增加,种植三七林地次产流量、产沙量与坡度之间呈指数函数关系(
R
2
>0.93);3)种植三七林地次产流量、产沙量与降雨量和降雨侵蚀力呈线性正相关关系(
R
2
>0.32),与枯落物储量、有机质质量分数、总孔隙度及入渗率之间呈显著正相关关系,而与土壤密度呈显著负相关关系。林下三七种植通过改变地面覆盖、土壤入渗和结构性从而对林地坡面水土流失产生影响。此结果可为林下中药材的可持续发展提供理论参考和数据支撑。
2024 Vol. 22 (6): 52-60 [
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许云飞, 金国锋, 党伟, 王熙瑾, 李春江
氮磷肥对内蒙古科尔沁沙地输变电工程塔基扰动区植被恢复的作用
输电线路工程会严重破坏土壤和植被,造成土壤板结和地力下降,植被恢复极其困难。为探讨施肥方式及用量对内蒙古东部输电线路塔基处植被恢复的作用,试验选取紫花苜蓿(
Medicago sativa
)、披碱草(
Elymus dahuricus
)和羊草(
Leymus chinensis
)3种草本植物种子,设置3个施氮水平处理(0、100和160kg/hm
2
)和3个施磷水平处理(0、120和180kg/hm
2
),种植2年后测定植物地上、地下生物量以及根系的比根长、直径、组织密度和氮磷质量分数,并分析根系变化对生物量的影响。结果表明,1)氮磷配施更有利于3种植物地上和地下部的生长,且3种植物对氮磷肥施入量的响应不同,氮磷施肥分别为100和180kg/hm
2
时有利于紫花苜蓿生长,分别为160和120kg/hm
2
时有利于披碱草的生长,分别为100和120kg/hm
2
时有利于羊草生长。2)根据结构方程模型可知,施肥主要通过调控植物根系比根长、氮和磷质量分数来影响地下生物量,从而改变地上生物量。因此,在施肥过程中,要更多关注植物根系相关性状。研究可为内蒙古东部输电线工程扰动区植被快速恢复提供理论参考。
2024 Vol. 22 (6): 61-69 [
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吴玮婷, 刘振婷, 高广磊, 孙哲, 张金鑫, 王天博, 曹红雨, 丁国栋
枯草芽孢杆菌对沙生植物种子萌发和幼苗生长生理特征的影响
枯草芽孢杆菌(
Bacillus subtilis
)是一种新型微生物治沙材料,在防沙治沙领域应用潜力巨大,但作为一种典型的植物根际促生菌,其对沙生植物定殖和生长的影响尚不明确。以沙冬青和柠条为研究对象,研究揭示不同枯草芽孢杆菌添加量对种子萌发和幼苗生长生理特征的影响。结果表明:1)枯草芽孢杆菌可提高沙冬青和柠条种子萌发率,最适菌剂施用量分别为3和10g/kg,其对沙冬青和柠条幼苗冠幅生长无显著影响(
P
>0.05),仅在10g/kg处理组显著促进柠条幼苗株高生长(
P
<0.05);2)枯草芽孢杆菌可显著增加沙冬青幼苗叶绿素含量(
P
<0.05),显著降低沙冬青和柠条幼苗丙二醛和脯氨酸含量(
P
<0.05),且最适菌剂施用量均为5g/kg。枯草芽孢杆菌可改善沙生植物生理生化特征,进而促进幼苗生长,但植物生长响应存在滞后性;不同枯草芽孢杆菌菌剂施用量对植物影响存在差异,且对沙冬青影响弱于柠条。研究结果可为丰富和完善枯草芽孢杆菌防沙治沙技术研发提供理论参考。
2024 Vol. 22 (6): 70-76 [
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罗欣, 鲁向晖, 张海娜, 韩晓雪, 谢荣秀
芳樟矮林栽植密度对红壤坡面细沟形态特征的影响
为探究芳樟矮林栽植密度对红壤坡面细沟形态特征的影响,以径流小区内栽植芳樟矮林为研究对象,在5°(S1)、10°(S2)和15°(S3)这3个坡度小区,分别设定3个栽植密度(D1:1.5m×1.5m、D2:1.0m×1.5m、D3:1.0m×1.0m),利用无人机摄影技术,分析自然降雨下1年生芳樟矮林坡地细沟形态特征。结果表明:细沟几何特征值随栽植密度增大而减小,随坡度增大而增大;细沟形态特征指标中,细沟密度、复杂度、割裂度、体积与宽深比的特征值范围分别为0.19~1.48m/m
