The impacts of land use policy on the soil erosion risk: a case study in central Belgium

Set-aside programs of the European government have a double impact on the regional soil erosion risk in agricultural regions: (1) there is less area susceptible to soil erosion and (2) fields with a high erosion rate are preferably taken out of production resulting in a decrease of the average erosion risk. In order to quantify this double effect an inquiry among farmers in central Belgium was set up to find out which fields are preferably taken out of production. A statistical analysis pointed out that fields with a weak slope gradient, a loamy topsoil and good soil drainage have a low probability of being taken out of production. The results of the questionnaire were used to construct a transition probability map representing for each field the probability that it will be taken out of production. These transition probabilities were used to simulate the decrease in regional erosion risk for different scenarios. The outcome of these simulations suggests that there is a negative power relation between the set-aside percentage and the regional soil erosion risk.     

万宁东部海岸侵蚀现状及原因分析

通过对海南万宁东部海岸的现场调查和剖面监测,分析了该区域海岸侵蚀的现状和原因。万宁东部海岸普遍受到侵蚀威胁,具体的侵蚀现象包括侵蚀陡坎频现、沙滩宽度变窄、滩面蚀低、养殖排水冲蚀滩面和防护林侵蚀掉落。根据侵蚀的严重程度将侵蚀类型分为三种:周期性侵蚀,持续性侵蚀和陡崖性侵蚀,陡崖性侵蚀最为严重,持续性侵蚀次之,周期性侵蚀最轻。侵蚀原因可分为自然因素和人为因素两个方面,自然因素包括沿岸海洋动力、台风和风暴潮、海平面上升;人为因素包括兴建养殖池塘、砍伐防护林、钛锆砂矿开采和前滨采砂等。自然因素虽然在海岸侵蚀的历史中起着很重要的作用,但是人为因素才是近期海岸侵蚀的主要原因。     

西南喀斯特流域泥沙来源、输移、平衡的思考——基于坡地土壤与洼地、塘库沉积物~(137)Cs含量的对比

汇总了西南喀斯特地区坡地土壤和洼地、塘库沉积泥沙的~(137)Cs比活度资料,并进行了对比,分析流域泥沙来源。坡地地面流失轻微的,汇水面积小于0.5 km~2的微小流域,流域产沙主要源于地下流失(裂隙土)和沟岸侵蚀(沟壁土);坡地地面流失强烈的,主要源于坡地地面流失(坡地表层土壤)。地下流失和沟岸侵蚀是小流域和较大流域的主要产沙方式,且有随着流域面积增大,产沙贡献率越高的趋势。由于裂隙土和沟壁土都基本不含~(137)Cs,~(137)Cs单一示踪法不能区分这两种源地土体的产沙贡献率。建议采用多元示踪法,研究流域的泥沙来源。区分裂隙土和沟壁土的产沙贡献率,可考虑尝试磁性法和孢粉法。通过沉积物~(137)Cs断代等方法确定洼地、河流滩地和塘库泥沙淤积量,结合径流小区和水文站输沙量资料,分析不同类型洼地、河流滩地和塘库的泥沙截留率,分析河流泥沙输移比。在查明泥沙来源,泥沙输移比和输沙量(或产沙量)的基础上,确定流域泥沙平衡,结合径流研究成果,建立喀斯特流域产沙模型。     

黄土高原土壤侵蚀监测与预估──以长武沟壑区为例

应用不同时期的TM图像,分别解译编制两期土壤侵蚀类型图。在地理信息系统（GIS）支持下,建立空间数据库。获得长武县土壤侵蚀动态图和动态转移数据矩阵,可以定位、定性、定量地显示前后两期间土壤侵蚀动态演变格局,并用Markov链模型对未来土壤侵蚀演变趋势进行模拟和预测。结果表明,研究区同时存在着＂一边治理,一边破坏＂的双重现象。     

基于DEM的黄土高原典型流域水系分形特征研究

基于地理信息系统方法和Horton水系定律,对黄土高原地区葫芦河流域的水系分形特征进行了探讨。研究表明,葫芦河流域正处于流域发展的幼年期。这一时期水系尚未充分发育,下切侵蚀强烈。对流域系统地貌信息熵的判读验证了这一结论。这一结论说明利用分形理论来研究黄土高原典型流域地貌是可能的,深入发展分形方法对于流域地貌研究有重要意义。     

