中国水土保持科学
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中国水土保持科学
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2012年 10卷 3期
刊出日期 2012-06-30
1
庞国伟, 谢红霞, 李锐, 杨勤科
70多年来纸坊沟小流域土壤侵蚀演变过程
为了系统研究黄土高原丘陵沟壑区土壤侵蚀演变过程及其规律，以黄土高原纸坊沟流域为例，在GIS的支持下，运用RUSLE估算了该流域1938—2010年间18个年份的年侵蚀量和侵蚀强度，分析了70多年来流域土壤侵蚀时空演变过程。结果表明：1）纸坊沟流域的土壤侵蚀随时间呈四次抛物线变化，侵蚀模数由1938年的7584.39t/(km
2
·a)猛增到1958年的4万6392.56t/(km
2
·a)，随后总体呈递减趋势，到2010年侵蚀模数降至5150.80t/(km
2
·a)。2）1938年中度以下侵蚀面积占流域总面积的52.99%；1958—1978年以剧烈侵蚀为主，占流域总面积的67.05%，其中1958年高达78.61%；1978—1998年侵蚀强度有所下降，微度侵蚀面积占流域总面积比例达到29.27%；1999年以来，微度侵蚀面积达到3.85km
2
，剧烈侵蚀面积仅占流域总面积的8.96%。经过30多年的综合治理，该流域生态环境明显改善，但沟谷陡荒坡侵蚀依然严重，是今后水土流失治理的重点区域。
2012 Vol. 10 (3): 1-8 [
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9
马瞳宇, 张晓萍, 马芹, 雷泳南
近20年来黄土高原水蚀风蚀交错区典型小流域土地利用/覆被变化分析
剖析黄土高原水蚀风蚀交错区小流域不同土地利用/覆被类型的演变方向和程度，是认识该区侵蚀环境演变趋势，评价区域水土流失动态的重要基础性工作。通过收集黄土高原水蚀风蚀交错区典型代表流域——神木县六道沟流域1990、1995、2002年土地利用信息和2010年遥感影像，结合近期实地调查结果，分析该区耕地、林草地和工矿用地等主要土地利用类型在流域内分布格局的变化态势。结果表明：1）1990—2010年，流域林草地面积占总面积比例由35.74%增加到62.79%，耕地面积比例从33.87%锐减至7.61%，坡耕地和旱梯田向林草地大量转移，耕作区域向沟缘线以下沟谷地转移和集中，沟缘线以下耕地面积占耕地总面积比例由13.82%上升至74.04%，工矿用地作业面积由0.28hm
2
扩展到14.89hm
2
，煤矿开采趋于活跃；2）就影响侵蚀环境演变的流域下垫面条件而言，地表覆被，尤其沟缘线以上坡面植被显著改善，但煤矿开采活动的活跃，一方面对流域内林草生长及土地利用方式存在着极大影响，另一方面，对侵蚀环境的人为恶化起着巨大的促进作用。
2012 Vol. 10 (3): 9-14 [
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15
吴昌广, 吕华丽, 周志翔, 肖文发, 王鹏程, 汪涛
三峡库区土壤侵蚀空间分布特征
结合三峡库区的区位特征和数据获取条件，对RUSLE模型的因子算法进行相应修正，最后基于GIS评估库区土壤侵蚀风险及其空间分布特征。结果表明：1）库区年均土壤侵蚀量为1亿8359.43万 t/a，平均土壤侵蚀模数为31.85t/(hm
2
·a)，水土流失面积占库区土地总面积的66.97%；2）库区土壤侵蚀强度与高程梯度间无直接线性关系，中度以上侵蚀主要分布在500～1500m高程带上，其中极强烈、剧烈侵蚀在500～1000m间出现频率最高，这应该与该区域强烈的人类活动有关；3）库区土壤侵蚀强度与坡度呈显著正相关，中度以上侵蚀在15°以上坡度带的发生频率急剧增加，其53.74%的面积比例贡献了89.06%土壤侵蚀量；4）库区土壤侵蚀强度在不同坡向上表现为半阴坡＞正阴坡＞半阳坡＞正阳坡，阴坡的侵蚀量稍大于阳坡，占库区总侵蚀量的56.63％。说明500～1500m高程带、＞15°坡度带以及阴坡是库区发生土壤侵蚀的主要区域，也是水土流失防治及治理的重点区域。
2012 Vol. 10 (3): 15-21 [
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22
吴明作, 何瑞珍, 安树青, 杨喜田, 张军
河南省降雨侵蚀力时空变异特征