2
、1.01~1.42、0.01~0.23、0.06~1.70m
3
和1.63~3.25,其中细沟宽深比随栽植密度增大而增大,随坡度增大而减小,其余指标变化与之相反;细沟横断面侵蚀形态属类U型;坡度是影响细沟形态特征的主要因素,且影响显著;相关性分析表明,细沟密度、复杂度与割裂度(相关系数分别为0.975、0.991和0.988)可作为评价坡面侵蚀量的优选指标。研究结果有助于优化芳樟矮林的栽植布局和密度,为红壤丘陵区预防坡面水土流失提供科学依据。
2024 Vol. 22 (6): 77-85 [
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王波, 王忠良, 李建兴, 李坤, 陈平平, 陈胜利, 段青松
三江并流区黄登水电站库周消落带适生植物筛选和配置
植被恢复是减少消落带水土流失、保障水库功能正常发挥的有效途径。三江并流区水能资源丰富,但生态环境敏感脆弱,在澜沧江黄登水电站库周消落带开展适生植物筛选和配置研究,可为该水电站库周消落带植被恢复提供依据,也为三江并流区消落带生态修复提供参考。本研究在三江并流区黄登水电站库尾消落带试验区种植2种藻类、14种草本和4种乔木,对它们的适生性进行为期4年的观测;结合水电站典型水文年水位变幅,提出黄登水电站库周消落带生态修复植物配置模式。结果表明:1)狐尾藻、黑藻、苦草、篦齿眼子菜在1605~1610m高程范围难以存活;狗牙根在1610~1618m高程范围内能存活;花叶芦竹、风车草、美人蕉、菖蒲、芦苇、狗牙根、香根草7种草本在1618~1620m高程范围内长势良好,以花叶芦竹的株高、生物量、盖度最大。2)1615~1618m高程内,竹柳、池杉、枫杨、中山杉的存活率依次为100%、41.67%、36.67%、16.67%,适生性依次为竹柳>池杉>枫杨>中山杉,竹柳明显优于其他3种乔木。3)黄登水电站库周消落带植物配置模式为:1586~1605m高程区域,不建议种植植物;1605~1615m高程建议种植狗牙根,1615~1618m高程建议种植竹柳、桑树和狗牙根,1618~1620m高程建议种植花叶芦竹、风车草、美人蕉、菖蒲、芦苇、狗牙根、香根草,并将景观效果好的花叶芦竹、风车草、美人蕉配置在最外侧。所选适生植物在黄登水电站库周消落带种植4年后,生长性状良好且有较好的景观效果。该配置模式可在三江并流区消落带推广应用。
2024 Vol. 22 (6): 86-95 [
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李华, 郑路, 吴思达, 陈琳, 李朝英, 明安刚, 闵惠琳, 郝建
不同抚育方式对人工幼林地水土流失的影响
人工林皆伐炼山后林地水土流失严重,通过对不同抚育方式下人工幼林地水土流失的研究,为当地人工林的科学经营和生态管理提供依据。在广西南部马尾松采伐迹地炼山后,基于连续3a的径流小区观测数据,对比研究割灌抚育和铲草抚育对林地水土流失的影响。结果表明:1)炼山后、在林地水土流失最为严重的前2年,割灌抚育年径流量分别是铲草抚育的65.4%和64.5%,年泥沙流失量分别是铲草抚育的46.9%和37.2%,降雨量、降雨强度大的月份,割灌抚育对水土流失的降低作用更为明显或显著(
P
＜0.05),在炼山后的第3年、割灌抚育依然能显著降低抚育当月和全年的水土流失量;2)割灌抚育提高发生地表径流的最小降雨量,且随日降雨量的增加,水土流失量的增加幅度明显小于铲草抚育的。人工林皆伐炼山后,可通过抚育方式的改变来减少水土流失。
2024 Vol. 22 (6): 96-105 [
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王帅兵, 肖文贤, 夏鸾金玥, 李兰, 彭淑娴, 王克勤, 杨树东
等高反坡阶对红壤坡耕地作物生长发育的影响
