中国水土保持科学
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中国水土保持科学
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2020年 18卷 3期
刊出日期 2020-06-30
1
刘韵, 王若水, 张艳, 赵廷宁, 王景华, 吴红璇, 胡平
春季黄河附近乌海市露天煤矿大气不同粒径粉尘质量浓度分布规律
为探究西北干旱荒漠地区露天煤矿春季各起尘区域内不同粒径粉尘（PM1.0、PM2.5、PM10.0和TSP）质量浓度分布规律及其影响因素，选择内蒙古乌海市典型露天煤矿，在春季（4-5月）对不同区域的粉尘质量浓度进行监测。结果表明：1）有作业时，矿内4种粒径粉尘质量浓度整体均呈现"两峰两谷"变化特征，无作业时仅在清晨和傍晚较高；矿外粉尘质量浓度呈清晨较高，之后持续降低的趋势。2）风速增大、温度和湿度降低会导致矿内粉尘质量浓度增大，其中风速影响最大；矿外粉尘质量浓度与湿度呈显著正相关。3）矿内和矿外大气中所含颗粒物主要为粗颗粒物，其各区域
ρ
（PM10.0）/
ρ
（TSP）值分别为0.59~0.69和0.50~0.62，各粒径粉尘在矿内各区域无明显分布差异，但粗颗粒物在矿外各区域间分布差异明显（
P
<0.01）。4）矿内各区域间粉尘质量浓度相关性较大，且矿区道路与储煤场间的相关性最大；矿外各区域间相关性随颗粒物粒径的增大而增大。在构建矿区粉尘质量浓度预警及防控技术体系时，建议重点考虑道路、矿坑、储煤场等主要作业区所产生的粗颗粒物，同时考虑风速和湿度对矿内外区域的不同影响。
2020 Vol. 18 (3): 1-11 [
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12
苏立彬, 郭永刚, 吴悦, 杨永涛
基于DEM的尼洋河流域地貌形态分析
尼洋河流域作为雅江重要的支流，域内第一产业发展迅速，然而频繁的地质灾害已严重影响了地区经济的可持续发展。为了对地区灾害成因及易发性的进一步研究提供参考，为防灾减灾建设提供科学依据，以林芝尼洋河流域为例，通过流域数字高程模型（DEM）和其他辅助资料，对流域地貌形态进行深入分析研究。利用GIS的空间分析能力，提取流域坡向、坡度、地形起伏度以及高程等地形因子，制作专题图，并对其与灾害的关联性进行详细分析。结果表明：1）尼洋河流域东、东南、东北、西北向为主要坡度方向；陡坡和陡崖域内面积比例97.06%。2）流域内海拔主要位于 ≥ 4 000~6 000 m，面积比例86.60%，属于高山和极高山；按照地形起伏度分级，其相对高度主要处于 ≥ 200~1 000 m，比例95.75%，为小起伏和中起伏山地类型。3）域内灾害发生与海拔、坡度、地形起伏度、植被覆盖度、降雨等因素有较大影响，海拔 ≥ 3 500~5 500 m的陡坡中起伏山地、植被覆盖度小、降雨量多的阴坡区域，存在较大潜在危险，危险源片状分布于干流上游和下游、支流中游区域。
2020 Vol. 18 (3): 12-21 [
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22
张文豪, 王桂尧, 胡圣辉, 张永杰, 全鹏, 常婧美
薄叶山矾根系抗拔力的室内试验研究
研究主直根系的根长、根径、根-土接触面积及其须根对根土间作用力的影响规律，对进一步研究生态防护及根系固土模型具有重要作用。以主直根系的代表植物薄叶山矾为例，通过室内拉拔试验研究乔灌木根系在不同上覆荷载、不同几何参数、须根有无等情况下根土间的相互作用力，并从理论上分析产生这一现象的原因。试验结果表明：根系的最大抗拔力随根系的半径
r
、长度
L
及根-土接触面积的增加而增加；根系拔出破坏时，根系单位面积抗拔力随着根系半径
r
的增加而增大，随着根系长度
L
的增加而减小；有须根的最大抗拔力大于无须根的最大抗拔力；随上覆荷载的增大根土间摩擦力增加幅度越大；摩擦角随根系的长度
