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水土保持学报 2024年第4期38卷 346-353,361页

作者：刘若轩王志强谭玉萍北京师范大学地理科学学部地理学院北京100875 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

[目的]为掌握典型黑土区小流域黑土层厚度现状及其空间变化格局,实现小流域黑土层厚度动态监测。[方法]研究选择典型黑土区黑龙江省嫩江市鹤山农场小流域,以100 m间距均匀布设样点,用土钻采集由地表到母质的原状土剖面土样,判断黑土层厚... 详细信息

[目的]为掌握典型黑土区小流域黑土层厚度现状及其空间变化格局,实现小流域黑土层厚度动态监测。[方法]研究选择典型黑土区黑龙江省嫩江市鹤山农场小流域,以100 m间距均匀布设样点,用土钻采集由地表到母质的原状土剖面土样,判断黑土层厚度,同时基于无人机航拍影像提取地形、土地利用等数据,分析小流域黑土层厚度及其影响因素。[结果]在小流域295个样点中,黑土层厚度变化于0—160 cm,平均44.1 cm,“破皮黄”(黑土层厚度≤20 cm)占17.63%,薄层(<30 cm)占43.39%,中层(30—60 cm)占36.27%,厚层(>60 cm)占20.34%;厚层黑土主要分布在小流域的坡底、沟道附近和其他地形平缓部位,薄层黑土主要分布在陡坡和砂砾质母质区域,其他区域以中层黑土为主;地形位置指数、曲率、坡度等地形参数与黑土层厚度存在显著的相关性;耕地黑土层厚度显著低于草地和林地。[结论]黑土层厚度在小流域内存在显著的空间异质性,这主要受地形、土壤母质和土地利用的影响。研究结果可作为代表区域黑土层厚度动态监测的基础之一,同时可为小流域水土保持措施制定提供数据支撑。

关键词：东北黑土区小流域地形黑土黑土层厚度

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黄土丘陵沟壑区切沟形态特征对放水流量的响应

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中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：杨扬陈薪伊黄烨王健衡刘瑛娜北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部地理学院

切沟侵蚀是黄土丘陵沟壑区的主要泥沙来源，系统研究不同放水流量条件下的切沟形态特征，对于理解切沟侵蚀机理、构建和完善切沟侵蚀预报模型，以及制定水土保持措施和政策具有重要意义。在黄土丘陵沟壑区选取典型坡面开展野外原位冲刷... 详细信息

切沟侵蚀是黄土丘陵沟壑区的主要泥沙来源，系统研究不同放水流量条件下的切沟形态特征，对于理解切沟侵蚀机理、构建和完善切沟侵蚀预报模型，以及制定水土保持措施和政策具有重要意义。在黄土丘陵沟壑区选取典型坡面开展野外原位冲刷试验，设计5个放水流量水平（0.25、0.50、0.75、1.00、1.50 L/s），利用运动恢复结构（structure from motion，SfM）摄影测量法测量不同放水流量条件下的切沟形态，分析各形态参数与流量的定量关系。结果表明：1)切沟形态趋于稳定所需冲刷时长为69～168 min，且该时长随放水流量总体缩短；2)切沟整体形状因放水流量而异，当流量≤ 0.5 L/s时，小区上坡发育的多条支沟在下坡合并形成1或2条切沟；当流量≥ 0.75 L/s时，切沟呈简单、连贯的长条状；3)不同流量处理发育的切沟平均表面宽度为0.16～0.29 m，面积为1.30～2.49 m2，均随流量呈幂函数增大，幂指数分别为0.406和0.416；切沟周长—面积比为8.42～26.22，随流量呈对数函数减小。研究结果可为当地的切沟侵蚀预报和水土流失综合治理提供参考。

关键词：切沟侵蚀切沟形态特征野外原位冲刷试验 SfM摄影测量法黄土丘陵沟壑区

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我国径流时空尺度效应问题研究进展

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中国水土保持科学 2023年第2期21卷 144-154页