为研究等高反坡阶对红壤坡耕地作物生长发育状况和产量的影响,在滇中红壤坡耕地设置原状坡耕地(CK)与等高反坡阶处理坡耕地(CRT)标准径流小区,分别监测大豆(2017年种植)和玉米(2018年种植)2种作物的出苗率、主要生长指标(株高、茎粗和叶面积指数)、产量和水分利用效率,并进行对比研究。结果表明:1)相比CK,CRT处理下大豆和玉米的出苗率在4d、7d、10d分别增加73.58%和72.31%、37.08%和48.50%、4.39%和4.27%;2)CRT处理下大豆和玉米各个生育期内的株高、茎粗和叶面积指数均大于CK,其中株高和茎粗的差异达到显著水平;3)CRT处理下大豆和玉米产量相比CK分别提高47.55%和59.12%,增产效果显著;4)CRT处理下大豆和玉米水分利用效率分别为2.46和3.51kg/(hm
2
·mm),相较CK分别提高32.65%和43.51%。综上,等高反坡阶可以有效促进作物生长发育,显著提高作物产量。因此,在滇中红壤坡耕地全面推广等高反坡阶是亟为必要的。
2024 Vol. 22 (6): 106-115 [
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116
胡育文, 贾剑波, 申新山, 王子熠, 张梦杰
乌海市煤矸石边坡不同修复技术及其效果评价
为探究不同修复技术在煤矸石边坡生态修复中的恢复效果及可行性,在乌海市海勃湾区齐峰煤矿区煤矸石边坡上设置4种修复技术坡面,对比分析各修复技术的植被恢复效果及水土保持效果,并通过熵值法-TOPSIS模型对各修复技术进行评价。结果表明:1)该地区煤矸石边坡修复过程中豆科及菊科植物生长状况良好,豆科及菊科在该地区适应能力较强。2)人工修复技术相较于自然修复不仅可以增加植被株高、覆盖度和物种多样性指数,而且增强土壤与植被的持水能力以及土壤理化性质能力。3)覆土+撒播灌草籽+蜂巢格室修复技术是该地区最优的修复技术,此修复技术显著提高植被覆盖度、植被持水量,对该地区植被生长有明显的积极作用。在该地区后续煤矸石边坡修复过程中,植物种选择以豆科、菊科为主,修复技术选择以人工修复技术为主,例如覆土+撒播灌草籽+蜂巢格室修复技术,可显著提高复杂自然条件下煤矸石边坡植被恢复效果及水土保持效果。
2024 Vol. 22 (6): 116-125 [
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周怡宁, 张自正, 关颖慧, 林一诚, 周金星, 刘玉国
小滦河流域生态系统服务时空变化及权衡与协同关系研究
生态系统服务间的相互作用及时空特征是维护人类福祉和实现区域可持续发展的关键。笔者以小滦河流域为研究对象,基于InVEST模型、修正版通用土壤流失方程模型和RDA分析,系统评估流域4种重要的生态系统服务,识别生态系统服务的权衡/协同关系及其驱动因素。结果表明:1)林地、草地的生境质量最高,林地的土壤保持、水源涵养服务优势明显,耕地水质净化服务供给能力较强。2) 2000—2020年小滦河流域生境质量、水源涵养与水质净化呈增强趋势,土壤保持与水质净化服务由协同向权衡关系转变,与生境质量服务则表现为逐渐增强的协同关系。3)生态系统服务受多因子共同影响。降水、NDVI、林地比例对水源涵养、土壤保持、生境质量服务表现为正向影响,对水质净化服务表现为负向影响。小滦河流域应全面考虑生态系统服务和经济发展的情况,依据实际不断调整土地利用规划。研究结果可为当地制定合理的生态系统管理措施提供科学指导。
2024 Vol. 22 (6): 126-135 [
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李小燕, 李智广, 成辉, 吴娟, 卢顺发, 谢锦升, 钟小剑
水土保持项目碳信用核算方法与应用——以长汀县罗地河小流域综合治理为例