黄土高原土质路浮土径流产沙模拟降雨试验研究

目前关于道路侵蚀的研究较多,但针对土质路浮土侵蚀规律的研究尚未见报道,且浮土侵蚀由于浮土颗粒的特殊性质,与农地、撂荒地及道路侵蚀等有较大区别.因此,本文采用室内人工模拟降雨的方法,研究了黄土高原土质路浮土侵蚀规律.结果表明:1大坡度、大雨强时产流起始时间随浮土厚度的增大差异较小,并与雨强、坡度呈显著线性关系,坡度2°时产流时间较其他坡度滞后36.23%~52.57%,随雨强增大,产流起始时间可缩短38.57%~72.89%,开始侵蚀土质路路面发生在小区出口处.2径流量在产流开始后3 min内显著递增,增幅可达692.59%,该过程主要发生在单独浮土侵蚀时段,达到混合侵蚀时段后径流量趋于相对稳定,随雨强增大而递增,幅度可达29.84%~177.81%.开始侵蚀路面临界时间点随雨强的增大而提前,随浮土厚度的增大而滞后.3侵蚀速率在产流开始后9 min时出现转折,在此之前的单独浮土侵蚀时段波动剧烈,混合侵蚀时段在大坡度下随降雨过程持续递增,小坡度下趋于相对稳定.421 min时总径流量随雨强增大而递增,坡度对21 min时总侵蚀量影响显著,递增幅度可达15.44%~229.00%.本研究结果阐明了土质路浮土侵蚀规律,可为综合治理道路及浮土侵蚀,改善当地环境质量提供科学依据.     

137Cs法用于典型流域土壤侵蚀的初步研究——以太湖流域上游西苕溪流域为例

太湖流域上游土壤侵蚀量对于研究太湖流域营养盐输入和水环境效应具有重要意义。论文运用137Cs示踪分析法对太湖流域上游浙江省安吉县西苕溪流域的土壤侵蚀进行了初步研究,结果表明:该流域的137Cs基准值为2148.8±120.7Bq/m₂;对于非耕作土壤,137Cs在土壤剖面中呈指数型分布,分布深度一般在20cm左右;对于耕作土壤,则在耕作层内呈均一分布,耕作层以下则急剧下降,分布深度达30cm。典型断面研究表明:耕地侵蚀强于非耕地;坡面上部侵蚀强于下部;坡度(0°～20°)与土壤侵蚀强度呈对数正相关关系。     

金川县沙耳干河坝泥石流治理工程研究

金川县境内的沙耳干河坝泥石流沟泥石流活动频繁,暴发频率属于中等。为了减少泥石流灾害的威胁和危害,进行现场踏勘,开展泥石流的治理工程研究,具有重要意义。拦砂坝、谷坊坝、单侧防护堤、排导槽和导流堤等工程对泥石流的预防与治理具有显著作用,采用多种措施相结合的方式相对于单一措施更为有效。在治理工程的建设过程中可能引发相应的环境问题,对其中影响较大的水土流失问题提出防治措施,并进行可行性研究,同时提出实施建议。     

