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玛纳斯河流域绿洲土壤春季盐渍化研究_吉力力_阿不都外力

玛纳斯河流域绿洲土壤春季盐渍化研究_吉力力_阿不都外力
玛纳斯河流域绿洲土壤春季盐渍化研究_吉力力_阿不都外力

土壤侵蚀研究进展

基于 USLE、GIS、RS 的流域土壤侵蚀研究进展 摘要:本文系统地介绍了 ULSE 模型中各侵蚀因子及其相应的算法,总结了国内外研究中获取各因子的新方法,并简要介绍了土壤侵蚀分析研究的新模型及其进展。当前 GIS 和 RS 作为新兴技术在土壤侵蚀分析研究中发挥了重要的作用,文章针对当前 GIS、RS 和 ULSE 在土壤侵蚀评价中的应用,指出了目前 GIS 和RS 在侵蚀研究中存在的问题,并提出了自己的观点和建议。 关键词:通用土壤流失方程( USLE);土壤侵蚀; RS; GIS This paper systematically introduces ULSE erosion factors of each model and the corresponding algorithm, summed up the researches of a new method for each factor, and briefly describes the analytical study of soil erosion and its progress in the new model. Current GIS and RS as an emerging technology in the analysis of soil erosion has played an important role, articles for the current GIS, RS and ULSE soil erosion assessment in the application of GIS and RS are pointed out in the erosion problems, and put forward their views and suggestions. Keywords: Universal Soil Loss Equation (USLE); soil erosion; RS;GIS 土壤是地球上生物赖以生存的基本要素之一,土地以及不同质量的土壤生产了超过90%的人类和牲畜所需要的食物。土地退化的日益严重成为制约人类发展的重要因素,土壤侵蚀是其中一个重要原因。土壤侵蚀使土壤肥力下降,理化性质变劣,土壤利用率降低,生态环境恶化。目前全球土地退化日益严重,我国是世界上土壤侵蚀最为严重的国家之一,土壤侵蚀面积占国土面积的比例高达38。2%,研究土壤侵蚀的机理,有效地对其进行监控、治理已经成为全球关注的焦点。传统的土壤侵蚀量调查方法耗时、周期长,而且很难确定中等尺度流域的土壤侵蚀量。随着侵蚀过程和机理研究的不断深入以及土壤侵蚀影响因素和侵蚀空间分布规律探讨的不断加强,土壤侵蚀的研究也逐渐走上了多途径、多学科协同研究的道路。但许多定量研究方法长期以来都在坡面和小流域尺度上进行,很难在区域尺度上推广,而美国农业部颁布的在区域土壤侵蚀调查方面富有特色的通用水土流失方程( USLE) 正好弥补了这一方面的空缺。20 世纪 80 年代 USLE 开始引入中国,而且研究人员在探讨坡面和流域土壤流失量的同时,还开始注重应用

坡耕地土壤侵蚀研究进展

第15卷第3期2001年9月 水土保持学报 Journal of So il and W ater Conservati on V o l.15N o.3 Sep.,2001  坡耕地土壤侵蚀研究进展① 傅 涛,倪九派,魏朝富,谢德体 (西南农业大学资源与环境学院,重庆400716) 摘要:论述了坡耕地土壤侵蚀的机理、研究方法及防治措施,分析了坡耕地泥沙、径流、养分流失的特征及影响 因素,认为坡耕地是水土流失的主要来源,在整个生态环境建设中具有重要地位。目前国内外研究多偏重于坡面 水土流失特征的描述和控制坡面水土流失、提高土壤肥力的效果等,研究方法以定性和统计分析为主,在坡耕地 水土流失机理、养分流失所造成的面源污染、坡面流失定量预测模型以及控制措施与坡面的相互作用等方面还需 作更深入的研究。 关键词:坡耕地; 土壤侵蚀机理; 防治措施 中图分类号:S157.1;S157.2 文献标识码:A 文章编号:100922242(2001)0320123206 Recen t D evelopm en t of Slop i ng F ield Erosion FU T ao,N I J iu2pai,W E I Chao2fu,X IE D e2ti (Colleg e of R esou rces and E nv ironm ent,S ou thw est A g ricu ltu ral U niversity,Chong qing400716) Abstract:T he p rogresses of slop ing field ero si on,study m ethods and of p reven tive m easu res are summ a2 rized.T he m echan is m and affect facto rs of sedi m en t,runoff and nu trien t lo ss on the slop eland su rface are an2 alyzed resp ectively.T he slop ing fields w ere the m ain sou rce of sedi m en t,runoff and nu trien t lo ss.M o st of the research w o rk s focu sed on the p reven ti on so il and w ater lo ss on the slopeland su rface and i m p rovem en t of so il fertility.M o st of the study m ethods w ere qualitative and statistics analysis.How ever,studies on the m echan is m of so il and w ater lo ss and nu trien t lo ss,the m odel of quan titative analysis w ere scarce yet,the fu rther studies shou ld pay m o re atten ti on to the p rocesses of runoff and sedi m en t yield,so as to study the m echan is m of slop e ero si on and bu ild the p rocess2based m odel of w ater ero si on p redicti on. Key words:slop ing field; m echan is m of so il ero si on; m easu res of p reven ti on and cu re 坡面侵蚀过程包括降雨溅击和径流冲刷引起的土壤分离、泥沙输移和沉积3大过程,研究和分析这些过程发生、发展的水力、土壤、地形条件以及各过程间相互转化、相互影响的机理,是建立土壤侵蚀物理模型的前提。我国在该领域的研究较少,同时我国山丘面积占总面积2 3,坡耕地在我国耕地面积中占有很大比例,陡坡农耕地是重要的农业资源。近年来,坡耕地水土流失受到越来越多学者的关注。大量资料表明,一方面坡耕地是大量江河泥沙的主要来源;另一方面,坡耕地严重的水土流失使山区丘陵土层变薄,养分流失,保水能力变差,使大多数坡耕地生产力低下,严重阻碍山地丘陵区农业可持续发展,使广大山区农民无法脱贫致富,更造成恶性循环,加速坡耕地的水土流失。因此,根据我国实际情况,开展坡耕地土壤侵蚀分离、输移和沉积过程及其关系的研究,对于建立具有我国特色的土壤侵蚀模型,进而指导水土保持生产实践具有十分重要的理论和生产意义。目前对坡耕地土壤侵蚀研究大多集中在3个方面,一是对坡耕地土壤侵蚀的方法研究,包括实验研究方法和土壤侵蚀评估方法,二是对坡耕地土壤侵蚀机理的研究,三是对减轻坡耕地土壤侵蚀措施的研究及评价。 1 研究方法 1.1 试验研究方法 常见的研究方法可分为室外和室内两大类[1],室外方法通常是选择比较规则、具有代表性的坡面,在坡面上根据研究目的需要,建立相应的观测小区。小区的宽度多在1~5m之间,基本要求是小区能够完整地反映地形地貌特征,小区的长度也与试验目的密切相关,有的长3~5m,有的则长达10m以上。试验时多采用模拟降雨结合放水冲刷,或者在自然降雨条件下观测。试验时测定径流量和泥沙量,同时采集径流样和泥沙样,用于 ①收稿日期:2001204209 3重庆市科委资助项目“三峡库区坡耕地水土流失机理及预测评价建模”(编号410586) 作者简介:傅涛,男,生于1972年,博士生。主要从事水土保持与土地资源等方面的研究工作,发表论文11篇。

