阴山北麓地区土壤侵蚀的时空变化及驱动力

[目的]分析2000—2020年阴山北麓地区土壤侵蚀时空变化及其影响因素,为该区土壤侵蚀治理与国土空间规划提供科学指导。[方法]基于降水、土地利用、土壤和遥感影像等数据,采用GIS技术和RUSLE模型开展研究。[结果](1)2000—2020年阴山北麓地区土壤侵蚀强度主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,高等级侵蚀面积不断增加,阴山北麓地区土壤侵蚀状况十分严峻;(2)阴山北麓地区土壤侵蚀严重区主要分布在阴山山脉沿线和内蒙古多伦县大部分地区;(3)土地利用类型是阴山北麓地区土壤侵蚀主要影响因子,各因子解释力大小依次为：土地利用类型>植被覆盖度>降雨>坡度。土地利用类型为耕地,植被覆盖度小于0.3,坡度在15°～20°和降雨量在365～413 mm之间的地区为高风险侵蚀区域。[结论]阴山北麓地区土壤侵蚀程度整体偏高。植被覆盖度低的耕地和草地应为阴山北麓地区土壤侵蚀治理重点区域,应采取植树造林种草,扩大林草覆盖面,改善植被覆盖率,降低地表径流速率,提高下渗能力,来控制土壤侵蚀发生。     

基于InVEST模型的门头沟区生态系统土壤保持功能研究

人类不合理的土地资源开发所导致的土壤侵蚀成为山区生态系统关注的热点和焦点问题。选择生态涵养与土壤侵蚀并存的北京市纯山区门头沟区为研究区域,在分析2005—2013年门头沟区土地利用与土地覆被变化的时空差异的基础上,采用了InVEST模型对区内生态系统的土壤保持功能进行了定量分析和动态评估。研究表明:（1）2005—2013年,门头沟区耕地、林地和水域、未利用地面积减少,园地、草地、建设用地增加;耕地和园地变化显著,耕地主要转为园地、林地和建设用地;园地主要由耕地和林地转化而来。（2）2005—2013年,门头沟区土壤保持能力和保持量均呈增加趋势,单位面积土壤保持能力由87.41 t/（hm²·a）增加到113.56 t/（hm²·a）,土壤保持量增加了377.38万t,土壤侵蚀量减少了23.42万t;受土地利用与土地覆被变化、降雨侵蚀力以及植被覆盖度影响,西北、东北地区土壤保持功能增强,西南地区减弱,东部地区基本不变。（3）不同土地利用与土地覆被类型的土壤保持能力排序为:林地 > 草地 > 未利用地 > 建设用地 > 耕地 > 园地 > 水域;2005—2013年,不同土地利用/覆被类型的单位面积土壤保持能力均呈增加趋势;除耕地外,其他地类的土壤保持总量均呈增加趋势。     

基于LUCC的冀北土石山区东北沟流域土壤侵蚀时空变化分析

 在GIS技术的支持下,利用气候、土壤、植被盖度、DEM、土地利用现状调查和影像等数据,揭示东北沟流域土地利用和土壤侵蚀变化特点,明确土地利用类型与土壤侵蚀的关系。结果表明：1）近20年来流域土地利用变化剧烈,林地增加,草地、耕地和难利用土地减少,林地和草地之间及其内部转化较为明显;2）土壤侵蚀模数由1990年的5136.13t/(km2·a)减小到2009年的1823.30t/(km2·a),土壤侵蚀强度明显减弱,土壤侵蚀由轻度侵蚀(32.78%)和中度侵蚀(28.49%)为主减弱到以微度侵蚀(42.16%)和轻度侵蚀(33.25%)为主;3）不同土地利用类型的平均土壤侵蚀模数均有大幅度的下降,其差异也比较明显,林地、居住建筑用地的侵蚀强度较小,难利用土地土壤侵蚀强度较大。难利用土地是今后水土流失治理的重点区域。     