L
、半径
r
及根-土接触面积的增加呈减小趋势；黏聚力随根-土接触面积的增加而增加；根系摩擦系数与根-土接触面积相关性不大。试验证明：根系的几何关系对根系抗拔力、根土复合体的摩擦角与黏聚力产生影响，并且呈现出一定的规律。
2020 Vol. 18 (3): 22-30 [
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31
李成, 高鹏, 董学德, 姜尧琨, 张义群, 刘海燕, 许景伟, 囤兴建
泰山麻栎人工林降雨截留特征及修正的Gash模型模拟
林冠截留可以调控降雨再分配，对研究森林生态系统的水分平衡和养分循环具有重要意义。通过对山东泰山麻栎人工林2018年生长季的降雨截留进行分析发现，观测期内以中雨和小雨为主，占总降雨场次的64%；林冠截留量为152.24 mm，树干径流量为10.06 mm，穿透雨量为678.8 mm，分别占林外降雨量的18.10%、1.19%和80.70%。利用修正的Gash模型对其进行模拟，结果显示在观测期内，截留过程中的蒸发量和林冠达到饱和状态的截留量占林冠截留总量的大部分，且模拟的林冠截留、穿透雨和树干径流与实测值的误差分别为6%，2%和9%，表明修正的Gash模型能够很好地模拟林冠对降雨的再分配过程，其适用于模拟泰山麻栎人工林的林冠截留。敏感度分析表明：平均雨强（
R
）、平均蒸发速率（
E
）、林冠饱和持水量（
S
）的变化对修正的Gash模型的影响很明显，而郁闭度（
c
）、树干持水能力（
S
t
）和树干径流系数（
P
t
）的变化对本模型影响不明显。
2020 Vol. 18 (3): 31-38 [
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39
杜昕鹏, 吕刚, 傅昕阳, 董亮, 李叶鑫, 汤家喜
辽西褐土和棕壤溅蚀效应与团聚体分选特征
为了探究辽西低山丘陵区坡耕地土壤溅蚀机理，选取褐土和棕壤为研究对象，采用人工模拟降雨试验研究一定降雨能量下土壤溅蚀量与团聚体分选特征。结果表明：1）褐土和棕壤不同方向溅蚀量以及净溅蚀量与溅蚀距离呈对数递减关系。不同水平距离范围内，褐土下坡溅蚀总量是上坡溅蚀总量的4.25倍，棕壤下坡溅蚀总量是上坡溅蚀总量的4.85倍。褐土和棕壤水平距离为0~5 cm时溅蚀量和其他水平距离溅蚀量呈极显著差异。2）溅蚀对褐土和棕壤大团聚体富集作用与损耗作用的临界团聚体粒级为1 mm，当团聚体粒级>1 mm时，棕壤的富集率明显大于褐土；当团聚体的粒级<1 mm时，褐土的团聚体富集率明显大于棕壤。3）褐土和棕壤在各水平距离范围均未出现>5 mm的水稳性团聚体，>0.50~1.00 mm水稳性团聚体和>0.25~0.50 mm水稳性团聚体均出现在试验设计的水平距离范围内，褐土相比棕壤>0.25~1.00 mm粒级的团聚体，随水平距离的变化不管是增大幅度还是减小幅度，均表现为褐土大于棕壤。褐土和棕壤不同水平距离范围内各个粒级水稳性团聚体平均质量直径均<1 mm，褐土随着水平距离的增大团聚体平均质量直径表现为先增大后减小，棕壤随着水平距离的增大团聚体平均质量直径表现为逐渐减小。
2020 Vol. 18 (3): 39-47 [
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48
任冉冉, 夏江宝, 张淑勇, 陈印平, 刘明新
黄河三角洲贝壳堤灌草群落的土壤颗粒分形特征
为揭示黄河三角洲贝壳堤典型灌草群落的土壤颗粒分形特征及其影响因素，以滩脊地带酸枣-蒙古蒿、杠柳-砂引草和蒙古蒿-芦苇3种灌草群落为研究对象，并以裸地作为对照，采用激光衍射分析技术，测算不同灌草群落的土壤颗粒粒径分布、单重和多重分形特征。结果表明：灌草群落的贝壳砂呈现非均匀分布的特性，具有明显的异质性。贝壳砂单重分形维数
D
