区域土壤侵蚀调查与制图中的有关技术问题(之五)V2.0

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如何利用测绘技术进行土壤侵蚀评估与防治

如何利用测绘技术进行土壤侵蚀评估与防治

如何利用测绘技术进行土壤侵蚀评估与防治土壤侵蚀是一种普遍存在并对农业生产和生态环境造成巨大影响的问题。

为了科学、高效地评估和防治土壤侵蚀,测绘技术成为不可或缺的方法之一。

本文将探讨如何利用测绘技术进行土壤侵蚀评估与防治。

一、土壤侵蚀评估方法为了准确评估土壤侵蚀的程度和方式,测绘技术可以提供多种方法。

首先是地形和地貌特征的测量与分析。

通过测量地表的高程和地形变化,可以建立数字高程模型(DEM)和数字地形模型(DTM),从而分析不同地形对土壤侵蚀的敏感程度。

利用测绘技术所获得的地貌特征信息,可以帮助我们了解土壤流失的原因和模式。

其次是土壤侵蚀产沙量的测算。

测绘技术可以通过采集土壤剖面的样本,并利用地球物理方法,例如核磁共振和电子探针分析,确定土壤中的粒径和组分分布。

这些数据能够揭示土壤侵蚀的剥蚀程度和土壤流失的种类。

另外,测绘技术还可以通过遥感和图像处理方法获取土地利用和植被覆盖的信息。

这些数据可以用于评估土地利用方式对水土流失的影响,并制定合理的土地利用和植被保护计划。

二、测绘技术在土壤侵蚀防治中的应用测绘技术在土壤侵蚀防治中起到重要的辅助作用,可以用于制定和评估有效的防治措施。

首先,测绘技术可以帮助确定适宜的植被补植范围和方式。

根据地形和土地利用的特点,可以利用测绘技术绘制适宜植被补植的位置。

同时,测绘技术可以提供精确的植被指数和覆盖度信息,以评估植被对土壤侵蚀的控制效果。

其次,测绘技术可以用于设计和评估防风林带的布置。

根据地表风速和风流场的测量和分析,可以确定适宜修建防风林带的位置和规模。

利用测绘技术所获得的风沙侵蚀数据,可以评估防风林带的控沙效果,并进行调整和改进。

另外,测绘技术还可以提供农田水利设施建设和管理所需的数据支持。

通过测绘技术测量水路和排水系统的流速和流量,可以评估土壤侵蚀对水资源的浪费情况,并优化农田水利设施的布局。

三、测绘技术在土壤侵蚀评估与防治中的挑战与展望尽管测绘技术在土壤侵蚀评估与防治中具有许多优势和应用前景,但也面临一些挑战。

第二章土壤侵蚀的基本特征精品PPT课件

第二章土壤侵蚀的基本特征精品PPT课件
(一)气候因素
1、降雨量
降雨量是影响侵蚀的因子之一。一般来说,年降雨量大, 可能侵蚀总量也大,但是,年降雨量大的地区,自然 植被常常生长较好,自然侵蚀反而并不严重;降雨稀 少地区的植被较差,5、径前流期量降也雨少,水力侵蚀相对减弱。 因此,在半湿润与半干旱地区水力侵蚀强烈。
2、降雨强度
降雨强度是影响土壤侵蚀的最重要因子。
四)水流搬运作用 水流挟带泥沙及溶解质,并推动坡面物质移动的作用,
为水流搬运作用。 1、搬运方式 在上举力作用下起动的较细小泥沙,进入水流以与水流
相同的速度呈悬浮状态搬动,称为悬移,被搬运的物 质称悬移质。它的悬浮主要受紊流的旋涡流影响,悬 移质的数量与水流流速、流量及流域的组成物质有关。 起动泥沙颗粒较大,可在水流中回落到床面上,对床面 泥沙有一定冲击作用,使另一部分泥沙跃起进入水流, 或起动泥沙沿床面滚动、滑动,称为推移,其搬运物 质称推移质。 推移质与悬移质之间,以及与河床上泥沙(称床沙质) 之间存在着不断的交换现象,这一交换,使水流含水 量分布连续,泥沙颗粒较均一。
(3)冲沟侵蚀
切沟进一步发展,水流更加集中,下切深度越来越大, 沟壁向两侧扩展,横断面呈“U”形;沟底纵断面与原 坡面有明显差异,上部较陡,下部已日渐接近平衡剖 面,这种侵蚀称为冲沟侵蚀。冲沟是侵蚀沟发育的末 期,这时沟底下切虽已缓和,但沟头的溯源侵蚀和沟 坡沟岸的崩塌还在发生,没有达到相对稳定的程度。
第二章 土壤侵蚀的基本特征
土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融、 重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀搬运和沉积 的过程
现在人们研究的土壤侵蚀(或水土流失),均是指 加速侵蚀(或现代侵蚀)而言的。按侵蚀营力土 壤侵蚀可分为:水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀、 冰川侵蚀、混合侵蚀、风力侵蚀、生物侵蚀等。 据其危害程度的大小,本章主要讨论水力侵蚀、 风力侵蚀、重力侵蚀和混合侵蚀的一些主要问题。