我国盐碱地产生的原因、危害及防治措施

我国盐碱地产生的原因、危害及防治措施 林丹静 (福建农业职业技术学院园艺技术0903 学号021) 摘要:盐碱地是集聚盐类的一种现象,它严重的危害了农业生产的发展。特殊的气候、地形和地下水、地表水补给等自然因素及一些人为因素加剧了盐碱地的发生。本文主要分析了我国产生盐碱地的原因、危害及防治措施。 关键词:盐碱地原因防治措施 土地盐碱化是当今世界土地退化的主要问题之一。我国主要分布在华北平原、东北平原、西北内陆地区及滨海地区。盐碱地的产生,使大面积土壤资源难以利用,农业综合生产能力下降。 1.我国盐碱地产生的原因 自然因素 自然因素主要包括气候、地形、地下水和地表水补给因素等。气候因素决定了盐碱化发生的必然性,地形因素对盐碱化则产生更为直接的影响,地表水和地下水因素为盐碱化提供了物质基础和发育空间。 1.1.1气候因素 我国盐碱地大多分布北温带半湿润大陆季风性气候区,降水量小,蒸发量大,溶解在水中的盐份容易在土壤表层积聚。如我国吉林省西部平原,在强烈的季风影响下,全年降水量400~500mm,而年蒸发量高达1206mm,年蒸发量是降雨量的3倍以上,而春季蒸发量为降水量的8~9倍[1]。新疆农二师地区因蒸发量大,决定了土壤盐分上升水流起绝对作用,在自然土壤条件下土壤的淋溶过程和脱盐过程十分微弱,土壤中可溶性盐借助毛细血管上行积聚于表层,导致表土普遍积盐,形成大面积的盐碱土。 1.1.2地形因素 地形部位高低对盐碱土的形成影响很大,多为波状起伏的漫岗,地形比较开阔,坡度比较小,微地形极为复杂的一些高平原、台地和阶段地貌。还有一些地势低,没有排水出入,而该地区比较干旱,由于毛细作用散开到地表蒸发后,便留下盐分,日积月累,土壤含盐量逐渐增加,形成盐碱土。如洼地,没有排水出入,则洼地水分蒸发后,留下盐份,形成盐碱地。 1.1.3 地下水和地表水补给因素 我国有较多的江河及各支流,如松花江、嫩江、乌苏里江、胶流河等。加

设施土壤次生盐渍化的改良措施

设施土壤次生盐渍化的改良措施 国外如欧洲的一些低地国家像荷兰,沿海地区自然水体的盐份过高,也使土壤造成严重的盐渍化问题,其温室产业的发展则是基于避开这些土壤而大量采用人工基质栽培,特别是利用岩棉进行园艺植物栽培。而在美洲,如巴哈马岛、加拿大大部分地区,由于广域的国土和较少的人口,盐渍化区域则大量被闲置,并不需要进行治理。 设施地土壤因农户种植习惯、施肥量及方式、灌溉等不同,而使主要盐分离子含量不同,因此设施地盐害修复应因时因地制宜。目前,国内主要通过工程措施、生物措施、农艺措施等方面防治设施土壤的次生盐渍化。 1.1 工程措施 工程措施主要包括开沟或暗管排水洗盐、客土、换土和深耕翻土等。 (1) 建立和完善排灌系统。排水可分为水平排水和垂直排水。水平排水主要以明沟、暗管等形式进行,既能降低地下水位,又可排除土壤中的盐分;垂直排水主要是用竖井排水,竖井排水不仅有价格低、不占地、水量大、水质好,同时又可以和灌溉相结合的优点。研究发现,有排水沟的大棚,100-200cm 的灌水量即可将积累的盐类排去,无排水沟的大棚要加大灌水量,反复几次,使盐分充分溶解于水中,并集中于排水沟排出。 (2) 通过客土、换土和深耕翻土与污土混合,可以降低土壤中盐分含量,减少对土壤-植物系统产生的毒害。深耕翻土用于轻度盐渍化的土壤,而客土和换土则是用于盐渍化程度高的土壤。 1.2 生物措施 (1) 栽培耐盐品种 不同作物的耐盐程度不同。一般来说,蔬菜的耐盐能力为:番茄>茄子>芹 菜>甜椒>黄瓜。 (2) 轮作换茬和间套作

