中国水土保持科学
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2010年 8卷 6期
刊出日期 2010-12-31
1
王礼先
防治山洪泥石流灾害要采用综合措施——兼谈北京山区荒溪分类与危险区制图
针对甘肃舟曲"8.7"特大山洪泥石流灾害,结合北京山区荒溪分类与危险区制图工作经验,认为防治山洪泥石流灾害,要重视采用综合措施,并提出关于加强山洪泥石流防治工作的7点建议。
2010 Vol. 8 (6): 1-5 [
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6
周金星
三峡库区泥石流灾害预警研究
采用三峡库区有历史记录的40次泥石流灾害的日降雨量以及前15 d的降雨量,当日1 h及10 min最大降雨强度等降雨参数作为训练数据,在对研究区进行荒溪分类以及灾害危险区域制图的基础上,结合雨季的降雨特征监测以及实时天气预报模型,构建了基于神经网络的三峡库区泥石流灾害实时预报模型。详细阐述了应用神经网络方法建立三峡库区泥石流灾害实时预报模型的关键技术,包括确定输入层、输出层以及隐含层的神经节点,建立学习知识库以及各节点初始权重等相关指标。该模型可以预测泥石流发生的临界降雨量、警戒降雨量以及避灾降雨量等指标,因此,依据当地降雨的实时监测数据或天气预报,就可以预测泥石流的发生几率,从而减少泥石流发生的直接危害。模型采样GIS技术以及国际先进的软、硬件技术,系统性能稳定,运行结果准确性较高,且具有广泛的应用性。该模型为可视化信息系统,可以通过该系统监测荒溪类型变化,进行危险区域制图,实现荒溪科学管理,为三峡库区泥石流灾害预警及防治的管理和决策提供科学参考。
2010 Vol. 8 (6): 6-13 [
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方海燕； 蔡强国； 李秋艳； 孙莉英； 和继军
甘肃舟曲“8·7”特大山洪泥石流灾害原因及防治对策
2010年8月7日,甘肃省舟曲县暴发了特大山洪泥石流灾害,给舟曲人民带来了重大的生命和财产损失。通过对甘肃舟曲"8.7"特大山洪泥石流灾害形成原因进行系统的分析,认为特殊的地质地貌条件是灾害发生的潜在原因,突发性强降雨是诱发灾害的动力因素,不合理的人类活动则加剧了灾情的损失和严重程度。在此基础上,提出深入地质灾害基础研究,强化水利水土保持工程建设,退耕还林,注重生态环境保护,规范施工,加快城市基础设施建设,健全灾害监测预警网等防治舟曲及类似地区泥石流灾害的防治对策。
2010 Vol. 8 (6): 14-18 [
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19
杨麒麟； 高甲荣； 王颖
泥石流灾害对策分析——以甘肃舟曲“8·7”特大山洪泥石流灾害为例
我国是一个山地灾害多发的国家,尤其是近年来频发的山地灾害,给国家和人民造成了巨大的损失。通过对2010年8月7日甘肃省甘南州舟曲特大山洪泥石流灾害状况、自然和人为因素的分析,详细阐述目前我国在应对突发性山地灾害预警及管理中存在的问题:排查精度低、灾害预警技术低、信息不畅、灾害应对体系不完善。针对各问题提出提高排查精度、开展以流域为单元的地质灾害详细调查和危险区区划、建立和管理灾害信息共享平台、完善灾害应对体系等建议,可为今后泥石流灾害预警预报提供科学依据。
2010 Vol. 8 (6): 19-23 [
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24
穆兴民； 高鹏； 王飞
对甘肃舟曲“8·7”特大山洪泥石流灾害的思考与认识
2010年8月7日深夜,甘肃省舟曲县城北面的三眼峪沟和罗家峪沟发生了特大泥石流,导致舟曲县城千余人遇难,数百人失踪,近半楼房被淹,造成震惊世界的甘肃舟曲"8.7"特大山洪泥石流灾害。着重探讨该地区土地利用、水土保持和水利水电开发等主要人类活动对泥石流地质灾害的影响,分析目前西部地区的水土保持工作存在的问题,并指出目前西部地区水土保持研究工作面临的机遇和挑战。
