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第1章 绪论1

1.1 非点源污染现状2

1.2 土壤养分流失的影响因素5

1.2.1 地形5

1.2.2 降雨6

1.2.3 土壤7

1.2.4 植被8

1.2.5 土地利用类型8

1.2.6 耕作管理9

1.3 土壤养分流失的研究方法10

1.3.1 野外实地监测10

1.3.2 模拟降雨试验12

1.3.3 模型模拟12

1.4 土壤养分流失的控制13

1.4.1 最佳管理措施14

1.4.2 耕作方式15

1.4.3 生态工程15

参考文献19

第一篇 土壤养分空间变异性及其影响因素29

第2章 坡耕地土壤养分剖面分布29

2.1 土壤样品采集与测定29

2.2 不同深度下土壤属性的统计特征30

2.3 不同深度下土壤属性的空间结构32

2.4 空间插值34

2.5 空间自相关分析36

参考文献37

第3章 水土保持措施下的土壤养分空间分布特征39

3.1 样品采集与数据分析39

3.1.1 研究区概况39

3.1.2 样品采集与分析40

3.1.3 统计分析与空间插值41

3.2 土壤有机碳空间分布特征41

3.2.1 土壤有机碳的统计特征41

3.2.2 土壤有机碳的空间结构42

3.2.3 土壤有机碳的空间分布43

3.2.4 不同土地利用类型下土壤有机碳含量及容重分析44

3.2.5 土壤有机碳密度估算44

3.3 土壤全氮空间分布特征46

3.3.1 土壤全氮的统计特征46

3.3.2 土壤全氮的空间结构47

3.3.3 土壤全氮的空间分布48

3.3.4 不同土地利用类型下土壤全氮含量及容重分析48

3.3.5 土壤全氮密度估算49

3.4 土壤磷素空间分布特征49

3.4.1 土壤磷素的统计特征49

3.4.2 土壤磷素的空间结构50

3.4.3 土壤磷素的空间分布51

3.4.4 不同土地利用类型下土壤磷素的有效性分析52

参考文献53

第4章 流域土壤氮、磷的空间分布特征54

4.1 样品采集与数据分析54

4.1.1 土壤样品采集和测定54

4.1.2 数据分析与处理方法55

4.2 流域土壤氮素空间分布特征56

4.2.1 土壤氮素的统计特征56

4.2.2 土壤氮素的空间结构58

4.2.3 土壤氮素的空间分布59

4.2.4 土壤氮素的密度60

4.2.5 土壤氮素的储量61

4.3 流域土壤磷素空间分布特征61

4.3.1 土壤磷素的统计特征61

4.3.2 土壤磷素的空间结构62

4.3.3 土壤磷素的空间分布64

4.3.4 土壤磷素的密度65

4.3.5 土壤磷素的储量65

4.4 土壤氮、磷空间分布及其影响因素65

4.5 流域氮、磷分布与土壤侵蚀强度的关系66

参考文献68

第5章 土壤养分分布的粒度效应69

5.1 数据分析方法70

5.1.1 土壤样品测定70

5.1.2 数据分析与处理方法70

5.2 土壤颗粒与分形特征71

5.2.1 分形维数与土壤粒径分布的关系71

5.2.2 不同土地利用类型下土壤粒径的分形特征分析74

5.3 土壤粉黏粒特征分析75

5.3.1 土壤粉黏粒的统计特征分析75

5.3.2 土壤粉黏粒的空间结构分析76

5.3.3 土壤粉黏粒的空间插值分析77

5.3.4 不同土地利用类型下土壤粉黏粒含量及容重分析77

5.3.5 土壤粉黏粒密度估算78

5.4 土壤颗粒分形特征与地形因子的关系79

5.4.1 土壤颗粒分形与地形因子的相关关系79

5.4.2 玉米地在不同坡度下的土壤颗粒分形维数80

5.5 土壤全氮与土壤颗粒及土壤颗粒分形维数的相关关系81

5.6 有机碳在土壤团聚体不同粒级的分布83

5.6.1 不同粒径下土壤团聚体分布84

5.6.2 不同土地利用类型下土壤团聚体有机碳含量85

5.6.3 土壤团聚体各粒级有机碳分布特征85

5.6.4 土地利用类型对团聚体有机碳储量粒径分布的影响87

5.6.5 土壤团聚体有机碳储量均值的情景模拟88

参考文献89

第二篇 坡面水土保持措施对水土-养分流失过程的调控机理93

第6章 坡面微地形量化及其与产流产沙的关系93

6.1 试验设计与数据分析94

6.1.1 试验材料及预处理94

6.1.2 试验设计94

6.1.3 数据处理及分析94

6.2 坡面微地形变化特征96

6.3 坡面产流产沙特征98