由于设施栽培土壤连作障碍严重,直接导致土壤中养分元素的不均衡,一些元素严重缺乏,另一些元素严重积累,加剧了土壤次生盐渍化的程度。进行合理轮作和田间套作是解决连作障碍最简单和有效的方法,对减缓土壤盐害有所助益 (3) 生物除盐 选择某些耐盐、吸肥能力强的植物(如苏丹草、玉米和田菁等) ,在夏季温室休闲期栽培,进行生物洗盐。不仅可以有效地减轻土壤盐害,也可减缓土壤连作障碍。 (4) 有益细菌除盐 存在于植物根系的有益自生细菌(PGPR)可通过直接或间接方式抑制有害病原菌繁殖,增强植物代谢功能,缓解土壤酸化和次生盐渍化等问题,如EM原露等。 EM是英文(Effective Microorganisms)的缩写语,中文译为:有效微生物群”。它是日本琉球大学比嘉照夫教授发明的新型复合微生物菌剂,只要使用恰 当,它就会与所到之处的良性力量迅速结合,产生抗氧化物质,消除氧化物质,消除腐败,抑制病原菌,形成良好的生态环境。 1.3 农艺措施 (1) 合理施肥和平衡施肥合理施肥和平衡施肥是预防土壤次生盐渍化的有效手 段。具体措施主要有: 施用有机肥,合理配施N、P、K 肥,基肥深施,根外追肥;科学选肥,注意生理酸性肥料与生理碱性肥料的交替搭配;使用长效或可控缓释肥料;施用半腐熟有机肥或秸秆,在进一步腐熟过程中使微生物吸收氮素,即“以肥压盐” 。 (2) 覆盖地膜,强化中耕地膜覆盖,既具有保温、保肥、保水和驱芽作用外, 又可减少土表水分蒸发; 强化中耕,及时切断毛细管。两种措施均可减缓在蒸腾作用下盐分的大量聚集。 (3) 调控水分 调控水分主要有两种措施。①选好水源,合理灌溉。对于NOJ为主的盐害土壤,浇水时浇足浇透,将表面聚集的盐分稀释下淋,以供作物根系吸收。对于 SO42-、Cl-为主的次生盐渍化土壤,可以利用滴灌措施,将有害离子排出根群,避免

基于RUSLE的土壤侵蚀建模分析

空间信息应用实践(中级)实验指导书 空间建模——基于RUSLE的土壤侵蚀建模分析 一.实验背景 Soil erosion and gullying in the upper Panuco basin, Sierra Madre Oriental, eastern Mexico 土壤侵蚀是地球表面物质运动的一种自然现象,全球除永冻地区外,均发生不同程度的土壤侵蚀。人类社会出现后,土壤侵蚀成为自然和人为活动共同作用下的一种动态过程,构成了特殊的侵蚀环境背景,并伴随着人类对自然改造能力的增强,逐渐成为当今世界资源和环境可持续发展所面临的重要问题之一。 土壤侵蚀被称为“蠕动的灾难”,每年因土壤侵蚀造成的经济损失较诸如滑坡、泥石流和地震等地质灾害更大, 土壤侵蚀已成为我国乃至全球的重大环境问题之一。

土壤侵蚀及其产生的泥沙使土壤养分流失、土地生产力下降、湖泊淤积、江河堵塞,并造成诸如洪水等自然灾害,泥沙携带的大量营养物和污染物质加剧了水体富营养化,水质恶化,不断严重威胁到人类的生存。 据估计全球每年因土壤侵蚀损失300万公顷土地的生产力,造成的损失以百亿美元计。我国人口众多、农耕历史悠久,加之历史上战乱频仍,以黄土高原为代表的华夏文明发源地是世界上土壤侵蚀最严重的区域之一,1990年遥感普查结果,全国水土流失面积达367万km2,占国土总面积的38.2%,其中50%为水蚀地区,土壤侵蚀以黄土高原、四川紫色土地区和华南红壤地区尤为突出,仅黄土高原地区一处,平均每年流失泥沙就达到16.3 亿t。水土流失已成为中国重要的环境问题,土壤侵蚀研究已成为目前环境保护中的一个重要课题。 土壤侵蚀预报是有效监测水土流失和评价水保措施效益的手段,侵蚀模型则是进行土壤流失监测和预报的重要工具。然而传统预测方法需要在量经费、时间和人力的投入,因此,在一定精度范围内通过有限的数据输入,得到满足要求的土壤侵蚀预测结果成为趋势。80年代以来,随着地理信息系统(Geographical Information System, GIS)的成熟,它开始与土壤侵蚀模型—通用土壤流失方程(Universal Soil Loss Equation, USLE) 相结合进行流域土壤侵蚀量的预测和估算,业已成为土壤侵蚀动态研究的有力工具。GIS与USLE 相结合的分布式方法运用GIS的栅格数据分析功能,可预测出每个栅格的土壤侵蚀量,便于管理者识别关键源区,并通过确定引起水土流失的关键因子,针对性地提出最佳管理措施(Best Management Practices,BMPs),为流域内土地资源的质量评价、利用规划和经营管理等提供科学依据与决策手段。 二、实验目的 模型生成器(ModelBuilder) 为设计和实现空间处理模型提供了一个图形化的建模环境。模型是以流程图的形式表示,它通过工具将数据串起来以创建高级的功能和流程。你可以将工具和数据集拖动到一个模型中,然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的GIS 任务。通过对本次练习达到以下目的: ?掌握如何在ModelBuilder环境下通过绘制数据处理流程图的方式实现空间分析过程的自动化; ?掌握土壤侵蚀理论的基本知识;

