中国水土保持科学
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2010年 8卷 2期
刊出日期 2010-04-30
1
张超；刘国彬；薛萐；余娜
黄土丘陵区不同林龄人工刺槐林土壤抗蚀性演变特征
采取时空互代法,以黄土丘陵区不同林龄的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地为对照,分析土壤抗蚀性的变化过程,并在此基础上提出土壤抗蚀指数。结果表明,黄土丘陵区坡耕地种植刺槐林后:>0.25 mm土壤水稳性团聚体、>0.5mm土壤水稳性团聚体、平均质量直径、有机碳含量较坡耕地显著增加,并随林龄增加逐渐升高;土壤团聚状况、团聚度显著高于坡耕地并随林龄增加先降低后升高;土壤结构破坏率、分散系数和分散率呈波动式降低;小粒径的微团聚体和机械组成逐步向大粒径转变。相关性分析表明:>0.25mm土壤水稳性团聚体、>0.5mm土壤水稳性团聚体、平均质量直径、有机碳与全氮、碱解氮、速效钾、全磷呈显著正相关(
P
<0.05),与土壤密度呈显著负相关;结构破坏率、分散系数和分散率则与全氮、碱解氮、全磷呈显著负相关;团聚状况、团聚度与全氮、全磷呈显著正相关。土壤抗蚀指数随人工刺槐林林龄的增加而显著升高,可以全面、客观地反映土壤抗蚀性能的演变过程。侵蚀环境下的坡耕地由于受到人为活动的干扰,土壤抗蚀性较差,种植刺槐林后,土壤抗蚀性显著增强。
2010 Vol. 8 (2): 1-7 [
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8
尹先平；周运超；罗明；张马根；余正良；杨小毛
赣江源区主要土壤抗蚀性能对比
为了对江西省赣江源区内主要土类的抗蚀性能进行研究,测定各土类的有机质质量分数、密度、抗蚀指数、团聚度、团聚状况、分散率、分散系数、结构破坏率和水稳性团聚体含量等抗蚀性指标,进行主成分分析。结果表明,土壤的抗蚀性大小顺序为:山地矮林土(74.67)>黄壤(61.90)>山地黄红壤(47.26)>黄红壤(44.77)>紫色土(39.79)>红壤(28.34)。在红壤、紫色土区域不仅要预防以暴雨为主要侵蚀力的水土流失,而且需采取相应的措施增加地被物覆盖度、减少人为破坏,以及通过施肥等措施增加土壤的抗蚀性,从而减少水土流失;山地黄红壤、黄红壤区域必须对民众做好宣传工作,在开发利用的同时加强人们对生态环境的保护意识,避免边治理边破坏现象一再发生;黄壤和山地矮林土地区,在综合利用时注意保持现有的良好生态环境,尽可能地避免有利于水土流失活动行为的发生;土壤有机质质量分数、团聚度、团聚状况是评价赣江源自然保护区土壤抗蚀性强弱的最好指标。
2010 Vol. 8 (2): 8-14 [
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肖培青；姚文艺；申震洲；杨春霞
草被减流减沙效应及其力学机制分析
利用人工模拟降雨试验,定量研究不同降雨强度下20°坡面草地的减流减沙效应,探讨草被坡面固土作用的力学机制。结果表明:在45、87和127mm/h降雨强度下,草地坡面土壤的平均入渗率是裸地坡面入渗率的2.1～4.2倍;与裸地相比,草地径流流速减少77.3%～79.8%,径流量减少51.9%～99.1%,产沙量减少93.6%～99.2%;从力学角度分析坡面土壤颗粒的受力情况,建立的坡面产沙量与径流切应力的关系模型可用于草被坡面土壤流失量预测;试验条件下,草地临界径流切应力值为2.857N/m
2
,裸地临界径流切应力值为0.861N/m
2
,坡面产沙量随径流切应力的增大而增大。研究结果对定量评价草被减流减沙作用和深化土壤侵蚀力学过程有一定的参考意义。
2010 Vol. 8 (2): 15-19 [
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20
谢良胜；吴攀；顾尚义；曹振兴；葛佳杰
盆地型喀斯特流域土壤侵蚀模数的沉积量测量法
为研究盆地型喀斯特石漠化地区的土壤侵蚀模数,运用沉积量测量法计算乌蒙山脉的麻窝山岩溶盆地中沉积区内土壤的沉积量,推算出流域内的土壤侵蚀模数,从而反演其石漠化进程,并探讨人类活动对喀斯特石漠化地区土壤侵蚀模数的影响。结果表明:麻窝山岩溶盆地流域的土壤侵蚀模数较高,为2900.55t/(km
2
.a),能客观地反映喀斯特石漠化山区土壤的侵蚀状况;沉积量测量法计算的土壤侵蚀模数比较接近现实,且其计算方法简单,数据可靠,容易操作,因此,该方法可作为无资料数据和测站时盆地型喀斯特流域计算土壤侵蚀模数的首选模型。
