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期刊信息/Journal information
水土保持学报
中国土壤学会　中国科学院水利部水土保持研究所
水土保持学报

中国土壤学会　中国科学院水利部水土保持研究所

李占斌

双月刊

1009-2242

journal@ms.iswc.ac.cn

029-87012707

712100

陕西杨陵区西农路26号

水土保持学报/Journal Journal of Soil and Water ConservationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国水土保持与土壤侵蚀领域具有影响的最高级别刊物。它以期刊的政治质量为前提，以学术质量为核心，不断提高期刊的社会效益和经济效益，积极服务于我国的水土保持事业。现为中国自然科学核心期刊和中文核心期刊、中国科技核心期刊。同时被国内外10多个权威性文摘和数据库收录，影响因子在全国农业类期刊中多次名列第1。目前，刊物的覆盖面已辐射到全国30个省市自治区，并通过各种渠道交流至美国、英国、日本、德国、澳大利亚等10多个国家，具有相当广泛的国内外影响。
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    水力侵蚀对土壤碳循环及土壤微生物多样性影响的研究进展

    杨文博刘娜蔡强国孙莉英...
    14-21页
    查看更多>>摘要：[目的]针对水力侵蚀对土壤碳循环"源汇"效应争议，综述水力侵蚀对土壤有机碳矿化作用和土壤微生物多样性的影响机制，提出未来定量研究的方向与注意事项。[方法]在提出水力侵蚀对土壤碳循环"源""汇"效应概念和理论的基础上，分析现阶段研究中水力侵蚀对土壤碳循环"源汇"效应争议的核心问题，进而探讨水力侵蚀导致不同种类土壤微生物多样性变化的差异及其作用机制。[结果]水力侵蚀过程导致土壤有机碳矿化作用形成碳循环中的"源"效应，而沉积过程导致有机碳迁移至低洼处固存形成碳循环中的"汇"效应，微生物的呼吸和分解作用可能解释土壤碳循环中消失的碳"汇"问题;水力侵蚀过程削弱细菌群落结构复杂性，而沉积过程可增加细菌群落结构的复杂性，但侵蚀和沉积过程都可能降低土壤真菌的α多样性和群落结构复杂性;水力侵蚀过程通过影响土壤有机碳含量、植被覆盖度和土壤pH等因素间接影响土壤微生物多样性。[结论]未来研究应强化不同尺度水力侵蚀过程对土壤碳循环的影响机制、水力侵蚀过程与土壤微生物多样性的相互作用机制及水力侵蚀过程中土壤微生物对碳循环的影响机制相关量化研究。

    水力侵蚀有机碳碳循环土壤微生物

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    磷素对含沙水流流体变异特性影响

    张元元高建恩李文证高哲...
    22-30,39页
    查看更多>>摘要：[目的]为探明磷素对含沙水流流体变异特性的影响。[方法]采用自制双竖管流变仪，研究了磷素对不同浓度含沙水流流体类型、流变参数及流体发生变异的临界阈值的影响。[结果](1)磷素浓度、泥沙浓度及泥沙理化性质是影响含沙水流发生流体变异的主要因素。在25 ℃下，过磷酸钙浓度每增加0。1 g/cm3，黏滞系数和宾汉极限剪切力分别增加0。48～1。47 mPa·s和3。49～6。84 N/m2。(2)随着磷素和泥沙含量的增大，含磷素的含沙水流由牛顿流体变异为宾汉流体。构建并验证了磷-泥沙水流黏滞系数和宾汉极限剪切力等流变参数的计算模型。(3)给出了磷-泥沙水流流体变异的临界浓度阈值。当磷素浓度从0增加至0。45 g/cm3时，含沙水流的流体变异临界浓度阈值降低49％，说明磷素的存在加速了含沙水流的流体变异。[结论]磷素的增加使得侵蚀水流更容易由牛顿流体变异为宾汉流体，从而影响侵蚀流内部的能量耗散过程，研究结果为深入认识侵蚀污染水流的输移机制提供了新的科学基础。

