土壤侵蝕研究方法

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 小區(qū)小流域定位監(jiān)測 1
1.2 核素示蹤方法在土壤侵蝕研究中的作用 2
1.3 模擬實驗的用途及其與野外監(jiān)測的關系 2
1.4 模型的構(gòu)建與應用 3
1.5 區(qū)域土壤侵蝕調(diào)查與制圖 3
1.6 新技術與數(shù)理統(tǒng)計 4
1.7 野外工作的重要性 4
參考文獻 4
第2章 徑流小區(qū)土壤侵蝕監(jiān)測 6
2.1 監(jiān)測內(nèi)容 6
2.2 監(jiān)測設施 6
2.2.1 徑流小區(qū) 6
2.2.2 降雨監(jiān)測設備 8
2.2.3 徑流泥沙人工監(jiān)測設備 10
2.2.4 徑流小區(qū)半自動監(jiān)測設備 11
2.2.5 徑流小區(qū)自動監(jiān)測設備 13
2.3 徑流小區(qū)田間操作與管護 15
2.3.1 基本要求 15
2.3.2 田間操作記錄 16
2.3.3 田間管護 16
2.4 降雨觀測 17
2.4.1 雨量器 17
2.4.2 虹吸式自記雨量計 18
2.4.3 翻斗式數(shù)字雨量計 20
2.4.4 降雨過程摘錄與計算 20
2.5 徑流和泥沙監(jiān)測 22
2.5.1 徑流取樣 22
2.5.2 樣品室內(nèi)處理 25
2.5.3 徑流量和土壤流失量計算 26
2.6 覆蓋度觀測 27
2.7 土壤水分觀測 28
2.8 作物測產(chǎn) 30
2.8.1 野外采樣 30
2.8.2 室內(nèi)樣品處理 31
2.8.3 產(chǎn)量計算 31
2.9 資料整理 32
2.9.1 資料說明 32
2.9.2 徑流小區(qū)監(jiān)測資料整編 34
2.10 徑流小區(qū)設備的選擇與監(jiān)測常見問題 38
2.10.1 徑流小區(qū)設備的選擇 38
2.10.2 徑流小區(qū)監(jiān)測常見問題 38
第3章 小流域徑流泥沙監(jiān)測 51
3.1 監(jiān)測內(nèi)容 51
3.2 監(jiān)測設施與設備 51
3.2.1 降雨觀測設備 51
3.2.2 水位與流量觀測設備 52
3.2.3 泥沙觀測設備 61
3.2.4 設施設備日常檢查與維護 63
3.3 監(jiān)測與計算 63
3.3.1 降雨觀測 63
3.3.2 徑流和泥沙監(jiān)測 63
3.3.3 徑流量與產(chǎn)沙量計算 65
3.3.4 徑流過程分割 73
3.3.5 土壤水分 75
3.3.6 水質(zhì)監(jiān)測 76
3.3.7 下墊面條件野外調(diào)查 76
3.4 資料整編 77
3.4.1 資料說明 77
3.4.2 整編表 78
參考文獻 82
第4章 區(qū)域水土流失調(diào)查 83
4.1 概述 83
4.1.1 區(qū)域水土流失調(diào)查目的與意義 83
4.1.2 數(shù)據(jù)獲取與分析方法 84
4.1.3 區(qū)域水土流失調(diào)查分類 85
4.2 國內(nèi)外區(qū)域水土流失調(diào)查方法簡介 86
4.2.1 美國土壤侵蝕抽樣調(diào)查 86
4.2.2 中國土壤侵蝕遙感調(diào)查 97
4.2.3 網(wǎng)格計算方法 98
4.3 中國土壤侵蝕抽樣調(diào)查 100
4.3.1 技術路線與方法 100
4.3.2 抽樣設計 102
4.3.3 資料準備 104
4.3.4 野外調(diào)查 107
4.3.5 數(shù)據(jù)處理 112
4.3.6 土壤侵蝕因子計算 115