2010 Vol. 8 (2): 20-23 [
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24
刘燕玲；刘滨辉；王力刚；袁文涛
黑龙江省降雨侵蚀力的变化规律
利用黑龙江省16个气象站1960—2000年日降雨量资料,采用日降雨量侵蚀力模型计算降雨侵蚀力,对黑龙江省降雨侵蚀力变化规律及其与降雨量的关系进行分析。结果表明:1)黑龙江省1960—2000年年降雨侵蚀力、年降雨量、侵蚀性降雨量都呈升高的趋势,年降雨侵蚀力、年降雨量和侵蚀性降雨量变化速率分别为1.47MJ.mm/(hm
2
.h.a)、0.29 mm/a和0.35mm/a;2)黑龙江省16个气象站中有11个气象站降雨侵蚀力倾向率为正值,牡丹江降雨侵蚀力升高幅度最大,为15.6MJ.mm/(hm
2
.h.a),有5个气象站的倾向率为负值,其中齐齐哈尔降雨侵蚀力降低幅度最大,为-16.8MJ.mm/(hm
2
.h.a);3)16个气象站除哈尔滨、克山、呼玛、通河外,侵蚀性降雨时间变化对侵蚀性降雨量变化的作用大于侵蚀性降雨强度变化对侵蚀性降雨量变化的作用,显示大部分站点侵蚀性降雨量变化主要由侵蚀性降雨时间变化引起的。研究结果可为土壤侵蚀预报以及水土保持规划与决策提供依据。
2010 Vol. 8 (2): 24-29 [
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曹颖；张光辉；罗榕婷
全球气候变化对泾河流域径流和输沙量的潜在影响
全球气候变化对水循环产生巨大影响,而降水特征的变化因区域的不同有较大差异,这些变化对河流径流、泥沙及区域水土流失具有重要影响。以1961—2006年泾河流域降水、径流和输沙量等资料为基础,建立降水和径流、径流和输沙量之间的统计关系。通过5个大气环流模式(HadCM3、CGCM2、CSIRO-Mk2、ECHAM4和GFDL)对泾河流域未来不同时期(2010—2039年、2040—2069年和2070—2099年)的降水量进行模拟,进而根据统计关系计算出未来不同时期该流域的径流、输沙量。结果表明:不同大气环流模式对该流域降水量模拟结果不同,导致未来气候条件下径流和输沙量的预测也存在一定差异。比较IPCC排放情景中的A2、B2气候情景发现,在A2情景下径流和输沙量响应更为强烈。与近期实测资料(1961—2006年)相比,未来(2010—2099年)泾河流域降水、径流和输沙量的变化范围分别为-5.53%～31.65%、-9.26%～53.44%和-11.13%～64.59%,平均增加11.69%、19.78%和23.94%。研究结果对未来黄土高原水土保持规划和治理策略的制订具有指导意义。
2010 Vol. 8 (2): 30-35 [
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郑海金；方少文；杨洁；汤崇军；汪邦稳；宋月君
赣北第四纪红壤坡地降雨侵蚀力的计算与分析
降雨侵蚀力是建立土壤侵蚀预报模型的基础。为探讨赣北第四纪红壤坡地降雨侵蚀力的最佳组合形式、时间变异特征及其简易估算方法,通过赣北典型的第四纪红壤坡地区2001—2005年的实测资料,对各种降雨参数的单因子、复合因子与土壤流失量进行统计分析,对降雨侵蚀力的时间变异特征进行初步探讨,并对降雨侵蚀力和降雨量进行相关分析。结果表明:∑
EI
30
可作为试验区降雨侵蚀力的最佳组合形式;降雨侵蚀力年际分布不均匀,年内分配主要集中在4—9月(占91.66%),总体上降雨侵蚀力与降雨量的年际和月际变化基本一致;次降雨的降雨侵蚀力与降雨量之间的相关系数为0.838,达到极显著水平。据此可建立基于降雨量的降雨侵蚀力简易模型,对无降雨过程资料地区的降雨侵蚀力计算具有参考价值。
2010 Vol. 8 (2): 36-40 [
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41
杨晓梅；程积民；孟蕾
黄土高原天然柴松林碳储量与碳密度特征
采用野外调查取样和实验分析相结合的方法,研究黄土高原子午岭林区天然柴松林生态系统空间尺度上碳储量及分布特征。结果表明:1)植被层乔-灌-草不同器官含碳率范围为0.413 7～0.517 4 g/g,枯落层为0.187 2～0.500 3g/g,不同器官及层次间含碳率差异较大;土壤层有机碳含量随着土层深度的增加而递减。2)柴松林总储碳密度为236.04t/hm