2021届高三地理小专题训练:土壤盐碱化(盐渍化) 含答案与机械

2021届高三地理小专题训练:土壤盐碱化(盐渍化) 一、选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。 土壤盐渍化指土壤底层或地下水的盐分通过毛细水上升到地表,水分蒸发后,盐分积累在地表土壤的过程。下表为受土壤盐渍化危害较严重的亚非国家相关数据统计。读表,完成1~3题。 1. 土壤盐渍化主要发生在 A. 高寒地区 B. 温带海洋性气候地区 C. 耕地分布区 D. 干旱、半干旱、半湿润地区 2. 地中海沿岸与中国华北平原土壤盐渍化最严重的时间分别是 A. 夏季、春季 B. 冬季、夏季 C. 秋季、夏季 D. 冬季、秋季 3. 印度土壤盐渍化危害程度较土库曼斯坦轻,其主要原因是印度 A. 气温高 B. 降水丰富 C. 地下水贫乏 D. 植被茂盛 【答案】1. D 2. A 3. B 【解析】土壤盐渍化主要发生在干旱、半干旱、半湿润地区,这些地区气候干旱,蒸发旺盛。地中海沿岸是地中海气候,夏季炎热干燥,蒸发旺盛。中国华北平原是春季干旱多大风天气,蒸发旺盛。印度是热带季风气候,降水丰富,土壤盐渍化轻。 1. 土壤盐渍化指土壤底层或地下水的盐分通过毛细水上升到地表,水分蒸发后,盐分积累在地表土壤的过程。所以土壤盐渍化主要发生在干旱、半干旱、半湿润地区,这些地区气候干旱,蒸发旺盛,D对。高寒地区蒸发弱,A错。温带海洋性气候地区降水多,蒸发少,B错。耕地分布区合理灌溉,不易盐渍化,C错。 2. 地中海沿岸是地中海气候,夏季炎热干燥,蒸发旺盛。中国华北平原是春季干旱多大风天气,蒸发旺盛。所以土壤盐渍化最严重的时间分别是夏季、春季,A对。地中海地区冬季多雨,华北地区夏季多雨, B、C、D错。 3. 印度土壤盐渍化危害程度较土库曼斯坦轻,其主要原因是印度是热带季风气候,降水丰富,土库曼斯坦是温带大陆性气候,降水少,蒸发较多。B对。气温高、植被茂盛不是盐渍化的主要因素,A、D错。印度地下水丰富,C错。

土壤侵蚀量计算模型

. 精品 土壤侵蚀量计算模型 关于土壤侵蚀量的计算,目前国内外主要采用的是美国的通用土壤流失方程USLE(Universal Soil- Loss Equation),作为一个经验统计模型,它是土壤侵蚀研究过程中的一个伟大的里程碑,在土壤侵蚀研究领域一度占据主导地位,并深刻地影响了世界各地土壤侵蚀模型研究的方向和思路。由于USLE 模型形式简单、所用资料广泛、考虑因素全面、因子具有物理意义,因此不仅在美国而且在全世界得到了广泛应用。“通用土壤流失方程式”的形式如下: P C S L K R A ?????= 1-1 式中:A ——土壤流失量(吨∕公顷·年) R ——降雨侵蚀力指标; K ——土壤可蚀性因子。它是反映土壤吝易遭受侵蚀程度的一个数字。其单位是, 在标准条件下,单位侵蚀力所产生的土壤流失量; L ——坡长因子。当其它条件相同时,实际坡长与标准小区坡长(22.1米)土壤 流失量的比值; S ——坡度因子。当其它条件相同时,实际坡度与标准小区坡度(9%)上土壤流 失量的比值; C ——作物经营因子。为土壤流失量与标准处理地块(经过犁翻而没有遮蔽的休 闲地)上土壤流失量之比值; P ——土壤保持措施因子,有土壤保持措施地块上的土壤流失量与没有土壤保持 措施小区(顺坡梨耕最陡的坡地)上土壤流失量之比值。 通用土壤流失方程的计算结果只适用于多年平均土壤流失量,而不能够代表当地某一年或某一次降雨所产生的土壤流失量。当方程式右边每个因子值都是已知数时,即地块内的土壤种类、坡长、坡度、作物管理情况、地块内的土壤保持措施以及降雨侵蚀力都已知,且都被分别赋于一个适当的数值时,它们相乘后,就得出在此特定条件下所预报的年平均土壤流失量。 如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!

