基于InVEST模型的太行山淇河流域土壤侵蚀特征研究

基于土地利用数据、数字高程模型数据(DEM)、土壤类型数据、降雨数据、植被覆盖指数(NDVI),结合地理信息系统(GIS)和遥感,计算降雨侵蚀力因子(R)、土壤可蚀性因子(K)、植被覆盖因子(C)、水土保护措施因子(P),借助InVEST模型对淇河流域2015年山地生态系统的土壤侵蚀进行研究。结果表明:(1)淇河流域微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强烈侵蚀、极强烈侵蚀和剧烈侵蚀面积分别为932. 80、617. 13、282. 46、159. 58、141. 64和93. 84 km~2;土壤侵蚀总量为7 225 839. 54 t,平均土壤侵蚀模数为32. 45 t/(hm~2·a);(2)在各土地利用类型中,土壤侵蚀主要发生在林地、草地和耕地。草地和林地多分布在地形起伏度较大的高海拔区,潜在的土壤侵蚀量较大,土壤侵蚀强度也较大。虽然未利用地占流域总面积很小,但侵蚀模数最大;(3)淇河流域土壤侵蚀与坡度、海拔和地形起伏度等地形因子具有密切关系,土壤侵蚀模数随着海拔的升高先增大后降低,海拔在1 200 m处达到峰值,土壤侵蚀模数随着坡度和地形起伏度的增加而不断增大。坡度和起伏度越大,坡面土壤的不稳定性愈大,在外力作用下发生下移的可能性就愈大。海拔600～1 200 m、坡度大于15°、地形起伏度70～500 m的区域土壤侵蚀状况严重,是土壤侵蚀防治的重点区。土壤侵蚀是山地生态脆弱性响应的重要指标,山地流域的土壤侵蚀研究对评估区域生态环境质量有重要意义。     

基于GIS/RS的地震灾区流域水土保持功能恢复效应评价

水土保持在维护区域生态安全中具有重要作用.“5.12”汶川地震中,茶坪山区域水土保持功能严重受损,经过4年时间,其恢复效果及变化趋势如何,是决策者迫切需要的重要信息.利用TM影像,解译了研究小流域2007、2008、2011年地震前后3个时段的土地利用图.基于GIS和RS,利用RUSLE模型分别计算了3个时段土壤侵蚀量和侵蚀强度.通过对比,分析了水土保持功能恢复效应.结果表明:总面积474.41km2的研究区内,2007年土壤侵蚀总量4.061×105t,2008年土壤侵蚀总量6.997×105t,增加了72.30％.2011年土壤侵蚀总量6.163×105t,相比2008年,土壤侵蚀总量减少了11.92％,水土保持功能有所恢复.分析发现,地震前后3个年份各侵蚀强度级别的面积都是随侵蚀强度的增加而减少,说明地震破坏及恢复期,土壤侵蚀强度的面积分布格局并未改变.     

基于GIS与QuickBird影像的小流域土壤侵蚀定量评价

基于GIS技术和QuickBird遥感影像,采用修正的通用土壤流失方程RUSLE作为评价模型,计算了清水沟小流域土壤侵蚀量,并结合土壤侵蚀强度分级标准,生成流域土壤侵蚀强度等级图;利用GIS的叠置分析功能,定量分析了土壤侵蚀与坡度和土地利用之间的关系,并针对不同水保措施预测了水土保持治理效果.结果表明清水沟小流域土壤侵蚀模数为75.02 t·hm-2·a-1,属强度侵蚀区,年水土流失量2.6×104 t;流域64.5%的泥沙来自于占流域面积仅28%的极强度和剧烈侵蚀区域;经分析,流域土壤侵蚀模数与坡度呈显著正相关,不同土地利用类型的土壤侵蚀模数大小排序依次为难利用地＞建设用地＞坡耕地＞园地＞草地＞林地;退耕还林是降低土壤侵蚀强度与减少水土流失量的主要途径.     