    流体变异流变模型非牛顿流体磷素污染含沙水流

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    长期施肥与耕作对紫色土坡耕地产流产沙的影响

    白力鑫何丙辉李天阳梁珂...
    31-39页
    查看更多>>摘要：[目的]为探究长期施肥与耕作对紫色土坡耕地产流产沙的影响。[方法]试验规定各小区均采用冬小麦-夏玉米轮作的紫色土坡耕地典型种植模式，在15°紫色土坡耕地设置5种处理:顺坡耕作无施肥(CK)、顺坡耕作有机肥与化肥配施(T1)、顺坡耕作单施化肥(T2)、顺坡耕作单施化肥增量(T3)、横坡垄作单施化肥(T4)，每种处理重复3次。在2008-2020年，共监测107场侵蚀性降雨事件，分析了不同事件降雨量及施肥耕作处理下径流深、泥沙量、泥沙含量的变化特征。[结果]不同施肥耕作处理中，单位面积年产流深最大为100。37 mm，最小为4。56 mm。除T2与T3处理径流深差异不显著(p＞0。05)外，其余处理间径流深差异显著(p＜0。05)，且均显著小于CK处理，均值大小依次为CK＞T3＞T2＞T1＞T4。除T1与T2处理泥沙量差异不显著(p＞0。05)外，其余处理间泥沙量差异显著(p＜0。05)，且显著小于CK处理，均值大小依次为CK＞T3＞T2＞T1＞T4。T1、T2、T3的泥沙含量差异不显著(p＞0。05)，但均显著小于CK处理(p＜0。05)且显著高于T4处理(p＞0。05)，均值大小依次为CK＞T3＞T1＞T2＞T4。各处理下的泥沙含量与降雨量均呈幂函数负相关(p＜0。05)。[结论]顺坡耕作有机肥与化肥配施及横坡垄作对减少紫色土坡耕地地表径流、泥沙的产生贡献较大。

    施肥耕作产流产沙紫色土

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    东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布

    王鑫雨范昊明
    40-48,59页
    查看更多>>摘要：[目的]融雪侵蚀是东北黑土区主要土壤侵蚀形式之一，是该区土地退化的重要作用力，融雪径流侵蚀力是计算融雪径流侵蚀量的关键因子，因此研究融雪径流侵蚀力具有重要意义。融雪径流侵蚀力主要受积雪深度、辐射强度及升温速率影响，其主要驱动力包括融雪速率和地表径流作用。[方法]通过计算近31年日均融雪径流侵蚀力，分析东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布特征，并利用地理探测器辨析各区域融雪径流侵蚀力的主要影响因子。[结果]3个黑土亚区1990-2020年日均融雪径流侵蚀力均呈现先增大后减小态势，近些年逐步趋于稳定，多年日均融雪径流侵蚀力为0。01(MJ·mm)/(hm2·h·a);空间上多年日均融雪径流侵蚀力在0～0。21(MJ·mm)/(hm2·h·a)范围内，基本呈现中间小、四周大规律。融雪径流侵蚀力影响因子空间上表现为积雪深度北部大、南部小，太阳辐射强度呈现由西向东递减，升温速率值从北部向南部递减。通过地探测器辨析融雪径流侵蚀力影响因子作用强弱发现，升温速率对蒙东黑土亚区作用最强，而积雪深度对松嫩黑土亚区及三江黑土亚区作用最强。[结论]通过分析1990-2020年东北黑土区融雪径流侵蚀力时空特征及其影响因子，对于深化研究区融雪径流侵蚀特征及融雪侵蚀防控具有一定的理论和实践意义。

    融雪径流侵蚀力时空分布地理探测器东北黑土区

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    桑干河流域淤地坝沉积泥沙特征及其来源解析

    谢骁健苏正安周涛王丽娟...
    49-59页
    查看更多>>摘要：[目的]为查明桑干河流域的泥沙主要策源地和侵蚀产沙变化。[方法]选取阳原县高墙乡典型淤地坝沉积泥沙为研究对象，利用复合指纹识别技术，测定沉积泥沙及其源地的土壤粒径、SOC、TN、137Cs、低频质量磁化率等9种指纹因子，研究了不同淤积阶段的泥沙策源地及坝控小流域侵蚀产沙演变规律。[结果](1)沉积泥沙中137 Cs平均含量较低，与沟壁土壤无显著差异(p＞0。05)，但极显著小于林草地和耕地的137Cs含量(p＜0。01)，这指示淤地坝沉积泥沙主要来源于沟壁;(2)由于沟壁中大部分137 Cs含量低于检出限，137Cs较好地指示泥沙主要来源沟谷地中的沟壁，但难以用于小流域多种策源地的判别，经Kruskal-Wallis H非参数检验和多元逐步判别分析筛选，确定TN+Xlfb+SOC构成最佳指纹因子组合，有效地判别小流域2006-2017年泥沙源地的平均贡献率为沟壁(82。68％±8。20％)＞耕地(15。36％±8。46％)＞林草地(1。96％±0。33％);(3)在小流域侵蚀产沙过程中，沟壁长期是主要的泥沙贡献区，林草地对侵蚀性降雨的响应较弱，耕地在极端暴雨发生时其泥沙贡献率显著上升。[结论]137Cs核素示踪技术有效地适用于该区小流域主要泥沙策源地判别，复合指纹技术则可以更好地厘定多元泥沙策源地。沟蚀引起的沟壁崩塌是桑干河流域土壤侵蚀严重的主要原因。