为了探索我国水土保持碳汇项目碳信用评估方法,促进可测量、可报告、可核查的水土保持碳汇项目碳信用进入碳市场进行交易,以长汀县罗地河小流域综合治理碳汇项目为例,提出综合考虑碳汇效益、生物多样性测度及社区发展效益的水土保持碳汇项目碳信用核算方法,分析该流域各碳库碳储量、温室气体排放量的变化情况,计算罗地河小流域综合治理项目碳汇效益;通过参与式乡村评估、实地走访、文献资料调查等方法,评定罗地河小流域的生物多样性测度情况与社区发展效益。发现经过20a的综合治理,罗地河小流域碳汇效益为3万571.05t,年均1455.76t/a。生物多样性与社区发展效益评定结果表明,罗地河小流域综合治理项目为Ⅰ类项目,无需对碳信用进行调整。罗地河小流域综合治理的碳信用有效体现综合治理活动的固碳减排增汇、多样性恢复和消除贫困等多重效益。水土保持碳汇项目碳信用核算方法的开发,有助于利用碳市场机制实现资源的有效配置,能为以小流域综合治理为代表的水土保持活动拓宽融资渠道,进一步加强对退化生态系统的修复和保护。
2024 Vol. 22 (6): 136-143 [
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唐玉肖, 刘问, 刘学彦, 魏少伟, 刘腾
棕榈纤维增强石英砂的力学性能分析
为探究棕榈纤维对石英砂的增强机制,对饱和状态下的棕榈纤维加筋石英砂进行三轴排水压缩试验,得到不同加筋配比下的应力应变曲线、强度包络线、体积应变曲线,分析纤维掺量、纤维长度对压缩试样峰值强度加筋效应系数、剪切强度和孔隙比的影响规律。结果表明:1)加筋砂的峰值强度和残余强度对比素砂试样有显著提高,其中峰值强度的最大加筋效应系数为1.39,而纤维加筋砂的最大残余强度可达到素砂的2.2倍,纤维主要加强石英砂的残余强度。偏应力曲线由应变软化向应变硬化发展。同时纤维加筋提升试样到达峰值强度时的轴向应变,提高石英砂的抗变形能力;2)在选定的纤维配比下,纤维掺量越大、纤维越长,加筋砂试样抗剪强度的提升效果越显著,纤维长度为20 mm,纤维掺量为0.9%时配比最优;3)剪胀阶段,素砂试样的体积应变达到最大值后趋于稳定,加筋砂试样体积应变在剪切过程中一直保持上升趋势,并逐渐超过素砂。与素砂相比,纤维的加入会增大试样到达临界孔隙比时的轴向应变,进而减小试件的剪胀速率,增强石英砂的韧性。棕榈纤维与石英砂颗粒间的界面应力整体提升石英砂的力学性能,为植物纤维加筋技术在固砂工程中的应用提供试验依据。
2024 Vol. 22 (6): 144-154 [
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蒲坚, 刘仁宇, 王志刚, 张彤, 李建明, 沈盛彧, 许文盛, 刘纪根
基于细部地物组合检测的建设项目场景识别
建设项目属于复杂语义场景,其自动识别是水土流失动态监测和水土保持监管工作的技术难题。高分辨率遥感影像中的建设项目缺乏统一的语义概念定义,其场景包含多种人工和自然地物,场景内部高度非结构化、图像特征差异显著。笔者提出一种基于细部地物组合检测的建设项目场景识别方法:首先在制作用于目标检测的建设项目及其细部地物数据集的基础上,选择高信息量细部地物用于目标检测;然后采用Faster RCNN算法分别检测建设项目及高信息量细部地物,并采用预测结果框合并和细部地物组合修正的方法,来共同提高建设项目识别置信度,改进检测结果。实验结果表明,该方法制作的武汉市建设项目数据集的精度评价指标均优于其他对比方法,其平均精度值和平衡
F
1
分数分别达到0.773和0.417。该方法对于复杂语义场景下的建设项目能够获得较好的识别结果,可应用于建设项目水土保持全覆盖监管。
2024 Vol. 22 (6): 155-162 [
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李明明, 徐光志, 杨凯成, 代富强, 周萍
生态水保措施对中国典型区域水土流失的影响:Meta分析