盐碱地的成因及其危害

盐碱地的成因及其危害 一、盐碱地的成因 土壤盐渍化形成的影响因素很多,包括自然因素和人为因素。自然因素包括气候、地质、地貌、水文及水文地质等;人为因素表现为人类改造自然和适应自然的各种活动。其中气候因素是形成土壤盐碱化的根本因素,如果没有强烈的蒸发作用,土壤表层就不会强烈积盐。 (1)气候: 垦区气候属于暖温带极端干旱的大陆性气候,具有光照充足,热量丰富,干旱少雨,蒸发量大,昼夜温差大,无霜期长等特点。这样的气候条件对土壤的形成有很大的影响,干旱少雨造成地面植被稀疏,生物积累较弱,使得土壤的淋溶作用十分微弱,土壤石灰反应通体都很强烈。因而本区多数自然土壤及耕作土壤,有机质含量都不高。蒸发量大则造成本区盐土和盐渍化土壤面积的重要原因。 (2)水的作用 地表水:全区大小水系约16条,对垦区影响最大的水系主要有阿克苏河水系、塔里木河水系和台兰河水系,高山冰川积雪融水是其最主要的水源,全区有冰川1293条,冰川面积4098平方公里,估计储水量约2154亿立方米,估算年径流量为136.7亿立方米。大区地下水运行方向和排泄方向一致都是由北向南,这些水沿途接纳山区裂隙水和局部天然回归水,由于天山南麓有较多的含盐土层,当河流流经含盐土层时,土层中易融盐融于水中,使水中矿化度增高。当地下水流经扇缘的尾部,由于接受了更多的回归水和强烈的蒸发作用,使地下水浓缩,也是地下水矿化度的转移过程,由于盐分的迁移和累积,加上场地排水不畅通,致使地下水中的盐分大量聚集,这些水既是盐分搬运的动力,又是场地地下水补给的主要水源,这就是造成了场地高矿化水的原因。经过取样分析场地地下水矿化度一般在5~15g/l 之间,PH值为7 ─8之间,为弱碱性咸水和盐水,不能作为灌溉水,场地地下水矿化度大于10克/升属高矿化度盐水、且不能饮用和灌溉的占到了场地总面积的94.29%。

土壤侵蚀评价遥感研究进展

收稿日期:2008-12-30;修订日期: 2009-04-12基金项目:中国科学院知识创新工程重大项目 (KZCX1-YW-08-03)和水利部,官厅密云水库上游水土保持遥感监测二期工程(HW-STB2004-03)资助 作者简介:张喜旺(1979),男,河南辉县人,博士生,主要从事遥感与地理信息系统在水土保持方面的应用研究。E-mail:zxiwang@https://www.wendangku.net/doc/8716138963.html, * 通讯作者: E-mail:wubf@https://www.wendangku.net/doc/8716138963.html, 土壤侵蚀评价遥感研究进展 张喜旺,周月敏,李晓松,袁超,闫娜娜,吴炳方* (中国科学院遥感应用研究所,北京100101) 摘要:土壤侵蚀是世界范围内最重要的土地退化问题,对全世界范围内的农作物产量,土壤结构和水质产生负面影响,因此,对侵蚀进行适当评估,了解其空间分布以及侵蚀程度,对政策的制定、治理措施的实施都具有非常重要的指导作用。以遥感在土壤侵蚀中的应用为主线,介绍国内外多种土壤侵蚀评价方法,包括定性的判断和定量的计算。认为虽然遥感因其具有大面积重复观测能力,已经渗透到各种研究方法中,但无论是定性的方法还是定量的方法,遥感往往仅作为数据进行输入,而遥感的潜力并没有得到充分的发挥,遥感多源多时相的能力并没有得到充分的应用。目的是使今后的研究更加重视遥感的空间分析和动态监测能力,以及多源多时相的特性,使遥感真正在方法论上发挥其在土壤侵蚀监测中的重要作用。 关键词:土壤侵蚀;遥感;DEM ;GIS 中图分类号:TP 79:S157 文献标识码:A 文章编号:0564-3945(2010)04-1010-08 Vol.41,No.4Aug.,2010 土壤通报 Chinese Journal of Soil Science 第41卷第4期2010年8月土壤侵蚀是发生在特定时空条件下的土体迁移过程,受到多种自然要素和人类活动的综合影响。水 蚀是世界范围内最重要的土地退化问题,已经成为全球性的公害,通过减少表土层的有机质和养分含量而降低土壤生产力[1],它通过对农作物产量、土壤结构以及水质[2,3]剧烈地影响着环境,并产生大量的经济损失,直接影响着人们的生活,通过沉积作用淤积江河、湖泊,损害基础设施,威胁人类安全。此外,侵蚀导致土壤以CO 2,CH 4的形式向大气中散射有机碳,从而影响全球变暖[4]。而全球变暖又反过来增强土壤侵蚀率[5]。因此,对侵蚀进行适当评估,了解其空间分布以及侵蚀程度,对政策的制定、治理措施的实施都具有非常重要的指导作用。自从研究土壤侵蚀一个多世纪以来[6],国内外学者进行了大量的研究,提出了各种各样不同的侵蚀评价方法,包括定性的判断[7,8]以及定量的计算[9,10]。区域尺度的土壤侵蚀评价主要的困难在于数据的可获得性以及数据的质量[11]。遥感具有规则重复观测能力,可以提供了大区域的同质数据[12,13],是进行环境和灾害动态监测的先进有效的技术手段,可以深刻地了解地表的特征及其变化。而侵蚀退化标志如地表裸露程度、地形地貌、植被覆盖度和土地利用方式的改变等是能够被遥感技术所记录和获取的,因此自20世纪70年代以来,遥感技术就被应用于土壤侵蚀调查。许多研究已经全面或部分地利用卫星遥感数据以许多不同的方式进行侵蚀评估,为方法的完善提供支 持,如光学影像对侵蚀特征[14]、植被[15]的研究,SAR 对地形[16]、 地表粗糙度[17]以及光学影像与SAR 结合对耕作方式的探测[18]等。而传统的土壤侵蚀遥感研究中主要是为了探测侵蚀特征和获取模型输入数据,遥感多源多时相的能力并没有得到发挥,空间分析和动态监测的能力并没有得到很好的应用。本文的目的是对土壤侵蚀评价中遥感的应用方法进行综述,并展望遥感在土壤侵蚀评价中发展趋势。 1 定性方法 1.1 目视判读 目视判读法(目视解译)主要是通过对遥感影像的判读,对一些主要的侵蚀控制因素进行目视解译后,根据经验对其进行综合,进而在叠加的遥感图像上直 接勾绘图斑(侵蚀范围), 标识图斑相对应的属性(侵蚀等级和类型)来实现的。目视解译是土壤侵蚀调查中基 于专家的方法中最典型的应用。这一方法利用对区域情况了解和对水土流失规律有深刻认识的专家,使用遥感影像资料,结合其它专题信息,对区域土壤侵蚀状况进行判定或判别,从而制作相应的土壤侵蚀类型图或强度等级图,其实质是对计算机储存的遥感信息和人所掌握的关于土壤侵蚀的其它知识、经验,通过人脑和电脑的结合进行推理、判断的过程[19]。我国水土保持部门于1985年使用该方法,采用M SS 影像在全国范围内进行第一次土壤侵蚀遥感调