土壤侵蚀ppt

土壤侵蚀ppt

6.3生物工程措施
生物工程措施是指为了防治土壤侵蚀、保 持和合理利用水土资源而采取的造林种草, 绿化荒山,农林牧综合经营,以增加地面 覆被率,改良土壤,提高土地生产力,发 展生产,繁荣经济的水土保持措施,也称 水土保持林草措施。
6.4小型水利工程
主要为了拦蓄暴雨时的地表径流和泥沙, 可修建与水土保持紧密结合的小型水利工 程,如蓄水池、转山渠、引洪漫地等。
3.土壤侵蚀的影响因素
影响土壤侵蚀的因素分为自然因素和 人为因素。 土壤侵蚀自然因素是水土流失发生、 发展的先决条件,或者叫潜在因素, 人为因素则是加剧水土流失的主要原 因。
3.1自然因素
3.1.1气候:气候因素特别是季风气候
与土壤侵蚀密切相关。季风气候的特点是 降雨量大而集中,多暴雨,因此加剧了土 壤侵蚀。最主要而又直接的是降水,尤其 是暴雨的引起水土流失最突出的气候因素。 所谓暴雨是指短时间内强大的降水,一日 降水量可超过50mm或1小时降水超过 16mm的都叫做暴雨。一般说来,暴雨 强度愈大,水土流失量愈多。
5.1破坏土壤资源
由于土壤侵蚀,大量土壤资源被蚕食 和破坏,沟壑日益加剧,土层变薄土 壤侵蚀,大面积土地被切割得支离破 碎,耕地面积不断缩小。
5.2土壤肥力和质量下降
土壤侵蚀使大量肥沃表土流失,土壤 肥力和植物产量迅速降低。
5.3生态环境恶化
由于严重的水土流失,导致地表植被 的严重破坏,自然生态环境失调恶化, 洪、涝、旱、冰雹等自然灾害接踵而来, 特别是干旱的威胁日趋严重。
7.土壤侵蚀原理研究历史与现状
7.1国际上研究历史与现状
7.1.1前苏联
前苏联土壤侵蚀学科始于18世纪中叶,进入19世纪,开 展了土壤侵蚀调查,编绘了部分区域面蚀和沟蚀分布图。

