水土保持学报

综述评论

  • 水力侵蚀驱动下土壤有机碳动态模型研究进展

    吴英涛;黄金权;

    [目的]土壤有机碳库是陆地生态系统中最大的有机碳库,是影响全球碳循环变化的关键角色。水力侵蚀驱动下土壤有机碳动态对土壤有机碳库的影响不可忽略,文章阐述了此过程中土壤有机碳动态机制,探讨了不同尺度水力侵蚀下土壤有机碳输入与输出。[方法]系统综述水力侵蚀作用下SOC动态的研究进展,重点从侵蚀-搬运-沉积过程中的碳源/碳汇效应机理、土壤侵蚀碳动态模型的发展路径及方法学突破展开分析。[结果]将水力侵蚀驱动下土壤有机碳动态模型分为机理模型和数据驱动型计算模型进行分析,其中机理模型以理论框架完整、结构分析严谨及过程机理清晰成为碳模型的主流;数据驱动型计算模型则依据融合多源数据与机器学习算法实现水力侵蚀下土壤有机碳高精度模拟与预测。[结论]综述两大类型碳模型的主要特征、优缺点及应用现状,探讨两大类土壤有机碳动态模型存在的问题,建议将机理模型与数据驱动型计算模型相结合形成更加系统全面的土壤有机碳动态模型。未来应加强多源数据融合与高分遥感应用,发展机理与人工智能相结合的混合模型,并深化极端气候和人类活动驱动下的SOC动态响应研究,为全球碳收支评估和“双碳”目标实现提供科学支撑。

    2026年02期 v.40;No.203 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1545K]
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  • 荒漠绿洲典型天然植被与环境水分关系研究进展

    阿拉木萨;王永翠;李雪华;

    [目的]水分是荒漠绿洲植被稳定存在的基础,荒漠绿洲天然植被是长期适应其水分环境变化的产物,具有稳定的结构组成和自我修复能力,能够有效应对环境变化的影响。[方法]通过整理荒漠绿洲天然植被及其水分环境关系研究的文献资料,从荒漠绿洲天然植被分布格局、适应能力、群落结构特征、土壤水分、地下水位等方面,系统分析天然植被与其水分环境间的关系。[结果]水分条件决定荒漠绿洲天然植被的组成结构和分布格局,天然植被又影响其水环境变化过程。土壤水分条件和地下水埋深决定荒漠绿洲天然植被的演替过程、结构特征和分布格局。荒漠绿洲天然植被对水资源的消耗和再分配过程影响土壤水分循环过程,引起的水环境变化反过来又影响到天然植被的演替和发展,二者间存在明显的互馈作用。[结论]总结了近年来我国荒漠绿洲天然植被与水文过程方面的研究进展,系统梳理荒漠绿洲天然植被与水文过程间的互馈作用,分析荒漠绿洲天然植被稳定性维持的水分调控机制,明确其在维持荒漠绿洲生态系统稳定中的作用,建议根据荒漠绿洲天然植被与水分环境互作关系,指导荒漠绿洲生物防护体系构建及水资源管理;关注全球变化背景下的荒漠绿洲天然植被及其水分环境关系变化的研究,加强从不同尺度下开展荒漠绿洲天然植被与水分关系研究,同时引进新的研究技术和方法,为荒漠绿洲人工防护系统构建和水资源合理利用提供理论支撑。

    2026年02期 v.40;No.203 12-24+47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1389K]
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“黑土区保护与可持续利用”专栏

  • 基于山水林田湖草沙生命共同体的东北黑土区耕地系统保护策略与路径

    张宇飞;边振兴;

    [目的]针对东北黑土区耕地因高强度利用产生生物多样性下降等生态问题,基于山水林田湖草沙生命共同体理念在景观尺度上构建耕地系统保护策略与路径。[方法]采用系统归纳与典型案例分析等方法识别黑土区耕地利用中的生态问题,界定耕地系统内涵并构建耕地系统保护理论框架和实施路径。[结果] 1)东北黑土区耕地系统面临的3个主要生态问题为土壤肥力减退与生产力削弱、生态空间萎缩与生物多样性下降及水资源失衡与生态系统功能弱化。2)黑土区耕地系统应该在“多要素耦合的整体单元”的理论框架下加以保护,其中非耕作生境的优化是提升系统稳定性和生态服务功能的关键。3)在路径设计上,需要坚持多要素协同、多尺度统筹与多主体参与,兼顾生产与生态功能的权衡与协同,通过工程、技术与制度的复合模式,推动二者有机统一。[结论]黑土区耕地系统保护的成效取决于驱动机制的精准识别、分区施策的差异化管理、尺度匹配的空间统筹及多主体的协同作用。研究结果为黑土区耕地系统的整体保护与科学修复提供了理论支撑和实践借鉴,对保障国家粮食安全与区域生态可持续发展具有重要意义。

    2026年02期 v.40;No.203 25-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2188K]
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  • 模拟侵蚀、施肥和采样时间对东北黑土区土壤性质和质量的影响

    吴柯燃;李秧秧;王志强;

    [目的]土壤侵蚀是导致东北黑土区土壤退化和土地生产力下降的主要原因之一,施肥是增加土壤肥力和生产力的主要措施。模拟侵蚀、施肥和采样时间等协同作用下对土壤性质和质量的影响尚不清楚。基于1个18 a的长期侵蚀模拟试验,研究了模拟侵蚀强度、施肥和玉米生育期不同采样时间对土壤性质和质量影响的主效应和相互作用大小。[方法]试验设置模拟侵蚀强度和施肥2个因素,其中模拟侵蚀强度设8个梯度,分别为0、10、20、30、40、50、60、70 cm的侵蚀深度,施肥设不施肥和按当地大田方式施肥,试验采用完全随机区组设计,在玉米不同生育期采样测定13个表层土壤性质,分别为重量含水量、pH、有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾、微生物生物量碳、氮、磷及脲酶、过氧化氢酶、β-葡萄糖苷酶和纤维素酶的活性。[结果]随模拟侵蚀强度增加,有机碳、碱解氮、微生物生物量碳、氮、磷及脲酶、β-葡萄糖苷酶和纤维素酶活性显著下降,速效钾含量显著增加,过氧化氢酶活性呈现“U”形变化。施肥导致有机碳、碱解氮、速效磷、微生物生物量磷、脲酶和纤维素酶活性显著增加,pH、速效钾和过氧化氢酶活性显著下降;采样时间显著影响12个土壤性质,不同土壤性质的季节变化模式不同。模拟侵蚀和其他因素之间不存在或很少存在交互作用,但施肥和季节对13个土壤性质中的8个存在显著的交互作用。模拟侵蚀导致土壤质量指数显著下降,且主要发生在侵蚀深度为30 cm前,施肥可使土壤质量指数提升12%,土壤质量指数在9月最高,在8月最低。[结论]研究结果阐释了模拟侵蚀强度、施肥和采样时间对土壤性质和质量影响的主效应和交互作用,对黑土土壤退化过程的动态评估及其修复有一定指导价值。

    2026年02期 v.40;No.203 38-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 2076K]
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  • 基于地貌发育阶段的大兴安岭东南山地丘陵区侵蚀沟分异规律

    李滟聪;刘建祥;许秀泉;范昊明;周丽丽;米彩红;高鹏程;邰浩源;

    [目的]建立地貌发育阶段与侵蚀沟特征的联系,为大兴安岭东南山地丘陵区的侵蚀沟治理提供依据。[方法]利用回归、相关性分析探讨集水区面积高程积分(HI)与侵蚀沟的面、线、体积密度及长度、沟底宽深比等11个形态参数的关系。[结果] 1)3种HI计算结果差异较小,HI表现出尺度依赖性。HI空间异质性显著;老年期(HI<0.35)、壮年期(HI>0.35)集水区分别占61.7%、38.3%,对应河流下游沉积区与中上游侵蚀区。2)HI与面密度呈显著正相关;对线密度与体积密度存在显著阈值效应(HI=0.35):当HI<0.35时,二者随HI上升显著增加,HI>0.35时线密度下降,而体积密度增速趋缓。3)整体上,HI与沟底宽深比呈极显著负相关;壮年期HI与坡度分级、纵比降呈显著正相关,与体积、面积、长度及沟底宽深比呈显著负相关;老年期HI与坡度分级、纵比降和沟底宽深比呈显著负相关。[结论] HI=0.35作为地貌分类中老年期与壮年期的分界点,可作为线密度变化的临界阈值,同时也是侵蚀沟发育方式转变的关键标志。从地貌演化的角度,HI可为黑土区侵蚀沟防治提供参考。

    2026年02期 v.40;No.203 48-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1800K]
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  • 典型厚层黑土区农地土壤胞外酶季节变化对土壤侵蚀强度的响应

    杨新月;郑粉莉;王雪松;梁瑞;安小兵;盛佳盈;王伦;张加琼;付金霞;

    [目的]研究黑土区农地土壤胞外酶季节变化对土壤侵蚀强度的响应,可加深理解农地土壤侵蚀对土壤生态功能的影响机制,也为土壤资源可持续利用提供科学依据。[方法]选取位于黑龙江省克山县典型黑土区的坡耕地,基于~(137)Cs示踪土壤侵蚀速率,同时测定自然条件下夏季(2023年6月)及秋季(2023年9月)不同侵蚀强度等级下土壤的养分、土壤微生物量和土壤酶活性,解析东北典型黑土区农地土壤胞外酶季节变化对土壤侵蚀强度的响应。[结果] 1)基于~(137)Cs示踪的农地坡面土壤侵蚀速率变化为479.3~8 041.2 t/(km~2·a),土壤侵蚀强度等级以轻度、中度和强烈侵蚀等级为主。2)夏秋季节土壤胞外酶活性在农地坡面存在空间差异,与夏季相比,秋季土壤β-1,4-葡糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性在农地不同坡位均有不同程度提升,土壤胞外酶活性在农地坡面的空间分布受土壤侵蚀强度等级和季节变化的影响。3)土壤酶活性对季节变化的响应在强烈侵蚀区最为敏感,秋季土壤BG和NAG酶活性在强烈侵蚀区分别显著增加18.0%和24.0%,而LAP和ACP酶活性对季节变化的响应相对较弱。4)土壤有机碳(SOC)、全磷(TP)、水溶性有机碳(DOC)及水溶性氮(DON)含量是影响土壤胞外酶活性的关键因子。[结论]农地坡面土壤胞外酶活性存在显著季节变化,且强烈侵蚀区土壤胞外酶活性对季节变化的响应最显著,此结果对加深理解东北黑土区农地土壤侵蚀对土壤生态系统功能的影响机制有重要意义。

