中国北方农牧交错带东段土地利用与土壤风水复合侵蚀研究

Agro-Pastoral Zone in Northern China is a typical wind-water composite soil erosion area. It is the most significant that east section of the Agro-Pastoral Zone in Northern China is the most representative because it has a variety of soil types. On the basis of establishing land use / cover changes of the study area in the spatial data of 2000, 2005, 2010. Through researching on more evenly laid 77 typical observation and investigation runoff plot; Doing simulation experiments of wind erosion, water erosion and staggered erosion by wind-water; Calculating soil wind and water erosion factor, erosion intensity; Revealing wind-water composite erosion mechanism; Discriminating wind erosion and water erosion as well as the total contribution rate of soil erosion; Establishing the relationship between wind erosion and water erosion modulus and land use change; Clarifying the temporal and spatial variation of soil erosion intensity under land use change context; Ultimately providing a scientific basis for the Agro-Pastoral Zone in Northern China with the integrated disaster risk assessment and reasonable use of land planning resources.

中国北方农牧交错带是典型的土壤风水复合侵蚀区，尤以其东段因土壤类型多样而最具代表性。在建立研究区2000、2005、2010年三期土地利用/覆盖变化空间数据的基础上，通过对较均匀布设的77个典型观测和调查小区研究，风蚀、水蚀和风水交错侵蚀模拟实验，土壤风力和水力侵蚀因子、侵蚀强度计算，揭示风水复合侵蚀机理，辨析风力与水力侵蚀及其对土壤侵蚀总量贡献率，建立风力和水力侵蚀模数与土地利用变化关系，阐明土地利用变化情形下土壤侵蚀强度的时空变化规律，为农牧交错带综合生态风险评价和土地资源合理利用规划提供科学依据。

项目背景、重要结果如下.研究中国北方农牧交错带风水复合侵蚀机理和过程，客观估算其土壤侵蚀量，阐明土地利用变化情形下土壤侵蚀强度的时空变化规律，为防范这一地区的生态环境风险提供科学依据。本项研究取得了如下重要进展。.风蚀与水蚀的交互作用通过改变表土结构、机械组成与粗糙度来实现。实验表明：在30-75mm/h雨强范围内，半固定风沙土风蚀床面上能形成结皮，或出现浅沟，提高了风蚀床面的抗风蚀能力，从而抑制了9-20 m·s-1风速下的土壤风蚀量。与未受降雨影响的床面相比，土壤风蚀量相对减少了57%-100%（显著性水平为P<0.01）。.风蚀对原始土壤床面的水蚀速率有一定影响。在实验风速介于9-20 m·s-1区间内，经风蚀的水蚀床面，在30-75mm/h雨强下，随着风速的提高，风蚀床面对水蚀速率的抑制作用表现为：与未受风蚀影响的床面相比，先期抑制减少比例更高，随后抑制比例相继下降。经过水蚀的床面，风蚀对水蚀速率的抑制表现为：随着风速的增加，前期仍对水蚀量有抑制的影响，后期在较高风速条件下侵蚀的水蚀床面，相对增加了床面的水蚀量。.仅考虑风力侵蚀或者水力侵蚀明显低估了研究区的土壤侵蚀强度，尤其低估了强烈和极强烈土壤侵蚀类型的面积比例。北部和南部县市水蚀占主导，水蚀贡献率可达95%，中部风蚀贡献率较高，可达60%。.定量了绘制研究区风水复合侵蚀类型图，据此计算了三种类型的面积，即：风蚀面积5.7万平方公里、水蚀面积17.5万平方公里、风水复合侵蚀8.7万平方公里，侵蚀模数分别为：1756t/(km2.a)、7130t/(km2.a)、7827 t (km2.a)。 .从1975年到2015年，研究区平均水力侵蚀模数呈现先增大后减少的趋势，即：40年平均值为4324 t/(km2.a)，1975-1985年为4069 t/(km2.a)，1986-1995年为5094 t/(km2.a)，1996-2005为4139 t/(km2.a)，2006-2015年为3848 t/(km2.a)。风力侵蚀模数呈现出大幅度减少的趋势，即：40年平均为536 t/(km2.a), 1975-1985年为940 t/(km2.a)，1986-1995年为560 t/(km2.a)，1996-2005年为279 t/(km2.a)，2006-2015 年为137 t/(km2.a)。水力侵蚀明显