2010 Vol. 8 (6): 24-26 [
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27
王志兵； 汪稔； 郑郧； 吕士展
蒋家沟泥石流源区土壤团聚体微结构与结构性
云南东川蒋家沟泥石流源区的土壤是团聚体结构性很强的特殊土壤,孔隙比高,液限低,并有强烈的分散性,在环境扫描电镜下的微观结构表明:原状土壤团聚体具有3种孔隙类型,沿着孔隙溶蚀现象明显,骨架颗粒之间普遍存在架空结构,胶结物联结强度较弱。通过对土壤团聚体在原状、饱和、重塑3种状态下进行室内压缩试验,并引入综合结构势,分析土壤团聚体的结构性。结构性参数曲线在加载初期下降显著,在加载后期则变得十分平缓,表明蒋家沟泥石流源区土壤团聚体具有较强的结构性,容易发生结构失稳。因此,微观结构特性与结构性对土壤团聚体的稳定性有重要的作用。
2010 Vol. 8 (6): 27-31 [
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32
林勇明； 崔鹏； 葛永刚； 王道杰
蒋家沟流域景观空间格局变化及其干扰效应的模拟分析
为了探讨干扰对强烈侵蚀小流域的景观空间格局影响,使用1973年航片与2006年快鸟影像及地面调查数据,运用景观多样性、景观优势度、景观均匀度等多种景观格局指数对蒋家沟小流域不同时期景观格局进行研究,并采用分室模型对不同干扰强度对景观格局的影响特征进行模拟分析。结果表明:1973—2006年间蒋家沟流域的景观多样性与优势度未有显著的变化,但均匀度及破碎度发生显著变化,景观格局总体上发生强烈改变。从局部上看,流域主要变化景观为阔叶林、针叶林、灌木林与坡耕地,人为干扰与灾害活动的加强导致景观破碎化加剧。利用分室模型模拟干扰影响景观格局的研究表明,加大干扰强度在短期内可促使景观多样性增加,随着时间的推移,景观多样性将不断降低。
2010 Vol. 8 (6): 32-40 [
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41
郭灵辉； 王道杰； 张云红； 矫震； 陈东
泥石流源区新银合欢细根质量动态与垂直分布特征
以中国科学院东川泥石流观测站人工林中3、5、9、14和20年生新银合欢为研究对象,采用分层挖掘法对距树干1.0 m处细根质量动态与细根质量密度分布进行研究。结果表明:新银合欢细根质量在相同范围剖面中并非随树龄的增加而单一增大,而是先减小后增大;不同树龄细根质量密度最大值都出现在0～20 cm土层,呈现出明显的表聚特征,但随树龄的增加,根系集中化特征减弱,表现为向深层化扩张、均匀化方向发展;细根质量密度与土层深度相关性关系明显,垂直分布特征遵循指数函数分布,其中根径
D
≤2 mm细根在细根分布特征中起主导作用,而2 mm<
D
≤5 mm细根对细根分布特性影响不大。研究结果可为生物措施防治泥石流提供重要依据。
2010 Vol. 8 (6): 41-46 [
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杨爱民； 刘孝盈
发展保护性耕作技术 有效防治耕地土壤侵蚀
我国是世界上人均耕地最少的国家之一,人均耕地仅为0.093 3 hm2,不到世界平均水平的40%。同时,我国也是世界上耕地土壤侵蚀最严重的国家之一,全国耕地土壤侵蚀面积为4 033万hm2,占耕地总面积的33.15%。仅坡耕地每年产生的土壤流失量约达15亿t,占全国土壤侵蚀总量的33%。耕地土壤侵蚀已对我国的粮食安全、生态安全和经济社会可持续发展构成了严重威胁。论述了水土保持领域发展保护性耕作技术的重要意义、产生与发展、主要技术内容与技术模式及保护性耕作技术的生态、经济和社会效益。发展保护性耕作技术,是水土保持的新理念,对于有效防治耕地土壤侵蚀和非点源污染具有重要意义。
2010 Vol. 8 (6): 47-52 [
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53
杨春霞； 姚文艺； 肖培青； 王玲玲； 申震洲
坡面径流剪切力分布及其与土壤剥蚀率关系的试验研究