6.4 坡面微地形与产流产沙的关系100

参考文献101

第7章 模拟降雨条件下农地坡面径流氮、磷流失特征102

7.1 模拟降雨试验设计102

7.2 农地坡面氮素流失特征104

7.2.1 坡面地表径流产流特征104

7.2.2 坡面壤中流产流特征105

7.2.3 坡面地表径流氮素流失过程105

7.2.4 坡面壤中流氮素流失特征107

7.2.5 坡面总氮素流失特征107

7.3 农地坡面磷素流失特征108

7.3.1 不同雨强下的坡面产流特征108

7.3.2 坡面地表径流磷素流失特征109

7.3.3 坡面壤中流磷素流失特征110

7.3.4 坡面总磷素流失特征111

参考文献112

第8章 不同植被覆盖与耕作措施的产流-产沙-养分输移过程114

8.1 不同植被覆盖与耕作措施下的坡面产流产沙过程115

8.1.1 不同植被覆盖与耕作措施下的坡面产流过程115

8.1.2 不同植被覆盖与耕作措施下的坡面产沙过程119

8.1.3 不同植被覆盖与耕作措施下产流产沙过程的差异性120

8.1.4 模拟降雨过程中的土壤水分变化过程及特征122

8.2 不同植被覆盖与耕作措施下坡面氮、磷流失特征125

8.2.1 氮素流失过程125

8.2.2 磷素流失过程128

8.2.3 坡面径流氮、磷流失过程的差异性分析130

8.3 植被覆盖与耕作措施对坡面水-沙-养分过程的调控作用131

8.3.1 不同植被覆盖与耕作措施下坡面水沙关系131

8.3.2 植被的水沙调控对氮、磷输出的作用机制133

参考文献135

第9章 草被格局对坡面水土-养分流失过程的作用137

9.1 植被覆盖条件下坡面产流产沙与养分流失过程138

9.1.1 不同植被覆盖度坡面产流过程139

9.1.2 不同植被覆盖度坡面产沙过程139

9.1.3 不同植被覆盖度坡面养分流失过程140

9.2 草被格局对坡面养分流失特征的影响143

9.2.1 不同植被覆盖下径流变化过程144

9.2.2 径流总磷流失过程分析144

9.2.3 径流总磷累积流失过程分析146

9.3 草被格局对坡面水土-养分流失动力过程的作用147

9.3.1 不同植被格局条件下坡面水土流失过程148

9.3.2 不同植被格局条件下坡面养分流失过程149

9.3.3 不同植被格局下坡面径流侵蚀功率变化特征150

9.3.4 坡面径流侵蚀功率与水土-养分流失关系151

参考文献152

第三篇 流域水-沙-养分输移过程及其对水土保持措施的响应155

第10章 流域降雨-径流过程及其响应关系155

10.1 流域降雨特征155

10.1.1 降雨特征155

10.1.2 降雨类型划分156

10.1.3 侵蚀性降雨的时间特征157

10.2 典型降雨-径流过程线分析158

10.2.1 流域典型降雨-径流过程158

10.2.2 鹦鹉沟各子流域典型降雨的径流过程160

10.3 SCS-CN模型中流域水文土壤组的确定161

10.3.1 SCS模型原理161

10.3.2 水文土壤组的确定163

10.3.3 饱和导水率的空间分布特征164

参考文献167

第11章 鹦鹉沟流域土壤侵蚀量及泥沙量估算168

11.1 流域土壤颗粒粒径特征169

11.1.1 流域土壤颗粒粒径的统计特征169

11.1.2 不同土地利用类型下土壤粒径组成特征170

11.1.3 不同土地利用类型下土壤容重变化特征171

11.2 基于RUSLE模型的流域土壤侵蚀特征172

11.2.1 RUSLE概述172

11.2.2 降雨侵蚀力因子172

11.2.3 土壤可蚀性因子173

11.2.4 坡长坡度因子174

11.2.5 植被覆盖与管理因子175

11.2.6 水土保持措施因子176

11.2.7 鹦鹉沟流域年均土壤侵蚀量估算176

11.3 基于MUSLE的次降雨泥沙量估算178

11.3.1 次降雨的径流-泥沙过程178

11.3.2 次降雨的泥沙量估算179

11.3.3 流域泥沙氮素流失量估算180

参考文献181

第12章 鹦鹉沟流域典型降雨的氮、磷输移机制183

12.1 降雨类型对流域氮、磷输出的影响183

12.1.1 数据分析183

12.1.2 降雨类型划分184

12.1.3 降雨径流过程及氮、磷浓度变化185

12.1.4 氮、磷负荷分布及输移机制187

12.2 鹦鹉沟土地利用类型对径流氮、磷输出的影响及尺度效应188