利用河南省119个气象台站自建站始至2003年的逐日降雨量资料，计算其所代表县（市）的逐年与平均降雨侵蚀力，并利用GIS等工具分析河南省降雨侵蚀力的时空变异特征。结果表明：河南省多年年均降雨侵蚀力总体趋势是由北向南递增，最大值出现在南部的新县、鸡公山、商城与桐柏、平舆，其值均超过7000MJ·mm/(hm
2
·h·a)；河南省多年年均降雨侵蚀力排序结果可分为5个区域等级，基本与等值线一致；河南省各地的降雨侵蚀力在不同年份变异较大，FFT（快速傅立叶变换）表明无明显的年际周期性规律；河南省降雨侵蚀力的年内变化趋势表现为单峰型，侵蚀主要发生在7—9月份，集中度在北部区域均超过60%；河南省降雨侵蚀力与年侵蚀性降雨量或年侵蚀性降雨量和逐日侵蚀性降雨量之间存在极显著的线性相关性，相关系数分别为0.9672和0.9942。
2012 Vol. 10 (3): 22-28 [
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29
陈安强, 张丹, 范建容, 刘刚才
元谋干热河谷沟壁崩塌的力学机制与模拟试验
元谋河谷冲沟内砂土层和黏土层交替成层分布，为沟壁崩塌的发生创造了条件。在借鉴前人研究成果的基础上，运用模拟试验方法，对元谋干热河谷沟道水流侧蚀沟壁并引起沟壁崩塌的力学机制进行分析。结果表明：模拟试验中不同流量的水流切应力在1.71～8.55Pa之间，远大于砂土起动的临界切应力（0.13Pa）；水流冲刷引起的沟壁砂土层的侧向后退距离公式为Δ
B
s
=20.131
C
t
Δ
t
(
τ
-
τ
c
)e
-1.3
τ
c
/
γ
s
+0.0047；砂土层的侧向后退是引起沟壁悬挂土体失稳的主要因素；通过模拟试验得出砂土层的侧向冲刷距离为0.312m时，悬挂土体发生旋转崩塌（
F
sb
=0.767<1），当悬挂土体出现5、10、15和20cm的拉张裂缝时，加速了悬挂土体的失稳。
2012 Vol. 10 (3): 29-35 [
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36
朱蔚利, 王云琦, 雷声坤
近自然护岸措施对提高河岸平衡坡度的作用——以重庆市长寿区桃花溪河岸为例
为研究近自然护岸措施对河道岸坡稳定性的影响，以重庆市桃花溪河岸为例，通过布设自然原型护岸措施、天然材料织物垫护岸措施、土工织物扁袋护岸措施3种近自然护岸措施，并以裸地为对照，采用针对水力侵蚀的泥沙起动模型和针对重力侵蚀的土壤抗剪强度模型研究近自然护岸措施下的平衡坡度。结果表明：1）经过2年自然修复，由泥沙起动模型结合土壤抗冲试验得出3种护岸措施和对照河岸的岸坡相对平衡坡度依次为>34.9°、>33.3°、>32.3°、>25.5°，且护岸措施配合织物材料有利于措施布设前期岸坡抵抗水土流失；2）由土壤抗剪强度模型得出3种护岸措施和对照的岸坡相对平衡坡度依次为35.0°、26.2°、30.3°、19.9°；3）3种护岸措施下抵抗水力侵蚀的岸坡相对平衡坡度均大于抵抗重力侵蚀的岸坡相对平衡坡度，故抵抗重力侵蚀的土壤抗剪强度模型更适合模拟当地近自然护岸措施下岸坡相对平衡坡度，3种近自然护岸措施下岸坡相对平衡坡度比对照分别提高15.1°、6.3°、10.4°。
2012 Vol. 10 (3): 36-42 [
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43
孙莉英, 郑明国, 方海燕, 蔡强国, 崔明
漫川漫岗黑土区水土流失综合治理范式
漫川漫岗黑土区是我国东北商品粮主产区和黑土坡耕地最集中的地方，也是坡耕地水土流失最严重的地区。根据漫川漫岗黑土区水土流失规律和特点，在已有水土流失治理模式的基础上，通过总结该区水土流失综合调控机制，凝练基于粮食安全的黑土区长坡缓坡水土流失综合治理范式，并对形成的水土流失综合治理范式体系的结构进行解析，对其推广应用效益进行分析，以补充和完善黑土区水土流失综合调控理论。结果表明:1）漫川漫岗黑土区水土流失治理应以坡耕地水土流失控制为主，水土流失综合治理调控主要由地表径流调控、沟道侵蚀调控和土地生产力调控3部分构成；2）基于粮食安全的黑土区长坡缓坡水土流失综合治理范式，以生态安全保障和粮食安全保障2大体系为支撑，系统结构主要包括水土流失立体防护体系结构和生态农业技术体系结构及二者之间的耦合；3）该范式可为促进东北漫川漫岗黑土区生态、社会和经济更协调发展提供科学参考和实践样板。
2012 Vol. 10 (3): 43-49 [
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50
李婧, 张洪江, 程金花, 常丹东
有机碳质量分数对森林土壤水分入渗过程的影响及其模拟