中国土壤侵蚀分区及土壤流失调查

当前我国水土流失严重。治理水土流失需要掌握水土流失的现状,以土壤侵蚀分区为基础的水土流失调查高效可靠。在研究比较以往土壤侵蚀分区方案方法的基础上,尝试进行了中国的土壤侵蚀分区,并选择具体区域调查了土壤流失状况。首先根据各区域的土壤侵蚀外营力、侵蚀量等量化指标,将全国分为4个1级区,各1级区内再划分2级、3级区。以东北黑土漫岗丘陵区为例进行的水土流失调查表明,该区域的土壤侵蚀模数大于水利部《土壤侵蚀分类分级标准》中规定的容许流失量,因而急需采取水保措施。     

不同草篱种植模式对土壤侵蚀的控制效应

选取我国南方红壤丘陵区5种等高草篱种植模式,结合径流小区法和稀土元素示踪技术,开展不同草篱控制坡地水土流失、减少地表径流的效应研究,分析等高草篱对坡面侵蚀空间分布的影响.结果发现,径流小区土壤流失量显著受降雨量影响,不同草篱种植模式下,各径流小区的平均土壤流失量和地表径流量较对照组(裸坡)均显著降低(P＜0.05),其中麦冬双行草篱处理平均土壤流失量和地表径流量最小,分别为4 047 g和1 554 L,对照组(裸坡)最大,分别为19 793 g和2 403 L;麦冬双行草篱在控制坡面土壤流失和径流方面效果最佳;通过平均土壤流失量和平均径流量的二次线性拟合模型发现,随着地表径流量的变化,不同处理下土壤流失量的边际值存在差异;坡面中、下部是侵蚀泥沙的主要溯源地,产生了接近总流失量85%的泥沙;草篱改变了降雨过程中坡面内部土壤因沉积作用导致的再分布,但对整个坡面土壤侵蚀的空间分布规律无明显影响.     

土壤水蚀的环境效应:影响因素、研究热点与评价指标的评述

针对土壤水蚀过程,从其影响因素和环境效应产生的基本原理角度进行了分析,认为土壤水蚀是一个"受动"或"次生"过程,受到自然和人类活动因素的影响和制约;土壤水蚀的发生、发展也会影响本地和异地环境系统,表现出一系列环境效应.针对土壤水蚀环境效应的研究主要集中在水蚀过程对土壤质量、植物生产力与植被恢复、非点源污染风险、碳循环及全球变化的影响等方面.土壤水蚀环境效应评价的指标体系可以从"水"、"土"、"气"、"生"4大方面构建,由于地球表层固有的地域差异性以及研究目标的不同,很难形成能够适用于所有地理环境条件和情境的标准化指标体系.相比之下,基本指标加可选指标的模块化建构方式更具可操作性.具体指标及其数据获取和分析方法具有尺度性.     

通用水土流失方程因子定量研究进展与展望

通用水土流失方程是目前预测土壤侵蚀最常用的方法之一，定量确定其因子是应用此模型的关键。简要评述了国外及近年来国内定量估算水蚀因子的方法，讨论了存在的问题，并对我国这方面的研究趋势作了展望。     

黄土高原极强烈侵蚀（灾害性）的降雨产流产沙特征

本文通过对４５场极强烈侵蚀降雨、产流、产沙特征的统计分析,得到了极强烈侵蚀降雨、产流、产沙特征与过程变化的数量指标,并对岔巴沟和韭园沟的１０次极强烈侵蚀作了典型分析。     

“3S”技术在土壤侵蚀研究中的应用

“3S”技术是进行土壤侵蚀研究的有效工具，可以对土壤侵蚀分布与强度的动态变化进行快速监测，为水土保持决策提供依据。介绍了水力土壤侵蚀分类分级标准；研究了植被覆盖度、坡度和土地利用因子的TM影像判读方法：以TM432合成的假彩色图像和NDVI植被指数灰度图像提取植被覆盖度、DEM数据派生坡度数据、土地利用现状图获得耕地分布。以湖北省东北地区为研究区域，通过对植被覆盖度、坡度和土地利用指标的综合分析确定了该区土壤侵蚀现状和动态变化。在ARC/INFO 软件支持下，利用研究区2000年的TM图像对该区土壤侵蚀强度、空间分布进行了分析，并与1995年调查数据进行了比较，分析了研究区土壤侵蚀动态变化。     

小流域地段景观生态设计研究

在实地调查研究的基础上，分析了巴河上游流域地段的景观结构功能与演替及流域治理存在的问题，切中流域生态环境变化的要害－－水土流失问题。在区内景观带自然分异的基础上，进行了流域景观生态设计。