    2026年02期 v.40;No.203 57-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 2253K]
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  • 耕作措施对吉林省坡耕地玉米土壤团聚体腐殖质分布的影响

    杨淼多;卢宝怡;陈丽佳;陈硕;韩颀;孙海航;王帅;

    [目的]为研究不同耕作措施对吉林省中部湿润区坡耕地玉米田土壤团聚体各粒级腐殖质分布与品质的影响,为优化区域耕作制度、土壤肥力提升提供理论支撑。[方法]以舒兰市典型坡耕地玉米田土壤为研究对象,以常规耕作(CT)为对照,设置秸秆全量覆盖还田免耕(NT)与秸秆全量还田条带旋耕(ST)2种保护性耕作模式,每种模式配套5个子处理(NT1/ST1,传统免耕/条耕;NT2/ST2:NT1/ST1+减肥+微生物制剂Ⅰ;NT3/ST3:NT2/ST2+秸秆促腐(微生物制剂Ⅱ);NT4/ST4:NT3/ST3+增密5%;NT5/ST5:NT3/ST3+增密10%),采用三维荧光光谱、腐殖质组成修改法及主成分分析,研究大团聚体(>2 mm)、中团聚体(0.25~2 mm)、小团聚体(0.053~0.25 mm)和微团聚体(<0.053 mm)中溶解性有机质(DOM)荧光特征及腐殖质组分在各粒级团聚体中的分布规律。[结果] 1)所有处理下各粒级团聚体DOM的荧光指数(FI)均≥1.9,以微生物源为主且受陆源输入影响小;自生源指数(BIX)为0.6~1.0,DOM生物可利用性较高;NT5处理各粒级DOM腐殖化指数(HIX)均<4,腐殖化程度最弱,ST5处理在微团聚体中HIX>10,腐殖化程度最强;2)ST5处理在各粒级中可提取腐殖酸(HE)、胡敏酸(HA)腐殖化作用最突出;免耕模式内,NT2处理在大团聚体中HA碳含量(C_(HA))及HA与富里酸(FA)碳含量之比(C_(HA)/C_(FA))最高;除ST5外,胡敏素(HM)均在大团聚体中富集;ST3处理在大、中及微团聚体中HA色调系数(Δlog K)较低,NT5处理在小团聚体中HA Δlog K较低,二者HA分子芳香化程度均较高;NT3与ST3处理在微团聚体中铁结合与黏粒结合HM比值(HM_i/HM_c)较高,铁氧化物主导HM固定且HM分子结构简单;NT5与CT处理在微团聚体中活性胡敏素占比((HM_i+HM_c)/HM)较高,土壤活性碳比例增加、碳稳定性下降;3)主成分分析显示,ST5处理在所有粒级团聚体中的综合表现优于其他处理,NT5处理在各粒级中均处于劣势。[结论]秸秆全量还田条带旋耕结合减肥+微生物制剂Ⅰ、秸秆促腐及10%增密(ST5处理)是改善该区域坡耕地土壤团聚体腐殖质品质、提升土壤碳库稳定性的最优耕作措施,对指导该区玉米可持续生产具有重要意义。

    2026年02期 v.40;No.203 70-82+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2025K]
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  • 松嫩典型黑土分布区侵蚀沟对耕地破碎化的影响

    李欣梦;张岩;郭海燕;邢慧淼;

    [目的]东北黑土区是中国重要粮食产区,但长期耕作引发严重水土流失,侵蚀沟加剧耕地破碎化,威胁农业可持续发展。然而,侵蚀沟对耕地破碎化的影响缺少量化研究。[方法]在松嫩典型黑土分布区选取9个县的50个小流域,基于亚米级卫星影像解译土地利用和侵蚀沟,采用多个景观指标,分析耕地破碎化程度、空间差异及其主要影响因素,量化侵蚀沟对耕地破碎化的贡献率。[结果] 1)研究区耕地综合破碎指数为0.371~0.993,破碎化程度总体上处于中等水平,呈现明显的空间差异,破碎化程度最高的地区分布在中部。2)耕地破碎化指数受多种因素影响,随侵蚀沟密度、平均坡度、降水量、林地面积比例的增加而显著上升,随耕地面积比例增加而显著下降。道路网络对侵蚀沟造成的耕地破碎具有明显的“放大效应”,加剧侵蚀沟对耕地空间完整性的负面影响。3)侵蚀沟的发育显著加剧耕地破碎化,但其影响程度存在空间差异。在超过60%的小流域中,侵蚀沟对破碎化的贡献率低于20%,在约有10%的小流域中,侵蚀沟已成为破碎化的主导因素,贡献率超过50%。4)耕地破碎化轻微的区域,侵蚀沟的贡献率较高,在耕地高度破碎的区域,侵蚀沟的影响反而较弱。[结论]侵蚀沟是东北黑土区耕地破碎化的重要影响因素,其作用程度与耕地破碎化的总体水平及环境特征密切相关。研究结果可为黑土区耕地保护和农业可持续发展提供科学依据。

    2026年02期 v.40;No.203 83-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2286K]
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  • 黑土切沟沟头土壤特性分异及其对K值影响

    张立波;郭明明;巩子瑞;鲁文龙;郑阳锐;吴一凡;张源玲;郑晓奕;刘健;李冠男;杨帆;

    [目的]探究典型黑土区切沟沟头分层土壤可蚀性K值与理化性质的关系,揭示关键因子作用机制,为黑土区水土流失治理提供理论依据。[方法]通过对海伦市海南乡发育在农田内的切沟沟头进行调查,选取11个典型黑土切沟沟头剖面,划分土壤层次(A层、B层、C层),采集分层土壤样品,测定土壤理化性质。根据EPIC模型计算土壤可蚀性K值。[结果] 1)不同粒级水稳性团聚体(>5、2~5、1~2、0.5~1、>0.25 mm)均随沟头土层深度增加呈下降趋势,平均重量直径、几何平均直径、土壤总孔隙度、有机质等指标均表现为A层>B层>C层,土壤体积质量与之相反;2)切沟沟头土壤可蚀性K值为0.042 9~0.051 7(t·h)/(MJ·mm),属于高可蚀性,C层可蚀性K值显著高于A、B层;3)相关性分析结果表明,土壤可蚀性K值与土壤体积质量、黏粒质量分数呈极显著正相关,与土壤总孔隙数量、有机质呈极显著负相关。结构方程模型表明,土壤体积质量、黏粒质量分数对可蚀性K值存在显著直接正向影响,有机质对可蚀性K值存在极显著直接负向影响。切沟沟头受成土作用影响分层明显,且土壤理化性质差异显著,C层侵蚀风险高,有机质是影响可蚀性K值的关键因素。[结论]研究结论可为东北黑土区侵蚀沟治理和揭示土壤侵蚀机制提供科学依据。

    2026年02期 v.40;No.203 93-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 3940K]
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  • 东北黑土区林草地开垦为农田70 a后对土壤性质和土壤可蚀性的影响

    陈磊;张卓栋;

    [目的]为揭示长期人类活动对黑土质量的影响。[方法]通过探究鹤北小流域林草地开垦为农田70 a后土壤性质的变化特征,以5 cm为间隔,采集0~40 cm土层土样测定土壤理化性质。[结果] 1)林地开垦为农地后,土壤质量含水量在0~10 cm土层降低44.2%,在15~40 cm土层增加34.4%;0~20 cm土层土壤孔隙度变小,田间持水量降低58.4%,20~40 cm土层土壤孔隙度变大,田间持水量增加23.0%。草地开垦为农地后,0~40 cm土层土壤质量含水量呈下降趋势,共减少38.4%,20~30 cm土层土壤总孔隙度增加8.1%,田间持水量增加5.5%。2)0~40 cm土层平均质量直径和几何平均直径分别增大0.76、0.48 mm;土壤结构稳定性指数在0~20 cm土层平均降低6.2%,土壤结构退化风险高,在20~40 cm土层平均增加1.2%。草地开垦为农地后,15~30 cm土层平均质量直径和几何平均直径分别增加0.28、0.23 mm,0~40 cm土层土壤结构退化风险提高。3)林地开垦为农地后,0~20 cm土层土壤有机质质量分数平均降低3.21 g/kg,土壤可蚀性平均增加0.000 9(t·hm~2·h)/(MJ·mm);20~40 cm土层土壤有机质质量分数平均增加0.94 g/kg,土壤可蚀性平均降低0.000 3(t·hm~2·h)/(MJ·mm)。草地开垦为农地后,0~40 cm土层土壤有机质质量分数均降低,平均减少1.28 g/kg,导致土壤可蚀性平均增加0.000 8(t·hm~2·h)/(MJ·mm)。4)林地和草地开垦为农地后,土壤质地、结构稳定性指数、有机质与土壤可蚀性K因子之间的相关性增强。总体上,土壤性质与土壤可蚀性指标之间的相关性减弱。[结论]研究结果可为黑土区农田土壤退化和土壤侵蚀研究提供理论依据。