在1.411~2.490之间，数值从大到小依次为酸枣-蒙古蒿、杠柳-砂引草、蒙古蒿-芦苇和裸地，同一灌草群落与裸地不同土层之间的贝壳砂单重分形维数差异显著（
P
<0.05），0~10 cm土层均小于10~20 cm。不同灌草群落不同土层之间容量维数
D
0
、信息维数
D
1
、关联维数
D
2
、
D
1
/
D
0
、
D
0
-
D
1
差异显著（
P
<0.05）。容量维数
D
0
与贝壳砂黏粒、粉粒、极细砂粒的体积分数呈显著正相关（
P
<0.05），可作为表征贝壳砂粒径分布的指示性参数。贝壳砂生境增加灌草群落的数量有利于提高贝壳砂细粒物质的含量，植被改良土壤粒径组成效果显著。
2020 Vol. 18 (3): 48-58 [
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59
许令明, 曹昀, 汤思文, 陆远鸿, 罗姗姗, 马银山
干旱胁迫及复水对花叶芦竹生理特性的影响
通过在干旱胁迫与复水条件下对花叶芦竹生理特征的影响研究，以期为湿地园林建设中引种栽培及管理提供借鉴。采用室内盆栽法，设置9个水分梯度[CK：（53±0.5）%（土壤水分饱和）、C1：（50±0.5）%、C2：（45±0.5）%、C3：（40±0.5）%、C4：（35±0.5）%、C5：（30±0.5）%、C6：（20±0.5）%、C7：（10±0.5）%、C8：（5±0.5）%]，研究干旱胁迫及复水对花叶芦竹生理特性的影响。结果表明：1）随胁迫时间延长，花叶芦竹叶片叶绿素质量分数呈下降趋势，试验后期随胁迫程度加深其质量分数减小；随胁迫时间延长类胡萝卜素质量分数在土壤水分含量40%~50%之间呈先降后升趋势，对照与其余处理组呈下降趋势；2）随胁迫时间延长，SOD活性呈先升后降趋势，POD活性呈先降后升趋势，CAT活性呈上升趋势；随胁迫程度加深，SOD活性呈上升趋势，而POD、CAT活性均呈先升后降趋势；3）随胁迫时间延长，可溶性蛋白、MDA含量均呈先升后降趋势，均随着胁迫程度的加深而增加；4）复水后，花叶芦竹叶片光合色素含量上升，在40%~50%处理均高于对照；抗氧化酶活性均下降，SOD活性与对照差异不明显，POD活性与对照差异显著，CAT活性与对照差异极显著；可溶性蛋白、MDA含量下降；根系活力显著高于复水前。综上，干旱胁迫下，花叶芦竹叶片光合色素合成受到抑制，但能通过协调抗氧化酶清除自由基，及积累可溶性蛋白应对氧化伤害；复水后，各项指标均能恢复到对照水平，表现出一定耐旱性。
2020 Vol. 18 (3): 59-66 [
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殷爽, 李毅然, 李露, 曹伟, 王恩姮
黑土团聚体有机碳对耕作与水蚀的响应差异
东北黑土区农田土壤有机碳损耗不仅受水蚀影响，同时还受耕作侵蚀的影响，进一步探究2种侵蚀对土壤团聚体有机碳的影响差异，可为探明黑土侵蚀机制、坡耕地水土流失和质量退化提供证据。以东北黑土区未受开垦干扰的天然次生林表层土壤为研究对象，通过模拟不同干扰强度的耕作侵蚀（原位破碎和耕作迁移）与水力侵蚀（雨滴击溅和径流冲刷），研究不同粒径（>2 mm、1~2 mm、0.25~1 mm、0.053~0.25 mm、<0.053 mm）水稳性团聚体有机碳的变化规律。结果表明：随着原位破碎强度的增加，>0.25 mm和<0.25 mm团聚体有机碳质量分数分别表现为增加和降低趋势；随着耕作迁移强度的增加，>0.053 mm和<0.053 mm团聚体有机碳质量分数分别呈现增加和降低趋势；雨滴击溅作用使各粒径团聚体有机碳均呈现增加的趋势，而径流冲刷作用增加>0.25 mm团聚体有机碳质量分数，降低<0.25 mm团聚体有机碳质量分数。仅发现>2 mm、1~2 mm、0.053~0.25 mm团聚体有机碳质量分数变化率与耕作侵蚀强度显著负相关。与水蚀相比，黑土团聚体有机碳对耕作侵蚀的响应更敏感。
2020 Vol. 18 (3): 67-73 [
