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期刊信息/Journal information
中国水土保持科学
中国水土保持学会
中国水土保持科学

中国水土保持学会

王礼先

双月刊

1672-3007

sbxh035@263.net

010-62338031

100083

北京市海淀区清华东路35号北京林业大学综合办公楼109室

中国水土保持科学/Journal Science of Soil and Water ConservationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由中国科协主管、中国水土保持学会主办的综合性学术刊物。
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收录年代

    寒区侵蚀产沙过程及模型算法研究进展

    许杏张凡曾辰郭蓓蓓...
    1-13页
    查看更多>>摘要：寒区侵蚀产沙过程受到冰川消融、融雪及土壤冻融的影响.气候变化下该过程存在极大不确定性.完善现有分布式水沙模型以量化冰冻圈要素的影响是解析该过程的重要方向.基于广泛的文献调研,总结这3类要素如何影响侵蚀产沙过程及相关模型算法,并比较多个模型在寒区的适用性.发现:1)冰川主要通过冰川径流(其计算包括冰川动态算法、冰川融水量的计算及不同分配方式)和基岩侵蚀(其计算可采用经验方法得到冰川区总输沙量后与水沙模型耦合)2方面影响侵蚀产沙过程;2)融雪过程增加地表产流,因此融雪量常被视为动能为0的降雨参与侵蚀计算;3)土壤冻融作用包括冻融深度影响产流量、冻融循环增加土壤可蚀性以及冻融深度对土壤可侵蚀范围的限制;4)现有模型对冰冻圈径流过程的考虑较完善,但对冰川消融和土壤冻融影响下的侵蚀产沙考虑不足.为此,建议在现有模型基础上补充相关算法完善模型结构,从而提高模型在寒区的适用性,以期采用改进后的模型量化冰冻圈要素对侵蚀产沙过程的影响,帮助明确寒区侵蚀产沙过程机制及未来变化规律.

    水沙模型冰川融雪土壤冻融综述

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    极端降雨条件下淤地坝系溃决损失计算方法

    周恒陈永胜曹永翔于沭...
    14-24页
    查看更多>>摘要：近年来,由于自身"服役"状态欠佳和汛期极端降雨天气频发,淤地坝在发挥综合效益的同时面临着溃决风险.这对下游人民生命财产和生态环境保护造成极大威胁.因此,亟需提出极端降雨条件下淤地坝系溃决损失的定量计算方法.基于"家谱法"坝系溃决风险分析程序FT-IWHR、溃口流量程序DB-IWHR、一维洪水演进计算程序,提出淤地坝系溃决—洪水演进全过程计算方法,结合李—周法生命损失计算模型等,构建涵盖生命损失、经济损失、社会环境影响3方面的溃决损失计算方法体系;并在西五色浪流域淤地坝系进行应用.结果表明:警报时间对生命损失数量影响极大,充分警报和无警报下生命损失数量相差10倍左右且降雨量超过100年一遇后损失激增,坝系以中小型淤地坝溃决为主.溃决损失计算方法可实现对淤地坝系溃决损失进行快速量化评估,为淤地坝系安全度汛和病险坝除险加固工作提供技术支撑,同时建议西五色浪流域做好中小型淤地坝的溃决风险防控工作.

    淤地坝溃决生命损失经济损失社会环境影响

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    基于地形复杂度的山区水土流失风险评价

    魏休耘甘淑袁希平李绕波...
    25-33页
    查看更多>>摘要：水土流失研究中通常以大范围区域数据为主导,探究小范围山地地区精细化表达,这对评价小范围山地地区水土流失情况具有重大现实意义.利用无人机数据生成高精度的数字高程模型(DEM)与三维模型,基于DEM数据计算多个地形因子,结合相关性分析、聚类分析实现地形因子的分类,再使用变异系数法和主成分分析法实现地形因子的筛选与确权并建立地形复杂度模型;随后,在地形复杂度模型中引入常数偏移量,并进行归一化处理,得到水土流失风险评价因子模型;最后,将其与三维模型和实地踏勘数据进行验证分析.结果表明:1)水土流失风险评价因子模型中坡度、地表切割深度、剖面曲率、平面曲率的系数分别为1.933、0.338、0.206和2.633;2)对于整个试验区,中风险区面积比例为28.50％,分布较为分散.极高风险区比例为4.42％,集中分布在南侧以及西北侧.总体而言,该区域以中低风险为主;3)F1和F2区域水土流失风险较高,因为其存在陡峭地形、低植被覆盖率和土壤沙化等问题.F3区域由于平坦地形和种植大量农作物,表现出相对轻微的水土流失情况.该模型能够准确提取水土流失区域,为小范围山地地区的水土流失和土壤侵蚀等地学研究提供有益的参考.