科教版小学科学五上《探索土地被侵蚀的因素》

科教版小学科学五上《探索土地被侵蚀的因素》
用喷水壶在实验组和对照组 上方,同样高度“降雨”, 观察泥土被侵蚀的程度等。
方案3:降雨量大小对侵蚀的影响
雨量大
PPT模板:素材: PPT背景:图表: PPT下载:教程: 资料下载:范文下载: 试卷下载:教案下载: PPT论坛:.1ppt 语文课件:数学课件: 英语课件:美术课件: 科学课件:物理课件: 化学课件:生物课件: 地理课件:历史课件:
水土流失1
雨水冲来泥土
水土流失2
泥土冲入公路
水土流失3
山体滑坡
水土流失4
山体滑坡
水土流失5
侵蚀带来什么灾害?
▪ 山洪暴发时,水流的力量带走了许许多多的石头,
冲走了许多植物。这样的山洪冲下来,冲毁 农田,冲毁房屋,冲毁道路引发 泥石流和山体滑坡,给人们的生 命财产造成损失。
▪ 当然侵蚀也不完全只有危害,比如在河流的下游, 河水带来的肥沃土壤会逐渐堆积成冲积平原,为 人们增加新的土地。这个问题将在下一课河流的作用中去探讨。
通过本课的学习,你感悟到了什么?
▪ 通过学习知道,人类的活动会加 剧或减少土地被侵蚀的程度。如 果植树造林、科学合理使用土地 等,就会减少土地被侵蚀的程度, 如果滥砍滥伐、过度放牧等就会 加剧土地被侵蚀的程度。
拓展
黄土高原
的治理
在缓坡地
段修建 梯田蓄水
保土,是 黄土高原 治理的根 本措施。
这样的生态环境土地会侵蚀吗?为什么?
象说明了什么? ▪ 4、小结:土地被侵蚀的程度和哪些因素有关呢?
(填P59空框)
坡度的大小
有无植物覆盖
降雨量的大小
▪ 通过实验,我们的发现: ▪ 降雨量大比降雨量小对土地的侵
蚀严重;
▪ 无植物覆盖比有植物覆盖侵蚀严 重;