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74
焦隆, 王冬梅
基于DPSIR模型和水足迹理论的桂林市水资源承载力研究
水资源及其承载力评价能够为水资源规划、保护和合理利用提供基础支撑，对于区域水资源科学管理、维持区域生态安全和可持续发展具有重要意义。以广西省桂林市为研究区，基于DPSIR模型和水足迹理论，评估了城市水资源现状，并揭示2013-2017年水资源承载状态。结果表明：1）压力、状态和影响指标显示，现阶段桂林市水资源状况良好，且具有改善趋势，但驱动力和响应指标表明，未来社会经济发展过程中水资源仍面临一定压力；2）桂林市2013-2017年水资源平均供给量为需求量的1.35倍，存在水资源生态盈余；万元GDP水资源生态足迹平均为0.48hm
2
/万元，为广西省平均水平，但明显高于国内其他地区。由此可见，桂林市水资源利用效率较低，在我国还处于较低水平。因此，管理部门还需加强水管理和环境保护等方面的政策倾斜和资金投入。
2020 Vol. 18 (3): 74-80 [
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81
郭利军, 王百田, 王旭虎
晋西黄土区不同土地利用的土壤水分灰关联分析
为了解晋西黄土区不同土地利用下土壤水分垂直与月份动态变化以及土壤水分的消耗利用状况，分析不同土层、不同土地利用和不同月份土壤水分关系，以晋西黄土区荒草地、油松林和刺槐林坡面为研究对象，于2018年4-10月在3种不同土地利用坡面用TDR土壤水分测量仪测定0~200 cm垂直剖面的土壤含水量，土层间隔为20 cm，每月至少测定1次，并对不同土地利用下的土壤含水量进行灰关联分析。结果表明：1）在年内季节降水相同情况下，荒草地和油松林深层（120~160 cm）和底层（160~200 cm）土壤水分灰关联度最高（0.779 4，0.749 1），刺槐林在中层（80~120 cm）与深层（120~160 cm）土壤水分灰关联度最高（0.731 3），即土壤水分变化趋势相似程度高；此外，不同土地利用下，表层与深层、浅层与深层土壤水分灰关联度均较低。2）荒草地4-6月分别与7、8月的土壤水分动态变化趋势相差较大；油松林在7-10月，各月间的土壤水分灰关联度较小，土壤水分呈现差异变化；相对于荒草地、油松林，刺槐林在4-10月内，各月间土壤水分灰关联度较接近，土壤水分变化较稳定。不同土地利用类型下土壤水分垂直及时间动态变化差异不同，且土壤水分动态变化关系能通过灰关联分析较好地反映出来。
2020 Vol. 18 (3): 81-89 [
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任雨之, 郑江坤, 付滟, 王文武, 曾倩婷, 向明辉, 陈鑫
不同耕种模式下降雨等级对紫色土坡耕地产流产沙的影响
为了探讨紫色土坡耕地在不同降雨等级下的水土流失特征，为选择水土保持效应高的耕种模式提供依据，基于遂宁水土保持试验站1989-2016年降雨与径流输沙数据，划分4类耕种模式，就不同降雨等级下径流小区产流产沙规律进行分析。结果表明：1）小、中雨基本不造成侵蚀，侵蚀性降雨主要为大、暴雨，集中于6-8月。2）等高沟垄大雨下水土保持效应最好。相比顺坡垄作，横坡垄作大暴雨下可减流50%~56%，暴雨下减沙93%~95%，且差异显著（
P
<0.05）。顺坡垄作种植黄花较玉米可减沙88%~98%，大、暴雨下差异显著。植物篱定植初期产流产沙反而大于对照区，且在大雨下差异显著；而定植3年后，植物篱减流减沙作用明显，且香根草优于新银合欢。3）沟垄小区产流产沙量在特大暴雨与大、暴雨间差异显著。顺垄黄花小区产流量大，暴雨是大雨下的6.4倍，且差异显著；横（顺）垄小区大暴雨与大、暴雨的产沙量差异显著。定植初期植物篱小区产流量在各降雨等级间差异不显著（
P