为了探讨三峡库区不同森林植物群落土壤有机碳质量分数与土壤水分入渗的关系，将森林土壤有机碳质量分数设定为独立变量，引入土壤有机碳质量分数对Horton土壤水分入渗模型进行修正。结果表明：1）不同森林植被群落类型土壤有机碳质量分数不同，表现为阔叶混交林>针阔混交林>针叶混交林>乔灌混交林；2）初渗速率、初渗速率和稳渗速率的差分别与土壤下层土壤有机碳质量分数呈线性相关关系。研究还发现，Horton模型经引入土壤有机碳指标后，新模型的入渗速率与入渗量模拟值与实测值相关系数明显提高，模拟结果更逼近实测值。研究结果为同类地区森林土壤水分入渗过程预测与模拟提供了一种新方法。
2012 Vol. 10 (3): 50-56 [
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57
郝连安, 高建恩, 张元星, 梁改革, 赵春红
基于土壤水分动态的梯田苹果园水窖配置
针对如何合理配置水窖以解决黄土高原梯田种植苹果存在的水资源短缺问题，利用WEPP模型，在对0～200cm土壤储水量动态变化模拟验证的基础上，以满足梯田苹果在不同典型代表年的生育期需水为目标，对水窖进行优化配置。结果表明：在更新土壤及作物管理数据库后，WEPP模型可实现对梯田苹果园0～200cm土壤储水量的动态模拟；利用土壤水分动态变化选择典型年来进行水窖优化配置，更能满足苹果的需水要求；黄土丘陵沟壑区适宜的水窖配置干旱年为1150m
3
/hm
2
，平水年为180m
3
/hm
2
，湿润年为50m
3
/hm
2
。该研究为高效利用该区有限水资源提供了一种基于土壤水分动态变化来满足苹果生长需水的水窖优化配置方法。
2012 Vol. 10 (3): 57-63 [
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岳鹏, 史明昌, 杜哲, 王珊
激光扫描技术在坡耕地土壤侵蚀监测中的应用
为了研究激光扫描技术应用于土壤侵蚀监测的可靠性，利用3D激光地貌分析仪对黑龙江省水土保持科技示范园内坡耕地径流小区土壤侵蚀进行监测。采用恒定降雨强度（20、40、60、80、100和120mm/h）对径流小区进行连续6次等历时（30min）人工降雨，每场降雨前后使用3D激光地貌分析仪对小区内不同位置的坡面形态进行扫描，并与集流桶收集土壤侵蚀量进行对比分析。结果表明：3D激光扫描分析法与集流桶测量法得到的土壤侵蚀量之间具有良好的线性相关关系，3D激光地貌分析仪用于径流小区内土壤侵蚀测定具有较高的精度与可靠性。
2012 Vol. 10 (3): 64-68 [
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69
李谦, 高永, 汪季, 周丹丹, 迟悦春
聚乳酸纤维沙障对表层土壤含水量的影响
在乌兰布和沙漠西南缘选择大小、走向相近的裸沙丘分别铺设聚乳酸纤维(PLA)沙障与麦草沙障，设计规格为1m×1m、2m×2m、3m×3m。从2008年开始连续3年对2种沙障不同规格、不同坡位表层土壤含水量进行测定，同时以未铺设任何沙障的裸沙丘作为对照，比较新型材料PLA沙障与传统沙障麦草沙障对表层土壤含水量的长时间影响。结果表明：1）PLA沙障与麦草沙障以及裸沙丘含水量都随年份的增加而增加，2类沙障含水量增长幅度明显优于裸沙丘；2）就沙障规格而言，长时间保持土壤水分，效果最好的是PLA沙障2m×2m规格；3）在0～10cm深度，PLA沙障土壤含水量表现为迎风坡＞背风坡＞坡顶，麦草沙障与PLA沙障相反；4）在10～20cm深度，PLA沙障土壤含水量表现为坡顶＞迎风坡＞背风坡，麦草沙障同样与PLA沙障相反。
2012 Vol. 10 (3): 69-74 [
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75
聂林红, 戴全厚, 喻理飞, 肖卫平, 李飒
茅台水源功能区不同林分类型土壤养分特征
为了探讨茅台水源功能区不同林分类型的土壤养分效应，对茅台水源功能区马尾松林、柏木林和马尾松+柏木混交林3种针叶林土壤养分制征进行研究。结果表明：不同针叶林土壤平均养分存在一定的差异，其中有机质、碱解氮、速效钾质量分数均表现为柏木林＞马尾松+柏木混交林＞马尾松林，有效磷质量分数表现为马尾松+柏木混交林＞马尾松林＞柏木林，而全氮质量分数则表现为马尾松+柏木混交林＞柏木林＞马尾松林。统计分析表明：马尾松林和柏木林及马尾松+柏木混交林的有机质、碱解氮质量分数及pH值差异显著（
P
＜0.05），柏木林与马尾松+柏木混交林的全氮质量分数和pH 值差异也显著（
P
＜0.05），而3种针叶林的有效磷和速效钾质量分数均不存在显著性差异（