径流剪切力是建立土壤侵蚀过程模型重要的水动力学参数,研究径流剪切力和土壤侵蚀产沙相关关系具有重要理论和实践意义。以径流冲刷模拟试验为研究手段,研究不同流量和不同坡度组合条件下坡面侵蚀过程中径流剪切力的分布特征,并对应分析土壤剥蚀率与各阶段径流临界剪切力的相关关系。结果表明:不同试验条件下,坡面侵蚀发育各阶段径流剪切力和土壤剥蚀率随冲刷流量的增加而增加,随小区坡度的变化受临界坡度影响;土壤剥蚀率与放水流量、坡度和径流剪切力等多因子呈线性相关,与流量或坡度的大小呈正比,与径流剪切力的大小呈反比;土壤剥蚀率与各径流剪切力单因子呈幂函数或指数函数相关,随径流剪切力的增加呈增加趋势;坡面产生跌坎时的临界剪切力和坡面径流平均剪切力均可以作为土壤侵蚀预测参数。
2010 Vol. 8 (6): 53-57 [
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58
闫峰陵； 罗小勇； 雷少平； 邱凉； 樊皓
丹江口库区水土保持生态补偿标准的定量研究
合理确定生态补偿标准是建立生态补偿机制的关键和难点。以南水北调中线工程水源地丹江口水库为例,通过分析水土保持生态建设成本及生态服务价值,基于效益所得决定成本分担模式,对外部区域应承担的生态补偿标准进行定量核算。结果表明:丹江口水库水土保持生态建设总成本为27.37亿元/a,水土保持生态建设近期项目发挥效用后,在水源区实现的生态服务价值为15.82亿元/a,体现在下游区域生态服务价值为12.85亿元/a,其他区域为4.06亿元/a;按照生态成本构成与生态服务价值受益层面,确定外部区域应承担的生态补偿费用为14.15亿元/a。研究结果可为水土保持生态建设生态效益定量评价提供借鉴,为水源地生态补偿机制的建立提供理论依据。
2010 Vol. 8 (6): 58-63 [
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牛俊； 张平仓； 邢明星
长江上游紫色土坡耕地水土流失特征及其防治对策
紫色土是长江上游最重要的土地资源之一,严重的水土流失引发了一系列问题。在对紫色土坡面产流特征进行分析的基础上,研究紫色土坡面产流特征对水土流失的作用机制以及紫色土坡耕地水土流失防治对策。结果表明:紫色土坡耕地产流模式以蓄满产流为主,壤中流在坡面径流总量中所占比例较大;紫色土坡耕地土壤侵蚀导致土壤粗骨沙化,土壤养分流失途径与营养元素的溶解性有关,易溶的N、K主要以溶解态流失,易被土壤固定的P主要随土壤颗粒流失;壤中流是紫色土坡耕地水土流失的重要外营力之一,进行水土流失治理必须对其加以干预。提出长江上游紫色土坡耕地水土流失治理策略与"增渗防冲、排水保土,先排后蓄、蓄以为用"的治理措施。
2010 Vol. 8 (6): 64-68 [
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王贞；王文龙； 金剑； 罗婷； 王浩
神东煤田扰动地面与原地面产流产沙及水动力学参数对比
煤矿开发建设活动破坏了原地表植被和土壤结构,形成的人为扰动地面水土流失剧烈。采用野外放水冲刷试验,研究神府东胜煤田原地面与扰动地面产流、产沙以及水动力学参数的变化规律。结果表明:扰动地面产流时间小于原地面,产流强度是原地面的12倍;扰动地面的初始含沙量是原地面的1030倍,产沙强度是原地面的1050倍;扰动地面的雷诺数和阻力系数均大于原地面,弗劳德数差异不显著;不同坡度、不同流量2种处理类型的产沙强度与产流强度呈指数函数关系,产沙强度和雷诺数呈幂函数关系,产流强度和雷诺数呈幂函数关系。研究结果对矿区扰动地面水土保持生态环境建设具有重要的参考意义。
2010 Vol. 8 (6): 69-74 [
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75
张波； 张建军； 郑芳； 李轶涛； 杨云凤
黄土区不同地类景观功能的综合评价方法
