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黑土区典型小流域水土流失演变与输移特征研究

作　者: 李浩
导　师: 张兴义
学　校: 中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）
专　业: 生态学
关键词: 黑土区水土流失地理信息系统通用水土流失方程
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

黑土区特殊的地形地貌与土壤特点使其水土流失过程与黄土高原地区有明显的差异。水土流失是导致黑土资源退化乃至被彻底破坏的主要原因，黑土侵蚀导致的土壤理化性状恶化和肥力下降对东北地区土壤生产力和国家粮食安全造成了严重威胁。目前在大尺度上对黑土区水蚀的研究有了一定的进展，而在小流域尺度上对水蚀的面蚀与沟蚀的精准评价及影响因素的研究还相对薄弱。本文以典型黑土区小流域为研究区域，利用研究区域遥感数据、地形数据、实测水土保持措施数据，结合通用水土流失方程（USLE），模拟了小流域不同坡面的面蚀强度及泥沙输移，评价了小流域所在村级尺度上的沟蚀演化，并解析了黑土区典型小流域水蚀的影响因素，提出了治理重点。主要结论如下：黑土区典型小流域的土壤侵蚀面蚀已处于强烈侵蚀，预测土壤侵蚀模数为3454.7t/（km~2·a），且95%以上的土壤侵蚀量都以沉积的形式留在了流域内，很少泥沙进入河道。其中32.7%的土地处于极强烈以上侵蚀程度，其预测土壤侵蚀量占到了整个小流域的79%；36.7%的土地处于微度侵蚀或轻度侵蚀，其土壤侵蚀量仅占整个小流域的不到5%。预测土壤侵蚀量与土地利用类型密切相关。极强烈与剧烈侵蚀强度级别的预测土壤侵蚀量与土壤侵蚀面积全部来源于传统顺坡耕作；强烈级别的预测土壤侵蚀量与面积，有一半来源于传统顺坡耕作；中度级别80%来源于地埂；微度级别全部来源于水土保持耕作；林地的预测土壤侵蚀强强度为中度级别。典型黑土区沟蚀仍呈加剧的态势。从1968年到2009年的41年间，光荣村的沟蚀强度从3.33km/km~2的极强烈级别增长到了4.96km/km~2剧烈级别，侵蚀沟面积从0.86km~2增长到2.22km~2，沟毁土地面积已由3.6%增加到占光荣村总面积的9.2%。沟蚀的加剧导致原有耕地斑块破碎化，耕地地块数从27块增加到68块。水土保持耕作措施、垄向坡度与坡长共同影响着黑土区面蚀过程；坡度是驱动侵蚀沟演变的重要自然因素，决定侵蚀沟形成的位置和发育的大小；农耕是加速沟蚀的重要人为因素，决定侵蚀沟发育的速度和强度。研究区小流域水土流失的治理应优先实施于受人为活动干预大的陡坡耕地，即占32%面积的极强度以上侵蚀区域，其产生的土壤侵蚀量占整个流域土壤侵蚀量的80%左右。如果将这一部分区域采取该流域内现行的水土保持措施，则小流域的土壤侵蚀强度将下降到轻度侵蚀。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-21
  第一节选题背景、目的及意义  11-12
  第二节流域水土流失研究进展  12-15
    一、水土流失国内外研究进展  12-14
    二、流域侵蚀泥沙输移研究国内外进展  14-15
  第三节研究内容、拟解决的关键问题、研究方法和技术路线  15-21
    一、研究内容  15-16
    二、拟解决的关键问题  16
    三、创新点  16
    四、研究方法及其原理  16-19
    五、技术路线  19-21
第二章研究区概况和数据处理  21-30
  第一节研究区概况  21-24
    一、地理位置及范围  21
    二、地形地貌  21-22
    三、土壤  22
    四、气候特征  22-23
    五、监测设施  23-24
  第二节数据处理  24-30
    一、降雨数据  25
    二、土地利用解译  25-27
    三、地形因子提取  27-28
    四、径流泥沙监测数据  28-30
第三章典型黑土区小流域面蚀侵蚀  30-46
  第一节基于田块尺度的 USLE 各因子计算  30-36
    一、小流域田块尺度划分  30-31
    二、基于田块尺度 USLE 各因子的确定  31-36
  第二节基于 USLE 的黑土区典型小流域面蚀侵蚀及影响因素  36-42
    一、流域的预测土壤侵蚀基本情况  36-38
    二、不同坡面对土壤侵蚀面蚀的影响  38-40
    三、传统耕作与水土保持措施对流域土壤侵蚀的影响  40-42
  第三节黑土区典型小流域泥沙输移比  42-43
  第四节小结  43-46
第四章典型黑土区村级尺度沟蚀侵蚀演变及驱动因素分析  46-59
  第一节典型黑土区村级尺度沟蚀演变  46-51
    一、光荣村 1968 年侵蚀沟分布  46-48
    二、光荣村 2009 年侵蚀沟分布  48
    三、 41 年间村级尺度沟蚀演变分析  48-51
  第二节沟蚀演变驱动因素分析  51-57
    一、侵蚀沟密度与坡度关系分析  51-54
    二、侵蚀沟密度与坡长关系分析  54
    三、侵蚀沟密度与垄向坡度关系分析  54-56
    四、光荣村 41 年土地利用变化解析  56-57
  第三节小结  57-59
结论  59-62
  第一节研究结论  59-60
  第二节不足与展望  60-62
参考文献  62-66
攻读学位期间发表的学术论文  66-67
致谢  67

黑土区典型小流域水土流失演变与输移特征研究

内容摘要

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