Carbon Management in Agricultural Soils

World soils have been a major source of enrichment of atmospheric concentration of CO₂ ever since the dawn of settled agriculture, about 10,000 years ago. Historic emission of soil C is estimated at 78 ± 12 Pg out of the total terrestrial emission of 136 ± 55 Pg, and post-industrial fossil fuel emission of 270 ± 30 Pg. Most soils in agricultural ecosystems have lost 50 to 75% of their antecedent soil C pool, with the magnitude of loss ranging from 30 to 60 Mg C/ha. The depletion of soil organic carbon (SOC) pool is exacerbated by soil drainage, plowing, removal of crop residue, biomass burning, subsistence or low-input agriculture, and soil degradation by erosion and other processes. The magnitude of soil C depletion is high in coarse-textured soils (e.g., sandy texture, excessive internal drainage, low activity clays and poor aggregation), prone to soil erosion and other degradative processes. Thus, most agricultural soils contain soil C pool below their ecological potential. Adoption of recommend management practices (e.g., no-till farming with crop residue mulch, incorporation of forages in the rotation cycle, maintaining a positive nutrient balance, use of manure and other biosolids), conversion of agriculturally marginal soils to a perennial land use, and restoration of degraded soils and wetlands can enhance the SOC pool. Cultivation of peatlands and harvesting of peatland moss must be strongly discouraged, and restoration of degraded soils and ecosystems encouraged especially in developing countries. The rate of SOC sequestration is 300 to 500 Kg C/ha/yr under intensive agricultural practices, and 0.8 to 1.0 Mg/ha/yr through restoration of wetlands. In soils with severe depletion of SOC pool, the rate of SOC sequestration with adoption of restorative measures which add a considerable amount of biomass to the soil, and irrigated farming may be 1.0 to 1.5 Mg/ha/yr. Principal mechanisms of soil C sequestration include aggregation, high humification rate of biosolids applied to soil, deep transfer into the sub-soil horizons, formation of secondary carbonates and leaching of bicarbonates into the ground water. The rate of formation of secondary carbonates may be 10 to 15 Kg/ha/yr, and the rate of leaching of bicarbonates with good quality irrigation water may be 0.25 to 1.0 Mg C/ha/yr. The global potential of soil C sequestration is 0.6 to 1.2 Pg C/yr which can off-set about 15% of the fossil fuel emissions.     

松嫩高平原黑土区耕地利用系统安全影响因子作用机理研究——以黑龙江省巴彦县为例

耕地利用系统安全是保护耕地健康和保障粮食安全的基础。论文以巴彦县为例,采用遗传算法对神经网络模型进行改进,识别耕地利用系统安全的敏感性影响因子,并应用通径分析法,确定单一因子和复合因子对系统安全作用机理。结果表明：①单一因子的作用中土壤类型对耕地利用系统安全的作用强度最大,高程最弱。不同因子对耕地利用系统安全的正负相关关系不同,对系统安全分别起促进和抑制作用;耕地利用系统的其他影响因子对系统安全的共同作用也很大,是不可忽视的重要因子;②各因子存在复杂的制约关系,单一因子和复合因子共同作用是系统安全主要的作用机理,且单一因子和复合因子对系统安全影响的显性特征不同;自然生态因子对系统安全的单一作用、人文因子对系统安全的复合作用机制显著。     

洞庭湖区灾后重建的流域生态管理学思考

洞庭湖中上游水土流失加剧,导致湖区调蓄能力下降,垸高田低,灾害频率上升。为抗御洪水,堤防越筑越高,造成洪水位抬高等副作用。对此,提出流域生态管理对策：①将长江流域生态安全列为国家安全战略体系的重要内容之一；②将非蓄洪性质的围垦调整为蓄洪性质的围垦,正常年份耕种,大洪水时用其蓄洪；将封闭式围垦种植改造成为半封闭型的养殖与留湖调蓄；③环境移民城镇安置,缓解人口对土地、湖泊的压力；④进行避洪、耐渍型生态设计,建立适应水体、湖洲和低湖渍害田的复合高效生态工程；⑤调整丘岗地利用结构与重建山区植被是减灾的治本措施。量大、面广的水土流失发生在丘陵坡地     

滇池湿地生态系统服务功能价值评估

滇池湿地的直接使用价值包括物质生产价值、供水价值、休闲娱乐价值和科研文化价值;间接使用价值包括生物栖息地功能价值、调节气候功能价值、降解污染功能价值、涵养水源价值和侵蚀控制功能价值。采用机会成本法、影子工程法、替代市场法及生态价值法等评价方法,计算出滇池湿地的各项服务功能总价值为78．778亿元,其中直接使用价值50．116亿元,间接价值为28．662亿元。     

