湖北省径流小区观测数据的整合分析

摘要

湖北省地形地貌复杂、降水集中、加之人口密度较大和土壤人为扰动强烈,导致水土流失严重。2005年第四次遥感普查资料表明:湖北省水土流失面积共有5.59万km2,占全省国土面积的30％,中度以上达2.66万km2。每年流失的表土按20cm计算,相当于流失87.5万亩耕作层,流失有机质达273万t。截止2007年,湖北省的坡耕地面积为627万hm2,占全省耕地总面积的13.45％。其中25°以上坡耕地及15°到25°的不宜耕坡耕地的面积共约415万hm2,占坡耕地总面积的66.25％；350以上的坡耕地有13.33万hm2,占全省坡耕地面积的2.12％。近50年来,湖北已有600万亩良田遭受水打沙压的损害,导致耕作层变薄,土地生产力不断下降。
　　 为减少水土流失,改善生态、经济和社会条件,湖北省积极开展水土保持工作,在全省范围内布设了水土保持监测站点,经过几十年的监测调查,积累了丰富的径流小区监测资料,为区域土壤侵蚀研究和水土保持防治提供了必不可少的研究基础。基于此,本研究广泛收集这些分散于各个站点的观测数据和资料,将其集中起来,运用整合分析方法,从土地利用、水土保持措施和坡度三个方面进行研究分析,对湖北省坡面产流产沙特征进行综合评价。
　　 整合分析(Meta-analysis)是一种专门对同一主题下相互独立的单个研究进行统计综合的技术,并且已经发展成为一种研究方法。本文详细介绍了整合分析的原理、步骤等,阐明了此方法相对于传统综述的优势,并将此方法应用于湖北省各监测站坡面径流泥沙监测数据的研究。采用整合分析对湖北省径流小区不同土地利用方式、不同水土保持措施以及不同坡度影响下的径流泥沙特征进行了综合研究,并对研究结果进行了分析与讨论,得到以下主要结论:
　　 (1)由于不同土地利用方式下植被覆盖、入渗特征等因素差异,农田、园地、林地、草地四种不同土地利用方式下的减流减沙效益不同。总体而言,农田用地泥沙侵蚀量比林地、草地和园地都要大。在其他侵蚀因素相同的情况下,农耕地的潜在侵蚀风险性均高于林地、草地及园地。
　　 (2)由于采取不同水土保持措施,使得坡耕地径流损失和泥沙流失状况相应不同。根据分析结果,顺坡耕作相对等高耕作对减少坡面径流泥沙的作用要小；草灌间作、坡式梯田和水平梯田对坡面径流泥沙的减少作用较明显。
　　 (3)一定坡度范围内,随着坡度的增加,径流量和泥沙量都会随之增加。本研究中对径流量而言,15°以上坡面对产流过程有相当显著的促进作用；泥沙量研究中,在10°～20°的坡面泥沙量较少,25°以上坡面泥沙冲刷量则显著增加。
　　 (4)通过分析,湖北省山区丘陵土壤侵蚀重点治理点应放在坡耕地、荒山荒坡治理上,杜绝盲目开垦坡地的行为。小于15°的坡耕地应实施合理耕作措施,实行粮、草、林间作、轮作、套作,发展农林复合产业；在大于15°的坡地实行坡改梯措施,因地制宜,开发适合当地的经济林；大于25°的坡耕地要持续有步骤的实施退耕还林、还草；在荒山荒坡和裸露坡地等覆盖率低的土地类型上合理植树种草。
　　 本文通过整合分析方法,以期为湖北省坡地丘陵区水土保持措施的合理配置,为土壤生态环境的可持续发展和土地利用结构调整提供依据。

目录

文摘

英文文摘

引言

1 前言

1.1 土壤侵蚀概述

1.1.1 土壤侵蚀的概念

1.1.2 坡面产流产沙

1.1.3 坡面尺度产流产沙的影响因素

1.1.4 研究与评价方法

2 整合分析(META-ANALYSIS)

2.1 整合分析概述

2.1.1 整合分析定义及基本概念

2.1.2 整合分析与传统综述

2.1.3 整合分析的国内外研究现状

2.2 整合分析的原理及方法

2.2.1 整合分析的原理

2.2.2 整合分析的基本步骤

2.3 整合分析常用假设模型和效应值

2.3.1 整合分析常用假设模型

2.3.2 整合分析的效应值

3 研究区概况

3.1 自然地理状况

3.2 社会经济概况

3.3 水土流失状况

4 研究目标、内容及方法

4.1 研究目标与内容

4.1.1 研究目标

4.1.2 研究内容

4.2 研究方法与思路

5 径流小区观测数据的整合分析

5.1 研究方法

5.1.1 基础数据的来源

5.1.2 基础数据的处理

5.1.3 整合分析

5.1.4 效应值和异质性检验

5.1.5 结合效应值及显著性差异判断

5.2 结果与分析

5.2.1 全部径流泥沙无结构数据分析结果

5.2.2 不同土地利用方式坡面产流产沙特征

5.2.3 不同水土保持措施坡面产流产沙特征

5.2.4 不同坡度坡面产流产沙特征

6 结论

参考文献

致谢