    2026年02期 v.40;No.203 103-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 2634K]
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  • 东北黑土地保护成效、土壤酸化问题及其对策建议

    戴慧敏;方运霆;刘凯;房娜娜;陈超群;梁帅;

    [目的]为评估黑土地保护工程实施效果及土壤酸化问题。[方法]通过对黑土区农田近40 a来土壤pH时空变化特征,以及辽宁省昌图县、吉林省四平市和黑龙江省海伦市的定位监测,分析实施黑土地保护工程以来土壤pH及养分变化特征。[结果]近40 a来,东北黑土区农田土壤有机质质量分数先下降后上升,总体呈下降特征,酸化和碱化两极分化的发展趋势显著,其中55.76%的土壤pH出现下降,下降区pH平均降低0.87个单位,局部酸化趋势明显。自2005年起,昌图地区、四平地区及海伦地区监测显示,实施黑土地保护工程后,土壤有机质及大量养分元素质量分数均显著提升,反映出黑土地保护成效显著。监测显示,昌图地区和海伦地区土壤pH分别下降0.38和0.66个单位,酸化趋势突出,酸化会引发钙、镁等养分失衡。[结论]黑土地土壤酸化趋势的研究成果及提出的防治对策,可为黑土地可持续利用提供科学依据。

    2026年02期 v.40;No.203 114-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 2011K]
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  • 基于多时相高分遥感数据与机器学习的黑土层厚度反演

    赵彤彤;李华朋;

    [目的]为评估作物生长期遥感信息与地形因子对提升黑土层厚度反演制图精度的影响。[方法]在海伦农场小流域,综合应用裸土期及生长期8 m高分遥感数据、SRTM数字高程模型(digital elevation model,DEM)地形数据和实地土壤采样点数据,采用随机森林(random forest, RF)、梯度提升决策树(gradient boosting decision tree, GBDT)和极端梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)模型进行预测与制图,并以决定系数(R~2)和均方根误差(RMSE)评估性能。[结果] 1)引入作物生长期遥感特征后,所有模型反演精度显著优于仅使用裸土期数据的模型,其中RF、GBDT和XGBoost模型的R2分别提高0.09、0.11和0.10,RMSE分别降低1.15、1.34和1.35;2)在联合模型中引入地形因子后精度进一步提高,上述3种模型的R~2分别增加0.03、0.12和0.05,RMSE分别下降0.38、1.49和0.81;3)XGBoost模型在所有特征组合中表现最优(R~2=0.60, RMSE=12.31),显著优于GBDT(R~2=0.53, RMSE=13.27)和RF(R~2=0.46, RMSE=14.33),结合地形因子后解释力更强。[结论]成功构建8 m高分辨率的黑土层厚度分布图,证实“多时相遥感+地形因子+机器学习”技术范式在提升土壤属性遥感制图精度方面的有效性,为精准农业实践、黑土资源可持续利用、国家黑土保护战略及粮食安全保障提供高精度的空间决策依据。

    2026年02期 v.40;No.203 121-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2103K]
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  • 东北黑土区不同覆盖作物对土壤酶活性的影响及调控机制探究

    吴春育;杨雅丽;解宏图;鲍雪莲;梁超;赵哲;盛铁雍;雷登超;张豪;

    [目的]为探究不同覆盖作物种植下土壤酶活性变化规律及种植体系中生物与非生物因素对土壤酶活性的调控机制。[方法]以常规玉米耕作为对照(CT),设置单种苜蓿(A)、单种黑麦草(R)及二者混播(AR)3个处理,采集0~10、10~20 cm土样,测定土壤理化性质、微生物磷脂脂肪酸(PLFA)含量及酶活性并进行综合分析。[结果]与常规玉米耕作相比,单种苜蓿显著降低0~10、10~20 cm可溶性有机碳氮(DOC、DON)、硝态氮(NO_3~--N)、全磷(TP)和速效磷(AP)含量和0~10 cm AP、10~20 cm NH_4~+-N、DON∶AP(p<0.05),以及真菌、细菌等各类群微生物生物量,但显著提高0~10、10~20 cm DOC∶DON和10~20 cm土壤中β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖酶(CB)、N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)与碳、氮、磷循环相关的酶活性;单种黑麦草显著提高0~20 cm DOC∶DON和10~20 cm pH,显著降低0~10、10~20 cm DON、NH_4~+-N、NO_3~--N、DON∶AP及0~10 cm TP和DOC含量(p<0.05),微生物生物量变化趋势与苜蓿相似,但显著增加0~10 cm碳转化酶活性和10~20 cm磷转化酶活性;混播显著提高0~10、10~20 cm pH、DOC∶DON,显著降低0~10、10~20 cm DOC、DON、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP、AP和DON∶AP(p<0.05),维持与常规耕作相当且显著高于单种处理的微生物生物量,并显著提高磷转化酶活性。[结论]不同覆盖作物种植对土壤酶活性的调控机制具有差异性,主要体现在10~20 cm土层,豆科覆盖作物通过增加土壤氮含量调节DOC∶DON、DON∶AP速效养分化学计量比,改变土壤微生物群落养分获取途径提高土壤碳、氮、磷转化酶活性;禾本科覆盖作物则通过增加土壤碳含量改变土壤DOC∶DON和DOC∶AP增加土壤氮、磷转化酶活性;混播作物则平衡土壤养分计量比,维持土壤高微生物生物量。从短期来看,混播是维持微生物生物量、改善土壤健康的优选措施,而单种苜蓿是提高土壤养分含量和促进土壤养分循环的优选措施。

    2026年02期 v.40;No.203 131-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K]
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  • 东北黑土区秸秆还田方式对不同退化程度农田地表粗糙度的影响

    邢书昆;张光辉;

    [目的]探究秸秆还田方式和土地退化程度影响地表粗糙度(land surface roughness, LSR)季节变化的作用与机制。[方法]以东北典型黑土区未退化、轻度、中度和重度退化农田为研究对象,设置秸秆移除(对照)、覆盖条耕还田、旋耕还田和深翻还田4种处理,共建立16个监测小区。于2023年大豆生长季的不同阶段,周期性测定地表粗糙度、土壤理化性质和枯落物蓄积量。[结果]地表粗糙度受秸秆还田方式、土地退化程度、作物生长季节及其交互作用的影响显著。对于不同秸秆还田方式,覆盖条耕还田处理LSR最大(7.41~7.93 mm),其次为深翻还田(6.25~7.43 mm),秸秆移除处理最小(4.85~6.68 mm)。土地退化造成LSR的显著下降,从未退化农田的6.68~7.93 mm降低至重度退化农田的4.85~7.41 mm。随着大豆生长推进,LSR总体呈下降趋势,但农事活动导致LSR剧烈波动。LSR与土壤黏结力、团聚体稳定性、有机质含量和枯落物蓄积量呈极显著正相关(p<0.01),而与秸秆腐解百分比和土壤体积质量呈极显著负相关(p<0.01)。[结论]应考虑黑土农田退化程度,因地制宜筛选秸秆还田方式。对于未退化农田,旋耕或深翻还田更有利于疏松土壤结构,改善通气透水性能,缓解因地形平坦造成的涝渍胁迫;对于退化农田,秸秆覆盖条耕还田能够减少土壤结构破坏,提升团聚体稳定性和地表粗糙度,更有效地调控坡面水文过程,降低土壤侵蚀风险。

    2026年02期 v.40;No.203 140-149+158页 [查看摘要][在线阅读][下载 2415K]
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基础研究

  • 三峡水库消落带不同植被类型和坡位的土壤性状分异特征

    冯韫;唐源;饶洁;唐强;李进林;韦杰;贺秀斌;

    [目的]探究三峡水库消落带植被和侵蚀对土壤性状分异的复合影响。[方法]选取人工恢复的狗牙根和牛鞭草群落、自然恢复的混合草本群落,针对不同坡位(上坡侵蚀、中坡过渡和下坡沉积)采集土壤分层样品,测定团聚体组成、抗剪强度和土壤基本理化性质,解析土壤性状分异特征,明确关键影响因子。[结果] 1)人工植被恢复显著改善土壤性状。狗牙根和牛鞭草的团聚体稳定性指标(MWD、GMD)、抗剪强度指标(c、φ)、土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)均显著大于自然草本。2)侵蚀作用导致土壤性状空间分异显著。上、中坡团聚体破碎严重,土壤颗粒分选困难。GMD、MWD最小值为上、中坡;中坡土壤黏聚力(c)降至最小,上坡土壤内摩擦角(φ)显著高于其余坡位;SOC、TN最小值和土壤体积质量(BD)最大值均出现在中坡。3)土壤理化性质与土壤团聚体稳定性和抗剪特性具有显著相关性(p<0.01)。SOC、>0.25mm团聚体和TN是影响土壤团聚体稳定性关键土壤因子;SOC、>0.25 mm团聚体对c影响显著,土壤粒径组成对φ影响较大,土壤抗剪强度的提高主要通过增大c来实现。[结论]三峡水库消落带土壤性状受侵蚀作用呈现显著空间分异特征,合理人工植被恢复能有效改善土壤结构。

    2026年02期 v.40;No.203 150-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1716K]
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  • 小流域土壤侵蚀模型(SWEM)

    符素华;刘宝元;