作者：柯奇画张科利北京师范大学地理科学学部地理学院地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

通过文献定量分析法,从时间历程、研究主题、研究机构、时空尺度分布、研究区分布、研究方法和数学模型等方面,对我国径流尺度效应的相关研究进行分类统计。结果表明:1)研究发展历程可分为1989—2000年的早期阶段、2001—2006年的快速... 详细信息

通过文献定量分析法,从时间历程、研究主题、研究机构、时空尺度分布、研究区分布、研究方法和数学模型等方面,对我国径流尺度效应的相关研究进行分类统计。结果表明:1)研究发展历程可分为1989—2000年的早期阶段、2001—2006年的快速发展阶段和2007年后的稳定发展阶段。2)时间尺度以年际尺度和次降雨尺度为主;空间尺度以流域尺度为主。3)研究区的流域分布以黄河和长江为主;水土保持分区以西北黄土高原区为主,其次是西南紫色土区、南方红壤区和北方土石山区;地形区分布以高原为主,其次是山地、丘陵和平原;气候区分布以降雨较多的湿润和半湿润区以及气温较适宜的暖温带、亚热带和中温带居多。4)研究手段和方法种类繁多,且不同研究方法和数学模型所适用的时空尺度可能存在差异。未来应加强极端暴雨洪水过程时空尺度问题的研究,应注重对水文连通性尺度效应、变尺度水文预报模型以及尺度转换等研究主题的关注。

关键词：径流时间尺度空间尺度文献计量分析

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东北黑土区不同开垦年限坡耕地坡面土壤磁化率特征研究

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南京林业大学学报(自然科学版) 2023年第6期47卷 51-60页

作者：于悦赵丽君张威张科利刘亮辽宁师范大学地理科学学院北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部地理学院南京林业大学林草学院、水土保持学院

【目的】东北黑土区是我国重要的粮食基地，由于长期的不合理利用，黑土资源遭受严重的水力侵蚀。磁化率（MS）技术是一种快速、可靠、经济的土壤再分配评价方法。本研究旨在阐明土壤磁化率的时空分异特征，探讨磁化率指标评价土壤侵蚀... 详细信息

【目的】东北黑土区是我国重要的粮食基地，由于长期的不合理利用，黑土资源遭受严重的水力侵蚀。磁化率（MS）技术是一种快速、可靠、经济的土壤再分配评价方法。本研究旨在阐明土壤磁化率的时空分异特征，探讨磁化率指标评价土壤侵蚀的可行性。【方法】在黑龙江省鹤山农场选取3个开垦年限的典型黑土坡面，顺坡等间距布设坡面采样点，分别选取百米范围内的林地为参考样点，采集原状土壤剖面样品和非原状土壤表层样品，剖面样品的采样深度为60～100 cm（表层样品的采样深度为20 cm）,测定样品磁化率等理化指标，分析不同开垦年限土壤磁化率的时空异质性，探讨黑土区坡耕地土壤侵蚀特征。【结果】不同土壤剖面磁化率均随土层深度的增加而降低，至母质层趋于平稳，符合弱磁性母质发育的温带土壤磁性特征；坡上和坡中耕层的低频磁化率平均值小于参考点，分别为24.1×10-8和24.8×10-8m3/kg,坡下耕层低频磁化率平均值大于参考点，为39.7×10-8m3/kg,符合坡面土壤侵蚀的一般规律；开垦110 a的农地低频磁化率变化范围最大，为1.7×10-8～88.7×10-8m3/kg,分别约为开垦年限60和30 a的1.4和1.9倍。【结论】黑土区坡耕地表层土壤磁化率均具有坡面异质性，坡上和坡中为侵蚀区，坡下为沉积区，且开垦时间越长，耕地坡面土壤再分配程度越高，即开垦110 a坡面土壤侵蚀最为强烈。本研究验证了土壤磁性表征土壤侵蚀规律的可行性，揭示了不同开垦年限黑土坡耕地土壤侵蚀特点，研究结果能够为东北黑土区水土流失预报与防治提供理论依据，有利于区域农业可持续发展和生态环境保护。