地貌和土壤侵蚀状况调查的测绘技术和风筏悬浮颗粒分布的方法与要点

地貌和土壤侵蚀状况调查的测绘技术和风筏悬浮颗粒分布的方法与要点

地貌和土壤侵蚀状况调查的测绘技术和风筏悬浮颗粒分布的方法与要点地貌和土壤侵蚀状况是自然环境中的重要问题之一。

通过测绘技术和风筏悬浮颗粒分布的分析,可以有效地了解和预测土壤侵蚀的情况,为环境保护和土地利用提供科学依据。

一、测绘技术在地貌和土壤侵蚀状况调查中的应用测绘技术在地貌和土壤侵蚀状况调查中具有决定性的作用。

利用遥感技术可以获取大范围的地貌和土壤侵蚀信息,先距离计、自动水准仪等工具可以进行具体地貌的测量,而全球定位系统(GPS)则可以提供实时的定位信息。

结合遥感技术和距离计、自动水准仪等工具,可以建立数字地形模型(DTM),准确地描述地表的高低起伏情况。

其中,高程数据和坡度信息对土壤侵蚀的研究至关重要。

通过分析山地坡度与土壤侵蚀的关系,可以预测潜在的侵蚀风险区域,并制定相应的保护措施。

二、风筏悬浮颗粒分布的方法和要点风筏悬浮颗粒分布是调查土壤侵蚀状况的一种常用方法。

通过分析土壤中的颗粒分布情况,可以了解颗粒的大小、形状和密度等参数,从而推断土壤的质地和侵蚀程度。

风筏悬浮颗粒分布的方法主要包括野外采样和实验室分析两个步骤。

在野外采样时,需要选择具有代表性的样本点,并采集土壤和沉积物样品。

采样时应注意避免污染和样品混合,并记录采样点的位置、海拔高度等信息。

实验室分析是确定风筏悬浮颗粒分布的关键步骤。

首先,需要利用穿透式电子显微镜等设备观察土壤颗粒的形状和结构。

然后,通过颗粒分析仪测定土壤中的颗粒大小和密度。

最后,结合土壤质地分类系统,可以判断土壤的类型和易侵蚀程度。

在进行风筏悬浮颗粒分布分析时,还需要注意以下几个要点。

首先,采样时要选取不同侵蚀程度的样本,以得到全面的数据。

其次,实验室分析时要严格遵守操作规程,确保数据的准确性和可靠性。

最后,通过统计学方法对数据进行分析,得出可靠的结论,并与实际情况相结合。

总结地貌和土壤侵蚀状况的调查对于环境保护和土地利用具有重要意义。

测绘技术和风筏悬浮颗粒分布的分析是了解和预测土壤侵蚀的重要手段。

使用测绘技术进行土壤侵蚀监测的方法与技巧

使用测绘技术进行土壤侵蚀监测的方法与技巧

使用测绘技术进行土壤侵蚀监测的方法与技巧随着城市化进程的加快和人类活动的不断增加,土壤侵蚀已成为世界各地面临的一个严重问题。

土壤侵蚀不仅对农业生产和水资源造成威胁,还会引发生态系统的破坏。

为了有效监测土壤侵蚀的情况,测绘技术在此起到了重要作用。

本文将探讨使用测绘技术进行土壤侵蚀监测的方法与技巧。

首先,了解不同的测绘技术对土壤侵蚀监测的适用性是至关重要的。

传统的实地测量方式需要耗费大量人力物力,效率低下。

而现代测绘技术如激光雷达和卫星遥感技术等则能够提供更准确、更实时的数据。

其中,激光雷达技术可以通过采集地表高程等数据来分析土壤侵蚀程度,而卫星遥感技术则能够通过获取卫星影像,反映土壤物理和化学特征的变化,从而判断土壤侵蚀的程度。

因此,在进行土壤侵蚀监测时,可以采用多种测绘技术相互配合,提高监测效果。

其次,选择合适的监测区域和时间也是进行土壤侵蚀监测的关键。

选择具有代表性的监测区域能够准确反映该地区的土壤侵蚀状况。

一般而言,山地、丘陵地带或农业活动频繁的地区更容易发生土壤侵蚀,因此优先选择这些地区进行监测。

此外,选择合适的监测时间也能够提高监测效果。

土壤侵蚀一般发生在降雨较多的季节或特定的月份,因此在这些时段进行监测会更有效。

进一步,数据处理和分析是土壤侵蚀监测的重要环节。

在获取了测绘数据后,需要借助GIS(地理信息系统)等工具对数据进行处理和分析。

通过建立土壤侵蚀模型,可以对不同地区、不同时间段的土壤侵蚀进行量化评估,并预测未来的发展趋势。

此外,还可以结合地形、土地利用等因素,进一步分析土壤侵蚀的原因和影响因素,为土壤侵蚀的治理提供科学依据。

最后,土壤侵蚀监测的目的是为了有效预防和治理土壤侵蚀。

因此,在进行土壤侵蚀监测时,要结合实际情况,采用多种手段进行治理。

例如,可以针对具体的土壤侵蚀区域进行人工植被恢复,采用梯田等防止水土流失的措施,以及合理规划土地利用,减少农业活动对土壤的破坏等。

这些措施的有效性可以通过监测数据的反馈来不断调整和改进,从而实现土壤侵蚀的有效治理。

山坡地土壤侵蚀测绘技术的实践与挑战

山坡地土壤侵蚀测绘技术的实践与挑战

山坡地土壤侵蚀测绘技术的实践与挑战山坡地土壤侵蚀是当前环境保护和土地管理中一个重要的课题。

如何准确测绘土壤侵蚀情况,以指导科学的土地利用和保护措施,一直是土地科学家们的挑战。