>0.05），而油桃小区产沙量在大暴雨与大雨间差异显著。定植3年后植物篱及其对照小区产流产沙量在大暴雨与大、暴雨下均差异显著，大暴雨下产流量和产沙量分别为大、暴雨的3.3~6.6倍和8.8~113.5倍。各类措施减沙均优于减流效应，减沙作用随降雨等级增大呈降低趋势，考虑农业管理和经济收益，应结合实际情况选择适宜的耕种模式。
2020 Vol. 18 (3): 90-98 [
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99
于江珊, 田佳, 董亚宁, 许玲玲, 王晓燕
宁夏沙漠区2种生物固沙材料性能对比
为了在宁夏及周边荒漠化地区实现防风固沙、保持水土和改善生态环境，引入生物基固沙新材料进行技术示范。将2种新型生物基固沙材料（生物基钙肥和生物基铵肥），按照不同的施用量喷洒在沙土表层，探究其对沙土保水性、种子生长、结皮抗压强度与pH值的影响，综合分析确定一种适合宁夏及周边荒漠化地区使用的生物基固沙新材料及施用量。结果表明：1）生物基铵肥和钙肥与对照CK相比都有显著的保水效果，且施用量越大保水性越好，140 g/m
2
施用量下生物基铵肥的保水效果显著高于钙肥；生物基铵肥和钙肥的失水过程符合幂函数变化。2）施用量为100和140 g/m
2
时，生物基铵肥对柠条种子的发芽有抑制作用，且施用量越大抑制作用越明显，分别比对照CK低28%和50%；但生物基钙肥对柠条种子的发芽却有促进作用，分别比对照CK高12%和16%。3）生物基铵肥与钙肥都能形成良好的结皮，当施用量为100和140 g/m
2
时，生物基钙肥结皮的抗压强度显著高于铵肥，分别高出59.14%和100.68%。4）生物基铵肥的结皮pH值均显著低于钙肥，施用量越大pH值越低（平均比钙肥低5.63%），且均显著低于对照CK（平均比对照低18.58%）。综合分析2种新型生物基固沙材料的保水性、种子发芽率、结皮抗压强度和pH值得出：生物基钙肥的综合性能优于铵肥，且钙肥的最佳施用量为140 g/m
2
。
2020 Vol. 18 (3): 99-105 [
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106
邓利梅, 陆传豪, 刘刚才
气候因子对紫色土容许土壤流失量的影响
气候变化和容许土壤流失量（SLT值）是我国科技发展规划中的重要研究内容，但目前还鲜有关于气候变化对容许土壤流失量影响的研究报道。通过把处于亚热带区域的紫色土母岩样品，分别搬运到四川亚热带区盐亭站、云南干热河谷区元谋站（代表气候转暖变干）和云南热带雨林区西双版纳站（代表气候转暖变湿）的田间地表，经受所在区域自然气候的作用后，监测紫色土母岩风化成土速率（即容许土壤流失量），研究气候变化对紫色土容许土壤流失量的影响。结果表明：3种母岩的风化速率与温差和降雨量呈显著的指数函数关系，蓬莱镇和沙溪庙组母岩的与温度呈幂函数关系，而遂宁组母岩的与温度无明显关系；根据这些关系模型的计算，就3种母岩平均而言，在西双版纳站，风化速率增加21.8%，在元谋站则增加30.7%，因此，紫色土容许土壤流失量在西双版纳和元谋的气候背景下，相应增加21.8%和30.7%。本研究成果可为精准确定不同气候背景下的SLT值提供科学依据。
2020 Vol. 18 (3): 106-113 [
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114
董颖, 李娜, 耿玉清, 张超英
添加保水剂对煤矸石基质保水性能的影响
煤矸石是煤炭生产过程中产生的固体废弃物，保水能力较低。大量煤矸石堆积形成的煤矸石山会造成严重的环境污染问题。当前对煤矸石山治理的主要途径是在煤矸石山上直接覆土再植被重建，但是矿区土壤缺乏且立地条件极端恶劣；因此，探究在土壤中添加不同比例的煤矸石和保水剂，对合理利用煤矸石并提高其保水性能十分必要。以灵武羊场湾排土场为研究对象，设置矸土比3：1（CGM
1
）、1：1（CGM
2
