东北黑土区土壤侵蚀方法与工作研究进展

东北黑土区土壤侵蚀方法与工作研究进展


发布日期: 1970-01-01 更新日期: 2015-01-30 编辑:giser 浏览次数: 4285

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摘要: 上世纪黄土高原的土壤侵蚀问题成为国内学者关注的焦点,开展了大量的研究工作。东北黑土区土壤侵蚀研究起步较晚,直到上世纪世纪80年代中期,尚无系统的定量研究报道 。近十余年来,有关东北黑土区土壤侵蚀研究的文献不断增多,其研究内容通常不外乎通用流失方程参数修订、沟蚀...

上世纪黄土高原的土壤侵蚀问题成为国内学者关注的焦点,开展了大量的研究工作。东北黑土区土壤侵蚀研究起步较晚,直到上世纪世纪80年代中期,尚无系统的定量研究报道 。近十余年来,有关东北黑土区土壤侵蚀研究的文献不断增多,其研究内容通常不外乎通用流失方程参数修订、沟蚀监测及土壤侵蚀遥感调查三个方面。

黑土区沟蚀研究

东北黑土区地形波状起伏,漫川漫岗,坡面较长,集雨面积大,汇流速度快,沟道洪水来去迅猛,沟蚀现象比较严重。针对对东北黑土区侵蚀沟研究的文献当中,通常是在野外调 查和总结群众经验的基础上,阐述侵蚀沟的成因、分类、危害及对策,多数以定性分析为主。 石长金等调查研究了黑龙江省20个县市的400条侵蚀沟,从侵蚀沟形态、地质 地貌、土壤侵蚀、降雨及水文状况4个方面考虑,利用主成分分析法筛选出量化指标对侵蚀沟进行分类,但由于一些指标具体实践中估测的困难而难以推广,还不能用于宏观尺度 上的侵蚀沟调查分类研究。 随着空间定位技术的发展,差分GPS技术成为东北黑土区侵蚀沟监测中的一个重要手段。

利用高精度差分GPS可以精确监测侵蚀沟几何形态的变 化过程,通常选取一条或少数几条处于不同发展阶段的典型侵蚀沟作为研究对象,将测得的高程散点数据内插生成DEM,通过对比不同时期DEM的差异就可以反映侵蚀沟的形 态演变和侵蚀规律,上述研究结果表明:对于黑土区切沟侵蚀而言,其主要侵蚀过程一般来源于沟头的溯源侵蚀,切沟沟缘附近由于不利于机械化作业的实施一般为植被灌丛覆盖 ,侵蚀速率较小,处于快速发展阶段的侵蚀沟沟头的年侵蚀速率可达7m/a以上。张永光等也采用GPS技术对黑龙江嫩江县鹤山农场两个小流域春季冻融期的浅沟侵蚀进行了 野外监测,结果表明:研究区在春季表层土壤解冻、地表裸露和存在季节性冻土层的条件下,春季融雪及强降水易造成强烈的浅沟侵蚀,浅沟一般发育在瓦背状坡面中下部的集流 水路上。

黑土区坡面侵蚀模型研究

20世纪80年代以来,我国学者以USLE为蓝本,对主要水蚀区的黄土高原、东北漫岗丘陵、长江三峡库区、红壤丘陵等地分别建立径流小区,利用观测资料修正USLE中 的因子参数,取得了一批研究成果。 从1985年开始,张宪奎等针对黑龙江省遭受侵蚀的3种主要土壤(黑土、白浆土和暗棕壤)建立了31个径流实验区,通过对7年的野 外观测,结合降雨及其它资料,对通用流失方程(USLE)中的各因子进行了修正,建立了黑龙江省土壤流失方程,并确定了黑龙江省土壤允许流失量。

杨学明等直接采用R USLE模型,完全采用美国大陆使用的有关因子参数,对不同管理方式下坡度为3%、坡长为300m的坡耕地农田黑土流失量进行了模拟,结果表明黑土土壤流失量与耕作方 式和作物类型密切相关。 总体来说,目前东北黑土区有关坡面侵蚀模型方面的研究较少,而且模型应用的空间尺度较多地集中于径流小区或自然坡面。由于众多点状研究中普遍 没有得到时空连续数据(如土地利用图、遥感影像等)的支持,致使研究结论不能推广到较大尺度的区域上。

基于遥感和GIS技术的黑土区土壤侵蚀调查评价

建国以后,东北黑土区先后开展了三次大规模的水土保持普查工作,第一次是上世纪五十年代,采用人工调查的办法,后两次是采用遥感调查为主的方法完成的。 1986年,应用1:50万MSS(多光谱扫描仪)影像进行水土流失的人工目视解译,调查结果水土流失面积4.47万km2,占黑土区总面积的37.9%,比建国初期统计面积2. 46万km2增加82%。由于比例尺小,到地县一级时,精度明显受到影响,只能为省一级的水土保持宏观决策服务。

2001年,在"3S"技术支持下,采用1995和 2000年的TM影像进行水土流失遥感动态监测。具体来说,就是应用GPS进行野外标准样地的定位,并记录该样地的植被覆盖度、土地利用、坡度和水土流失强度等信息;根据标准样地的位置和信息,对植被覆盖度、土地利用类型等进行解译提取,得到有关影响水土流失的专题数据,根据水利部颁发的水土流失判别标准,利用GIS的空间分析功 能,得到水土流失现状图。 另外,白建宏等在ARCVIEW的支持下,根据野外调查和两次土壤侵蚀遥感调查资料,对黑龙江省11个县市不同地类和不同侵蚀强度上的土壤 侵蚀危险度状况进行了统计分析。

黑土区土壤侵蚀研究中存在的问题

与黄土高原相比,黑土区土壤侵蚀研究起步较晚,研究基础比较薄弱。上世纪80年代以后,伴随着遥感技术的迅速发展,东北黑土区虽然也进行了两次水土流失遥感调查工作,但都是针对面蚀展开的,所采用的方法是根据坡度、植被覆盖和坡耕地比例进行目视解译,勾画土壤侵蚀图斑,因而不可避免地带有一定的主观色彩。近期国内虽有一些学者采用 差分GPS技术黑土区的切沟侵蚀进行了监测研究,但所研究的空间尺度通常限于几平方公里或几十平方公里,只能针对一条或少数几条侵蚀沟进行,研究的时间尺度一般1-2 年。对于较大时空尺度上坡面侵蚀与沟蚀的空间分布格局、近几十年动态变化等问题尚不清楚,有进一步开展工作深入研究的必要。

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