本文将介绍山坡地土壤侵蚀测绘技术的实践与挑战。

一、引言山坡地土壤侵蚀是指陡坡地区土壤被水流或风力冲刷的现象。

这种现象极大地削弱了土地的肥力和农业生产能力,对水体造成了严重污染。

因此,准确测绘山坡地土壤侵蚀情况对于土地管理和环境保护至关重要。

二、实践山坡地土壤侵蚀测绘技术的实践主要包括两个方面:数据采集和分析。

1. 数据采集数据采集是山坡地土壤侵蚀测绘的第一步。

在过去,人们主要依靠人工观察和收集数据。

然而,这种方法往往耗时费力且不准确。

随着科技的发展,遥感技术成为了数据采集的重要工具。

遥感技术能够获取快速、准确的数据,并帮助科学家们了解土地表面的变化。

通过利用遥感卫星图像,科学家们可以分析土地的覆盖情况和变化,并通过不同参数对土壤侵蚀进行测量。

2. 数据分析数据分析是对采集到的数据进行处理和解读的过程。

这一步骤至关重要,它帮助科学家们了解土壤侵蚀的程度和影响,以制定相应的土地保护措施。

在数据分析过程中,科学家们使用GIS(地理信息系统)等工具,将多个数据进行整合和分析,以得出准确的土壤侵蚀情况。

通过这些数据分析工具,科学家们能够预测未来的土壤侵蚀趋势,并提出相应的管理建议。

三、挑战山坡地土壤侵蚀测绘技术虽然取得了一定的进展,但仍然面临着一些挑战。

1. 数据获取的困难尽管遥感技术在数据采集中的应用显著提高了效率,但获取高质量的遥感图像仍然是一个挑战。

遥感数据受到云层、气候和传感器分辨率等因素的干扰,影响数据的质量和准确性。

科学家们需要面对这些挑战,寻找新的数据获取方法,以提高数据质量。

2. 数据处理和分析的复杂性尽管有GIS等工具的帮助,数据处理和分析仍然是一项复杂的工作。

科学家们需要处理大量的数据,并进行复杂的统计分析,以获得准确的结果。

五年级上册科学课件-3.6探索土地被侵蚀的因素 教科版(共23张PPT)

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山体滑坡
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土地被侵蚀程度与( 坡度大)小因素有关的实验
记录
实验组
对照组
我 大量泥沙被流水 们 冲走,有些较大 有部分泥沙被 的 的小石子也被冲 流水带走。
发 走了。

我们的 结论
坡度越大,土地被侵蚀程度越厉害
研究项目: 雨量大小对土地侵蚀的影响
我们的推测:降雨量大侵蚀大, 降雨量小侵蚀小。
底部一角有孔的塑料盒1只、一 实验器材: 次性杯1只、降雨器一个、小铲
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泥石流
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泥土冲入公路
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GIS在土壤侵蚀分析中的应用

GIS在土壤侵蚀分析中的应用

GIS在土壤侵蚀分析中的应用摘要:土壤侵蚀是最活跃、最敏感的生态致灾因子之一,在特定的地质条件下会诱发滑坡、崩塌和泥石流等山地灾害。

土壤侵蚀导致的水土流失会造成河道淤积,加剧洪涝灾害等,所以土壤侵蚀研究一直是水土保持的研究重点之一。

了解该区域土壤侵蚀动态与空间格局、分析其影响因子以及其演化规律,对于土壤侵蚀的预测预报和防治有重要意义,也将为生态退耕、区域可持续发展决策提供重要依据。

关键词:GIS侵蚀土壤侵蚀不仅会因为固体颗粒物及有机质的直接流失而引起土地退化、土壤肥力下降,而且作为一种非点源污染,会导致河流淤积和水质污染,影响河流的正常泄洪和水电工程的使用寿命及使用效率。

影响土壤侵蚀的因素很多,既有自然因素又有人类活动因素。

自然因素包括地质、地貌、土壤、气候、植被等,人类活动因素包括工程建设活动和土地的开发利用活动。

人类活动可以较大范围、较大幅度改变原来的自然环境背景,引起土壤侵蚀的加剧;而自然因素相对来说较为稳定,但也会因为突发的自然灾害或受到人类活动的作用发生改变,进而影响土壤侵蚀的进程和强度。

土壤侵蚀的严重危害性使其一直受到世界各国政府及学术界的关注,因而在土壤侵蚀评估、土壤侵蚀影响因素、土壤侵蚀的发生机制与演变动态、土壤侵蚀的时空分布规律及土壤侵蚀的预报与控制等方面开展了大量的研究工作。

一、地理信息系统(GIS)地理信息系统(GIS)是以采集、存储、管理、分析、显示和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统,是分析和处理海量地理数据的通用技术。