为找到一种黄土区不同地类景观功能的综合评价方法,在蔡家川流域利用LFA方法(Landscape Function A-nalysis)对10种地类150块样地进行了调查、评价,共布设样线4 400多m。结果表明:LFA方法能够应用于植被斑块作用和样地土壤性能的评价;基于该方法,通过加权求和得到的景观功能值,能够综合反映植被斑块作用的大小和样地土壤性能的优劣;土地利用类型和坡度对景观功能有显著影响。通过多元线性回归,引入土地利用类型和坡度这2个变量能够得到计算样地景观功能值的方程,且所得回归方程结构较合理,计算精度较高,可以用于黄土区不同地类景观功能的综合评价。
2010 Vol. 8 (6): 75-79 [
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80
方若柃； 张志； 朱清科
黄土区小流域植被演替空间的直观模拟
现代流域管理和森林经营管理都要求对流域内以植被为主要类型的景观进行分析,并实现对流域植被未来演替格局的模拟预测。应用LANDIS景观模型对黄土区小流域次生林进行未来500 a的演替格局模拟,结果表明:油松是针叶树中的优势种,辽东栎是阔叶树中的优势种;油松在研究区内分布面积最大的时间保持430 a,辽东栎分布面积最大的时间保持70 a;阔叶树种相对聚集度指数的变化幅度大于针叶树种;随着模拟年代的推衍,树种年龄结构发生显著变化,呈现出复杂多样的异龄林空间分布格局。
2010 Vol. 8 (6): 80-85 [
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魏振荣； 刘国彬； 薛萐； 李鹏
黄土丘陵区人工灌木林土壤酶特征
采用时空互代法,以侵蚀环境下黄土丘陵区不同林龄的人工灌木林为研究对象,选取坡耕地和天然次生侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤酶的演变特征,并在此基础上提出了土壤酶综合评价指数,分析了其变化过程。结果表明:侵蚀环境下的坡耕地改造为灌木林后,脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、纤维素酶、过氧化氢酶活性显著增加,并随种植年限增长逐渐升高,相同林龄的沙棘林酶活性高于柠条林;多酚氧化酶活性显著降低;淀粉酶活性变化规律不明显。相关性分析表明:除淀粉酶、脲酶外,蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶相互之间呈显著正相关(P<0.05),与多酚氧化酶活性呈显著负相关;蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶、多酚氧化酶和土壤有机质、全氮、碱解氮等主要养分因子的相关性显著。坡耕地由于人为活动干扰,土壤酶指数较低,改造为灌木林后随种植年限的延长显著增加,但是仍显著低于该地区植被破坏前顶级群落(天然次生侧柏林)。土壤酶指数可以表征各种酶活性大小的综合作用,能够全面客观地反映生态过程中土壤酶活性的演变过程。
2010 Vol. 8 (6): 86-92 [
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93
张信宝
黔西北麻窝山岩溶盆地沉积物断代的质疑
据谢良胜等的2篇文章报道,黔西北麻窝山岩溶盆地近29年来平均沉积厚度1.33 m,沉积速率4.6 cm/a,流域平均侵蚀模数为2 900.55 t/(km
2
.a)。而根据笔者的研究成果,该岩溶盆地中央部位沉积物剖面中,表征1963年沉积的
137
Cs峰值深度为40 cm,减去犁耕层深度,1963年以来的沉积厚度为20 cm,年均沉积速率为0.44 cm/a,此值仅为谢良胜等研究结果4.6 cm/a的1/10。
2010 Vol. 8 (6): 93-94 [
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95
杨秀清； 韩有志
华北山地6种天然次生林土壤氮素的空间异质性特征