2
,空间分布特征表现为土壤层(107.55 t/hm
2
)>植被层(95.20 t/hm
2
)>枯落层(33.29 t/hm
2
);总储碳量为1597万t,其中土壤碳库最大,为727万t,占总储量的45.52%,分别是植被层及枯落层碳库的1.14和3.22倍。
2010 Vol. 8 (2): 41-45 [
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宋小燕；穆兴民；高鹏；王飞；王双银
松花江流域哈尔滨站降雨径流历史演变及其驱动力分析
降雨径流是引起水土流失的主要自然外营力,研究径流变化及其影响因素对深入认识水土流失规律具有重要意义。根据松花江流域哈尔滨站1909—2005年(缺1943—1952年)长序列观测资料,运用游程理论、Mann-Ken-dall检验和双累积曲线等方法对松花江流域哈尔滨站的面平均降雨量、径流深年际变化进行分析。结果表明:87 a来,松花江流域哈尔滨站多年平均面雨量501.7 mm、径流深106.3 mm;面平均降雨量及径流深的正游程平均长度分别为1.7 a和2.1a,均小于其负游程平均长度2.0 a和2.7a,整体上降雨、径流更容易出现连枯年份;面平均降雨量和径流深无显著的趋势性变化,但具有明显的阶段性变化特征,均可分为3个丰水段、1个平水段和3个枯水段;受人类活动影响的降雨与径流关系可分为1909—1915年、1916—1927年、1928—1978年和1979—2005年4个阶段。
2010 Vol. 8 (2): 46-51 [
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胡振华；王君；李长生
粉煤灰不同掺土比例下入渗模拟试验
在山西农业大学水土保持设计研究所,利用室内模拟试验研究3种密度(0.9、1.0、1.1g/cm
3
)及3种掺土比例(1.0∶0.5、1.0∶1.0、1.0∶2.0)下粉煤灰的入渗规律。结果表明:1)随着密度的增大,粉煤灰的入渗速率迅速减小,且呈幂函数关系;2)粉煤灰掺入一定比例土可以增加其干密度或表层的致密性,并可有效减小其入渗强度,改善纯粉煤灰不易压实的特性;3)2种介质掺混时,入渗能力取决于中值粒径的大小,中值粒径大,入渗能力则强;4)在纯粉煤灰情况下,其入渗过程用通用经验公式表达较为理想,在掺土情况下,用通用经验公式和考氏模型与实测数据的拟合度均较好,但在小密度情况下,实测数据与模型的拟合曲线在入渗渐变阶段有较小的偏离。研究结果可为有效降低储灰场扬尘污染、减小灰场降水入渗和预测灰场产流等提供理论基础。
2010 Vol. 8 (2): 52-58 [
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张振国；焦菊英；贾燕锋；王宁
黄土丘陵沟壑区不同立地环境因子对植被变化的解释比例分析
深入研究植被恢复过程中植被变化与环境因子的响应规律,对于当前西部地区生态环境建设中有关林草措施的配置问题具有重要理论意义和实践价值。根据黄土丘陵沟壑区安塞42个退耕地植被样地的调查数据,采用典范对应分析和偏典范对应分析从单因子、分组变量及显著因子3方面分析立地环境因子对植被恢复的影响。结果表明:7组环境因子、33项环境因子指标中,影响黄土丘陵沟壑区植被物种变化的关键环境因子为土壤有机质、全磷、速效磷、土壤含水量(0～40cm)、土壤结构性颗粒指数、<0.001mm黏粒、蔗糖酶、坡向及退耕年限。建议黄土丘陵沟壑区退耕地的植被恢复遵循立地条件,以自然恢复为主,并进行适当的培肥、引种等人工干预调控,以促进退耕地植被恢复的进程。
2010 Vol. 8 (2): 59-67 [
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68
郭曼；郑粉莉；安韶山；刘雨；王彬；FredericDarboux
应用Le Bissonnais法研究黄土丘陵区土壤团聚体稳定性