4.3.7 全國土壤侵蝕強度評價 128
參考文獻 132
第5章 人工模擬降雨試驗方法 134
5.1 人工模擬降雨的作用 134
5.2 天然降雨特性 134
5.2.1 次降雨量 134
5.2.2 降雨強度 135
5.2.3 雨滴大小分布 135
5.2.4 雨滴終點速度 136
5.2.5 降雨動能 138
5.3 人工模擬降雨特性 138
5.3.1 人工模擬降雨的設計要求 138
5.3.2 人工模擬降雨與天然降雨的差異 140
5.3.3 人工模擬降雨試驗結(jié)果的校正與應用 140
5.4 人工模擬降雨設備發(fā)展歷程 141
5.5 常見人工模擬降雨設備類型 142
5.6 室內(nèi)人工降雨 143
5.6.1 實驗設計 143
5.6.2 設備組成及運行方法 143
5.7 野外人工模擬降雨 145
5.7.1 試驗設計 145
5.7.2 設備組成及運行方法 145
參考文獻 151
第6章 人工模擬徑流試驗 153
6.1 人工模擬徑流系統(tǒng)的組成與用途 153
6.1.1 人工模擬徑流系統(tǒng)組成 153
6.1.2 變坡試驗水槽的類型與規(guī)格 155
6.1.3 流量與坡度設置 157
6.2 流速測量 158
6.2.1 流量法 158
6.2.2 染色法 158
6.2.3 鹽溶液電導法 160
6.2.4 水深測量 161
6.3 下墊面糙率 163
6.3.1 測針法 163
6.3.2 激光掃描法 164
6.3.3 攝像測量法 165
6.4 人工加沙方法 166
6.4.1 泥漿泵法 166
6.4.2 雙水槽法 167
6.4.3 加沙漏斗法 168
6.4.4 圓筒式輸沙器 168
6.4.5 帶式供沙機 169
6.5 土壤分離能力 169
6.5.1 土壤分離能力測定過程 169
6.5.2 影響土壤分離能力測定的因素 170
6.5.3 輸沙對土壤分離過程的影響及動力機制 171
6.6 坡面徑流挾沙力 172
6.6.1 影響徑流挾沙力的主要因素 172
6.6.2 研究徑流挾沙力的主要方法 173
6.6.3 測定徑流挾沙力時需要注意的關鍵問題 174
參考文獻 174
第7章 中國土壤侵蝕模型——CSLE 176
7.1 降雨侵蝕力因子 176
7.2 土壤可蝕性因子 177
7.3 坡長因子和坡度因子 179
7.4 植被覆蓋與生物措施因子 179
7.4.1 植被覆蓋隨季節(jié)變化情況下的觀測與計算 180
7.4.2 控制植被覆蓋不隨季節(jié)變化情況下的觀測與計算 181
7.5 工程措施因子 181
7.6 耕作措施因子 182
7.7 CSLE 應用問與答 184
參考文獻 184
第8章 土壤侵蝕示蹤技術 185
8.1 能譜分析方法 185
8.1.1 放射性衰變 185
8.1.2 γ 射線探測方法 187
8.1.3 能譜分析方法精度比較 192
8.2 137Cs示蹤技術 196
8.2.1 原理 196
8.2.2 采樣方法 199
8.2.3 測試方法 201
8.2.4 樣品活度計算方法 208
8.2.5 土壤侵蝕/沉積量計算方法 210
8.3 210Pb在土壤侵蝕中的應用 217
8.3.1 210Pb的時空分布 217
8.3.2 采樣方法 218
8.3.3 210Pb的樣品處理與測量 218
8.3.4 應用210Pb測定泥沙沉積率 218
8.3.5 應用210Pb測定土壤侵蝕速率 220
8.3.6 210Pb方法的優(yōu)缺點及存在問題 221
8.4 7Be在土壤侵蝕中的應用 221
8.4.1 7Be示蹤土壤侵蝕的原理 221
8.4.2 7Be樣品采集與處理 222
8.4.3 土壤樣品中7Be的測定 223