关键词：水力侵蚀磁化率土壤磁性开垦年限黑土区

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吸管法与扫描电镜法测定中国水蚀区典型土壤粒径分布对比

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水土保持通报 2023年第3期43卷 165-175页

作者：彭婷婷白雪杨扬高晓飞刘瑛娜北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部地理学院北京100875

[目的]利用扫描电镜法(scanning electron microscopy,SEM)评估吸管法(pipette method,PM)对中国水蚀区不同土壤粒径分布(particle size distribution,PSD)的测定结果,以期为各典型土壤PSD的测定及其结果在土壤侵蚀模型中的应用提供参考... 详细信息

[目的]利用扫描电镜法(scanning electron microscopy,SEM)评估吸管法(pipette method,PM)对中国水蚀区不同土壤粒径分布(particle size distribution,PSD)的测定结果,以期为各典型土壤PSD的测定及其结果在土壤侵蚀模型中的应用提供参考。[方法]以5个水蚀二级区的典型土壤——黑土、褐土、黄土、紫色土和红壤为研究对象,利用SEM测定PM所得<100μm各粒级悬液的粒径分布,分析两种方法测得的粒径分布差异并探讨其原因。[结果]PM所得绝大多数土壤悬液中都存在粒径大于对应粒级的颗粒。随着悬液粒级减小,SEM所得相应粒级颗粒的数量百分比和体积百分比均降低。在<100μm悬液中,SEM测得黑土、褐土和紫色土颗粒集中于20~53μm,平均体积直径(mean volume diameter,MVD)较小;黄土和红壤颗粒集中于20~53,53~100μm,MVD较大。相比SEM,PM对黄土<100μm悬液PSD的测定结果差异不大,但高估了其余土壤<2μm黏粒含量,低估了黑土、褐土和紫色土20~53μm粒级含量及红壤20~100μm含量,所测各土壤平均重量直径(mean weight diameter,MWD)均小于SEM所测MVD。PM与SEM所测土壤PSD的差异使85.6%的土壤样品质地类型发生了变化。通过S曲线对PM所测PSD进行转换后可使质地类型不一致的样品占比下降至61.5%。[结论]以SEM结果为基准,PM对水蚀区各土壤粒径分布的测定普遍存在误差。两种方法之间的差异因土壤类型而异,主要与土壤矿物组成和黏土矿物类型有关。

关键词：土壤粒径分布吸管法扫描电镜法中国水蚀区

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SfM摄影测量法对黄土高原典型切沟的测量精度评价

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 25-36页

作者：陈薪伊史扬子杨扬黄婷婷刘瑛娜张光辉北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部地理学院北京100875 水利部水土保持监测中心北京100053

在黄土高原六道沟小流域选择7条代表性切沟,以激光扫描法(laser scanning,LS)和实时动态差分(real-time kinematic,RTK)GPS的测量结果为基准,评估运动恢复结构(structure from motion,SfM)摄影测量法对切沟及切沟侵蚀的测量精度。与LS和... 详细信息

在黄土高原六道沟小流域选择7条代表性切沟,以激光扫描法(laser scanning,LS)和实时动态差分(real-time kinematic,RTK)GPS的测量结果为基准,评估运动恢复结构(structure from motion,SfM)摄影测量法对切沟及切沟侵蚀的测量精度。与LS和RTK GPS相比,SfM摄影测量法所测各切沟DEM总体差异不大,平均高程差值为-0.162~0.436 m;SfM摄影测量法对切沟长度、表面宽度、周长和面积的测量精度较高,相对误差基本不超过±7%;所测深度和体积的相对误差较大,介于-37.4%~18.0%。与RTK GPS所测切沟侵蚀相比,SfM摄影测量法测得的切沟侵蚀空间分布和形态参数变化均十分接近。研究结果证实,SfM摄影测量法可作为一种高精度测量方法应用于黄土高原的切沟和切沟侵蚀监测。

