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[期刊] 自然资源学报  [作者] 刘婷  邵景安  
降雨侵蚀力变化是一复杂过程,其变化存在一定的随机波动性,土壤侵蚀是三峡库区生态环境脆弱最主要的影响因素之一,查明库区土壤侵蚀强度的演化过程及未来趋势是库区生态文明建设过程中急需解决的关键科学问题。论文基于三峡库区1990年侵蚀降雨特征,利用BP神经网络对2010年75个站点降雨侵蚀力进行模拟、验证,预测2030年75个站点降雨侵蚀力。选取2030年预测结果中位于库区周围的27个站点,结合2030年库区自然增长、生态保护情景下土地利用模拟数据,使用RUSLE计算2030年土壤侵蚀强度。结果表明:1)2010年库区降雨侵蚀力模拟相对误差为15%,测试样本数据相对误差为14.67%,预测相对误差为19.65%,NE系数为0.85,说明BP神经网络对库区降雨侵蚀力具有良好模拟效果;2)2010年库区土壤侵蚀强度的Kappa指数为0.75,计算结果能满足模拟与预测需求;3)在土地利用不变情况下,2030年库区轻度、中度侵蚀面积均有所增加,微度及强烈以上侵蚀面积均呈减少趋势,且侵蚀强度转变中的58%来源于相邻侵蚀强度,跨侵蚀等级区的较少;4)在降雨侵蚀力不变情况下,自然增长、生态保护情景下未来土地利用变化所导致的土壤侵蚀均呈下降趋势,后者下降的趋势更为明显;5)在降雨侵蚀力及土地利用均变化的情况下,自然增长、生态保护情景下土壤侵蚀均呈下降趋势。
[期刊] 沈阳农业大学学报  [作者] 郭成久  颉丽  朱淼淼  孙景刚  刘金壮  
为提高坡耕地产量,保护水土流失,分析不同下垫面土壤侵蚀量的预测方法,以2000~2001辽宁北部典型坡耕地数据为样本,建立BP神经网络土壤侵蚀量预测模型,应用2002年土壤侵蚀量数据对模型进行检验。结果表明:采用三层BP网络结构,输入层为4个神经元,分别为径流量、降雨量、有机质、覆盖度,输出层为土壤侵蚀量。预测值的合格率为80%,精度较高,具有很好的预测性能。
[期刊] 资源科学  [作者] 赵岩洁  李阳兵  冯永丽  
研究以草堂溪小流域1990年、2000年、2004年和2007年四期TM和CBERS影像为数据源,利用ArcGIS9.3软件,通过图层叠加、统计分析等,提取草堂溪小流域不同类型土壤侵蚀与高程、坡度、土地利用等相应数据,计算出土壤侵蚀综合指数。结果表明:五种侵蚀类型在研究期内相互转化,轻度侵蚀面积增加最多,达2.61km2,集中分布在草堂溪北部、西北部和东南部;研究区土壤侵蚀强度1990年-2000年明显增加,2000年-2007年逐渐下降,但高于1990年。土壤侵蚀变化的影响因素有自然因素和人文因素。高程和坡度对土壤侵蚀的影响并不是单一的正相关,在高程0~500m,坡度0~25°范围内土壤侵蚀...
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 吴从林  张平仓  
通过对王家桥小流域土壤、降雨、植被和地形等因子的分析 ,探讨了土壤抗侵蚀性能 ,分析了坡面侵蚀与各影响因子间的关系 ,建立了基于降雨基础上的全流域输沙幂函数回归方程。结果表明 ,本地区土壤因具有较强的渗透性、抗冲、抗蚀和抗剪切破坏的能力 ,而使其保持较小的可侵蚀性 ;坡面侵蚀中的主要影响因素是雨强和径流量(或降雨量 )的大小 ;流域内土壤侵蚀的形式主要表现为暴雨作用下的重力侵蚀 ,在影响土壤侵蚀的诸多因子中降雨是关键性的 ,它的强度和年分布对年侵蚀模数的大小具有决定性作用。同时 ,通过分析各种雨强 (平均雨强、最大雨强、最大 15分钟雨强、最大 30分钟雨强、最大 6 0分钟雨强 )对土壤侵蚀...
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 吕明权  吴胜军  温兆飞  陈吉龙  姜毅  甘捷  
传统土壤侵蚀模型模拟次降雨产沙时难以确定泥沙输移系数,分布式的侵蚀产沙模型对数据量需求量大。选择三峡库区宋家沟小流域为研究对象,基于2013年的降雨、植被盖度、地形、土壤等数据,利用SCS-CN和MUSLE模型耦合模拟流域的场降雨的产沙量。结果表明:该模型的模拟值的精确度在可接受范围内,整个流域2013年的泥沙流失量是3 923t,全年中5场较大的降雨贡献了泥沙流失量的80%以上;不同土地利用类型的泥沙输出量差异很大,耕地(面积44.63%)贡献了81.54%的泥沙,有林地(面积47.61%)贡献了17.63%的泥沙;坡度在0~8度的区域贡献的产沙量仅为1.75%,大于25度的区域占流域面积的...