地理信息系统是一种特定而又十分重要的空间信息系统,是由计算机软硬件、地理数据和用户组成的。

地理信息系统是集地球科学、信息科学、计算机科学、环境科学、管理科学于一体的边缘科学。

其最大特点在于可以把社会生活中的各种信息与反映地理位置的图形信息有机地结合起来,从而使复杂空间问题的科学求解成为可能。

它具有空间数据处理能力和空间信息分析能力,属性数据和图形数据并存的特点,可根据用户的要求迅速地获取满足需要的各种信息,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

全国土壤普查常见技术问题官方解答(139个问题的答案)

全国土壤普查常见技术问题官方解答(139个问题的答案)

全国土壤普查常见技术问题官方解答(139个问题的答案)第一部分工作平台应用( 一 ) 外业调查采样环节1.如何注册使用调查 APP?答: ( 1 ) 县级管理员在平台系统管理中创建采样队组织和采样队用户账号。

( 2 ) 采样队登录工作平台,扫描二维码下载客户端到移动设备。

(3)采样队登录调查采样 APP,获取移动端设备码,并在平台上录入设备码。

( 4 ) 县级管理员对采样队用户账号和设备进行审核,审核通过后即可使用账号。

2.现场如何调整点位?答:( 1 ) 如果在电子围栏内无代表性样点,可在距离中心点200 米范围内通过“ 样点调整”进行就近采样,同时拍照、注明原因,上传至系统。

( 2 ) 如果距离中心点 200 米范围内无代表性样点,可以发起“ 移动点位” 申请,通过拖动地图确认新的样点位置,经省级审核通过后,再进行调查采样。

3.现场无信号如何填报数据?答:可以使用离线模式进行作业。

缓存数据。

在有信号的地方,登录调查APP ,打开【我的】-【离线模式】界面,点击【下载数据】。

信息录入。

切换到调查 APP 登录界面,点击【离线模式】按钮,进入地图界面,选择需要调查的样点,进入电子围栏内可以填报信息。

注:样点定位需要设备开启定位服务,并具有定位信号。

4.提交数据时提示“无法连接服务器,请检查网络问题”怎么处理?答:调查APP提交样点数据时,如果提示“无法连接服务器,请检查网络问题” ,一般是图片丢失的原因,可以先查找日志文件,根据提示查看丢失的图片。

注意:在所有样点数据提交前,不得将调查采样设备中的照片进行删除,也不得进行清理缓存等操作。

5.提交数据时提示“样点状态不正确”如何处理?答:( 1 ) 联系县级管理员,核实是否已撤回该样点任务或者将该样点任务派发给其他采样组。

( 2 ) 联系县级管理员,核实该样点信息是否已提交。

6.提交数据时提示“认证失败,无法访问系统资源”如何解决?答:为了保障应用安全,当用户登录时间超过 6 小时后,向服务端请求数据会提示“认证失败,无法访问系统资源”,此时用户需要重新登录APP 获取访问授权。