    [目的]小流域土壤侵蚀模型是小流域水土保持规划和水土保持效益评价的技术工具。[方法]针对小流域侵蚀输沙特点以及生产需求,利用Visual Studio 2017研发了小流域土壤侵蚀模型。[结果]该模型是一个次降雨分布式模型,产流用径流曲线数模型计算,坡面汇流采用美国土壤保持局单位线,沟道汇流采用马斯京根法或非线性马斯京根-康吉法计算。坡面侵蚀计算采用中国土壤流失方程,利用泥沙连续方程进行汇沙计算,其中的水流挟沙力分坡面和沟道采用相应的适宜计算公式。同时考虑沟道谷坊和淤地坝等工程措施对汇流及汇沙的影响。利用黄土高原延安安塞杏树窑子沟小流域及东北黑土区嫩江鹤北农场8号小流域的降雨径流泥沙观测数据对模型进行了验证,该模型对径流深、洪峰流量、流域出口输沙量的模拟均取得满意的效果,且模型能得到流域的径流深、洪峰流量、坡面侵蚀及泥沙输移量的空间分布。[结论]该模型能为小流域水土保持设计提供技术工具,支撑数字孪生流域建设和水土保持智慧化建设。

    2026年02期 v.40;No.203 159-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1619K]
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  • 黄土丘陵沟壑区不同土地利用类型SCS-CN模型研究

    刘鑫雨;肖玉玲;邹伟婷;信忠保;

    [目的]揭示黄土高原丘陵沟壑区第三副区不同土地利用类型和降雨条件下的产流潜力及其影响因素。[方法]基于甘肃省天水市罗玉沟试验场17个标准径流小区2011—2020年的实地观测数据,通过优化适用于当地的不同土地利用和降雨事件的λ值和CN值来率定标准SCS-CN模型,从而更准确地模拟黄土丘陵沟壑区的产流。[结果] 1)林地、草地、农地和裸地的最优初损率(λ值)分别为0.17、0.16、0.25和0.36,最优径流曲线数(CN值)分别为56、55、67和74,2个参数均随土壤渗透率的增大而减小。2)最优初损率(λ值)随降雨量的增大而增大,4个地类的径流曲线数(CN值)随降雨量的增大逐渐趋近于60。3)从林草到农地和裸地的转变中,λ值随降雨历时和降雨量的增加而增大;CN值与降雨历时、降雨量、场次平均雨强和径流深均呈负相关。[结论]考虑到不同坡度、不同降雨量的复杂性,参数优化后的SCS-CN模型精度显著提升,但对于其他土壤类型和坡长的地块来说,模型参数需要进一步检验和优化,以适用于更广泛的区域。

    2026年02期 v.40;No.203 166-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1685K]
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  • 花岗岩红壤侵蚀退化地植被恢复措施的水土保持调控效应

    周琴;吴洁玲;刘梦莹;黄少燕;查轩;

    [目的]为探究南方花岗岩红壤侵蚀退化地不同植被恢复措施对土壤质量改善情况及水土保持效益,获得不同植被恢复措施的综合调控效应,筛选最优措施。[方法]在福建省长汀县布设鱼鳞坑+阔叶树补植(Z1)、草灌乔立体混交(Z2)、条沟播草+阔叶树补植(Z3)、密穴播草(Z4)和等高草灌带(Z5)5种植被恢复措施,以马尾松纯林(CK)为对照,分析不同措施下土壤性质的差异,并对各措施的土壤质量和坡面减流减沙效益进行综合评估。[结果] 1)各类植被恢复措施显著改善土壤理化性质,水分体积分数、孔隙度及平均重量直径(MWD)较CK分别提升16.91%~37.97%、4.56%~22.81%和25.68%~59.62%,土壤体积质量、崩解系数和可蚀性K值分别降低3.74%~18.69%、32.85%~63.41%和10.35%~17.27%。2)土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷和速效钾质量分数较CK分别提升129.49%~321.46%、89.47%~137.99%、22.70%~78.09%、118.08%~190.88%和3.88%~166.01%,并具有明显的表层集聚效应,全钾质量分数变化无明显规律。3)土壤质量指数(SQI)评价表现为Z1(0.746)>Z3(0.717)>Z2(0.697)>Z5(0.552)>Z4(0.551)>CK(0.280)。4)各类植被恢复措施均具有较好的减流效益(27.93%~39.02%)和减沙效益(75.86%~82.87%),其中Z3措施效果最优。[结论]不同植被恢复措施均可改善土壤理化性质,提高土壤综合质量,有效降低地表径流与坡面泥沙流失。综合评判以Z3措施在土壤改良及水土保持方面表现最优,Z1和Z2次之。研究结果为红壤侵蚀退化地区水土保持措施的优化配置提供指导,并为水土流失防治策略的制定与实施提供依据。

    2026年02期 v.40;No.203 175-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 1722K]
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  • 喀斯特地区林草地植被根系分布对优先流特征的影响

    张涵;程金花;王姣;师雪淇;

    [目的]为揭示喀斯特地区不同植被类型根系分布对优先流的影响。[方法]以云南建水典型林地和草地作为研究对象,通过染色示踪试验与根系参数量化分析,比较林地与草地的优先流特征及根系特征差异,结合Pearson相关性分析与多元逐步回归分析方法,探讨根系特征参数与不同径级的根系对染色面积比的影响。[结果] 1)林地与草地2种立地条件下根系分布特征差异显著,草地中根系直径以0~3 mm为主,且显著多于林地(p<0.05),林地中根径>4.5 mm占比24%以上;2)优先流特征呈现显著分异,草地中的基质流深度是林地的1.37倍(p<0.05),但林地中优先流发育程度更高,优先流变异系数、长度指数、优先流比分别是草地的1.26、1.48、1.54倍;3)根系特征对染色面积比变化贡献显著,但因植被类型而异,草地1.5 mm<d≤3 mm径级根系(R~2=0.853)与林地0<d≤1.5 mm径级根系(R~2=0.758)分别主导染色面积比变化,林地和草地中直径>4.5 mm根系的影响均未达显著水平。[结论]在水源涵养林的营建和生态护坡设计中,可优先考虑以细根比例较高的草本或灌木植被作为先锋物种,以提升土壤入渗性能与水分保持能力,从而提升整体生态系统的水文调节功能。

    2026年02期 v.40;No.203 186-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1715K]
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  • 黄土丘陵沟壑区植物根系对土壤优先流的影响机理

    温永福;李梦真;丁建川;周雨晨;高鹏;穆兴民;

    [目的]为探究黄土丘陵沟壑区植物根系对土壤优先流的影响机理。[方法]采用原位双环染色示踪试验结合根系扫描技术系统分析黄土丘陵沟壑区不同植被恢复类型和恢复时间土壤的优先流变化,阐明植物根系对优先流的影响机理。[结果]植被恢复增强优先流发育程度,且随着植被恢复时间的增加而增强。相较于农地,植被恢复地(林地40 a、林地20 a、草地40 a、灌木地40 a、草地20 a及灌木地20 a)的最大染色深度增加1.3~3.4倍。植被恢复显著增加根长密度、根表面积密度、根体积密度和根重密度(p<0.01),且随植被恢复年限的增加而增大,随土层深度的增加而显著减小(p<0.01)。根长密度、根表面积密度、根体积密度和根重密度单独解释优先流方差的73.7%、76.6%、68.9%和80.6%,共同解释度为58.2%。d>2 mm根系对优先流影响最大,其次为d≤1 mm根系,最后为1 mm<d≤2mm的根系。[结论]林地、灌木地和草地通过发达的根系形态促进优先流发育,增强土壤入渗能力,有效减缓水土流失,为新时期黄土高原植物根系影响陆地水文过程的研究提供理论支撑。

    2026年02期 v.40;No.203 195-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 2233K]
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  • 放牧踩踏破坏土壤物理结皮对风蚀的影响

    赵诗瑞;CHRISTOPHE Mupenzi;张秀梅;帅芳;马波;

    [目的]探究不同放牧踩踏强度对物理结皮的破坏程度及其对风蚀强度与风蚀动力学参数的影响。[方法]以黄土高原北部六道沟小流域的盖沙黄土为研究对象,在120 mm/h模拟降雨强度条件下形成物理结皮后,设置20%、40%、60%、80%和100%5种模拟放牧踩踏强度及9、11、13 m/s 3种风速,开展不同踩踏强度下物理结皮破坏程度对风蚀特征的规律探究。[结果] 1)踩踏破坏物理结皮显著加剧风蚀,风蚀模数较未踩踏(CK)增加23.45%~409.79%。同一风速下,物理结皮抗风蚀能力随踩踏强度增大而减弱。2)粉尘浓度(PM_(2.5)、PM_(10)、TSP)与放牧踩踏强度呈显著正相关(p<0.05),踩踏强度梯度每增加20%,粉尘释放量相较于前一踩踏强度梯度提高1.22~7.21倍,其中,PM_(2.5)浓度增幅最大,PM_(10)和TSP次之。3)随着踩踏强度增大,摩阻风速和空气动力学粗糙度均显著增加,摩阻风速为0.17~0.69 m/s,空气动力学粗糙度为0.012~0.068 cm。[结论]踩踏破坏物理结皮,显著加剧风蚀。粉尘释放浓度随踩踏强度显著增加,PM_(2.5)释放浓度对踩踏响应最为敏感,其增幅高于PM_(10)和TSP。研究结果可为黄土高原北部风蚀防治提供理论依据。

    2026年02期 v.40;No.203 205-213页 [查看摘要][在线阅读][下载 1843K]
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  • 青藏高原坡面土壤流失对冻融作用的响应与模拟

    赵鸿博;周金龙;史伯豪;田方霄;喻武;