江川农场旱田改水田对水环境的影响研究

黑龙江省江川农场实施旱田改水田后,粮食产量持续上升,同时也暴露了以总氮和总磷为主的非点源污染问题。农田氮磷流失主要包括以下几个方面：降雨径流（排水）过程、土壤侵蚀和泥沙输移过程、污染物迁移转化过程。文章基于美国通用土壤流失方程（USLE）和降雨径流模型（SCS）,结合调查资料,分别估算2013年江川农场水田和旱田的总氮和总磷的年输出负荷,从而得出旱改水对水环境的影响结论。     

滇池流域水资源与水污染问题

滇池水质污染与流域水资源紧缺二者相互影响，相互制约，存在人口机械增长过快，沿岸开发过度，面山水土流失严重和水资源未能优化配置等问题，应从水土保持综合治理，优化配置水资源，控制入湖污染物总量等方面着手，监管，科研，生态恢复并重，逐步解决滇池流域水资源与水污染问题。     

安徽太平湖旅游地演化过程及机制

湖泊旅游逐渐成为我国湖泊资源利用的重要内容.论文探讨了湖泊旅游地发展的特点,分析了太平湖旅游地的演化过程与机制,结果表明湖泊旅游地发展具有易受干扰性、流域性和综合性的特点;基于Butler 生命周期理论,太平湖旅游地的演化过程可划分为三个阶段:①探索阶段(1970—1990 年),旅游地仅有少量的旅游者和旅游设施,湖泊生态系统处于自然状态;②参与阶段(1991—2005 年),地方政府重视旅游发展,发展观光旅游,建设旅游项目,形成了以水产养殖与旅游业相结合的湖泊资源利用模式;③发展阶段(2006 年至今),政府和外部资本推动太平湖基础设施和重大旅游项目建设,旅游人数和收入大幅增长,重点发展休闲度假旅游,向观光-休闲度假型旅游地转型,形成了旅游与城镇互动的发展格局.太平湖旅游地三个发展阶段体现了由自然发展向追求经济效益发展,再向追求综合效益发展的过程.     

小流域水土保持综合治理技术体系的构建及效益分析

针对辽西土石质低山丘陵区气候干旱、水土流失严重、土壤条件差、治理难度大的实际问题,分析了有代表性的卧虎沟小流域构建并实施的水土保持综合治理技术体系及其取得的效益。截至2002年底累计治理水土流失面积1290hm2,生态环境和农业生产条件大为改善,并通过调整和改善农业结构,发展高产、高值、优质农牧业,使经济效益实现了大跨越,促进了该区农村经济的发展,加快了农民脱贫致富的步伐。     

长江中下游与云南高原湖泊沉积物磷形态及内源磷负荷

为揭示长江中下游与云南高原湖泊沉积物磷形态及沉积物-水界面磷负荷特征,探讨其区域差异性及主要影响因素,分析了区域内9个湖泊100个沉积物样品总磷(TP)及不同形态磷含量,比较了不同湖泊沉积物-水界面磷负荷.结果表明,云南高原湖泊沉积物ω(TP)为(1256±621)mg/kg,高于长江中下游湖泊[(601±76)mg/kg];前者沉积物磷形态以钙结合态磷(HCl-P)为主,主要受水土流失等影响,湖泊较高的矿化度易于磷埋藏,且沉积物有机质含量较高,减缓了磷的移动能力,其沉积物-水界面磷负荷为0.17~1.07mg/(m2·d),对湖泊富营养的贡献较小;而长江中下游湖区湖泊沉积物磷形态以可还原态磷(BD-P)等形态为主,主要由面源及浮游植物生长调控,其中可移动磷(Mobile-P,除残渣态磷(Res-P)和HCl-P以外的所有形态磷之和)相对含量占ω(TP)的60.60%,约为云南高原湖泊的2倍,其沉积物-水界面磷负荷为0.002~1.32mg/(m2·d),对湖泊富营养化贡献较大.由此可见,长江中下游湖区湖泊应该加强流域面源污染等外源治理,修复退化水生植被,而在云南高原湖泊则应重点加强流域水土流失治理,施行农田最佳施肥等措施.     