土壤侵蚀是世界上最严重的环境问题之一,造成水污染、水库淤积、土壤生产力下降,威胁农业系统,甚至影响全球气候。生态水土保持措施(ESWCM,如微流域耕作和等高线耕作)的优势已广为人知。与传统耕作相比,径流和土壤流失在一定程度上减少。综合49篇中国生态水土保持研究,通过计算对数响应比来估计影响大小,量化不同ESWCM的影响,并确定径流和沉积物减少量最大的坡度和降水量。由于气候、地形和土壤性质的差异,不同地区的水土保持效益各不相同:1)东北黑土区施用的ESWCMs对径流和土壤流失的减少效果最有效(径流和泥沙分别减少66.65%和75.83%),其次是西南紫土区的ESWCM(径流和泥沙分别减少39.98%和58.30%)和西北黄土区(径流和泥沙分别减少16.36%和32.44%)。2)微流域耕作(径流和泥沙分别减少71.79%和87.03%)、覆盖物免耕(径流和泥沙分别减少17.30%和32.51%)、集土形成免耕垄(径流和泥沙分别减少55.78%和71.36%)是控制东北黑土水蚀最有效的水土保持措施,分别为西北黄土和西南紫土区。3)坡度在0~3°、>3°~5°和>10°~15°(0~3°:97.09%;>3°~5°:74.62%;>10°~15°:39.41%),东北黑土区、西北黄土区和西南紫土区径流减少幅度最大。沉积物减少的影响在0~3°、>10°~15°和>20°~25°(0~3°:89.32%;>10°~15°:75.94%;>20°~25°:67.25%)最为明显。4)暴雨下ESWCMs的影响在东北黑土区最为明显。西南紫土区小雨下径流减少的影响最为明显,但未能通过泥沙减少量显著性检验。研究结果提供针对不同地区、不同坡度、不同降雨量的最优保护性耕作措施,为我国减少区域水土流失提供数据支持。
2024 Vol. 22 (6): 163-175 [
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成六三
喀斯特区小流域山坪塘淤积泥沙颗粒分布特征
山坪塘淤积泥沙的粒径特征是反演流域土壤侵蚀环境的重要信息载体。为探究喀斯特区小流域山坪塘淤积泥沙特征及其来源,采用野外泥沙分层与取样、室内测试和数学统计等方法,分析研究山坪塘淤积泥沙颗粒剖面的分布特征。结果表明:1)山坪塘淤积泥沙粒径成分主要以黏粒和中粉粒为主,其平均比例之和占总比的68.64%,且它们变异系数最小,其他粒径按平均比例占总比的顺序为粉粒13.69%、极细砂粒9.21%、细粉粒5.59%、细砂粒2.02%、粗砂粒0.82%和大砂粒0.05%;2)山坪塘淤积泥沙粒径剖面分3个层次,>0~30cm,泥沙粒径较单一,以粉粒以下的为主,可指示控制流域内土地利用转型;>30~60cm,泥沙粒径级配较好,各粒径类型基本都有分布,粗砂粒和大砂粒也有少量分布; > 60~85cm,泥沙粒径类型分布较均匀,相比上一层次,粗砂粒和大砂粒的比例有所增加,则可指示控制流域内存在暴雨事件;3)在深度60cm处,山坪塘淤积泥沙特征粒径参数和分形维数数值都是剖面最大值,为剖面的转折点,该点可表明控制流域内水动力条件有变化。山坪塘淤积泥沙颗粒剖面分布特征与控制小流域内土地利用和水沙运移状况关系密切。
2024 Vol. 22 (6): 176-182 [
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谭露, 郑伊铃, 张嫱, 周璐, 刘霞, 杨逸辉, 张雪, 王海洋
基于生态-生产-生活协同的小流域分类方法与实证
新时代水土保持工作要求因地制宜、实施分类指导,促进小流域生态、生产、生活协同发展。立足于生态保护与生产-生活功能发展的协同关系,采用层次分析法、逐级判别法等建模方法,开展小流域分类方法与实证研究。主要结果如下:1)提出小流域二级分类体系,一级类从生态安全出发,分为生态高敏感型、中敏感型和低敏感型,二级类以生产-生活主导功能为依据,分为产业集聚型、绿色发展型、城镇宜居型、美丽乡村型、景观休闲型和生态保育型。2)从生态、生产、生活3个维度确定14项指标,构建小流域分类的生态敏感性多准则判别模型和生产-生活主导功能逐级判别模型。3)对江苏省3909条小流域进行分类,一级类中生态低敏感型占62.98%;二级类中绿色发展型、生态保育型和景观休闲型分别占23.92%、23.10%和20.13%,美丽乡村型和城镇宜居型分别占17.32%和10.69%,产业集聚型仅占4.83%。实地调研发现,分类结果符合小流域实际状况,针对各类型小流域提出的综合治理主导方向与发展重点可为小流域分类建设提供科学依据。
2024 Vol. 22 (6): 183-192 [
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