    复合指纹识别技术侵蚀变化泥沙来源淤地坝沉积旋回

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    喀斯特流域径流侵蚀力的时空分异及其对岩溶特征因子的响应

    赵丽娜李瑞袁江敬俊...
    60-69,78页
    查看更多>>摘要：[目的]西南喀斯特区土壤侵蚀问题十分突出，严重影响着区域社会经济的可持续发展。而喀斯特流域特征环境因子如何影响土壤侵蚀的直接驱动力—径流侵蚀力，目前尚不十分明晰。[方法]以西南喀斯特地区的野纪河流域为例，基于流域出口水文站长系列高频实测数据，采用水土评估工具(SWAT)和偏最小二乘模型(PLSR)评估了 2005-2020年流域径流侵蚀力的时空演变特征，解析了主要喀斯特环境因子对径流侵蚀力的影响。[结果]流域多年平均径流侵蚀力为2 326。47 m4/(km2·s)，并具有较强的空间异质性，2005年径流侵蚀力高值主要分布北部和中部，而2010-2020年，径流侵蚀力高值区逐步向中南部转移。时间上，受益于岩溶区"十一五"以来坡耕地水土流失综合治理、石漠化综合治理等生态修复工程的实施，野纪河流域径流侵蚀力总体上呈降低趋势。岩性、基岩裸露、坡度是影响野纪河流域径流侵蚀力变化的主导控制因子，对径流侵蚀力时空分异的共同解释度达57。7％。[结论]研究结果可为喀斯特流域水侵蚀导致的水土流失综合防治提供理论参考，有助于制定更加精准和有效的政策和措施，改善喀斯特区生态环境，促进该地区的可持续发展。

    径流侵蚀力喀斯特土壤侵蚀SWAT模型PLSR模型

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    基于RUSLE模型的妫水河流域土壤侵蚀时空变化特征

    池金洺于洋冯娟龙朱锐鹏...
    70-78页
    查看更多>>摘要：[目的]为揭示流域土壤侵蚀时空变化特征并开展可持续流域治理工作。[方法]基于妫水河流域1995-2018年降雨、土壤、数字高程模型及土地利用数据，采用GIS技术与RUSLE模型的方法定量分析妫水河流域土壤侵蚀时空特征，并对流域土壤稳定性进行评价。[结果](1)1995-2018年，流域内林地和草地面积均呈下降的趋势，2018年林地和草地面积分别为4。41×104，0。84×104 hm2，较1995年分别下降13。52％和10。61％。耕地面积由1995年的3。53× 104 hm2增加至2018年的4。07× 104 hm2。建筑用地面积逐渐增加，由1995年的0。59× 104 hm2增加到2018年的1。90× 104 hm2。(2)妫水河流域内土壤侵蚀模数呈波动性变化，由 1995 年的 8。71 t/(hm2·a)降至 4。56 t/(hm2·a)后，于 2018 年升至 11。07 t/(hm2·a)。(3)妫水河流域土壤侵蚀强度以微度侵蚀和轻度侵蚀为主，1995-2015年，土壤侵蚀强度逐渐降低并保持稳定，中度及以上土壤侵蚀面积比例由4。95％降至3。05％，2018年后升至7。42％。(4)妫水河流域在研究时段内土壤稳定性降低，不稳定土壤面积升高。[结论]妫水河流域城市化的进程中，林草覆盖度略有降低;土壤侵蚀强度整体下降，但在后期略有提高;不稳定土壤所占面积较少。研究结果可为妫水河流域综合治理及土地利用规划提供依据。

    妫水河流域土地利用RUSLE土壤稳定性

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    2000-2020年青海河湟谷地植被NDVI时空变化及影响因素

    李小宇信忠保杨俊柳柳金昊...
    79-90,103页
    查看更多>>摘要：[目的]为了解青海河湟谷地植被时空变化情况，明晰气候变化、土地开发利用及人类活动等因素对植被变化的影响。[方法]利用2000-2020年MODIS NDVI数据集表征植被变化，基于Theil-Sen Median趋势检验法、偏相关性分析、地理探测器等方法，探究青海河湟谷地NDVI时空变化情况及其与气温、降水、坡度、土壤类型和人类活动等影响因素的关系。[结果](1)近20年河湟谷地植被NDVI呈波动增长趋势，显著增长区域面积为2。21×104 km2(p＜0。05)，占河湟谷地总面积的53。39％;植被NDVI显著下降区域面积为7。04× 102 km2(p＜0。05)，主要分布在湟水谷地中部，占总面积的1。69％;(2)自然因素上，NDVI与气温、降水呈正相关区域分别占总面积的50。32％，80。14％。植被显著上升的区域主要分布在海拔2 800～3 100 m、坡度15°～20°、坡向为北向的区域。在高程小于3 200 m范围内，植被NDVI变化随高程增加呈现上升趋势，其中显著上升区域占总面积的54。37％。人类活动因素上，NDVI与人口密度、夜间灯光呈正相关区域分别占总面积的50。52％，38。53％。植被NDVI在森林、灌木、草地及建设用地上呈显著向好趋势。(3)综合偏相关性分析与地理探测器对植被NDVI变化归因分析可知，不同土壤类型上植被变化差异明显，年降雨量和人类活动是河湟谷地植被NDVI变化主要影响因素，各影响因素间存在交互作用，呈现相互增强和非线性增强关系。[结论]研究结果揭示了河湟谷地植被NDVI时空变化特征，明确了自然因素与人为因素对植被NDVI变化的驱动机制，可为未来青海省河湟谷地生态保护、建设规划以及生态工程实施提供理论支撑。