气候变化与土壤侵蚀相互作用研究进展

气候变化和土壤侵蚀是当前全球变化研究重点关注的两个自然过程,二者之间的相互作用是地表过程的重要研究内容之一。本文从土壤侵蚀对气候变化的响应、碳循环过程对土壤侵蚀的反馈两个方面综述了气候变化与土壤侵蚀相互作用研究进展。分析认为：理想的地质载体是深刻理解地质历史时期土壤侵蚀对气候变化响应特征的关键;土壤侵蚀预测模型的适用条件和范围以及降雨侵蚀力估算方法缺乏标准化是造成土壤侵蚀量估算结果存在差异的主要因素;侵蚀作用下土壤有机碳矿化的生物学过程与机制是科学评估土壤侵蚀是碳源或碳汇的关键环节。建议未来在以下三个方向开展工作：（1）以湖泊沉积物为地质载体研究历史时期气候变化与土壤侵蚀有着巨大发展和应用潜力,建议利用AMS 14C、137Cs和210Pb等多种定年手段,使用环境指示意义明确的代用指标,建立近千年高分辨率流域气候与侵蚀序列,研究十年至百年尺度气候变化与土壤侵蚀之间的关系;（2）流域版水蚀预报模型（WEPP）可能更适合小流域预测研究,在其实践应用过程中除规范标准小区的坡度和坡长之外,还应通过长期观测和试验确定不同气候区侵蚀性降雨阙值以计算降雨侵蚀力;（3）可以尝试采用定量稳定同位素探针技...     

填埋场排水层结构对其渗透性能的影响

垃圾填埋场存在着因渗滤液收集和排水系统渗透性能减弱而失效的问题,威胁着填埋场的安全稳定及其周边地质环境。因此,研究填埋场排水层结构及其渗透性演变规律对垃圾填埋场的正常运营及其对周边环境的影响评价具有重要现实意义。以相似理论为基础,采用现场垃圾渗滤液作为渗流流体,对比分析了2种结构排水层、3个渗流段的排水孔隙度和渗透性的演变规律。研究结果表明:渗滤液在单粒组结构排水层渗流时,第3渗流段渗透性的变化滞后于第2渗流段及第1渗流段;砂砾粒径较渗流深度对排水孔隙度的影响作用更大;砂砾粒径越大,排水层淤堵的发生时间越晚;在排水层中间段设置粒径较大的砂砾层,可以减缓排水层渗透性的降低速率。     

Climate change impact, mitigation and adaptation strategies for agricultural and water resources, in Ganga Plain (India)

Agriculture consumes more than two-thirds of global fresh water out of which 90 % is used by developing countries. Freshwater consumption worldwide is expected to rise another 25 %by 2030 due to increase in population from 6.6 billion currently to about 8 billion by 2030 and over 9 billion by 2050. Worldwide climate change and variability are affecting water resources and agricultural production and in India Ganga Plain region is one of them. Hydroclimatic changes are very prominent in all the regions of Ganga Plain. Climate change and variability impacts are further drying the semi-arid areas and may cause serious problem of water and food scarcity for about 250 million people of the area. About 80 million ha out of total 141 million ha net cultivated area of India is rainfed, which contributes approximately 44 % of total food production has been severely affected by climate change. Further changing climatic conditions are causing prominent hydrological variations like change in drainage density, river morphology (tectonic control) & geometry, water quality and precipitation. Majority of the river channels seen today in the Ganga Plain has migrated from their historic positions. Large scale changes in land use and land cover pattern, cropping pattern, drainage pattern and over exploitation of water resources are modifying the hydrological cycle in Ganga basin. The frequency of floods and drought and its intensity has increased manifold. Ganga Plain rivers has changed their course with time and the regional hydrological conditions shows full control over the rates and processes by which environments geomorphically evolve. Approximately 47 % of total irrigated area of the country is located in Ganga Plain, which is severely affected by changing climatic conditions. In long run climate change will affect the quantity and quality of the crops and the crop yield is going to be down. This will increase the already high food inflation in the country. The warmer atmospheric temperatures and drought conditions will increase soil salinization, desertification and drying-up of aquifer, while flooding conditions will escalate soil erosion, soil degradation and sedimentation. The aim of this study is to understand the impact of different hydrological changes due to climatic conditions and come up with easily and economically feasible solutions effective in addressing the problem of water and food scarcity in future.