丹江口库区2010-2020年土壤保持功能时空特征及其影响因素

[目的] 评估丹江口流域土壤保持功能时空变化及其影响因素,为南水北调中线工程水源地水土流失治理模式的确立以及流域水土保持与生态系统安全管理提供科学依据。[方法] 采用InVEST模型和地理探测器方法分别对丹江口库区2010,2015和2020年土壤保持功能时空变化特征及其影响因素进行定量分析。[结果] ①丹江口库区2010—2020年实际土壤侵蚀量呈递减趋势,土壤侵蚀等级逐渐向微度侵蚀转变,且各年间空间分布趋势基本一致。②丹江口库区2010,2015和2020年土壤保持量分别为6.25×10⁹ t,6.62×10⁹ t和7.12×10⁹ t,呈逐步上升的趋势,表明库区土壤保持功能不断增强。③不同海拔范围土壤保持功能具有差异,较高海拔地区土壤保持量较高（如东北部伏牛山、西部秦岭、西南部武当山）,低海拔区土壤保持量较低（如丹江口水库周边地区）。不同土地利用类型土壤保持能力亦差异较大,以林地最高,其次为灌草地、园地和耕地。④地理探测器分析结果显示,丹江口库区土壤保持功能变化主要受地形因子的影响。[结论] 近年来丹江口库区土壤保持功能总体趋势持续好转,部分区域土壤保持量仍较低,未来应继续推进退耕还林（草）工程建设,重视和保护土壤保持能力较强的林地和灌草地,从而增强库区土壤保持功能。     

基于叶河小流域土壤侵蚀的时空变化分析

以土地利用现状调查、植被盖度、土壤、气候以及影像等数据资料为基础,利用GIS技术揭示了叶河小流域土壤侵蚀和土地利用的时空变化特征,并对土壤侵蚀与土地利用类型之间的相互关系进行了详细的分析和探讨。研究表明:叶河小流域土地利用变化在近20 a呈现出剧烈变化的特征,其中难利用地、耕地以及草地等土地利用面积逐渐减小,而林地表现出增加趋势;在1996—2016年土壤侵蚀模数呈现出显著降低的变化趋势,土壤侵蚀由之前的中度和轻度侵蚀逐渐减弱为轻度与微度侵蚀;土壤侵蚀模数均值在不同土地利用类型条件下均明显降低,并且各土地类型之间存在一定的差异,土壤侵蚀强度较大和较小的土壤类型分别为难利用土地和居住建筑用地、林地。叶河小流域水土流失治理的重点区域应为难利用土地类型区域。     

基于景观破碎化的三峡库区（重庆）土壤侵蚀评价

以三峡库区重庆段为研究区域,以景观生态学原理为基础,将地理信息系统技术与传统的数量生态学方法(双向指标种分析与除趋势典范对应分析)相结合,对研究区的土壤侵蚀组成、强度、空间格局进行分析;对22个区县进行土地利用景观破碎化分类;对土壤侵蚀与土地利用景观破碎化的内在联系进行了评价。主要结果如下:(1)三峡库区(重庆)以微度侵蚀和中度侵蚀为主;耕地上的土壤侵蚀强度最高,林地、水体和未利用地上侵蚀强度较低;研究区下游和近中游地区土壤侵蚀明显高于上游地区。(2)根据其空间位置,22个区县从东往西划分为农草破碎区、林地破碎区和建水破碎区3个土地利用景观高破碎区域,且土壤侵蚀等级从东向西依次减弱。(3)较强的土壤侵蚀等级能够增加土地利用景观破碎化,但是其加剧土地利用景观破碎化的强度同土壤侵蚀等级呈相反趋势(如:强度侵蚀最高,极强度侵蚀其次,剧烈侵蚀低于前两者)。     