P
＞0.05）。相关分析表明：全氮质量分数、有机质质量分数、碱解氮质量分数、pH值相互之间均呈显著性相关，而速效钾质量分数则与全氮、有机质、碱解氮、有效磷质量分数呈显著性相关。另外，参照土壤养分等级评价标准发现：3种针叶林的有效磷和有机质质量分数较高，均在丰富以上；速效钾质量分数则较低，均在中等以下；其他养分则在很丰富和缺乏之间。
2012 Vol. 10 (3): 75-80 [
摘要
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81
贺敬滢, 张桐艳, 李光录
丹江流域土壤全氮空间变异特征及其影响因素——以陕南张地沟小流域为例
以商州区张地沟小流域为例，采用GIS与地统计学相结合的方法，对表层土壤全氮的空间变异特征及其影响因素进行研究。结果表明：张地沟小流域土壤全氮平均质量分数为0.986g/kg，变异系数为24.14%，属于中等程度变异；土壤全氮具有强烈的空间自相关性，主要由结构性因素引起；空间分布上呈现斑块状和带状格局；不同土地利用类型土壤全氮质量分数顺序为农地>果园＞林地＞荒草地；土壤全氮质量分数在不同高程间具有显著差异，随高程和坡度的增加而降低；阳坡与半阴坡方向上土壤全氮质量分数分别为最高和最低。研究结果可为丹江流域农业结构调整、土壤全氮有效利用和水质清洁提供科学依据。
2012 Vol. 10 (3): 81-86 [
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87
张刘东, 李传荣, 刘云, 吕蒙蒙, 邴贝贝, 韩丛聪
植被恢复模式对土壤重金属质量分数和土壤酶活性的影响——以山东省淄博市四宝山破坏山体为例
矿产资源开采造成了严重的重金属污染，为选择合理植被恢复模式以修复土壤重金属污染，以淄博市四宝山破坏山体不同植被恢复模式为对象，测定土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾质量分数，pH值等主要化学性质，土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、脲酶活性和Cu、Zn、Cd等7种重金属质量分数，分析不同植被恢复模式对土壤重金属质量分数及土壤酶活性的影响。结果表明：1）实验区土壤中重金属Zn轻度污染， Cu和Cd重度污染，其他重金属均不构成污染；2）各人工植被恢复模式土壤重金属质量分数均低于灌草丛的，其中黑松林对土壤Cu、Cd的修复效果最好，侧柏林对土壤Zn的修复效果最好；3）土壤重金属全量在垂直分布上规律复杂，有效量均表现为下层高于上层，土壤有效Cu、有效Zn、有效Cd下层比上层依次高9.24%～18.94%、0.97%～20.09%和5.48%～35.51%；4）在影响土壤酶活性的各种因素中，破坏山体土壤重金属有效量与土壤化学性质的影响最为明显，处于同等重要的地位。本研究发现，Cu、Zn、Cd均对4种土壤酶活性表现出了抑制作用，建议用土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、脲酶活性作为破坏山体土壤重金属Cu污染的评价指标。
2012 Vol. 10 (3): 87-92 [
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93
裴艳辉, 李江
云南省森林植被碳储量及其近10年动态变化
根据云南省第3次（1992—1997年）和第5次（2002—2007年）森林资源连续清查数据资料，采用生物量转换因子连续函数法，对云南省森林植被的碳储量、碳密度及其动态变化进行了分析研究。结果显示：近10年来云南省森林总碳储量由1997年的679.10Tg（1Tg=10
12
g）增长为2007年的884.11Tg，年增长率为2.67%；乔木林的碳密度由1997年的46.80Mg/hm
2
（1Mg=10
6
g），增长为2007年的50.58Mg/hm
2
，高于全国的平均碳密度水平。云南省森林以幼、中龄林为主，占全省森林面积的65％以上，说明云南省森林植被具有巨大的固碳潜力。
2012 Vol. 10 (3): 93-98 [
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99
张征坤, 张光灿, 刘顺生, 裴斌, 徐志强, 徐萍, 刘霞
土壤水分对山杏光合作用日变化过程的影响
在半干旱黄土丘陵区，应用CIRAS2型光合作用测定系统，通过测定8个土壤水分梯度下山杏（
Prunus sibirica