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 王云琦  王玉杰  刘楠  
以三峡工程库区典型植被类型(针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林、灌木林、农地对照)为研究对象,从抗蚀性、抗冲性和抗剪性3个角度进行林地土壤抗侵蚀性能研究,并采用判断矩阵获得指标权重,用综合评分法进行评价。结果表明:土壤团聚度为三峡库区林地土壤最佳抗蚀指标;土壤团聚度平均值表现为灌木林(37.2%)和农地(42.4%)最优,楠竹林(10.6%)最差,针阔混交林(26.2%)优于常绿阔叶林(19.4%)。在最易被径流冲刷的土壤A层,抗冲刷系数为:常绿阔叶林(6.933L·min/g)>灌木林(4.205L·min/g)>针阔混交林(3.783L·min/g)>农地(3.046L·min/g)>楠竹林(...
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 李云开  杨培岭  田英杰  任树梅  赵焕勋  
土壤侵蚀产沙是一个极其复杂的物理过程,其物理机理十分复杂,往往难以用数学方式来描述.该文针对区域土壤侵蚀机理不甚清晰、基础资料收集困难等问题,探索性地在小流域土壤侵蚀预报中引入支持向量机理论与方法,并以皇甫川强烈侵蚀区小流域为例构建小流域土壤侵蚀模数预报的支持向量机预报模型.研究表明,该方法的模拟和预测精度都明显高于最小二乘法;支持向量机预报模型依据多年的反映区域侵蚀产沙演进规律的侵蚀产沙监测资料,建立小流域土壤侵蚀模数的支持向量机预报模型,是对流域侵蚀产沙复杂运行机制的综合体现.
[期刊] 西南农业学报  [作者] 郭云周  涂仕华  刘建香  贾秋鸿  
通过红壤旱坡地铲土覆土微区试验,模拟土壤侵蚀对坡耕地生产力的影响。结果表明,覆土厚度与玉米籽粒产量、秸秆产量呈极显著正相关,表明随着坡耕地表土冲刷损失数量的增加,玉米籽粒和秸秆产量极显著减产。铲除耕作层熟化表土15 cm,玉米减产29.62%;铲除耕作层熟化表土10 cm,玉米减产17.31%;铲除耕作层熟化表土5 cm,玉米减产12.69%;覆土耕作层熟化表土5 cm,玉米增产10.00%;覆土耕作层熟化表土10 cm,玉米增产15.77%;覆土耕作层熟化表土15 cm,玉米增产17.69%。
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 郑欣如   张欣   葛楠   陈曦   王博   刘瑞敏   王非恒  
【目的】探究半干旱地区采煤活动造成的土壤侵蚀对北沙柳Salix cheilophila、小叶锦鸡儿Caragana microphylla生长生理特性的影响,阐明植物在逆境胁迫下的适应性及生存策略。【方法】在野外原位试验条件下,对北沙柳、小叶锦鸡儿根部进行原位根系断裂试验来模拟土壤侵蚀胁迫,设置对照组(CK)和轻度胁迫(S1)、中度胁迫(S2)和重度胁迫(S3)四种不同程度的土壤侵蚀,测定了不同胁迫处理下两种灌木的生长指标和生理指标变化,并使用模糊数学隶属函数综合评价其抗逆性。【结果】土壤侵蚀胁迫显著抑制北沙柳和小叶锦鸡儿的株高、冠幅、枝条长度和枝条直径,且随着侵蚀胁迫程度增大,抑制程度越明显;北沙柳叶片叶绿素含量随着土壤侵蚀胁迫程度增大而降低,且随胁迫时间延长呈逐渐降低趋势,而小叶锦鸡儿的叶绿素含量在胁迫后期恢复至侵蚀胁迫前期;北沙柳的丙二醛含量随胁迫时间的延长呈先降低后升高趋势,而小叶锦鸡儿的丙二醛含量呈先升高后降低趋势;侵蚀胁迫后期北沙柳和小叶锦鸡儿叶片超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性升高;隶属函数分析显示,在土壤侵蚀环境中,小叶锦鸡儿抗逆性最强,北沙柳次之。【结论】小叶锦鸡儿对采煤沉陷区土壤侵蚀的破坏致损效应具有更好的抵抗力和恢复力,更适于干旱、半干旱矿区的生态修复与植被建设。
[期刊] 林业科学  [作者] 张丽娟  毕淑芹  袁丽金  薛宝民  张金柱  
采用室内人工模拟降雨方法,研究河北太行山南段低山丘陵片麻岩褐土区3种土地利用方式(草地、坡耕地、刺槐林)土壤侵蚀与养分流失规律,分析土壤养分流失的空间变化以及养分流失与土壤侵蚀的关系,比较流失泥沙中的养分含量与表土和径流中的养分含量变化。结果表明:流失泥沙中的养分含量明显高于径流中的养分含量,也明显高于雨前表土中的养分含量,具有较大的养分富集比;土壤中流失的养分与流失泥沙量具有较好的相关性。
[期刊] 资源科学  [作者] 田鹏  赵广举  穆兴民  温仲明  王飞  
采用GIS与RS技术,以RUSLE模型为基础,增加流域输沙能力与淤地坝拦沙效率模块,并在黄土高原粗沙多沙区流域皇甫川进行验证。模型模拟结果显示:率定期1991-1999年皇甫站实测输沙量与模拟值拟合较好,纳什系数(Nash)与相关系数均超过0.7,而验证期2000-2009年的模拟结果相对较差。不同土地利用状况的土壤侵蚀模数表明:皇甫川流域土壤侵蚀模数超过15 000t/(km2·a)的区域主要发生于裸露的砒砂岩与植被覆盖较差的沙地;而土壤侵蚀模数小于2 500t/(km2·a)的区域主要分布在地势较为平坦的河滩地与植被盖度好的高原区。在相同降雨条件下,皇甫川流域不同土地利用类型土壤侵蚀模数的...