    河湟谷地NDVI时空变化气候变化人类活动地理探测器

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    基于RUSLE模型和地理探测器的鄂西南土壤侵蚀脆弱性评价

    杨严攀田培沈晨竹平耀东...
    91-103页
    查看更多>>摘要：[目的]水土流失是鄂西南突出的生态问题，合理评估该区域的土壤侵蚀脆弱性，并探究其驱动机制是采取有效水土保持措施的前提。[方法]从人地耦合系统视角分析自然和社会经济因素对鄂西南土壤侵蚀的影响，从暴露度、敏感性和适应能力3个方面构建了鄂西南土壤侵蚀脆弱性评价指标体系，并采用综合赋权法确定指标权重。[结果](1)2010-2020年鄂西南土壤侵蚀脆弱性总体上呈现先降低后升高的趋势，强烈及以上强度的土壤侵蚀脆弱性呈现零星的碎片化分布格局，且主要集中在鄂西南的中南部和东部宜昌市辖区的西部地区;(2)研究区敏感性最高的区域集中在海拔800～1 500 m，敏感性在坡度25°～35°最大，并呈现出向两侧递减的趋势，当坡度＞15°时，较高及以上敏感性面积急剧增加;(3)较高及以上土壤侵蚀脆弱性高于土壤侵蚀强度，较低及以下土壤侵蚀脆弱性低于土壤侵蚀强度，土壤侵蚀脆弱性与土壤侵蚀强度存在协同变化趋势;(4)土壤侵蚀脆弱性的分布格局是多因素协同作用造成的，地理探测器的分析表明坡度、植被覆盖度、教育质量和城镇化率对土壤侵蚀脆弱性的解释力较强。[结论]未来需要高度重视对坡度＞15°地区植被覆盖的保护，并通过提高当地的教育质量，加强水土保持的宣传力度，提升当地居民的水土保持意识。

    鄂西南土壤侵蚀脆弱性RUSLE模型地理探测器时空变化

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    基于多目标优化方法的滑坡易发性评价

    张兴存蒋玉琳王玉杰祁子寒...
    104-112,121页
    查看更多>>摘要：[目的]在滑坡易发性评价中，滑坡预测模型的选取和优化对运算过程的高效性和预测结果的准确性至关重要。针对现有单目标遗传优化算法(genetic algorithm，GA)易陷入早熟、局部搜索能力差、全局优化速度慢等问题，拟提出一种新的优化算法框架，将多目标遗传算法中的经典算法—带精英选择策略的非支配排序算法(the nondominated sorting genetic algorithm with an elite strategy，NSGA-Ⅱ)与常用机器学习模型[随机森林(random forest，RF)、支持向量机(support vector machine，SVM)]相结合，进行滑坡易发性预测。与单目标优化不同的是，NSGA-Ⅱ算法可同时进行特征选择和超参数优化，并使预测模型同时实现最优准确度、召回率、精密度和AUC(area under curve，AUC)。[方法]以三峡库区重庆段为研究区，从模型精度评价、滑坡灾害易发性分区图、分区统计3个方面对4种优化模型(RF-GA、SVM-GA、RF-NSGA-Ⅱ、SVM-NSGA-Ⅱ)进行对比分析。[结果]NSGA-Ⅱ较GA优化效果更明显，在模型评价和滑坡易发性分区方面，RF-NSGA-Ⅱ模型具有更高的预测性能，4项评价值分别为80。91％，81。89％，80。07％，88。60％，证明NSGA-Ⅱ优化算法的有效性;极低至极高危险区面积占比依次为23。06％，22。46％，22。96％，19。99％，11。53％，验证了 RF-NSGA-Ⅱ模型的可靠性。由RF-NSGA-Ⅱ模型预测得到的易发性图表明，高和极高易发性区集中在研究区北部，且由东向西呈带状分布。[结论]研究采取的基于多目标选择的RF-NSGA-Ⅱ 模型，为滑坡易发性评价中机器学习模型调优提供新思路。

    滑坡易发性多目标优化随机森林支持向量机

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