    [目的]冻融作用是影响高寒地区土壤侵蚀的主要因素,青藏高原具有显著的季节性冻融循环规律,冬季土壤冻结,初春时期解冻,为明确坡面侵蚀对冻融作用的响应。[方法]以高寒土为研究对象,通过室内人工模拟降雨试验,分析不同降雨强度(40、60、80 mm/h)与坡度(5°、10°、15°、20°)组合下冻融作用对坡面侵蚀输沙模数的影响,同时构建3种输沙模数预测模型:单因子模型、回归模型和增量模型。[结果] 1)经冻融作用后的坡面输沙模数显著提升16.74%~86.87%(p<0.05),低雨强(40 mm/h)条件下增幅最大,平均提升54.37%,高于高雨强(60、80 mm/h),高雨强条件可掩盖部分冻融作用影响。2)冻融前后坡面输沙模数与雨强或坡度单因子均呈线性正相关(y=ax+b),且雨强与坡度对输沙模数的影响相互依赖具有交互作用。未冻融坡面中,随着坡度的增加,雨强对输沙模数的影响逐渐增强,经冻融作用后,雨强对输沙模数的影响存在临界坡度(约15°),坡度增至临界坡度时,雨强对输沙模数的影响达最大,随后开始减弱。3)采用逐步回归方法建立未冻融输沙模型T_(c1)=0.047 43SQ+1.842 4Q-66.33(R~2=0.99,p<0.05),冻融输沙模型T_(c2)=0.016 012Q~2+0.065 52SQ-10.09(R~2=0.98,p<0.05),坡面输沙模数主要受雨强及雨强与坡度的交互作用影响。冻融前,雨强对输沙模数的实际贡献率解释度为70.58%,交互作用解释度为28.50%,误差解释度为0.91%,经冻融作用后,雨强对输沙模数的解释度降至57.60%,而交互作用解释度增至40.44%,表明冻融作用削弱雨强对输沙模数的直接效应,但强化雨强与坡度的交互作用。[结论]研究结果可为高寒区侵蚀定量评估及防治提供理论依据。

    2026年02期 v.40;No.203 214-222页 [查看摘要][在线阅读][下载 1935K]
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  • 模拟降雨下植物篱-草沟系统茎秆直径对紫色土区泥沙粒径与氮磷迁移的影响

    何彦铮;李天阳;李永灏;何丙辉;曾波;张高宁;

    [目的]为研究植物篱-草沟系统协同机制下泥沙颗粒分选规律及氮、磷迁移转化过程的影响。[方法]设置5种植物篱茎秆直径0(对照,CK)、0.1、0.2、0.4、0.8 cm与有、无草沟(0、0.5 cm)组合模式,室内构建植物篱-草沟系统,在90 mm/h雨强下开展模拟降雨试验,分析侵蚀泥沙50~1 000、2~50、<2??m团粒体积百分比及其总氮(TN)、总磷(TP)迁移特征。[结果] 1)在植物篱-草沟系统中,侵蚀泥沙团粒主要以粉粒(2~50??m)为主。2)在有、无草沟条件下,0 cm茎秆直径坡面迁移泥沙的砂粒含量均显著最高(p<0.05)。在有草沟条件下,0.8 cm茎秆直径的坡面迁移泥沙中黏粒、粉粒、砂粒的TP含量均最低(p<0.05)。3)在有草沟条件下,0 cm茎秆直径下坡面迁移泥沙中3个不同粒径的TN含量均最低,其中0.1、0.2 cm茎秆直径处理的效果显著(p<0.05)。4)当有草沟时,茎秆直径和砂粒TP含量呈显著负相关(p<0.05)。无草沟条件下,茎秆直径和黏粒含量、粉粒TP含量、砂粒TP含量呈显著负相关(p<0.05)。[结论]研究结果为防控紫色土区水土流失与面源污染提供理论基础。

    2026年02期 v.40;No.203 223-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 1699K]
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  • 岩面附着苔藓生物膜对石芽-溶沟坡地产流产沙过程影响的模拟试验

    代四学;王儒章;杨娅;刘冬冬;

    [目的]旨在量化岩面苔藓覆盖度对产流产沙的抑制效应并确定其关键阈值。[方法]通过室内模拟降雨试验,以15°坡地、80 mm/h雨强、1 h降雨时长为条件,设置0、25%、50%、75%、100%5种岩面苔藓盖度,探究其对坡地产流产沙及水动力参数的影响。[结果] 1)高岩面苔藓覆盖处理(≥75%)可显著抑制坡面产流,产流速率较裸岩与低覆盖处理(≤50%)分别降低29.03%与30.45%(p<0.05)。2)岩面苔藓覆盖对产沙过程亦表现出明显调控作用,第1场降雨(E_1),高苔藓覆盖处理对产沙的抑制效果较裸岩与低苔藓覆盖处理分别提高46.51%和152.00%。3)连续降雨下(E_1+E_2),岩面苔藓整体抑沙效应有所减弱,但25%、75%覆盖处理的抑沙效应降幅较小,表现出相对稳定的抑沙性能。[结论]岩面苔藓通过改变石芽-溶沟坡地岩面水动力参数间接影响岩面水动力参数,如75%覆盖处理较裸露处理降低岩面流速降幅达84.48%,间接降低土面流速80.85%,从而影响坡面侵蚀过程。在试验条件下,岩面苔藓覆盖度75%可作为抑制产流产沙的关键阈值,试验研究结果可为喀斯特区水土保持与生态修复提供理论依据和数据支持。

    2026年02期 v.40;No.203 232-241+252页 [查看摘要][在线阅读][下载 1763K]
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  • 滇中华山松林不同季节土壤微生物碳利用效率对氮沉降的响应

    梁小玲;张龙;王克勤;宋娅丽;舒海苑;周玉玺;张茜;

    [目的]为揭示氮沉降下滇中华山松林土壤养分、微生物生物量、酶活性、土壤微生物碳利用效率及其季节变化特征,并探究影响土壤微生物碳利用效率(CUE)的关键影响因子。[方法]选取滇中华山松林土壤为研究对象,设置对照CK[0 g/(m~2·a)]、N5[5 g/(m~2·a)]、N10[10 g/(m~2·a)]、N15[15 g/(m~2·a)]、N20[20 g/(m~2·a)]和N25[25 g]6个氮沉降处理,测定分析土壤养分、微生物生物量、酶活性及其生态化学计量特征对微生物碳利用效率的影响。结合偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析,厘清CUE对氮沉降的响应机制。[结果]在不同季节,土壤硝态氮(NO~-_3-N)、有机碳(SOC)、微生物生物量碳、氮、磷(MBC、MBN、MBP)、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基酸葡糖苷酶(NAG)、纤维素水解酶(CL)、EEA_(C:P)((BG+CL)/ACP)、EEA_(C:N)((BG+CL)/NAG)及CUE均随氮沉降浓度的增加表现为先升后降趋势,其中在N10处理下N、MBP及CUE显著高于CK,分别升高204.77%、35.00%、22.85%、68.68%。土壤养分、微生物生物量、化学计量特征比及CUE总体表现为雨季高于旱季。通过Mantel分析发现,在旱季和雨季CUE与MBC、MBN、CL、NAG和EEA_(N:P)(NAG/ACP)呈显著正相关。经随机森林分析发现,MBP、NAG、CL、NH~+_4-N和EEA_(N:P)对CUE贡献率较大;PLS-PM路径模型确定氮沉降是影响CUE的关键因素,氮沉降通过改变养分有效性及微生物量间接促进CUE。[结论]研究结果可为探究区域不同季节CUE对氮沉降的响应机制提供理论依据。

    2026年02期 v.40;No.203 242-252页 [查看摘要][在线阅读][下载 5499K]
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  • 暴雨强度与过程对渭北旱塬塬边土壤水分亏缺的调控机制

    刘皓月;吴松柏;刘庭宇;

    [目的]为阐明塬边土壤水分亏缺的时空演变规律,揭示暴雨(24 h降雨量≥50 mm)对土壤水分亏缺的调控机制,优化苹果园水分管理。[方法]在距塬边3.5 m(L1)、7 m(L2)及11.5 m(L3)处布设土壤水分传感器,分别监测2023年苹果生长季距地表10、40、70 cm深度土层的体积含水量动态。基于实测数据率定与验证Hydrus-2D模型,通过情景模拟,控制暴雨总量不变,定量解析暴雨强度、间隔及过程对塬边土壤水分亏缺补充量的影响。[结果]生长季内,塬边(L1, L2)在40、70 cm土层持续存在土壤水分亏缺。相较于塬内(L3),塬边L2与L1点40 cm土层的平均含水量分别降低3.21%与6.76%;70 cm土层则分别降低3.32%与5.77%。模型模拟表明,在相同暴雨总量(160 mm)条件下,降雨间隔对塬边土壤水分亏缺的补充量影响不显著;然而,随着暴雨强度增加(历时缩短),其对塬边土壤水分亏缺的补充量呈下降趋势,深层土层(70 cm)甚至出现负补偿。基于马尔科夫链-蒙特卡洛方法生成的90场随机降雨过程分析进一步揭示,塬边土壤水分亏缺的补充量与最大1 h累计降雨量呈负相关,表明短历时高强度暴雨反而不利于塬边深层土壤水分的补充恢复。[结论]揭示暴雨强度与过程特征对渭北旱塬塬边土壤水分亏缺的关键调控作用,指出未来极端降雨格局变化可能加剧该区域深层土壤水分的胁迫风险,为渭北旱塬苹果园的水分精准管理与补充灌溉制度的制定提供科学依据。

    2026年02期 v.40;No.203 253-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 2195K]
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  • 黄土丘陵沟壑区切沟形态特征对典型草本根系类型与密度的响应

    王健衡;李成奥;杨扬;刘瑛娜;