12.2.1 鹦鹉沟不同土地利用类型子流域的氮、磷输出特征188

12.2.2 鹦鹉沟流域氮、磷的输移机制194

12.3 流域氮素随径流的迁移过程202

12.3.1 监测点设计与研究方法203

12.3.2 农地监测小区氮素流失特征205

12.3.3 断面1氮素平均浓度计算207

12.3.4 把口站氮素平均浓度计算207

12.3.5 流域产流量分析208

12.3.6 不同土地利用的氮素流失模数210

12.3.7 氮素流失量对水质的影响210

参考文献211

第13章 丹江流域径流水质空间变异研究213

13.1 研究区概况213

13.2 样品采集与数据分析215

13.3 丹江干流径流养分空间分布特征216

13.4 丹江流域沿程小流域径流养分特征217

13.5 丹江干流径流养分与小流域径流养分特征对比分析218

13.6 丹江上游土地利用／景观格局与水质响应关系220

13.6.1 土地利用的时间变化特征220

13.6.2 土地利用的空间变化特征221

13.6.3 景观格局演变222

13.6.4 流域土地利用与水质响应关系224

13.6.5 景观格局与水质响应关系225

参考文献226

第四篇 水土流失与非点源污染治理措施及布局优化231

第14章 梯田土壤生态效益与布局优化231

14.1 坡改梯前后土壤机械组成及分布特征231

14.1.1 坡耕地土壤机械组成及分布特征232

14.1.2 梯田土壤机械组成及分布特征232

14.2 坡改梯前后土壤团聚体组成及分布特征233

14.2.1 坡耕地土壤团聚体分布特征233

14.2.2 梯田土壤团聚体分布特征234

14.2.3 坡耕地与梯田土壤团聚体变化235

14.3 坡改梯前后土壤水分特征及其分布规律236

14.3.1 坡耕地土壤水分特征236

14.3.2 梯田土壤水分特征237

14.3.3 坡耕地土壤水分与梯田土壤水分特征对比238

14.4 坡改梯前后土壤养分特征及分布规律239

14.4.1 坡耕地土壤养分分布特征239

14.4.2 梯田土壤养分分布特征241

14.4.3 坡耕地与梯田土壤养分分布特征对比243

14.5 坡改梯土壤质量评价244

14.5.1 坡耕地土壤质量评价246

14.5.2 梯田土壤质量评价247

14.5.3 坡耕地和梯田土壤质量评价对比248

14.6 梯田断面布局研究248

14.6.1 不同规格下梯田稳定性分析249

14.6.2 不同规格下梯田侵蚀量分析251

14.6.3 水平梯田断面布局253

14.6.4 坡式梯田断面布局254

参考文献256

第15章 生态沟对景观格局和土壤性质的影响257

15.1 生态沟对景观指数的影响258

15.1.1 景观格局指数的选取258

15.1.2 景观特征分析259

15.1.3 景观类型斑块特征指数变化分析260

15.1.4 景观格局特征指数变化分析261

15.2 生态沟对土壤性质的影响261

15.2.1 集水区内土壤颗粒机械组成261

15.2.2 典型坡面土壤颗粒机械组成263

15.2.3 集水区典型用地类型土壤团聚体含量变化266

15.2.4 典型坡面土壤团聚体特征267

15.2.5 集水区土壤颗粒分形维数分布特征268

15.2.6 典型坡面土壤颗粒分形维数分布特征269

15.2.7 集水区土壤可蚀性分析270

15.2.8 典型坡面土壤可蚀性分析271

15.2.9 生态沟对土壤侵蚀的影响272

参考文献275

第16章 生态沟对径流养分迁移的调控作用276

16.1 集水区土壤养分的统计特征分析277

16.2 集水区土壤养分的空间分布特征279

16.2.1 水平分布特征279

16.2.2 垂直分布特征280

16.3 典型坡面土壤养分分布特征281

16.3.1 典型坡面土壤样品采集281

16.3.2 中心点与生态横沟土壤养分分布特征282

16.3.3 中心点与生态横沟土壤养分的坡位变化283

16.3.4 生态纵沟沟渠的沿程变化284

16.4 沟渠进出口土壤养分差异性分析286

16.5 生态沟及坡面水体样品采集287

16.6 不同土地利用类型集水区生态沟径流养分统计分析288

16.7 不同土地利用类型次降雨径流养分含量变化特征290

16.8 覆盖度对集水区径流养分的影响291

16.9 坡面生态沟径流养分的变化292

参考文献294