土壤盐渍化状况与防治措施

土壤盐渍化状况与防治措施 土壤盐渍化发生在干旱、半干旱区。由于漫灌和只灌不排,导致地下水位上升或土壤底层或地下水的盐分随毛管水上升到地表,水分蒸发后,使盐分积累在表层土壤中,当土壤含盐量太高(超过0.3%)时,形成的盐碱灾害。目前,世界各地还有相当面积的盐碱地尚未得到改良和利用,而且,随着全球灌溉面积的增大,土壤此生盐渍化有日趋严重的趋势。根据已有的经验,至少有50%的灌溉土壤发生过次生盐碱化。 1.盐渍土的概念 盐渍土(盐碱土)是指土壤中含有钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、重碳酸盐等。另外青藏高原有硼酸盐,吐鲁番盆地有硝酸盐类;或者是土壤含盐量虽少,但土壤交换性钠占阳离子交换量达到了一定比例。 2. 盐碱地形成条件及原因 2.1条件 形成盐碱土要有两个条件,一是气候干旱和地下水位高(高于临界水位)地下水都含有一定的盐份,如其水面接近地面,而该地区又比较干旱,由于毛细作用上升到地表的水蒸发后,便留下盐分,日积月累,土壤含盐量逐渐增加,形成盐碱土;二是地势低洼,没有排水出路。如是洼地,且没有排水出路,在潮湿的天气里,雨水能将盐分冲走而不致造成伤害;但在干热天气,因为灌溉水没有排出,地表形成积水,水遇热而蒸发,留下有害的盐分,盐分积聚的危害足以严重到使作物枯萎而死,寸草不长,形成盐碱地。 2.2原因 2.2.1盲目施肥 部分菜农对各类肥料在植物生长发育中所起的作用和所产生的影响了解不够全面,盲目使用化肥,忽视有机肥的使用,主要表现在以下方面:一是温室的蔬菜施肥水平较高,尤其是一些农户为了追求产量进行过量施肥,一般在周年蔬菜生产中化肥的施用量均达250kg/666.7m2以上,加剧了温室土壤的盐渍化,造成土壤板结、蔬菜根系发育不良,影响了蔬菜生长。二是忽视有机肥使用和使用未腐熟的有机肥料。在蔬菜生长期间,有的农户使用未腐熟的有机肥料,由于温室温度高,人粪尿迅速自然分解成各种成分;如硫化物、硝酸盐等一些含盐离子的成份残存于土壤耕层内而导致土壤盐渍化。 2.2.2 区域内耕作采用长期旱作的连作种植方式,使原来水旱轮作的种植模式被长期的单一旱作连作所替代,在新兴的大棚设施农业中无雨水淋溶,棚内高温,地表水分蒸发量大,盐随毛细管向上被带至地表,使之聚集于土表,土壤溶液中盐分浓度累积偏高而致。 2.1.3 地下水位过高,农田排灌不畅主要为排灌设施老化不匹配,沟渠过浅,排不出、灌不畅,不合理的灌水,以及重复使用耕地周围的水而加快土壤盐渍 2.1.4 耕地的熟制负重增加,利用率过频,高度密集利用,有机肥施用锐减等,致使耕地土壤中有机质含量明显衰减,导致了土壤盐渍的侵袭。 3.我国土地盐渍化现状及其危害 3.1现状 中国也是盐渍土分布广泛的国家,编制中国盐渍土分布图时粗略计算,中国的盐渍土面积约为l.0x108ha,其中现代盐渍土约占37%,残积盐渍土约占45%.潜在盐渍土约占18%。中国盐渍土分布于辽、吉、黑、冀、鲁、豫、晋、新、陕、甘、宁、青、苏、浙、皖、闽、粤、内蒙古及西藏等19个省区。按自然地理条件及土壤形成过程,划分为滨海湿润—半湿润海浸盐渍区、东北半湿润—半干旱草原—草甸盐渍区、黄淮海半湿润—半干旱旱作草甸盐渍区、甘新漠境盐渍区、青海极漠境盐渍区及西藏高寒漠境盐渍区等8个分区,用于指导生产实践。松嫩平原的盐渍土大多属苏打型,土体总含量不算太高,但碳酸根含量高,对植物