    无人机地形复杂度水土流失相关性分析变异系数主成分分析

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    狗牙根覆盖对三峡库区消落带波浪作用力和侵蚀的影响

    肖海张文琪夏振尧刘子睿...
    34-40页
    查看更多>>摘要：波浪侵蚀是三峡库区消落带土壤侵蚀的主要类型,已严重威胁到库区经济发展和生态环境构建.植被修复可以实现水土保持和增强消落带稳定性目的,但关于在波浪作用于消落带上坡面时植物覆盖对波压力和孔隙水压力和侵蚀量的影响及关系尚不明确.为此,设置3个波高(4、6和8 cm)、3个坡面条件(裸坡对照、30％狗牙根覆盖和60％狗牙根覆盖),开展模拟波浪试验,分析不同植被盖度对消落带波浪作用力和侵蚀的影响.结果表明:裸坡时,随波高增加,波压力和孔隙水压力分别增加3.80％～48.62％和13.12％～50.44％,侵蚀量增加0.88％～8.08％.存在植被时,对比裸坡,随波高增加,波压力和孔隙水压力分别降低2.98％～220.17％和15.47％～75.64％,侵蚀量则降低29.31％～80.83％.植物可以通过地上部分和地下部分消散波压力和孔隙水压力,从而提高消落带受波浪作用的耐受性,进而有效降低波浪造成的侵蚀量.以上结果加深了在波浪作用于紫色土消落带坡面时狗牙根覆盖与波浪作用力与侵蚀量关系的理解,为库区消落带植被恢复和水土保持提供一定的参考.

    狗牙根波浪波压力孔隙水压力波浪侵蚀

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    三峡水库消落带狗牙根根系对紫色土抗剪性能的影响

    郑晓岚鲍玉海贺秀斌谢航宇...
    41-50页
    查看更多>>摘要：植物根系对提高土壤抗侵蚀能力起着最主要的作用.为探究根系对三峡水库消落带土壤抗剪性能的影响,以典型草本植物狗牙根及其根土复合体为研究对象,利用原状土和重塑土、采用直剪试验和三轴试验2种方法,揭示根系形态特征、含根量以及布根方式对土壤抗剪性能的影响.结果表明:1)内摩擦角、黏聚力与根系形态特征呈对数正相关;各形态指标对土壤抗剪性能的影响程度依次为:根表面积密度＞根体积密度＞根长密度＞根质量密度＞根径.2)根系含量与土壤抗剪性能呈正相关.含根量分别为0.9、0.6和0.3mg/cm3的根土复合体抗剪强度依次比素土提高 14.54％～49.56％、9.09％～35.82％和 3.80％～17.58％;内摩擦角依次提高 13.95％、13.07％和1.98％;黏聚力依次提高29.37％、24.48％和15.34％.3)交叉布根下土壤抗剪性能最强,与垂直布根、水平布根相比,交叉布根的抗剪强度依次提高4.22％～16.95％和11.45％～32.61％;黏聚力依次提高15.61％和16.09％;最大应力值依次提高3.78％～34.18％和36.86％～41.44％.研究结果可为三峡水库消落带固土护岸的物种筛选、水土保持生态建设以及水库岸线管理等提供参考.