关键词：切沟切沟侵蚀 SfM摄影测量法激光扫描法实时动态差分GPS 黄土高原

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中国水蚀区5种典型土壤的侵蚀性降雨阈值比较

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水土保持通报 2022年第4期42卷 227-233页

作者：王瀛杨扬刘宝元刘瑛娜北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部地理学院北京100875

[目的]准确拟定侵蚀性降雨阈值,区分侵蚀性与非侵蚀性降雨事件,为有效减少土壤侵蚀预报的工作量以及区域土壤侵蚀防治提供科学参考。[方法]在北京市房山区布设中国5个水蚀二级区典型土壤休闲小区,收集各小区2006—2019年的产流产沙监测... 详细信息

[目的]准确拟定侵蚀性降雨阈值,区分侵蚀性与非侵蚀性降雨事件,为有效减少土壤侵蚀预报的工作量以及区域土壤侵蚀防治提供科学参考。[方法]在北京市房山区布设中国5个水蚀二级区典型土壤休闲小区,收集各小区2006—2019年的产流产沙监测资料,利用降雨侵蚀力偏差法分析各小区的侵蚀性降雨量(P)和最大30 min雨强(I_(30))阈值。[结果]①相比P阈值,I_(30)在识别侵蚀性降雨方面更为有效。②黑土和褐土小区侵蚀性降雨阈值较高,二者P阈值均为10.0 mm,I_(30)阈值均为10.2 mm/h;黄土小区次之,其P和I_(30)阈值分别为9.5 mm和8.9 mm/h。紫色土与红壤小区较低,二者的P阈值分别为5.4和6.1 mm,I_(30)阈值分别为3.2和5.2 mm/h。③各径流小区的监测资料年限达到12 a时,侵蚀性降雨阈值才可达到稳定。[结论]不同地区土壤的侵蚀性降雨阈值存在较大差异。侵蚀性降雨阈值不仅受土壤自身特性如粒径分布和有机质含量的影响,还与当地的气候状况如降雨雨型有关。

关键词：侵蚀性降雨阈值降雨量最大30 min雨强中国水蚀区

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2022年长江上游流域严重干旱对三峡水电站水力发电的影响分析

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气候变化研究进展 2024年第1期20卷 37-47页

作者：刘喆王飞韩钦梅姜璐史培军北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学应急管理部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 兰州大学资源环境学院兰州730000 中国气象局国家气候中心北京100081 北京师范大学(珠海)文理学院珠海519085

利用三峡水电站精细化水文数据推算了高时间分辨率的发电量数据,量化了2022年长江上游流域严重干旱对三峡水电站水力发电的影响,并结合汇流区域气象站点降水量数据,分析了汇流区域气象干旱对三峡水电站水力发电的影响机理。结果表明:202... 详细信息

利用三峡水电站精细化水文数据推算了高时间分辨率的发电量数据,量化了2022年长江上游流域严重干旱对三峡水电站水力发电的影响,并结合汇流区域气象站点降水量数据,分析了汇流区域气象干旱对三峡水电站水力发电的影响机理。结果表明:2022年三峡水电站水力发电量的减少主要集中在7—11月,该时期总水力发电量较正常情况减少了241.10亿kW·h(44.75%);其中,9月水力发电量减少幅度最大,水力发电量较正常情况减少了68.43亿kW·h(61.05%)。2022年三峡水电站汇流区域7—8月的气象干旱快速传导为水文干旱;同时,6—11月三峡水电站对发电量的调节能力变弱,水文干旱对发电量影响较强;三峡水电站汇流区域7—8月发生的气象干旱与防汛库容的要求,对水力发电均产生了较强影响,其“蓄丰补枯”作用的发挥也受到了明显的不利影响。