中国土壤侵蚀预报模型研究进展

中国土壤侵蚀预报模型研究进展 摘要:土壤侵蚀模型作为了解土壤侵蚀过程与强度,掌握土地资源发展动态,指导人们合理利用土地资源的重要工具,受到世界各国的普遍重视。本文总结了中国土壤侵蚀预报模型的主要研究成果,在总结和评价这些模型的基础上,提出今后我国的主要研究方向:(1)注重土壤侵蚀模型的理论研究;(2)加强对重力侵蚀、洞穴侵蚀机制的研究;(3)充分利用先进的RS、GIS技术,为侵蚀模型的研究提供大量的数据源,以利于对土壤侵蚀模型的检验。 关键词:土壤侵蚀模型、研究方向、问题 Review of Research Progress in Soil Erosion Prediction Model in China Soil erosion model which is regarded as the tool to understand the soil erosion processes and intensity, to master the dynamic of land resources development, to guide the rational use of land resources, having attracted the widespread attention of the world.This paper summarizes the main findings of Chinese Soil Erosion Prediction Model and on the basis of summarying and evaluating these models it indicates the directions of the future research : (1) focus on soil erosion model theoretical research; (2) focus on the research of gravity erosion, cave erosion mechanism,; (3) take full advantage of the advanced RS and GIS technology for the study of erosion models which provide a large number of data sources to facilitate the inspection of soil erosion model. 近年来,土壤侵蚀成为人们关注的生态环境热点之一。土壤侵蚀预报是有效监测水土流失和评估水保措施效益的手段,侵蚀模型则是进行土壤流失监测和预报的重要工具。土壤侵蚀预报模型的研究是世界土壤侵蚀学科的前沿领域和土壤侵蚀过程定量研究的有效手段。根据土壤侵蚀模型的建模手段和方法,一般可以将其分为经验统计模型和物理成因模型。经验统计模型是利用大量的试验观测资料,借助于统计方法,定量表述影响土壤侵蚀因子的指标,进而得出计算土壤流失量的方程式。物理成因模型以土壤侵蚀的物理过程为基础,利用水文学、水力学、土壤学、河流泥沙动力学以及其他相关学科的基本原理,根据已知降雨、径流条件来描述土壤侵蚀产沙过程,从而预报在给定时段内的土壤侵蚀量。根据土壤侵蚀模型预报对象的不同,又可将土壤侵蚀模型分为坡面土壤侵蚀模型和流域或网格(区域)土壤侵蚀模型。我国学者在土壤侵蚀模型研究的各个层面上进行了大量工作,取得了很多成果。其中,区域尺度研究的应用更为广泛。在小流域土壤侵蚀模型的研究方面,以对统计模型及引进的统计模型中各因子的本地化研究较多,对基于过程的物理模型系统研究较少,特别是适合我国国情的系统的过程模型更少。本文希望对我国土壤侵蚀模型的主要研究成果进行总结,并对其中的一些问题进行了评述,以期为今后的土壤侵蚀模型研究进展提供一定的参考意见。提出了预报模型亟待解决的关键问题,以促进我国土壤侵蚀预报模型的建立,为生态环境改善提供科学依据。 1.经验统计模型 经验模型主要从侵蚀产沙因子角度入手,建立径流、产沙与降雨、植被、土壤、土地利用、耕作方式、水保措施等之间的多元回归因子关系式。经验公式结构简单,计算方便,在制定公式使用资料范围内具有可靠的精度,但是模型被移植到其它区域使用时以及向建模条件外延时,模型精度难以控制,模型的实用性受到影响。这类侵蚀产沙模型以坡面模型和小流域侵蚀产沙模型为代表,同时也包括部分区域性的侵蚀产沙预报模型,这些通常不考虑侵蚀产沙过程,称之为“黑箱”或“灰箱”模型,在模型形式上主要是采用侵蚀产沙因子的多元回归方程式。自1953年刘善建首次提出坡面土壤侵蚀量的公式来[2],不同的学者根据当地的实际情

分布式土壤侵蚀模型研究概述

收稿日期:2005-3-16 作者简介:焦凤红(1966-),女,内蒙古自治区赤峰市人,副教授,现从事水土保持及计算机教学研究工作。分布式土壤侵蚀模型研究概述 焦凤红 于显威 (沈阳农业大学高等职业技术学院 110122) 摘 要 分布式模型是近年在经验统计模型和物理过程模型的基础上发展起来的土壤侵蚀模型。本文分析了几种分布式侵蚀模型的特征及物理过程,对其中的网格划分、网格单元侵蚀量的计算、流域出口侵蚀量的计算、模型参数的采用等主要技术环节进行了讨论,并展望了今后的研究方向。关键词 土壤侵蚀;分布式;侵蚀模型 [中图分类号]S15711 [文献标识码]C [文章编号]1002-2651(2005)02-0032-02 土壤侵蚀模型研究是世界土壤侵蚀学科的前沿领域,也是定量研究土壤侵蚀过程的有效手段。根据国内外土壤侵蚀模型的研究发展过程,有人将其划分为经验统计模型、物理过程模型与分布式模型三个阶段。这三个阶段并没有严格的时间划分。分布式模型将流域按照一定的方法划分成一个个相对均质的网格,即每个网格单元中的土壤、植被覆盖均匀分布,在每个网格上进行参数输入,然后依据一定的数学表达式来计算每个网格单元的侵蚀量,并将计算结果推演到流域出口,得到流域土壤侵蚀总量。本文结合前人的研究成果,总结了应用较为广泛的几种分布式模型,讨论了模型中的主要技术问题,并展望了今后的发展方向。 1 主要的分布式模型111 ANSWE RS 模型 20世纪80年代初期Beasly 和Huggins 研发了ANSWE RS 模型,该模型把流域细分为均等的网格单元。在网格单元内,假定土地利用、坡度、土壤特性、营养物质、作物和经营管理措施等因子均匀分布。在土壤侵蚀研究中,此模型广泛应用于评价B MPs 对流域泥沙及水文过程的影响。模型结构化程度较高,主要包括3大模块:径流和入渗、泥沙、蒸发散。径流和入渗模块中,以Green-Ampt 入渗方程代替了原模型中的Holtan 方程进行计算;泥沙模块中,产沙计算采用了WEPP 模型中的土壤可蚀性指标以及单位水流 动力理论和临界切应力原理,把Foster 和Meyer 方法引入Yalin 公式进行输沙过程计算,并以此建立了泥沙输移模块;蒸发散模块主要用于设定下次降雨开始时的土壤湿度初始条件,是连续模型得以运行的必要环节。模型运行时,需把研究流域的空间属性数据(如坡度、坡长、坡向、地表植被状况、土壤等)栅格化,同时输入流域模拟时段内的气象资料,包括降雨强度、历时、气温、地温和地表辐射等。ANSWE RS 模型可以计算径流传输条件下的土壤流失量,并与地理信息系统(GIS)相连接,建立了GIS 界面以利用遥感数据。 112 AGNPS 模型 AGNPS 模型是美国农业部农业研究局与明尼苏达污染物防治局共同研发的计算机模拟模型,是一个基于方格框架组成的流域分布式事件模型。按照栅格采集模型参数,由水文、侵蚀、沉积和化学传输4大模块组成,用于对N 、P 元素等土壤养分流失进行预测,并对农业地区的水质问题以重要性顺序为依据进行排列,同时对次暴雨径流和侵蚀产沙过程进行模拟。流域的大小从几hm 2 到大约200km 2 ,以014~26hm 2为单元对流域进行均等分室,流域内径流、污染物、泥沙沿各分室汇集于出水口。113 TOPMODEL 模型 TOPMODEL 模型(Topography based hydrological Model)是一个以地形为基础的半分布式小流域模型, 第17卷第2期亚热带水土保持 Vol 117 l 2 2005年6月Subtropical Soil And Water Conservation Jun 12005