地质勘察报告中的土壤侵蚀防治方案

地质勘察报告中的土壤侵蚀防治方案

地质勘察报告中的土壤侵蚀防治方案地质勘察报告是一份详细记录地质特征和环境条件的技术文档,它为土地利用规划和工程建设提供了重要参考。

在地质勘察报告中,土壤侵蚀是一个重要的问题,因为土壤侵蚀会对生态环境和农田产出造成不可逆的损害。

因此,制定土壤侵蚀防治方案至关重要。

本文将介绍地质勘察报告中的土壤侵蚀防治方案。

1. 土壤侵蚀类型分析在编制地质勘察报告时,首先需要进行土壤侵蚀类型的分析。

土壤侵蚀类型可分为水蚀、风蚀、物理侵蚀和化学侵蚀等。

通过调查研究,了解当地的气候条件、地形地貌、土壤类型和植被覆盖情况等因素,可以判断土壤侵蚀的主要类型,从而有针对性地制定侵蚀防治方案。

2. 植被恢复与生态修复植被是土壤侵蚀防治的关键因素之一。

植被的覆盖能够有效地保护土壤,降低雨滴冲击和风蚀的影响。

因此,在地质勘察报告中,应提出植被恢复和生态修复的方案。

例如,可以种植具有抗风蚀能力的植物,加强植被覆盖,减少裸露土地的面积,从而减少水蚀和风蚀的发生。

3. 水土保持工程建设除了植被恢复外,水土保持工程也是土壤侵蚀防治的重要手段。

在地质勘察报告中,应提出相应的水土保持工程方案。

例如,可以修建护坡、梯田、防护林带等,用石块、木材等材料加固土壤,防止土壤被水冲刷。

此外,还可以建设水槽、护岸等工程,引导和控制水的流向,减少水流对土壤的冲击。

4. 合理的农田管理和耕作措施农田是土壤侵蚀的高发区域,因此在地质勘察报告中,需要提出合理的农田管理和耕作措施。

例如,可以推广轮作耕作制度,增加农作物的多样性,提高土壤的稳定性;合理施用化肥和农药,减少对土壤的损害;控制过度耕地的开垦和破坏,保护耕地的生态环境。

5. 定期监测和评估土壤侵蚀防治是一个长期而复杂的过程,必须进行定期的监测和评估。

因此,在地质勘察报告中,应提出相应的监测和评估方案。

可以利用遥感技术、农田调查和实地观测等方法,定期对土壤侵蚀情况进行监测和评估,并及时调整相关的防治措施,确保其有效性。

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区域土壤侵蚀调查与制图中的有关技术问题(之五)
By侵蚀地貌过程与生态过程研究团队刘斌涛
冻融作用(或冰缘作用)是寒冷地区土壤侵蚀和地貌演化的主要动力。

然而在区域土壤侵蚀制图中如何评估冻融侵蚀,目前仍然是十分困难的,做出的解决更是“百家争鸣”。

以某些区域为例,目前的研究不是为当地的生态保护与建设工作提供决策依据,甚至成了扰乱是非。

那么,我们今天就聊聊区域冻融冻融侵蚀的影响因素及冻融侵蚀强度评估指标。

目前,一般认为冻融侵蚀是寒冷环境下由于温度的变化,导致岩土体中的组成物质频繁的热胀冷缩,造成了岩土体的机械破坏,被破坏的岩土体在水力、重力、风力等作用下被搬运、迁移和堆积的过程,以及冻土活动层融化后,表土层在降水和积雪融水作用下含水量趋于饱和并逐渐液化,在重力作用下沿冻结层面顺坡向下蠕动的过程。

由此可见冻融侵蚀不是单独存在的,它是在水力、重力、风力等多种因素影响下共同形成的。

根据第一次全国水利普查全国冻融侵蚀情况普查和中国科学院成都山地灾害与环境研究所侵蚀地貌过程与生态过程研究团队近年来对冻融侵蚀的研究,在区域尺度上冻融侵蚀监测的指标包括:年冻融日循环天数、日均冻融相变水量、年降水量、坡度、坡向、植被覆盖度等6个。

(1)年冻融日循环天数(Annual Average Freeze-Thaw Cycles Days,FTCD)冻融循环作用是导致冻融侵蚀的关键动力因素,一个地区其地表温度在0℃上下波动约频发,则冻融循环作用越强烈,因冻融循环作用导致的岩土体破坏程度越强。

定义一天内最高温度大于0℃而最低温度小于0℃为一个冻融日循环。

年冻融日循环天数是指一年中冻融日循环发生的天数。

年冻融日循环天数以地表温度为判定条件,可采用微波遥感、光学遥感等数据源反演地表温度,判定冻融循环状态,如AMSR-E被动微波遥感、风云3号卫星搭载的微波成像仪和MODIS等卫星传感器都可用于反演年冻融日循环天数指标。