）和1：3（CGM
3
）3种煤矸石基质类型，并分别添加比例为0.1%、0.2%和0.5%的丙烯酰胺-丙烯酸钾交聚物型（CLP）保水剂和凹凸棒复合丙烯酸-丙烯酰胺型（WT）保水剂，通过土柱模拟法，测定煤矸石基质的孔性、吸水性、持水性及入渗特性。结果表明：CGM
2
和CGM
3
的孔隙度、持水量和累积入渗量高于CGM
1
。随着添加CLP和WT比例的提高，煤矸石基质的吸水量和持水量呈现出增加的趋势。添加CLP对土壤水分入渗具有促进作用，且随着添加比例增加，其促进作用越明显；而添加WT用量与煤矸石基质累积入渗量呈反比。多因素方差分析表明，煤矸石基质类型是影响基质持水量的主要因素，保水剂种类对煤矸石基质的累积入渗量的影响程度最大。将21个处理进行系统聚类分析发现，类别Ⅲ仅包含在CGM
2
下施加0.5%CLP的处理，该种处理的水分吸持性和入渗特性均优于其他处理。综合来看，添加保水剂可提高煤矸石基质的保水性能，在矸土比为1：1下施加0.5%丙烯酰胺-丙烯酸钾交聚物型保水剂具有最佳的保水效果。
2020 Vol. 18 (3): 114-123 [
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124
闫烨琛, 张艳, 赵廷宁, 吴海龙
采石矿渣基质改良下的胡枝子生长效果
为了研究胡枝子在改良废弃矿渣基质中的生长效果，确定最优基质配比，按照不同比例使用采石场弃渣、牛粪堆肥、芦苇杆、园林废弃物等覆土基质设计正交试验，确定9种不同的基质配方，通过盆栽试验研究各组基质的理化性质以及灌木胡枝子（
Lespedeza bicolor
Turcz.）的出苗率、生长指标效应。结果表明：1）改良基质均显著提高胡枝子的出苗率、株高以及土壤有机质、全氮、全磷、全钾等含量，显著降低土壤pH值；2）处理方法对各指标影响不同，S
8
组较其他组均显著提高土壤有机质、全氮、全磷、全钾等含量；3）改良基质促进土壤持水量和孔隙度增大、密度降低。综上，筛选出适宜灌木胡枝子生长的较优基质质量配方为采石场弃渣3 kg，牛粪400 g，芦苇杆与园林废弃物用秸秆腐熟剂腐熟完全后按150：40质量比例与渣土和牛粪均匀混合施用；通过数据分析对比可知，改良基质可以中和土壤碱性并提高土壤肥力，改善土壤通气能力和透水能力，促进胡枝子生长。通过确定最优基质配比，为矿山生态恢复与重建提供理论支持，从而提升矿区生态效益和经济效益。
2020 Vol. 18 (3): 124-131 [
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132
梁石, 刘万青, 王宁, 余雷
消费型无人机用于估算生产建设项目人工堆积体土石方量
引入消费型无人机为生产建设项目水土保持监测中的人工堆积体进行航摄建模后土石方量测量，提高效率和精度，降低工作难度和成本，探索消费型无人机垂直下视和倾斜航摄构建模型测量土石方量的精度及方法适用性。以大疆精灵4pro作为航摄平台，对小型堆积土堆进行垂直下视和45°倾斜交叉航摄，配合不同数量控制点构建地形模型，与实测超密集特征点构建的地形模型进行土石方量测算比较，分析不同航摄方法在不同数量控制点时土石方量的测量精度。结果表明：在无控制点和堆积体顶端不添加控制点时45°倾斜交叉航摄土石方测量误差都<3%；四角加顶端5个控制点时常规航摄测量误差<2%。利用消费型无人机航摄配合少量控制点构建堆积体模型测量土石方量可以满足精度要求，倾斜交叉航摄在堆积体顶端无控制点时也具有很高精度，在土石方量的估算应用中可推广使用。
2020 Vol. 18 (3): 132-138 [
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139
周莉, 张生平, 侯方淼, 张伦萍
基于区块链技术的碳交易模式构建