福贡县土壤侵蚀时空变化及其影响因素分析

开展福贡县土壤侵蚀时空动态变化分析,对当地的水土流失防治和国土空间规划具有重要意义。研究基于降雨、土地利用、土壤和植被覆盖度等数据,采用GIS技术和RUSLE模型分析了福贡县2002年、2010年和2018年的土壤侵蚀时空变化和影响因素。结果表明:(1)福贡县土壤侵蚀强度主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主; 2002—2010—2018年平均土壤侵蚀模数不断下降,微度侵蚀面积不断增加,福贡县土壤侵蚀状况呈现改善趋势;(2)福贡县土壤侵蚀严重区主要分布在怒江两岸,近16 a福贡县74.73%以上的区域土壤侵蚀强度未发生改变,整体好转,表明退耕还林等工程实施对抑制土壤侵蚀强度有一定效果;(3)土地利用类型是福贡县土壤侵蚀的主要影响因子; 各因子解释力的大小依次为:土地利用类型、植被覆盖度、年均降雨量、海拔、坡度。海拔1 005～1 523 m、坡度>35°、年均降雨量1 482～1 671 mm、植被覆盖度<0.3、土地利用类型为未利用地的区域被识别为高风险侵蚀区。结合福贡县实际,坡耕地应为福贡县土壤侵蚀治理的重点区域。     

基于GIS和RUSLE的甘南州土壤侵蚀时空演变

[目的]探究甘南州草场退化带来的侵蚀问题,可以把握当地水土流失情况,有利于建设青藏高原生态安全屏障。[方法]通过修正的通用土壤流失方程(RUSLE模型)研究2000年、2010年和2019年甘南州土壤侵蚀时空变化,并基于地理探测器模型分析侵蚀的影响因素。[结果]甘南州侵蚀程度较轻,以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,强烈、极强烈、剧烈侵蚀区面积占比虽然较小,但呈现面积扩大、强度增强的趋势。甘南州土壤侵蚀空间差异性较为明显,西部地区土壤侵蚀强度低于东部地区,中度、强烈、极强烈、剧烈侵蚀区域的分布较为相似,呈现出较为明显的聚集状态,卓尼县、迭部县、舟曲县土壤侵蚀强度较高。2000—2019年甘南州87.14%的地区侵蚀等级未发生明显变化,发生转移的区域主要为微度侵蚀和轻度侵蚀,侵蚀等级升高的区域面积高于降低的区域,升高的区域主要分布在玛曲县、碌曲县、夏河县、卓尼县以及迭部县。对甘南州侵蚀空间分异性解释力较强的是土地利用和地形起伏度。退耕还林(草)工程、农牧业活动、城市化推进以及甘南州复杂的地形均对侵蚀有较大的影响,人口密度、坡度、高程、年均降雨量、植被覆盖度与土地利用交互作用时对侵蚀的解释力均呈现明显增强。[结论]甘南州总体侵蚀较轻但局部较强烈且随时间呈现增强的趋势,土地利用变化和地形因素对其影响较大,未来甘南州应重点关注土地利用变化和草场退化问题,做好保护和修复工作,警惕地形复杂的生态风险区的侵蚀恶化风险。     

基于CSLE模型的天山北坡西白杨沟流域土壤侵蚀定量评价

[目的]定量评价天山北坡西白杨沟流域水土流失土壤侵蚀状况,分析其分布特征,为区域水土保持以及生态环境建设提供科学依据。[方法]以新疆维吾尔自治区乌鲁木齐县西白杨沟流域为研究区,采用样地调查与地理信息系统(GIS)、遥感(RS)技术相结合方法和CSLE模型,对西白杨沟流域进行土壤水力侵蚀评价及侵蚀强度空间分布分析。[结果]天山北坡西白杨沟流域平均土壤侵蚀模数748.91 t/(km~2·a)。地形对土壤侵蚀强度影响明显,在坡度20°～40°区域,土壤侵蚀模数最高,为1 127.22～1 229.62 t/(km~2·a)。缓坡(20°)区域,坡度对土壤侵蚀模数呈正效应,而在陡坡(40°～70°)区域,坡度对土壤侵蚀模数呈负效应。土壤侵蚀主要发生在南坡、东南坡和东坡;不同土地利用方式对土壤水力侵蚀程度影响不同,表现为:呈灌木林地[1 709.80 t/(km~2·a)]有林地[1 389.40 t/(km~2·a)]天然牧草地[605.20 t/(km~2·a)]人工牧草地[334.71 t/(km~2·a)]水浇地[113.69 t/(km~2·a)]的趋势。[结论]土壤侵蚀强度总体以微度和轻度为主,强烈侵蚀、极强烈侵蚀、剧烈侵蚀主要分布在流域的中下游和下游;天山北坡西白杨沟流域侵蚀强度的空间分布与地形、土地利用、土壤性质联系紧密。     