如果该指标获取有难度时,可以使用气象站观测的日最低温度、日最高温度计算基于气温冻融日循环天数,也可以使用年冻融循环月数指标替代。

图1 中国年冻融日循环天数图
图2 东半球冻融循环强度图
图3 西半球冻融循环强度图
(2)日均冻融相变水量(Average Phase Transition Water Content in Daily Freeze-Thaw Process,PTWC)
由于水在从液态冻结成固态时体积约增加1.1倍,因此冻融循环过程中,水体的变化对岩土体的机械破坏作用影响最为明显。

相变水量(Phase Transition Water Content)是指土地冻融过程中发生相变的水量。

相变水量增加,冻结时由于水体结冰体积增大而对土地的破坏作用增加。

日均冻融相变水量反映了土壤含水量对冻融侵蚀强度的影响。

日均冻融相变水量指标宜使用微波遥感反演获得,如果AMSR-E、风云3号卫星搭载的微波成像仪等卫星传感器都可用于反演日均冻融相变水量指标。

如果该指标获取有难度时,可以使用年冻融期降水量或土壤含水量指标替代。

图4 中国日均冻融相变水量图
(3)年均降水量(Annual Average Precipitation,PR)
降水量作为土壤侵蚀的主要影响因素以成为土壤侵蚀学科的共识。

然而,在冻融侵蚀中,降水量不仅通过雨滴击溅和地表径流为土壤侵蚀提供直接动力因素,还从两个方面对冻融侵蚀产生影响,一方面随着降水量增长,土壤含水量上升,造成冻融相变水量增加,增强冻融侵蚀;另一方面,岩土体被寒冻风化和冻融循环作用破坏后往往不会直接发生位移,即没有产生侵蚀,造成位移中的过程,流水作用是及其重要的一个动力因素。

考虑到冻融侵蚀的真实意义上的土壤侵蚀量主要依靠水力、风力作用引起。

所以该指标可以使用水力侵蚀的年降雨侵蚀力和风力侵蚀的年风蚀气候侵蚀力替代,或使用年冻融期降雨侵蚀力和年冻融期风蚀气候侵蚀力替代。

在湿润、半湿润冻融侵蚀区建议使用年冻融期降雨侵蚀力,在半干旱、干旱冻融侵蚀区建议使用年冻融期风蚀气候侵蚀力。

(4)坡度(Slope,SP)
坡度是重要的土壤侵蚀影响因素已为我们所熟知,同样它也是冻融侵蚀的一
个重要影响因素。

同时,坡度越大,岩土体表面失稳的可能性越大,这样在寒冬风化和冻融作用下,被破坏的岩土体发生滑动、跌落、翻滚、跳跃等作用的可能性明显增加。

在冻融侵蚀区看到的大量的冻融滑塌、冻融泥流、石流坡等冻融侵蚀现象都于坡度有关。

(5)坡向(Aspect,AP)
坡向反映了不同地形条件下,坡面接收太阳辐射的能力。

冻融侵蚀区所处地理环境温度很低,多数时间地表温度低于0℃,而阳坡太阳光照时间长,地面接收太阳辐射能量强,白天地表剧烈升温而高于0℃,造成阳坡冻融循环作用明显强于阴坡。

另外,阳坡受太阳辐射影响,蒸发强烈,土壤湿度低,植被长势普遍较同地点阴坡差,因此阳坡植被对土壤保持功能较阴坡低,这也是造成阴、阳坡冻融侵蚀差异的一个因素。

(6)植被覆盖度(Vegetation Coverage,VC)
植被对冻融侵蚀的影响作用主要表现两方面。

一方面,植被通过截流降水、根系护土等作用直接保护地表,降低土壤侵蚀(冻融侵蚀区往往也有水力侵蚀存在);另一方面,植被的存在明显降低了地表温度的变化程度,从而减轻了冻融循环作用,从而降低了冻融侵蚀。

年冻融日循环天数和日均冻融相变水量是冻融侵蚀的主要动力因素,在冻融侵蚀发育过程中起着主导作用,在冻融侵蚀评价中也起着非常重要的作用。

年降水量、坡度、坡向和植被覆盖度分别从不同方面决定了冻融侵蚀的分布和强度,也是冻融侵蚀评价的主要因子。

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