    植物根系根土复合体土壤抗剪性能消落带三峡水库

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    黄土丘陵沟壑区西川河流域近50a径流变化趋势与归因识别

    史砚文王计平程复王一川...
    51-58页
    查看更多>>摘要：气候变化和人类活动影响下流域水文过程及归因分析,对于理解水文演变规律,制订流域管理对策具有重要意义.以陕北黄土丘陵沟壑区的西川河流域为例,采用M-K检验、累积距平法等方法,分析近50a来降雨、输沙、径流变化趋势与演变特征,基于Budyko假设识别驱动流域径流变化的主导因素,并进行定量归因研究.结果表明:流域降雨量的变化速率为-0.085 4 mm/a,Z值为-0.026,总体变化不明显.输沙量和径流量的Z值分别为-3.35和-2.38,径流量、输沙量年际变化呈显著下降;春汛发生在3月,汛期集中在7-9月,占年径流量的50％以上.输沙量的年代际波动幅度最大,径流量次之,降雨量波动幅度最小;1996年为径流突变年份,流域年径流量变化对降雨最敏感,而人类活动是其减少的主要原因.从贡献来看,下垫面条件变化为69.15％,降雨量为21.99％,潜在蒸散发为8.86％;在人类活动影响下,西川河流域径流变化呈明显的不均匀性和趋势性.未来应结合生态恢复过程,加强土地利用变化与流域水沙过程关系研究.

    径流气候变化人类活动归因分析Budyko假设

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    横坡垄作措施下层状棕壤的积水入渗特征及其模拟

    亓益品窦永辉王亚楠肖培青...
    59-67页
    查看更多>>摘要：横坡垄作系统中雨水/灌溉水易在垄沟低洼处积聚,诱发积水入渗,使入渗特性有别于传统耕作系统.基于横坡垄作垄沟内积水特征,采用室内土柱供水实验,以层状棕壤为研究对象,分析5个积水深度(2、4、6、8和12 cm)下入渗率、湿润锋运移动态变化,并利用修正的Green-Ampt模型对积水入渗过程进行模拟.结果表明:1)耕层阶段,入渗率呈急剧下降后趋于稳定趋势;过渡阶段,入渗率稳定一定时段后逐渐降低;犁底层阶段,入渗率趋于稳定;2)积水深度的增加均促进湿润锋的运移,但未改变湿润锋运移过程;3)初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、累积入渗量等入渗参数均随积水深度增加呈幂函数增大,其中积水深度12、8、6和4 cm下的平均入渗率较积水深度2 cm分别增加120.5％、65.4％、39.4％和29.9％;4)在解析积水深度(h)与饱和导水率(Ks(h))间呈线性正相关关系基础上(Ks(h)=0.092h+0.76),结合湿润锋处土壤吸力(25.61 cm),构建模拟积水入渗过程的修正Green-Ampt模型.积水深度的增加加快土壤水分入渗,可利用修正Green-Ampt模型对积水入渗过程进行模拟.研究结果可为横坡垄作措施下水分高效利用、水资源调控提供科学依据.

    积水深度入渗率湿润锋运移修正Green-Ampt模型横坡垄作

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    青藏高原南部不同土地利用方式土壤可蚀性分析

    李笑雨白金珂王力
    68-74页
    查看更多>>摘要：为评估青藏高原南部不同土地利用类型土壤侵蚀风险,对该地区4种典型土地利用类型土壤进行大范围采样,测定土壤颗粒组成和有机碳质量分数,计算土壤分形维数和可蚀性因子K,对不同土地利用类型和不同土层土壤侵蚀风险进行定量化评估,并分析土壤粒度特征对土壤可蚀性因子的影响.结果表明:1)整体来看,研究区土壤可蚀性因子K介于0.022～0.036 t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)之间,超过40％的样地土壤属于中可蚀性以上(K＞0.033t·hm2·h/(hm2·MJ·mm))土壤,存在较高的侵蚀风险;2)在不同土地利用方式间,土壤可蚀性因子表现为耕地＞灌木林地＞草地＞乔木林地,其中耕地土壤可蚀性因子显著高于其他3种土地利用类型(P＜0.05);3)垂直剖面上,由上到下3个土层(0～10、10～20和20～30 cm),中可蚀性以上土壤分别占到样点总数的26.47％、47.22％和 55.89％,中低可蚀性以下(K ≤ 0.033 t·hm2·h/(hm2·MJ·mm))土壤分别占 73.53％、52.78％和44.11％,土壤可蚀性因子随土壤深度增加呈递增趋势;4)土壤粒度特征对可蚀性具有重要影响,土壤可蚀性因子K与砂粒含量呈指数型负相关关系,与黏粒含量和分形维数呈指数型正相关关系,均达到极显著水平(P＜0.001).研究结果可为降低青藏高原南部地区土壤侵蚀风险及提高水土保持效益提供重要参考.