以黄土丘陵区森林草原过渡带燕沟流域植被自然恢复过程中6种植被类型为研究对象,应用LeBissonnais(LB)法测定了不同植被类型下土壤水稳性团聚体,对比分析了LB法3种处理的测定结果与传统湿筛法(Yoder)的差异性。结果表明:在LB法3种湿润处理下,快速湿润处理(FW)对土壤团聚体结构的破坏程度最大,处理后土壤水稳性团聚体以0.05～0.5mm为主;慢速湿润处理(SW)对团聚体的破坏程度最小,处理后土壤水稳性团聚体主要以>2mm团聚体为主;而预湿后扰动处理(WS)对团聚体的破坏程度介于FW和SW之间,处理后土壤团聚体粒径分布比较均匀。说明该区土壤团聚体破坏的主要机制是土壤孔隙中的气泡爆破产生的消散作用。退耕100a期间,植被群落由1年生草本(4a)—多年生灌草(16 a)—半灌木(29 a)—灌木(55 a)—乔木(100a)方向演替过程中,土壤水稳性团聚体由小粒径向大粒径方向转变,土壤结构趋于稳定。LB法3种处理中,FW处理与SW处理所测得>0.5mm团聚体含量和平均重量直径与土壤有机质和物理性黏粒之间存在显著的相关性,而WS处理未达到显著水平(
P
>0.05)。说明土壤有机质和物理性黏粒主要影响消散和黏粒膨胀引起的崩解作用,而对机械干扰引起的团聚体破坏无明显影响。LB法3种处理中,慢速湿润方法所获得土壤团聚体稳定性特征更接近湿筛法,适宜于黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水稳性团聚体的测定。
2010 Vol. 8 (2): 68-73 [
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马风云；白世红；侯本栋；刘艳；侯龙鱼
黄河三角洲退化人工刺槐林地土壤特征
黄河三角洲大面积人工刺槐林出现了衰退现象,表现为树木梢头出现不同程度的枯稍。为了揭示该地区刺槐林衰退的原因,对不同退化程度刺槐林的土壤特征进行研究。结果表明:随着刺槐林退化程度的增加,土壤密度(全层)逐渐增大,土壤多项养分指标有不同程度的下降趋势,土壤含盐量随退化程度的加重逐渐增大;在不同退化程度的刺槐林分中,基本趋势是随着退化程度的加重,脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性呈现降低的趋势;不同退化程度刺槐林的土壤中微生物总量随退化程度的加重而减少。
2010 Vol. 8 (2): 74-79 [
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80
杨鹏；李传荣；孙明高；张刘东；孙玖仕；刘浦孝
沿海破坏山体周边不同植被恢复模式土壤结构特征与健康评价
采用萨维诺夫干筛法和主成分分析法研究烟台市黄务镇峰山破坏山体周边7种植被恢复模式的土壤结构特征。结果表明:所有人工植被恢复模式的土壤密度均显著低于灌草丛,其中麻栎黑松混交林最小;植被恢复模式对土壤孔隙的改善作用表现为混交林(纯林(灌草丛,0～10cm土层优于10～20cm土层;所有人工植被恢复模式的土壤储水能力和土壤团聚体平均质量直径均高于灌草丛,其中麻栎黑松混交林最好。对土壤结构健康综合评价结果表明,土壤结构以灌草丛最差,麻栎黑松混交林最好,其他人工植被恢复模式介于二者之间。研究结果可为同类破坏山体周边的植被恢复与重建提供参考。
2010 Vol. 8 (2): 80-84 [
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张波；张建军
LFA方法在晋西黄土区植被景观功能评价中的应用
采用LFA(Landscape Function Analysis)方法,通过调查7种地类35组样本,评价植被类型、人类活动对林地景观功能和土壤性能的影响,并验证LFA方法在黄土区的适用性。结果表明:不同植被类型对林地土壤结构稳定性、渗透性能、养分循环性能的影响显著,其中,天然次生林改良土壤结构稳定性、渗透性和养分循环性能的作用最好,其次是刺槐人工林、油松人工林,荒草坡最差;人类活动对人工林地景观功能和林地土壤结构稳定性有显著影响;LFA方法能够较好地评价植被类型对林地土壤性能的影响,以及人类活动对人工林地景观功能和林地土壤结构稳定性的影响,在黄土残塬沟壑区有较好的适用性。
2010 Vol. 8 (2): 85-90 [
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刘鸿雁；赵雨森
基于遥感数据的哈尔滨市土地利用景观格局分析
利用2000年哈尔滨市1/25万TM遥感数据,运用景观生态学原理,根据各类景观参数,从斑块和景观水平上分析哈尔滨市土地利用景观格局。结果表明:哈尔滨市的基质景观为耕地;耕地和建设用地斑块边缘密度大,边缘复杂,连接性好;林地、草地、水域和未利用土地斑块边缘密度小,边缘简单,连结性差,受人类干扰弱;从总体上看,斑块总数下降,多样性也下降,土地利用向平原区水田景观要素集中。