    [目的]研究草本根系类型与密度对切沟侵蚀的定量影响,对于深入理解植物根系调控切沟侵蚀的作用机理具有重要意义。[方法]选取黄土丘陵沟壑区典型坡面,种植直根系(紫花苜蓿)和须根系(无芒雀麦)草本植物,通过设置不同种植行距模拟根系密度梯度,以裸地为对照,开展野外放水冲刷试验,利用运动恢复结构摄影测量法获取试验前、后的地表DEM,分析根系类型与密度对切沟侵蚀及切沟主要形态参数的影响。[结果] 1)在同一种植行距条件下,相比直根系处理,须根系处理的切沟规模明显较小,其切沟周长、面积和体积仅分别为前者的28%、13%和6%,沟道形态较复杂、破碎。2)除周长和宽深比外,各切沟形态参数均与根重密度显著相关(p<0.05)。随着根重密度的增大,切沟长度、最大表面宽度、最大和平均深度线性减小,减小速率为0.40~9.35 m~2/kg;切沟平均表面宽度、面积和体积呈指数下降趋势,对应的指数系数分别为-1.83、-3.76和-5.48;切沟周长-面积比呈指数上升趋势,指数系数为2.04;切沟宽深比则呈先增后减趋势,在根重密度0.23 kg/m~3时达到最大。[结论]提高草本植物尤其是须根系植物的根系密度,可有效遏制切沟扩张。研究结果可为黄土丘陵沟壑区的切沟侵蚀防控提供科学依据。

    2026年02期 v.40;No.203 264-274页 [查看摘要][在线阅读][下载 2163K]
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  • 不同绿肥覆盖对紫色土坡地柑橘园土壤侵蚀及有机碳流失的差异性影响

    王泽宇;王帅;张志彬;宁文文;向雨;文艺;郭小点;石孝均;赵敬坤;张宇亭;

    [目的]为探究绿肥覆盖对紫色土坡地柑橘园径流、土壤侵蚀、土壤有机碳(SOC)和可溶性有机碳(DOC)流失的阻控效应。[方法]基于紫色土柑橘园的长期定位监测试验,对比分析黑麦草(Lolium perenne L.)、毛叶苕子(Vicia villosa Roth.)、三叶草(Trifolium repens L.)及农户习惯清耕4个管理方式下径流量、土壤侵蚀量、SOC和DOC流失量。[结果]从水土流失量、SOC和DOC总控效果来看,不同处理均不同程度降低径流流失、土壤侵蚀、SOC和DOC流失,整体表现为黑麦草>三叶草>毛叶苕子>清耕。相对于清耕对照,黑麦草处理减少地表径流流失22.75%、壤中流流失41.21%、土壤侵蚀量60.37%、SOC流失29.29%和DOC流失23.34%;三叶草处理减少地表径流流失21.06%、壤中流流失33.72%、土壤侵蚀量41.87%、SOC流失34.80%和DOC流失24.63%;毛叶苕子处理阻控水土流失效果较弱,减少地表径流流失10.56%、壤中流流失30.02%、土壤侵蚀量53.12%、SOC流失25.85%和DOC流失4.59%。试验期间土壤侵蚀、有机碳流失过程与降雨量均高度同步,12月至翌年1月降雨稀少,侵蚀量普遍低于15.00 kg/hm~2。3月随降雨量增加,侵蚀量增至11.11~24.72 kg/hm~2,SOC流失量则平均低于0.60 kg/hm~2。4—9月雨季为主要侵蚀期,6月清耕侵蚀量达峰值221.26 kg/hm~2,虽然7—8月降雨量骤减,但清耕侵蚀量仍高于100.00kg/hm~2;9月降雨量提升引起清耕侵蚀量显著上升至201.66 kg/hm~2,SOC流失量也高于5.00 kg/hm~2。不同雨量等级下,绿肥均显著降低紫色土径流系数和土壤侵蚀模数,相较清耕对照,黑麦草处理径流系数降低23.38%~43.89%,土壤侵蚀模数降低34.91%~78.81%;三叶草处理的径流系数降低16.75%~42.24%,土壤侵蚀模数降低33.31%~61.70%;毛叶苕子处理的径流系数降低16.90%~32.73%,土壤侵蚀模数降低35.05%~71.74%。[结论]无论从周年尺度还是不同降雨强度来看,绿肥覆盖均能有效抑制紫色土坡地的水土流失和有机碳流失。其中黑麦草水土保持效果最优,其次为三叶草,毛叶苕子水土保持效果相对较弱;而三叶草在有机碳固持中效果最优,其次为黑麦草,毛叶苕子有机碳固持效果相对较弱。因此,面对不同管理目标选择发挥相应能力的绿肥是防控紫色土坡地水土与有机碳流失的重要措施。

    2026年02期 v.40;No.203 275-286页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K]
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  • 不同林龄人工林根系性状、枯落物特性对土壤质量的影响

    陈雅轩;艾昌奇;陈艳梅;王爽;刘倩愿;

    [目的]探讨不同林龄人工林根系性状与枯落物特性对土壤质量的影响及其驱动作用,明确影响土壤质量随林龄增加而变化的关键植物因素。[方法]以不同林龄毛白杨(Populus tomentosa)、侧柏(Platycladus orientalis)和国槐(Styphnolobium japonicum)人工林为研究对象,测定其土壤理化性质、根系性状、枯落物碳氮质量分数与持水特性,并探讨根系与枯落物对土壤质量的驱动作用及其随林龄变化的规律。[结果] 1)随林龄增加,人工林土壤质量指数均增大,相对高龄人工林土壤质量指数在树种间无显著差异。2)影响土壤质量指数的主要因素包括枯落物氮质量分数(贡献率为39.8%)、根系碳质量分数(21.3%)、根直径(12.4%)和枯落物自然水分体积分数(8.3%)。3)毛白杨和侧柏人工林土壤质量指数主要受枯落物(72.1%和56.9%)影响,国槐人工林土壤质量指数主要受根系性状(56.7%)影响。4)枯落物对土壤质量指数的影响随林龄增加而减小(83.0%~52.9%),而根系性状的影响则增大(17.0%~47.1%)。[结论]不同林龄和树种人工林根系性状、枯落物特性对土壤质量的影响不同,其土壤管理策略应根据根系和枯落物的特性进行优化,研究可为实践中基于林龄和树种差异的人工林生态系统理想群落构建提供依据。

    2026年02期 v.40;No.203 287-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K]
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  • 煤矸石与菌剂复配对风沙土理化性质及苜蓿生长的影响

    李玫睿;杨捷钧;冯宇超;辛文轩;韩凤朋;

    [目的]为研究煤矸石对风沙土的改良效果及配比。[方法]选取神木市红柳林矿区风沙土为研究对象,将不同粒径煤矸石(<1、<0.5、<0.25 mm)按不同比例(0~100%)掺入风沙土中,测定其水力学参数,并与黄绵土进行比较以确定最佳粒径配比。随后将煤矸石按最佳粒径及配比掺入风沙土中,并复配不同比例菌剂(1%、3%、5%、7%)。在混合基质中进行为期100 d的室内苜蓿盆栽种植试验,研究不同煤矸石和菌剂复配比例对风沙土养分质量分数、微生物活性及植物生长的影响。[结果]风沙土中添加粒径<0.25 mm煤矸石可显著改善其结构并提升持水能力,其中10%的掺量为最佳配比。在此条件下,土壤养分质量分数和微生物活性均显著增强。与对照(CK)相比,土壤有机碳质量分数提高3.5倍,微生物量碳质量分数提高2.0倍。相应地,苜蓿的株高、生物量和根系生长指标均分别显著提升1.1、1.3、1.5倍。在此基础上,复配5%菌剂,煤矸石的改良效果进一步提高。[结论]<0.25 mm 10%的煤矸石复配5%生物菌剂可有效提高风沙土保水保肥能力并促进苜蓿生长。

    2026年02期 v.40;No.203 299-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K]
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  • 半干旱区耕作模式对砂质土壤结构及玉米生长的影响

    于晓;任利东;贾小旭;黄明斌;

    [目的]为研究不同耕作模式对半干旱区砂质土壤结构与旱作玉米生长的影响,明确不同耕作模式通过改变土壤结构、土壤持水能力和根系生长性状进而影响作物产量。[方法]以陕西定边砂黄土为研究对象,设置翻耕(深度30 cm)、旋耕(深度15 cm)和免耕+秸秆覆盖3种耕作模式,研究其对土壤物理性质及玉米生长的影响。[结果] 1)不同耕作模式显著改变土体穿透阻力垂直构型,翻耕模式土壤穿透阻力通体较小,无明显犁底层,而旋耕与免耕条件下存在明显的亚表层压实;2)0~20 cm土层土壤体积质量表现为翻耕和旋耕<免耕,而20~40 cm为旋耕、免耕>翻耕,40~60 cm则表现为免耕<翻耕;3)土壤持水能力0~20 cm为免耕>旋耕>翻耕,20~40 cm翻耕持水能力最大,而玉米生长季0~40 cm土壤储水量免耕条件下最大;4)翻耕降低耕层穿透阻力,改善土壤通气性,促进玉米根系生长,地上生物量、穗干重分别为旋耕的1.33、2.10倍,免耕的1.94、3.39倍。[结论]翻耕通过优化耕层土壤结构和根系生长环境提高玉米产量,而免耕在深层土壤保水方面有优势,但短期而言存在表层土壤紧实度高的问题。

    2026年02期 v.40;No.203 308-317页 [查看摘要][在线阅读][下载 1786K]
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  • 煤矿区复垦土壤磷有效性对解磷菌肥的响应

    周旋;张艳军;王建芳;焦金铖;安晓虎;张杰;郝鲜俊;刘玉林;孟会生;