8.4.4 土壤中7Be活度的計算 224
8.4.5 7Be示蹤估算土壤侵蝕速率模型 224
8.4.6 7Be示蹤技術在研究土壤侵蝕中的應用 230
8.5 稀土元素（REE）示蹤技術 231
8.5.1 REE示蹤土壤侵蝕的優(yōu)點 231
8.5.2 REE施放量的計算方法 231
土壤侵蝕研究方法
8.5.3 REE的施放方法 233
8.5.4 樣品采集 235
8.5.5 分析方法及分析質(zhì)量控制、分析精度計算 235
8.5.6 各個類型區(qū)土壤侵蝕量計算 235
8.6 復合指紋 236
8.6.1 復合指紋識別沉積物來源的原理與技術框架 236
8.6.2 樣品采集方法 239
8.6.3 樣品測試 240
8.6.4 應用案例 241
8.7 土壤磁化率示蹤技術 245
8.7.1 土壤磁性特征及影響因素 245
8.7.2 土壤磁化率技術應用原理 249
8.7.3 野外采樣及注意事項 252
8.7.4 室內(nèi)測定及計算 253
8.7.5 磁化率技術在東北黑土區(qū)應用實踐 258
8.7.6 磁化率技術應用展望 265
8.8 物質(zhì)光譜分析 266
8.8.1 原理 267
8.8.2 采樣方法 268
8.8.3 測試方法及模型 268
8.8.4 應用案例及注意事項 269
參考文獻 271
第9章 地面覆蓋度監(jiān)測 284
9.1 目估法 284
9.2 穿刺法 284
9.3 地面照相測量法 285
9.3.1 垂直照相設備 285
9.3.2 地面照相測量法的實施步驟 287
9.3.3 照片預處理及植被覆蓋度計算 288
9.4 無人機照相測量法 291
9.4.1 HAGFVC算法原理與流程 292
9.4.2 CMA算法原理與流程 294
9.4.3 3S-CNN算法原理 295
9.5 遙感影像估算法 297
9.5.1 應用歸一化植被指數(shù)計算植被覆蓋度 297
9.5.2 多源數(shù)據(jù)融合計算植被覆蓋度 297
9.5.3 用光合植被和非光合植被計算地面蓋度 299
參考文獻 301
第10章 土壤侵蝕影響生產(chǎn)力試驗與調(diào)查 304
10.1 移去表土法 304
10.1.1 原理 304
10.1.2 應用案例 305
10.2 配土法 306
10.2.1 原理 306
10.2.2 應用案例 307
10.3 剖面線調(diào)查法 307
10.3.1 原理 307
10.3.2 應用案例 308
10.4 對比小區(qū)法 309
10.4.1 原理 309
10.4.2 應用案例 309
參考文獻 311
第11章 暴雨土壤侵蝕調(diào)查 313
11.1 目的與意義 313
11.2 調(diào)查范圍與調(diào)查內(nèi)容. 313
11.2.1 調(diào)查范圍 313
11.2.2 調(diào)查內(nèi)容 313
11.3 資料收集 313
11.3.1 基礎資料 314
11.3.2 降雨水文資料 314
11.3.3 徑流小區(qū)和小流域次暴雨實測資料 314
11.3.4 其他 316
11.4 外業(yè)調(diào)查 316
11.4.1 前期準備 316
11.4.2 小流域無人機航攝與解譯 317
11.4.3 小流域洪峰流量調(diào)查 319
11.4.4 坡耕地細溝侵蝕調(diào)查 321
11.4.5 淺溝和切溝調(diào)查 323
11.4.6 道路損毀調(diào)查 326
11.4.7 重力侵蝕調(diào)查 329
11.4.8 梯田損毀調(diào)查 330
11.4.9 生物措施損毀調(diào)查 332