2010 Vol. 8 (2): 91-98 [
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魏振荣；肖云丽；李锐
巴山山地退耕地植被自然恢复过程及物种多样性变化
巴山山地是我国南北方过渡地区,亦是长江重要的水源涵养区,探讨该地区退耕地植被自然恢复演替过程及其物种多样性的变化规律,对于指导该地区的人工植被建设具有重要的理论价值与实际意义。采用时空互代法对巴山山地退耕地植被自然恢复过程及其物种多样性变化进行研究,结果表明:1)巴山山地退耕地植被演替依次经过1年生植被草本群落、多年生草本群落、杂灌草群落及以栓皮栎、橿子栎或栓皮栎为建群种的阔叶林群落等不同阶段,形成地带性植物群落大致需要40～50a;2)物种多样性会随立地环境的变化有所差异,阴坡的各物种多样性指标明显高于阳坡,但其变化规律基本一致。演替初期,植被群落的物种数、Shannon-wiener指数、Simpson指数和Pielou指数相对较低,随着植被群落演替的进行,各指标均呈波浪上升趋势;当植被恢复25a时,各多样性指数均达到最大,分别为23、2.5、0.89和0.8;到地带性植物群落阶段时,其各物种多样性指标又略有降低并趋于稳定。该结论对于充分利用植被自然恢复进行生态改善,并根据植被演替进程采取相应的人工管理措施具有重要的指导意义。
2010 Vol. 8 (2): 99-104 [
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冉江华；王克勤；陈志中；张瑞国；陈全芳
池塘系统在农村面源污染防治中的应用
农村生活污水是农村面源污染的重要来源。通过为期1年的农村污水水质监测,研究松花坝水源区建立池塘系统对农村污水的净化效果。结果表明:1)池塘系统对铵氮、总氮、总磷的输出具有较好的控制效果,最高去除速率分别为3.78、4.20、1.06g/(m
2
.d),最大去除率分别为88.35%、79.28%、86.49%;2)由于硝化和反硝化作用同时存在,硝态氮的含量变化不能准确地反映池塘对硝态氮的去除效果;3)池塘系统对污染物的去除效果与污染物的输入速率呈负相关关系。研究结果可为松华坝水源区农村面源污染治理提供一定的理论依据。
2010 Vol. 8 (2): 105-110 [
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康玲玲；张胜利；魏义长；刘小强
黄河中游水利水土保持措施减沙作用研究的回顾与展望
黄河中游水利水土保持措施减沙关系黄河治理战略全局,对其进行回顾和展望,可为目前开展的黄河综合规划修编提供重要参考。结果表明:1960—1984年,平均每年拦蓄泥沙约5亿t,其中干流水库1.0亿t(19.6%)、支流水库1.2亿t(23.5%)、灌溉引沙0.6亿t(11.8%)、淤地坝拦沙2.0亿t(39.16%)、梯田拦沙0.3亿t(5.9%);到20世纪80和90年代,这种减沙构成略有变化,总体来看,水利措施减沙比例变化不大,而水土保持措施拦沙比例有所减小;70—90年代,黄河中游年均减沙3亿t左右,目前,水利水土保持措施现状减沙约3.5亿～4.5亿t。展望水利水土保持措施减沙作用后认为:近年来,黄土高原水土流失地区暴雨强度较小,实测来沙量资料不能作为黄河综合规划修编中水土保持现状减沙效果计算的主要依据;由于未来黄河中游来沙量变化取决于多种因素的组合,因此,对未来水利水土保持措施减沙作用应持慎重和偏于安全的态度,并作为今后长期认真研究的问题。
2010 Vol. 8 (2): 111-116 [
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秦伟；朱清科；张岩
通用土壤流失方程中的坡长因子研究进展
坡长是决定土壤侵蚀的地形因素。通用土壤流失方程中的坡长因子反映坡长与侵蚀的关系,是土壤侵蚀预报模型的重要指标,在土壤侵蚀预报和水土保持规划中被广泛应用和深入研究。从坡长与侵蚀的关系、坡长因子算法以及坡长因子在地理信息系统环境中的提取3方面,系统回顾坡长因子在国内外的研究成果和发展历史。在此基础上,分析目前在我国土壤侵蚀预报模型的研究和应用过程中,坡长因子存在的5方面的问题,并针对这些问题对未来的研究提出了展望。
2010 Vol. 8 (2): 117-124 [
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