土壤侵蚀量计算模型

土壤侵蚀量计算模型 关于土壤侵蚀量的计算,目前国内外主要采用的是美国的通用土壤流失方程USLE(Universal Soil- Loss Equation),作为一个经验统计模型,它是土壤侵蚀研究过程中的一个伟大的里程碑,在土壤侵蚀研究领域一度占据主导地位,并深刻地影响了世界各地土壤侵蚀模型研究的方向和思路。由于USLE模型形式简单、所用资料广泛、考虑因素全面、因子具有物理意义,因此不仅在美国而且在全世界得到了广泛应用。“通用土壤流失方程式”的形式如下: ? ? A? =1-1 ? ? C R S P L K 式中:A——土壤流失量(吨∕公顷·年) R——降雨侵蚀力指标; K——土壤可蚀性因子。它是反映土壤吝易遭受侵蚀程度的一个数字。其单位是,在标准条件下,单位侵蚀力所产生的土壤流失量; L——坡长因子。当其它条件相同时,实际坡长与标准小区坡长(22.1米)土壤流失量的比值; S——坡度因子。当其它条件相同时,实际坡度与标准小区坡度(9%)上土壤流失量的比值; C——作物经营因子。为土壤流失量与标准处理地块(经过犁翻而没有遮蔽的休闲地)上土壤流失量之比值; P——土壤保持措施因子,有土壤保持措施地块上的土壤流失量与没有土壤保持措施小区(顺坡梨耕最陡的坡地)上土壤流失量之比值。 通用土壤流失方程的计算结果只适用于多年平均土壤流失量,而不能够代表当地某一年或某一次降雨所产生的土壤流失量。当方程式右边每个因子值都是已知数时,即地块内的土壤种类、坡长、坡度、作物管理情况、地块内的土壤保持措施以及降雨侵蚀力都已知,且都被分别赋于一个适当的数值时,它们相乘后,就得出在此特定条件下所预报的年平均土壤流失量。

盐碱化土地的形成原因及其危害

盐碱化土地的形成原成因及其危害 一、盐碱化土地的行成原因 土壤盐渍化形成的影响因素很多,包括自然因素和人为因素。自然因素包括气候、地质、地貌、水文及水文地质等;人为因素表现为人类改造自然和适应自然的各种活动。其中气候因素是形成土壤盐碱化的根本因素,如果没有强烈的蒸发作用,土壤表层就不会强烈积盐。 (1)气候: 垦区气候属于暖温带极端干旱的大陆性气候,具有光照充足,热量丰富,干旱少雨,蒸发量大,昼夜温差大,无霜期长等特点。这样的气候条件对土壤的形成有很大的影响,干旱少雨造成地面植被稀疏,生物积累较弱,使得土壤的淋溶作用十分微弱,土壤石灰反应通体都很强烈。因而本区多数自然土壤及耕作土壤,有机质含量都不高。蒸发量大则造成本区盐土和盐渍化土壤面积的重要原因。 (2)水的作用 地表水:全区大小水系约16条,对垦区影响最大的水系主要有阿克苏河水系、塔里木河水系和台兰河水系,高山冰川积雪融水是其最主要的水源,全区有冰川1293条,冰川面积4098平方公里,估计储水量约2154亿立方米,估算年径流量为136.7亿立方米。大区地下水运行方向和排泄方向一致都是由北向南,这些水沿途接纳山区裂隙水和局部天然回归水,由于天山南麓有较多的含盐土层,当河流流经含盐土层时,土层中易融盐融于水中,使水中矿化度增高。当地下水流经扇缘的尾部,由于接受了更多的回归水和强烈的蒸发作用,使地下水浓缩,也是地下水矿化度的转移过程,由于盐分的迁移和累积,加上场地排水不畅通,致使地下水中的盐分大量聚集,这些水既是盐分搬运的动力,又是场地地下水补给的主要水源,这就是造成了场地高矿化水的原因。经过取样分析场地地下水矿化度一般在5~15g/l 之间,PH值为7 ─8之间,为弱碱性咸水和盐水,不能作为灌溉水,场地地下水矿化度大于10克/升属高矿化度盐水、且不能饮用和灌溉的占到了场地总面积的94.29%。

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