    [目的]比较复垦3 a土壤配施解磷菌肥与未配施解磷菌肥对外源磷素吸附解吸特性的影响,研究配施解磷菌肥对复垦土壤磷吸附解吸特性、磷形态和土壤理化性质的作用,为提高磷肥的利用率、快速提升矿区复垦土壤生产力提供理论依据。[方法]在山西省晋中市榆次区乌金山镇采矿塌陷区复垦试验基地进行试验,共设置7个处理小区,分别为不施肥(CK)、单施化肥(CF)、化肥配施解磷菌肥(CFP)、单施有机肥(M)、有机肥配施解磷菌肥(MP)、化肥有机肥(MCF)和化肥有机肥配施解磷菌肥(MCFP)。采集各处理下土样进行磷吸附动力学试验,计算出最大吸附量、最大缓冲容量、吸附饱和度、最大解吸量和解吸率,并分析土壤磷形态和理化性质与磷吸附解吸之间的关系。[结果]配施解磷菌肥较相应未配施解磷菌肥处理降低土壤磷吸附量,增加土壤磷解吸量。其中,MP处理的土壤磷最大解吸量和解吸率最高,分别比其他处理增加32.87%~276.90%和38.76%~386.91%。配施解磷菌肥的土壤活性态磷和中活性态磷含量分别提高2.69%~7.29%和3.64%~8.96%,而稳定态磷含量降低2.14%~2.29%。与相应未配施解磷菌肥的土壤相比,配施解磷菌肥的土壤中有机质、有效磷和全磷含量均有所提高,但铝的水合氧化物和氢氧化物、交换性钙含量分别显著降低12.96%~15.71%和10.53%~12.45%。冗余分析表明,活性态磷是未配施解磷菌肥和配施解磷菌肥处理下磷吸附解吸特征参数的主要共同影响因子,其解释率分别为16.80%和77.20%。[结论]配施解磷菌肥抑制土壤磷的吸附,促进土壤磷的解吸,从而提升外源磷的利用效率,削弱交换性钙对磷吸附解吸过程的调控作用,提高土壤有效磷含量,同时显著提高土壤团聚体稳定性和玉米产量。其中,有机肥配施解磷菌肥对复垦土壤磷有效性的提升效果最显著。

    2026年02期 v.40;No.203 318-328页 [查看摘要][在线阅读][下载 1727K]
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  • 河流筑坝对南盘江流域局地旱涝特征变化的驱动

    杨玉华;贺中华;谭红梅;郭站群;余欢;杨秋云;

    [目的]为了探究筑坝对流域长时段旱涝变化特征的影响。[方法]利用1980—2023年25个站点的逐月降水数据,基于降雨Z指数表征南盘江流域旱涝,通过一元线性回归分析、通径分析、小波分析与地理探测器等方法,探究筑坝前后南盘江流域旱涝的时空变化特征及大气环流对其的影响情况,剖析下垫面因子、气候因子等区域环境因子对旱涝的影响。[结果] 1)时间上筑坝前后降雨Z指数呈不明显下降趋势,波动趋于平稳,空间上呈“西旱东涝”的格局分布。2)筑坝改变流域旱涝主导大气环流因子,从筑坝前DMI变为NAO,皆为正相关,但系数有所减小。3)筑坝前后降水、气温等气候因子对局地旱涝的影响较大,但筑坝后影响程度更大,下垫面因子的影响力也随着筑坝有所增加,且各因子的交互作用大于单因子。[结论]研究结果可为提升流域旱涝灾害应对能力提供一定科学依据。

    2026年02期 v.40;No.203 329-338页 [查看摘要][在线阅读][下载 2312K]
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  • 长期有机替代土壤团聚体及有机碳分布特征

    孙万春;周家昊;叶静;黄郑宸;马军伟;俞巧钢;

    [目的]为探究长期有机替代模式下土壤团聚体及其有机碳质量分数和结构分布特征。[方法]通过连续10 a的田间定位试验,研究了有机肥替代部分化肥模式对土壤团聚体水稳定性和不同粒级有机碳质量分数及官能团结构分布的影响。[结果] 1)长期有机替代可明显提升土壤团聚体平均质量直径、几何平均直径及>0.25 mm团聚体质量分数,增加2~0.25 mm粒级团聚体比例。2)与常规单施化肥处理相比,有机替代处理>2、2~0.25、0.25~0.053、<0.053 mm团聚体中土壤有机碳质量分数分别提高14.49%~61.84%、21.85%~41.32%、13.51%~36.86%、15.51%~38.47%。有机替代较常规单施化肥处理提高土壤微团聚体(0.25~0.053 mm)颗粒有机碳质量分数11.67%~13.87%,提高矿物结合态有机碳质量分数77.24%~101.01%,显著增加微团聚体颗粒有机碳和矿物结合态有机碳质量分数。3)有机替代促进不同粒级团聚体中有机碳官能团的结构多样化,优化芳香族碳和多糖的均匀分布及增加数量。[结论]长期有机替代可有效增加土壤团聚体的水稳性和不同粒级团聚体有机碳质量分数,促使有机碳官能团结构分布多样化和数量增加,有助于增强农田土壤的结构稳定性、保水性和抗侵蚀能力。

    2026年02期 v.40;No.203 339-347页 [查看摘要][在线阅读][下载 1740K]
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  • 玉米与毛叶苕子及黑麦间作对土壤有机碳及其组分的影响

    廖盼;杨璐;罗加巧;宁鹏;于洋;巴晓博;鲍雪莲;

    [目的]探究玉米(Zea mays L.)与不同科属绿肥(也称覆盖作物)间作对土壤耕层和亚耕层有机碳组分的影响,明确间作体系中微生物残体碳在土壤固碳中的贡献,为绿肥种植促进农田土壤固碳和地力提升提供理论支撑。[方法]田间设置玉米单作(MM)、玉米间作豆科绿肥毛叶苕子(Vicia villosa Roth.)(LM)、玉米间作禾本科绿肥黑麦(Secale cereale L.)(PM)3个处理,测定0~20、20~40 cm土壤有机碳(SOC)、SOC组分(颗粒态有机碳POC和矿物结合态有机碳MAOC)、微生物残体碳及土壤理化性质。[结果]在0~20 cm耕层土壤中,3个处理之间SOC质量分数无显著差异;而在20~40 cm亚耕层土壤中,与玉米单作相比,间作豆科绿肥和禾本科绿肥处理SOC质量分数分别明显增加35.0%和29.1%,全氮质量分数分别增加19.2%和28.8%。间作绿肥显著提升β-1,4-葡萄糖苷酶活性,LM和PM处理亚耕层微生物残体碳质量分数分别增加38.1%和34.1%,且亚耕层SOC与微生物残体碳呈显著线性正相关。表土层中,豆科绿肥处理土壤POC质量分数显著增加45.4%,亚耕层中,间作禾本科绿肥处理土壤MAOC质量分数提升27.8%。[结论]间作绿肥后,表土层绿肥植物残体分解生成POC,通过增加POC维持耕层土壤有机碳质量分数,而亚耕层土壤中微生物碳泵的周转促进FNC积累进而增加SOC。豆科绿肥通过增加POC和MAOC积累促进亚耕层土壤有机碳固存,禾本科绿肥主要促进MAOC积累增加亚耕层土壤有机碳。研究结果为黑土区地力提升与保育提供理论与技术支撑。

    2026年02期 v.40;No.203 348-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 1740K]
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  • 高寒矿区煤炭开采对植被土壤的损伤及修复效果

    马振升;李茜;李梓榕;曹广民;钱大文;张凯;杨航;

    [目的]探讨煤炭开采对植被群落与土壤养分的影响,以期为高寒矿区生态修复提供理论依据。[方法]以青海海西木里煤田典型矿井区为研究对象,通过植被群落调查及土壤养分测定对比2 a与9 a人工植被修复区的修复效果。[结果]采矿导致景观破碎化,形成矿坑与煤矸石渣山,其植被盖度和生物量极低,矿坑及渣山土壤含水率、全碳、全氮等指标显著低于原生草地,其中渣山降幅尤为剧烈(分别达90.9%、68.9%、88.2%),且有效磷极度匮乏。人工修复(以种植草地早熟禾和垂穗披碱草为主,并辅以羊板粪和有机肥混合改善土壤肥力)2 a后,植被盖度可恢复至与原生草地无显著差异,有效磷质量分数显著提升(163.4 mg/kg);但随修复年限延长至9 a,植被盖度(31.75%)与地下生物量(524.7 g/m~2)均显著低于原生草地。人工修复2 a矿区草地土壤含水率(42.7%)、全碳(149.6 g/kg)、全氮(8.6 g/kg)和有机碳(144.1 g/kg)较原生草地均显著降低(p<0.05),且随修复年限延长(9 a),降低趋势增大,有效磷维持在极低水平。灰色关联度与相关性分析显示,植被指标与土壤含水率、全氮、全碳和有机碳呈显著正相关,且修复2 a的生态效益关联度最高。[结论]高寒矿区人工修复短期有效但具有干预依赖性,长期稳定性不足,需平衡人工干预与自然恢复。

    2026年02期 v.40;No.203 357-364+374页 [查看摘要][在线阅读][下载 1580K]
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  • 湖南龙堰流域农业面源污染关键源区解析与治理策略

    黄愿;郭梦娜;罗子瑶;舒胡佳;郝宗宇;史志华;赵劲松;

    [目的]旨在识别流域面源污染关键源区并进行针对性治理,为农业小流域氮、磷流失防治提供理论依据和实践指导。[方法]以湖南省典型亚热带低山丘陵小流域龙堰流域为研究对象,基于野外监测和实地调查数据,结合SWAT模型及K-means聚类识别流域面源污染关键源区,并根据关键源区特征设计不同管理措施,评估其应用效果。[结果] 1)识别了总氮、总磷2类关键源区:总氮关键源区贡献流域48.9%氮流失量,主要受施肥强度驱动;总磷关键源区贡献49.6%磷流失量,受水文泥沙过程影响较大。2)化肥减量30%结合少耕措施对氮削减效果最佳,最高削减率达19.5%;工程性措施对磷削减效果最优,最高削减率为35.5%。3)基于关键源区的精准治理显著提升措施效益(p<0.05),在关键源区尺度下氮、磷的单位面积削减率分别达流域尺度的5.35、6.90倍。[结论]龙堰流域氮、磷面源污染关键源区的成因与空间分布各异,差异化治理是实现农业小流域面源污染精准防控的有效路径。