    大尺度土壤可蚀性因子K土壤颗粒特征土壤有机碳分形维数青藏高原

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    高寒沙地不同植被修复措施下土壤水分对降雨响应机制

    张政向前胜张登山王丽...
    75-83页
    查看更多>>摘要：为探究高寒沙地不同植被修复措施下土壤水分对降雨响应机制,更好地发挥其水土保持作用,以青海共和盆地设置3 a的高立式网笼沙障、麦草方格沙障+花棒、麦草方格沙障+柠条、麦草方格沙障+沙蒿和麦草方格沙障+菊芋种植为研究对象.利用2900ET气象站和ECH2O,分别对研究区降雨量和各沙障类型下0～140 cm(10、20、40、60、80、100、120和140 cm)土壤含水量进行连续自动监测,选取3种不同等级降雨事件进行研究,分析其土壤水分响应情况和0～60 cm 土壤水分补给特征.结果表明:1)2020年8月—2021年8月,研究区降雨主要集中在4-9月,以低频率小雨为主,＜2 mm降雨事件占总降雨事件最高(38.98％),贡献率最小(6.12％),各沙障类型按月土壤总蓄水量变化划为缓慢积累期(1-4月)、消耗期(5-6月)、积累期(7-9月)和稳定期(10-12月)且均在8月达到峰值,其中高立式沙障土壤蓄水量最高(4万7 563.54 mm),菊芋沙障最低(2万5 564.09 mm),其各土层土壤蓄水量的增加量随着土壤深度增加呈现出"减小—增大—减小—增大"变化.2)降雨量＜5 mm时,菊芋沙障0～10 cm、花棒沙障及沙蒿沙障0～20 cm 土层水分产生波动;降雨量在5～18 mm时,高立式沙障0～10 cm,柠条沙障、沙蒿沙障及菊芋沙障0～20 cm,花棒沙障0～100 cm 土层水分产生波动;降雨量＞18 mm时,高立式沙障0～10 cm,柠条沙障、沙蒿沙障及菊芋沙障0～60cm,花棒沙障0～140 cm 土层土壤水分产生波动.综合该地区不同植被修图措施下土壤水分对降雨响应情况,建议在5-6月进行修复.

    土壤水分降雨事件沙障类型植物高寒沙区不同土层

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    氮添加对荒漠草原植被特征和土壤性质的影响

    李晨晖薄一览
    84-92页
    查看更多>>摘要：为探究荒漠草原植被特征和土壤性质对氮沉降的响应,设置对照CK(0)、低施氮量LN(5g/(m2·a))、中施氮量MN(10g/(m2·a))和高施氮量HN(15 g/(m2·a))4个纯氮添加处理,以尿素为氮源在宁夏荒漠草原进行氮添加.结果表明:1)随施氮量的增加,荒漠草原植被物种结构发生改变,禾草和豆科草本植物重要值增加,十字花科植物重要值下降.植被盖度和地上生物量均以MN处理最高(P＜0.05).2)随氮添加量的增加,荒漠草原植物Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数先降低后升高,LN处理的Simpson多样性指数显著低于CK、MN和HN处理(P＜0.05),MN处理的Pielou均匀度指数显著低于CK处理(P＜0.05)o 3)短期氮添加对荒漠草原土壤全量养分和酶活性均无显著影响,但显著降低荒漠草原土壤速效钾含量(P＜0.05).4)冗余分析表明:土壤pH值、脲酶和过氧化氢酶是影响荒漠草原植被特征的主要因子.综上所述,LN和MN可在短期内提高荒漠草原植被地上生物量,且土壤含水率、养分含量和酶活性较高;HN下荒漠草原土壤养分和含水率含量总体较低,植被地上生物量有所下降,但优势种群的生长得到促进.这说明低、中氮添加量有利于荒漠草原植被的恢复和土壤环境的改善,但高氮添加量会削弱这种有利影响.

    氮添加荒漠草原植被特征土壤养分土壤酶活性

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