利用地统计学理论和方法研究华北山地次生林区6种天然次生林土壤氮素的空间异质性特征。结果表明:1)次生阔叶林土壤总氮质量分数相对较高（3 1004 500 mg/kg）,而针叶林相对较低（9001 300 mg/kg）,各森林类型土壤中有效NH4+-N质量分数均高于有效NO3--N,形成以NH4+-N占优势的氮营养生境;2)针阔混交林中,土壤全氮的变异强度最大,变异的空间相关性较差（随机性变异占总变异的42.7%）,针叶林中,全氮空间变异强度相对较弱,但以自相关变异为主（结构方差比为72.2%81.0%）,呈现弱的斑块分布特征;3)阔叶林中,NH4+-N具有很强的空间自相关变异,NO3--N异质性程度相对较弱,针叶林中,NH4+-N变异强度较小,而NO3--N空间变异却相对明显;4)不同森林类型对土壤全氮及各有效氮形态的空间异质性特征有影响;5)植被种类、植被组成、植被多样性等因素的差异及由此导致的树种空间分布格局是影响总氮量及氮矿化,进而导致氮素不同形态在林分间甚至林分内不同空间样点间异质性形成的重要原因。
2010 Vol. 8 (6): 95-102 [
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103
张永涛； 杜强； 陈凯； 赵乾坤； 陈志成
泰山典型林分的林冠截留特征
应用相关分析方法对泰山罗汉崖林场9个典型林分类型的林冠截留特征进行研究。结果表明:林内降雨量与林外降雨量呈很好的线性关系,林冠截留量与林外降雨量呈较好的对数关系;9个典型林分类型对降雨的截留能力为五角枫>麻栎+黑松>15 a麻栎>刺槐>50 a麻栎>黄连木>黄连木+刺槐>侧柏>黑松;7个典型林分类型形成树干径流的能力为15 a麻栎>50 a麻栎>黄连木>五角枫>黑松>刺槐>侧柏;各林分类型总体产生林内降雨的林外降雨量临界值为6.28 mm。
2010 Vol. 8 (6): 103-107 [
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108
马惠； 张洪江； 王伟； 杜仕才； 李根平
重庆市四面山不同森林类型林冠的截留作用
通过对重庆市四面山6种不同森林类型(温性针叶林、暖性针叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林、暖性竹林)最大容水量和林冠截留率的测定,研究了不同森林类型林冠截留作用的差异。结果表明:1)温性针叶林和暖性针叶林较其他4种森林类型具有更高的单位面积林冠最大容水量及林冠平均截留率,表现出较强的林冠截留功能;2)影响植物群落林冠最大容水量的主要因素为郁闭度及单位面积枝叶质量,呈正相关关系;3)影响各森林类型林冠截留率的主要因素为降水量、降水强度以及林冠枝叶干燥程度,随降水量或降水强度的增加,不同森林类型的林冠截留能力表现出不同程度的降低;枝叶干燥程度对不同森林类型截留能力的影响也有明显的区别。
2010 Vol. 8 (6): 108-114 [
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115
张卫强； 王明怀； 曾令海； 李召青； 周平； 殷祚云； 甘先华； 陈光胜
东江中上游3种造林树种的光合-光响应特征
以东江中上游6年生的山乌桕、枫香和南酸枣为材料,采用LI-COR公司L i-6400光合作用测定系统测定光合、蒸腾、水分利用效率等生理参数及其光响应过程,探讨3树种在自然生境条件下的光合-光响应特征。结果表明:3树种光合-光响应曲线均符合非直角双曲线模型(
R
2
>0.98)和指数模型(
R
2
>0.98);3树种表观量子效率和暗呼吸速率均表现为山乌桕>南酸枣>枫香,山乌桕在弱光下光合能力要高于枫香和南酸枣,但对光合产物消耗大;山乌桕最大净光合速率与枫香、南酸枣间差异显著(0.05);3树种介于阴生植物和阳生植物之间,山乌桕对强光的适应能力较好,对光照强度表现出一定的适应性和可塑性,具有较宽的光照生态幅,对弱光与强光的利用能力较高;3树种净光合速率光响应均值表现为山乌桕>南酸枣>枫香,耗水能力表现为山乌桕>南酸枣>枫香,而水分利用效率表现为枫香>山乌桕>南酸枣。
2010 Vol. 8 (6): 115-120 [
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