关键词： 2022年严重干旱三峡水电站水力发电长江上游流域

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广东省博物馆时空演变特征及影响因素分析

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首都师范大学学报(自然科学版) 2025年

作者：陈力信沈石陶卓霖黎光政叶真麟北京师范大学地理科学学部北京师范大学文理学院地表过程与资源生态国家重点实验室

博物馆是保护和存放物质和非物质遗产的重要机构，也是传播历史文化，普及科学知识和带动产业发展的重要载体。探究省级尺度上博物馆空间格局的多年演变特征和影响因素对促进区域协调发展和服务均等化具有重要意义。本文以广东省博物馆... 详细信息

博物馆是保护和存放物质和非物质遗产的重要机构，也是传播历史文化，普及科学知识和带动产业发展的重要载体。探究省级尺度上博物馆空间格局的多年演变特征和影响因素对促进区域协调发展和服务均等化具有重要意义。本文以广东省博物馆为研究对象，基于注册博物馆数据和统计资料，以县级行政区为分析单元，借助时空统计方法，探讨了1990—2020年广东省博物馆空间格局多年演变特征，并利用地理探测器分析了博物馆时空格局演变的影响因素。结果表明：广东省博物馆主要集聚于珠三角地区，其数量和增长率明显高于非珠三角地区；博物馆时空演变呈现主要中心扩张、次中心增多的现象，分布重心呈先“东南”后“西南”的7字形轨迹，但广东省西部地区发展较慢。地理探测器的单因子分析发现1990—2020年影响广东省博物馆空间分布的主要因素是经济，而教育因素在2010—2020年作用增加；双因子交互作用的分析结果表明，1990—2020年非线性增强关系的双因子组合虽然发生变化，但经济因素始终是主要非线性增强因子。因此，本文建议政府向非珠三角地区的博物馆加大资金和政策支持，引导珠三角地区与省内其他地区的人员和技术交流，改善非珠三角地区博物馆分布格局和发展水平，促进省内博物馆服务均等化。

关键词：博物馆广东省时空格局地理探测器影响因素

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磁化率技术在土壤侵蚀领域的研究进展

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中国水土保持科学 2022年第3期20卷 135-141页

作者：于悦张科利刘亮张威辽宁师范大学地理科学学院辽宁大连116029 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部地理学院北京100875 南京林业大学林学院南京210037

磁化率技术在土壤侵蚀领域的应用日趋增多,利用土壤磁化率变化可以有效地探究地表过程中土壤运移的规律。通过回顾分析近70年来有关土壤磁化率的研究成果,以自然土壤和人工磁性物质2种磁性载体,以及土壤侵蚀定性描述和定量评价2种量定... 详细信息

磁化率技术在土壤侵蚀领域的应用日趋增多,利用土壤磁化率变化可以有效地探究地表过程中土壤运移的规律。通过回顾分析近70年来有关土壤磁化率的研究成果,以自然土壤和人工磁性物质2种磁性载体,以及土壤侵蚀定性描述和定量评价2种量定标准为主线,系统地梳理土壤磁化率技术在土壤侵蚀领域的研究进展,旨在为土壤侵蚀新方法研究提供有依据。结果表明:1)研究从单一地区向全球发展,中国地区的研究比例不断增加;2)以自然土样磁性研究为基础,人工磁性示踪剂为实验条件下的研究提供新的载体,使实验场景中的土壤磁性可调可控;3)磁化率技术在土壤侵蚀领域的应用仍处于定性研究阶段,侧重于经验型的定量评价模型稳步发展。因此,基于土壤磁性的土壤侵蚀研究呈点源分布,尚处于发展阶段,定性研究多于定量研究,经验模型估算土壤侵蚀速率占主导,今后的研究应聚焦土壤侵蚀过程和机理的定量表达。

关键词：土壤侵蚀磁化率技术土壤磁化率土壤再分配土壤侵蚀速率

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