[期刊] 地理科学进展  [作者] 林晨  周生路  吴绍华  
土壤侵蚀动态监测是侵蚀研究体系中的重要内容,目前研究主要集中在强度评价以及趋势预测两方面,其中,地理元胞自动机(Geo-CellularAutomata,GeoCA)是最常用的土壤侵蚀趋势模拟模型,但是现有研究主要基于邻域计算规则,强度模型的数学意义,而忽视了元胞自身发生变化的可能性,不能完全体现土壤侵蚀演变的复杂性,这些问题不仅降低了模拟的精度,而且使得趋势预测与侵蚀评价两者间的融合性降低,不利于完整的研究体系形成。本研究认为土壤侵蚀时空变化趋势是其自身侵蚀状态、自然条件以及邻域转换规则共同作用决定,从而设计元胞侵蚀强度指数算法、元胞侵蚀强度函数以及元胞邻域转换函数,对传统GeoCA进行了优化,并在GIS与遥感技术支撑下,以福建省长汀县为研究区,设计了上述算法的整合模型,对福建省长汀县30年来土壤侵蚀时空演替过程进行了测算与分析。研究结果显示:长汀县土壤侵蚀最严重的地区主要分布在以河田镇为中心的汀中地区,20世纪90年代以来,土壤侵蚀治理工作成效显著,改善趋势明显加快,至2000年以后有所放缓。预计至2020年,土壤侵蚀区的比重将从1990年的约40%下降至约20%。通过比较,整合算法的精度达到72.7%,高于单纯的侵蚀强度评价算法以及传统GeoCA模型,证明优化GeoCA不仅是进行土壤侵蚀时空演变模拟研究的有效手段,更为土壤侵蚀这一复杂地理系统的元胞表述规则研究进一步深入提供了思路。
[期刊] 华中农业大学学报  [作者] 郭沛  朱强  王素梅  胡红青  胡莲  万成炎  张志永  
采集三峡库区小江流域消落带土样,通过室内模拟试验和化学分析,考察土壤理化性质和消落带土壤淹水前后重金属(Fe、Mn、Cu、Zn)形态变化。结果表明:淹水导致Fe2+、Mn2+、有效铜等重金属含量增加,平均含量分别从58.88、35.26、0.96mg/kg增加到1 383.8、782.7、1.73mg/kg;淹水15d后,部分样品有效锌含量增加10.15%~12.18%,部分样品有效锌含量减少3.69%~7.12%;淹水30d后,有效锌的含量增加10.9%~46.6%。土壤基本理化性质对土壤重金属含量也有影响。
[期刊] 长江流域资源与环境  [作者] 胡刚  王里奥  袁辉  包亮  欧阳鸥  
三峡库区消落带形成后其下部区域(145~155 m)由于长期处于淹没状态,其表层土壤将类似底泥状态,研究选择嘉陵江江底沉积物模拟其在好氧及厌氧淹水条件下N、P向上覆水体的释放规律。结果表明:土壤处于淹水期间,均向上覆水释放N、P,其中好氧状态下上覆水中TN以硝态氮为主,厌氧环境下上覆水中TN以氨氮形式为主;淹水前期,N、P释放速率均较快,随时间增加逐渐减缓,且在厌氧环境下TP释放能力较好氧环境强。好氧淹水中曝气量对上覆水中TN平衡浓度无显著影响,但对氨氮、硝态氮释放过程有影响,从而影响TN浓度变化;底泥状土壤落干过程对N素释放有正影响,对P素释放有负影响;在短暂的落干期间,如果进行农业利用,将...
[期刊] 南京农业大学学报  [作者] 林洁  陈效民  张勇  潘根兴  张旭辉  
收集太湖典型农田2010年10—12月和2011年3—6月2个时间段的逐日气象资料和土壤水分资料,运用BP(back propagation)神经网络和缺省因子分析法确定影响该地区土壤水分动态的主要气象因子(降水量、蒸发量、平均气温和平均地表温度以及平均风速),以这些主要影响因子作为输入变量建立该地区土壤水分动态模拟的BP神经网络模型。利用100组实测样本对神经网络进行训练,用剩余的64组实测样本进行检验。结果表明:0~14 cm和14~33 cm土壤含水量模拟的平均相对误差(MARE)最大为0.062 9,均方根误差(RMSE)最大为1.764,不同土壤层次的训练样本和检验样本的精度(PA)...
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