L.）叶片光合生理参数的日变化过程，探讨土壤水分变化对山杏光合作用日变化过程的影响。结果表明：1）山杏光合作用日变化过程和光合午休的原因，随土壤水分的变化而明显不同，当土壤相对含水量（
W
r
）在56.1%～66.1%之间时，山杏没有发生光合作用午休现象，但超出此土壤水分范围会发生不同程度的光合午休现象，当
W
r
在93.2%～77.0%之间时，山杏光合午休的主要原因是气孔因素限制，当
W
r
在49.3%～37.3%之间时，光合午休的主要原因开始由气孔因素向非气孔因素转变，当
W
r
小于37.3%后，光合午休的主要原因为非气孔因素限制，即叶肉细胞光合能力下降；2）当
W
r
在49.3%～77.0%之间时，山杏同时具有较高的光合速率和水分利用效率。
2012 Vol. 10 (3): 99-104 [
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105
陈志成, 王荣荣, 王志伟, 杨吉华, 王华田, 耿兵, 张永涛
不同土壤水分条件下栾树光合作用的光响应
采用光合作用光响应直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对栾树在不同土壤水分条件下的光响应曲线进行拟合，探讨不同光响应模型对栾树的适用性及栾树光合特性对土壤水分和光照强度的响应规律。结果表明：1）3个模型都能较好地拟合栾树的光合光响应过程，其中直角双曲线修正模型能拟合在光抑制条件下的光响应过程，非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型要优于直角双曲线模型；2）栾树对土壤水分和光照强度的适宜范围较广，土壤相对含水量在41.5%～93.3%范围内，净光合速率、表观量子效率均相对较高，光合有效辐射强度在600～2000μmol/（m
2
·s）范围内，净光合速率和水分利用效率均能获得较高水平。
2012 Vol. 10 (3): 105-110 [
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111
吴发启
水土保持农业技术措施分类初探
为进一步完善我国水土保持农业技术措施的分类体系，并服务于研究与生产，在论述水土保持农业技术措施的概念、分类现状基础上，依据措施实施的方式、作用和目标，并结合农艺环节，将水土保持农业技术划分为以改变微地形为主的蓄水保墒技术、以提高土壤抗蚀力为主的保护性耕作技术和以增加植物覆盖为主的栽培技术3大类，等高耕作、沟垄种植、坑田、半旱式耕作、深耕翻、保墒、覆盖、深松、少耕、培肥土壤、合理配置作物、播种保苗、栽培13个亚类和等高耕作等44个型，以供参考。
2012 Vol. 10 (3): 111-114 [
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115
康玲玲, 董飞飞, 刘小强, 刘军军
采矿工程用地水土保持方案编制的几个问题
针对采矿工程临时占用土地的特点、恢复林草植被的可能性，按照《开发建设项目水土流失防治标准》，对该类工程设计水平年林草覆盖率达到的可能性进行详细分析，并提出建议；结合采矿工程特点和项目区地形地貌，对排矸场、排土场、尾矿库等场址比选和措施布设优化时应考虑的几个问题进行分析与归纳，并提出尾矿库建设期和闭库后的治理方案。
2012 Vol. 10 (3): 115-119 [
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120
赵会林, 鲁新蕊, 樊祥船
西藏地区水土流失现状及防治对策
西藏地区土壤侵蚀以水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀为主，水土流失主要受降水、大风、温度、地形地貌、地质、植被等自然因素及乱垦滥伐、过度放牧、掠取资源、破坏环境等人为因素影响。为防治西藏地区复杂多样的水土流失，结合西藏地区的自然属性和区域水土流失特点，将西藏地区分为藏东南水力侵蚀为主区、藏西风力侵蚀为主区、藏北冻融侵蚀为主区及藏中复合侵蚀区，并针对各区的自然属性及影响因素，提出在不同时期以防治水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀和复合侵蚀为主的防治措施和发展方向，并提出加强水土流失防治宣传、研究水土流失机制和防治对策、落实水土保持措施等举措，以达到防治西藏地区水土流失、保护区域生态环境的目的。
2012 Vol. 10 (3): 120-122 [
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