    2026年02期 v.40;No.203 365-374页 [查看摘要][在线阅读][下载 1826K]
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技术方法

  • 基于普查样点的贵州省潜在水土流失空间插值方法比较

    袁芮琳;张科利;杨勤科;

    [目的]为评估贵州省潜在水土流失状况并支撑石漠化与水土流失耦合研究,旨在筛选适用于该区域大尺度、低密度采样条件下的最优空间插值方法。[方法]基于全国第一次水利普查1 097个抽样单元,结合气候、土壤、地形等多源辅助环境变量,系统比较反距离加权法(IDW)、径向基函数(RBF)、多元线性回归(MLR)、普通克里金(OK)、回归克里金的B模型和C模型(RK-B和RK-C)及地理加权回归(GWRK)7种空间插值方法与地图代数法的差异,并通过独立验证和交叉验证法综合评价各方法性能。[结果] 1)贵州省潜在水土流失量平均值为9 992.81 t/km~2,空间分布呈“南高北低”趋势。主成分分析提取6个主成分,累积方差解释率达85.46%。2)地图代数法呈破碎化斑块,存在显著高估倾向;IDW、RBF和OK空间分布存在“牛眼”特征;RK-B和GWRK存在过度平滑和压缩低值情况;MLR和RK-C方法空间分布均衡性最优。3)独立检验中,RMSE排序为GWRK<RK-B<RK-C<MLR<IDW<RBF<OK,其中MLR的RI为0.30%,且RK-C的MAE最低为6 634.18 t/km~2;交叉检验中,RMSE排序为IDW<OK<RK-C<RK-B<MLR<GWRK<RBF,其中RK-C在RMSE、ME和RI均优于RK-B和MLR。[结论]综合精度、空间分布合理性,RK-C被认为是大尺度、低密度条件下贵州省潜在水土流失空间插值的最优方法。

    2026年02期 v.40;No.203 375-385页 [查看摘要][在线阅读][下载 2250K]
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  • 基于三元Copula函数的三峡库区消落带岸坡动态失稳风险评估

    钟韵;申子超;张广欣;邱利文;黄桂云;吴笛;党美荣;朱士江;

    [目的]为深化对复杂水文边界条件下岸坡动态失稳过程的风险评估,提出一种多因子联合概率—物理耦合分析框架。[方法]以降雨强度(I)、降雨历时(D)和库水位变动速率(R)为核心触发因子,基于三元Copula函数建立水文因子的联合分布,与非饱和渗流-稳定性有限元模型耦合,提出临界触发边界函数(CRPC),实现从水文情景到失稳响应的定量映射;考虑植被-排水协同效应,实现边坡失稳的联合概率评估。[结果]三元Clayton Copula(θ=10.213)在拟合优度与相关性检验中表现最佳,较好地刻画了水文因子的非线性依赖关系。模型回溯验证表明,预测与实测失稳时刻的误差仅0.5 h,事件点至CRPC的标准化距离为0.08,布里尔得分(Brier score)为0.12,曲线下面积(ROC-AUC)达0.87,显示出较强的判别力。协同植被-排水防护显著降低失稳风险,单次事件失稳概率下降约4.7%,年失稳概率降低36.3%,效果优于单一措施。[结论]构建的三元Copula-物理耦合框架能够揭示水文多因子非线性相关性及其对边坡力学响应的影响,验证结果表明,该框架在失稳时序再现和风险识别方面具有较好可靠性,可为库区滑坡风险预测、预警及生态-工程防护优化提供定量依据。

    2026年02期 v.40;No.203 386-396页 [查看摘要][在线阅读][下载 2191K]
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  • 基于电阻层析成像技术的黄土区多土地利用类型土壤水分反演

    周书仪;高晓东;马南方;邵晓亚;赵西宁;

    [目的]为深入了解土壤电阻率与土壤水分的关系,以实现土壤水分非侵入、高分辨率、连续监测的需求。[方法]以黄土丘陵区典型小流域的草地、玉米地和山地苹果园为研究对象,采用电阻层析成像技术(ERT),结合烘干法实测数据,构建不同土地利用类型下的电阻率-含水率反演模型,并评估其在不同土层和季节下的稳定性与适用性。[结果]各类型样地土壤电阻率与含水量之间呈幂函数关系,模型均方根误差(RMSE)均低于5%,其中天然草地模型精度最高(R~2=0.735,RMSE=1.70%)。2024年7—9月3期ERT数据表明,发生有效降雨后,浅层(0~1 m)土壤水分显著提高(p<0.01),深层(1~4 m)土壤水分较为稳定。不同土地利用类型的土壤储水量差异显著(p<0.01),坝地玉米地的蓄水能力显著优于山地苹果园和天然草地(p<0.01)。[结论] ERT技术在黄土区复杂地形与多类型土地覆盖条件下具有良好的土壤水分反演能力,可为区域水分动态监测与土地管理提供技术支撑。

    2026年02期 v.40;No.203 397-404页 [查看摘要][在线阅读][下载 2015K]
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数据科学

  • 黄土高原植被NEP时空变化及对气温降水和退耕还林(草)的响应

    杨梅焕;陶冰玉;王涛;高波;聂磊;蒋永涛;罗状;杨昊伟;

    [目的]净生态系统生产力(net ecosystem productivity, NEP)是衡量陆地生态系统碳收支的重要指标,定量评估净生态系统生产力及其影响因素,对于深入理解区域碳循环及其驱动机制具有重要意义。[方法]以黄土高原为研究区,基于MOD13A1 NDVI和MOD17A3 NPP数据产品、气温、降水量、DEM和土地覆盖等数据,利用Carnegie-Ames-Stanford-Approach(CASA)模型、Theil-Sen趋势分析、MannKendall显著性检验和相关性分析等方法,分析2001—2022年黄土高原植被NEP时空分布变化特征,并探讨其对气温、降水量和退耕还林(草)工程实施的响应。[结果] 1)2001—2022年黄土高原植被NEP多年平均值为327.06 g/m~2(以C计),总体呈显著增加趋势,增加速率为7.51 g/(m~2·a)(p<0.05)。其中,草地的增速最快。2)空间上,黄土高原植被NEP以增加趋势为主,其中显著增加区域占77.38%,主要分布在黄土高塬沟壑区的中部和黄土丘陵沟壑区的中部;显著减少区域占比仅为0.98%,主要分布在土石山区及河谷平原区的西部、沙地和农灌区的西南部及黄土高塬沟壑区的西部。不同分区中,黄土丘陵沟壑区植被NEP呈显著增加趋势的区域面积占比最高,占该分区面积的93.00%。3)黄土高原植被NEP与年平均气温、年降水量均呈正相关为主,其中呈显著正相关的区域分别占区域总面积的6.28%和26.38%,前者集中分布在黄土高塬沟壑区南部,后者集中分布在黄土高塬沟壑区的北部和黄土丘陵沟壑区东部、沙地和农灌区中部、东北部、土石山区及河谷平原区东北部;呈显著负相关的区域分别占1.38%和0.13%,分别集中在黄土高塬沟壑区西部和西北部。不同分区中农业植被、森林和草地植被NEP与年降水量呈显著正相关的面积比例高于年平均气温,且沙地和农灌区植被NEP与年降水量关系最为明显。4)黄土高原坡度>25°的区域中,耕地转为林地和草地区域的植被NEP增速,高于耕地保持不变的区域。[结论]退耕还林(草)工程的实施及气候暖湿化对黄土高原植被NEP增加起到重要作用。

    2026年02期 v.40;No.203 405-416页 [查看摘要][在线阅读][下载 2239K]
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  • 基于InVEST与CA-Markov模型的窟野河流域水源涵养量时空演变与预测

    高浩淞;秦富仓;乌义汉;董晓宇;周永琴;

    [目的]以窟野河流域为研究区,旨在探讨窟野河流域土地利用格局的自然演变如何驱动水源涵养功能的变化。[方法]通过构建综合评估框架,重点解析二者之间的相互作用与权衡机制,InVEST模型与元胞自动机-马尔可夫,CA-Markov模型分析窟野河流域2000—2020年的水源涵养状况,并对2020—2035年的变化趋势进行预测。[结果] 1)窟野河流域2000—2020年的产水量情况整体呈逐年增长趋势,其中2020年的产水量最大,为12.60亿m~3,2000年的产水量最小,为5.87亿m~3。不同土地利用类型的单位面积产水深度表现为耕地、草地和林地产水深度较高,建设用地和裸地产水量较低。2)窟野河2000年、2005年、2010年、2015年、2020年水源涵养量分别为1.06亿、1.32亿、1.88亿、2.04亿、2.28亿m~3,林地、草地和耕地的水源涵养量大,其他土地利用类型水源涵养量小。对水源涵养量解释力最强的是降雨,在双因子交互作用下降雨和土地利用类型的解释力最大,其次为土地利用类型与坡度和高程。3)预测期内土地利用的总体格局与2020年相比保持稳定,具体表现为草地持续减少而建设用地不断扩张。水源涵养能力的空间分布也与2020年状况基本一致,呈现东南多西北少的分布特征,但总涵养量呈现增长速率降低并趋近于平缓趋势,流失量也延续2000—2020年逐年增多的趋势。[结论]窟野河流域2000—2020年产水量与水源涵养量均逐年增长,林地、草地、耕地是核心贡献类型,且产水量与土地利用类型的交互作用对水源涵养影响最大。在自然演变情景下预测2020—2035年流域将延续“草地缩减、建设用地扩张”趋势,水源涵养总量增长趋于停滞,水源流失量持续上升。为保障北方缺水地区的生态安全与水资源的可持续利用,后续工作应着力于林地和草地的保护修复,以此优化土地利用结构。

    2026年02期 v.40;No.203 417-428页 [查看摘要][在线阅读][下载 2251K]
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