土壤侵蝕研究方法 劉寶元 9787030805591 【台灣高等教育出版社】

目錄

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前言
第1章 緒論 1
1 1 小區小流域定位監測 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測的關係 2
1 4 模型的構建與應用 3
1 5 區域土壤侵蝕調查與製圖 3
1 6 新技術與數理統計 4
1 7 野外工作的重要性 4
參考文獻 4
第2章 徑流小區土壤侵蝕監測 6
2 1 監測內容 6
2 2 監測設施 6
2 2 1 徑流小區 6
2 2 2 降雨監測設備 8
2 2 3 徑流泥沙人工監測設備 10
2 2 4 徑流小區半自動監測設備 11
2 2 5 徑流小區自動監測設備 13
2 3 徑流小區田間操作與管護 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 徑流和泥沙監測 22
2 5 1 徑流取樣 22
2 5 2 樣品室內處理 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 30
2 8 1 野外採樣 30
2 8 2 室內樣品處理 31
2 8 3 產量計算 31
2 9 資料整理 32
2 9 1 資料說明 32
2 9 2 徑流小區監測資料整編 34
2 10 徑流小區設備的選擇與監測常見問題 38
2 10 1 徑流小區設備的選擇 38
2 10 2 徑流小區監測常見問題 38
第3章 小流域徑流泥沙監測 51
3 1 監測內容 51
3 2 監測設施與設備 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 監測與計算 63
3 3 1 降雨觀測 63
3 3 2 徑流和泥沙監測 63
3 3 3 徑流量與產沙量計算 65
3 3 4 徑流過程分割 73
3 3 5 土壤水分 75
3 3 6 水質監測 76
3 3 7 下墊麵條件野外調查 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 區域水土流失調查 83
4 1 概述 83
4 1 1 區域水土流失調查目的與意義 83
4 1 2 數據獲取與分析方法 84
4 1 3 區域水土流失調查分類 85
4 2 國內外區域水土流失調查方法簡介 86
4 2 1 美國土壤侵蝕抽樣調查 86
4 2 2 中國土壤侵蝕遙感調查 97
4 2 3 網格計算方法 98
4 3 中國土壤侵蝕抽樣調查 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 野外調查 107
4 3 5 數據處理 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 雨滴大小分佈 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果的校正與應用 140
5 4 人工模擬降雨設備發展歷程 141
5 5 常見人工模擬降雨設備類型 142
5 6 室內人工降雨 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 人工模擬徑流系統的組成與用途 153
6 1 1 人工模擬徑流系統組成 153
6 1 2 變坡試驗水槽的類型與規格 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 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 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 採樣方法 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的時空分佈 217
8 3 2 採樣方法 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樣品採集與處理 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 樣品採集 235
8 5 5 分析方法及分析質量控制、分析精度計算 235
8 5 6 各個類型區土壤侵蝕量計算 235
8 6 複合指紋 236
8 6 1 複合指紋識別沉積物來源的原理與技術框架 236
8 6 2 樣品採集方法 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 土壤磁性特徵及影響因素 245
8 7 2 土壤磁化率技術應用原理 249
8 7 3 野外採樣及注意事項 252
8 7 4 室內測定及計算 253
8 7 5 磁化率技術在東北黑土區應用實踐 258
8 7 6 磁化率技術應用展望 265
8 8 物質光譜分析 266
8 8 1 原理 267
8 8 2 採樣方法 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計算植被覆蓋度 297
9 5 2 多源數據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 土壤侵蝕影響生產力試驗與調查 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 剖面線調查法 307
10 3 1 原理 307
10 3 2 應用案例 308
10 4 對比小區法 309
10 4 1 原理 309
10 4 2 應用案例 309
參考文獻 311
第11章 暴雨土壤侵蝕調查 313
11 1 目的與意義 313
11 2 調查範圍與調查內容 313
11 2 1 調查範圍 313
11 2 2 調查內容 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 徑流小區和小流域次暴雨實測資料 314
11 3 4 其他 316
11 4 外業調查 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 小流域洪峰流量調查 319
11 4 4 坡耕地細溝侵蝕調查 321
11 4 5 淺溝和切溝調查 323
11 4 6 道路損毀調查 326
11 4 7 重力侵蝕調查 329
11 4 8 梯田損毀調查 330
11 4 9 生物措施損毀調查 332

精彩書摘
第1章 緒論
土壤侵蝕是指風和水等外營力對土壤的消損過程（劉寶元等，2018）。美國科學家L D Meyer把土壤侵蝕的研究內容概括為5個方面：涉及的原理、出現的過程、預測的方法、相關的數據和控制的措施。
上述內容所採用的研究方法主要有實地觀察、定位監測、核素示蹤、模擬實驗、模型構建與應用、調查與製圖、數理統計分析與推理等。
1 1小區小流域定位監測
定量測量土壤侵蝕速率是土壤侵蝕研究*重要的一步。土壤侵蝕定量測量主要有兩種方法：徑流小區法和核素示蹤法，高程測量法精度太低不能作為科學測量的一種方法。徑流小區又稱徑流侵蝕小區，也可稱為土壤侵蝕實驗小區，是*基礎、第1*且*重要的研究方法之一。德國科學家Ewald Wollny于1882年和1883年進行實驗和觀測（Baver，1938），他用邊長80cm的方形小區研究了土壤類型、坡度和坡向對土壤侵蝕的影響，同時也研究了不同作物和種植密度對降雨的攔截作用。美國土壤學家Baver（1938）認為EwaldW