2011年起，中国9个区域性碳交易试点相继运行，并于2017年底始建全国性碳交易市场。为解决现存碳交易市场信息不透明监管难，运行成本高管理效率低，商业信息机密与环境信息公开的矛盾，国家核证自愿减排项目交易市场不活跃，以及未来区域、国家、国际间碳交易平台的对接，以信息技术结合经济手段，建立区块链碳交易模式，应对气候变化、防止水土流失，实现环境可持续发展目标。基于帕累托最优和利益相关者理论，分析区块链为基础的全国性碳交易体系的业务机理和主要利益相关者，分析区块链的典型信息和智能合约，重点设计碳交易模式的六层区块链核心技术框架和五步骤的实现过程，构建"企业交易+政府监管+第三方审核+金融风险防范"的区块链碳交易模式，并基于场景与智能合约分析提高包括林业碳汇等国家核证自愿减排项目的交易活跃性。该模式适合全国性碳交易体系建设的技术支撑；方便对接金融平台，实现碳交易的巨大经济价值；在水土保持规划与方案中，因地制宜种植碳汇林，适时交易创造碳汇价值，实现生态、经济的双重效益。
2020 Vol. 18 (3): 139-145 [
摘要
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罗舒元, 朱清科, 辛云玲, 苟清平
陕北吴起县植被覆盖度时空特征及其影响机制
三北防护林体系、退耕还林等林业生态工程实施对黄土高原林草植被建设具有重要积极作用。为探索半干旱黄土区工程实施过程中林草植被的分布规律及其主要影响机制，选取陕北吴起县为典型代表区，基于Landsat系列数据，采用像元二分模型提取吴起县1997、2005、2010和2016年4期遥感影像的植被覆盖度数据，运用相关分析及主成分分析法，研究了植被覆盖度变化趋势及时空分布特征，揭示气象因子及居民区、道路、水系的人文社会因素对林草植被建设的影响机制。结果表明：1）1997-2016年吴起县植被覆盖度总体呈上升趋势，由东南向西北植被覆盖度逐渐增加。2）植被覆盖度结构得到明显改善，低等级土地面积以转出为主，中高及高等级土地面积以转入为主。3）长时间序列来看，气温对植被覆盖度的影响大于降水，且两者均存在滞后性，冬春季降水量对植被覆盖度有重要影响。4）林草植被主要分布在距居民点500~2 500 m、主要道路0~800 m及主要水系0~400 m的范围内，且对中等级植被覆盖度林草地分布位置的影响最大，对低等级近乎没有影响。
2020 Vol. 18 (3): 146-154 [
摘要
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155
肖胜生, 房焕英, 余小芳, 段剑, 赵佳鼎
壤中流驱动下可溶性有机碳迁移的研究进展
土壤碳库的相对稳定是保持土壤肥力、维持碳素平衡和应对全球气候变化的重要途径。土壤侵蚀尤其水力侵蚀是土壤碳库命运的重要影响因子，土壤碳的侵蚀损失受到持续和普遍关注；但是目前水力侵蚀作用下土壤碳素动态研究主要着重于地表径流和泥沙，而对壤中流驱动下的碳素（主要是可溶性有机碳DOC）损失研究较少涉及。对部分壤中流发育发达的土壤剖面而言，DOC的迁移损失不仅是碳素损失的重要途径，也会影响到水体环境和人类健康，理应受到更多关注。在简要概括水力侵蚀过程中有机碳随地表径流和侵蚀泥沙的迁移以及矿化释放等关键过程的基础上，重点阐述了国内外不同生态系统壤中流驱动下DOC的迁移通量及其迁移机制2方面的研究进展。在迁移通量方面，国外着重于森林和草地生态系统，而国内偏重于耕地。在迁移机制方面，国内外都是主要关注降雨因素（包括降雨量和降雨强度）对DOC迁移过程和迁移通量的影响。在此基础上总结现有研究的不足，指出今后需在研究内容（径流入渗过程中土壤DOC的再分配及其影响因素、DOC和可溶性有机氮DON的同步监测）、研究对象（红壤坡耕地）和研究手段（自然降雨背景下野外坡耕地原位定位观测）3方面加强研究，以期对相关领域的研究起到一定程度的推动作用。
2020 Vol. 18 (3): 155-161 [
摘要
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