基于水库沉积物特征及WaTEM/SEDEM模型的贵州喀斯特小流域土壤侵蚀时空变化

全面认识长时间尺度的贵州喀斯特地区土壤侵蚀时空变化对土壤侵蚀治理具有重要意义。以贵州松官流域为研究对象,使用土壤侵蚀分布式模型WaTEM/SEDEM分6个阶段模拟了过去1986-2015年的土壤侵蚀变化,并将其与松官水库沉积物揭示的侵蚀强度进行了对比。结果表明:利用WaTEM/SEDEM模型模拟得到的产沙量与实测值相近,显示模型在喀斯特地区具有较好的适用性;过去30年间松官流域土壤平均侵蚀模数为21.33 t/（hm²·a）,侵蚀强度经历了先加剧后减缓的过程,最强烈的侵蚀出现在1996-2000年;流域南部的耕地地区是松官流域土壤侵蚀的主要来源,占土壤侵蚀总量的85.09%,而流域北部的林草地侵蚀较弱;模型结果与沉积物记录具有较好的一致性,皆反映出土地利用相较降雨对土壤侵蚀影响更大,未来对喀斯特地区的水土保持更应关注土地利用的变化。     

Quantitative assessment of rill and interrill soil erosion in Romania

Soil erosion is an important geomorphological process with potential negative consequences especially on land agricultural potential. Unsuitable agricultural practices may increase soil erosion, leading to rapid loss of soil fertility and decrease of crop production. It is therefore important to correctly quantify soil erosion rates in order to adapt agricultural practices and implement proper conservation measures. This study attempts to assess the rill and interrill erosion in Romania, using the Romanian soil erosion model and GIS techniques. The database includes the digital terrain model, the soil map of Romania, the land use map of Romania and the rainfall erosivity regions. The results show that the high and very high erosion risk classes include 4.1% of the Romanian territory (9,627 km²). Most of this land is present in the hilly and plateau areas (Subcarpathians, Moldavian Plateau, Getic Plateau, Western Hills, Dobrogea Plateau). The model was validated by comparison of its predictions with long‐term erosion measurements from different locations in the country. Comparison with previous non‐GIS assessments of soil erosion at national level shows that the total estimated rill and interrill erosion in our study was very close to previous estimates. Comparison with the RUSLE 2015 model computed for Europe as a whole reveals that the two models assign almost 54% of their shared area to the same erosion class, while for 39% of the territory there is one class difference between the models. The results can be used for evaluations of erosion risk at national and regional scales.     

基于土壤侵蚀时空演变的县域生态承载力评价

[目的]探究土地类型变化背景下土壤侵蚀和生态承载力的时空演变及相关关系,对提高生态承载力水平、优化土地利用结构和水土保持措施配置具有重要意义。[方法]以江西省宁都县为研究区域,基于自然资源和社会经济数据,运用InVEST模型与空间主成分方法,分析了土壤侵蚀变化对生态承载力的影响。[结果](1)宁都县主要土地利用类型为林地、耕地和草地,9年来土壤侵蚀程度2010年>2015年>2018年,分别为597.42,591.29,583.51 t/(km²·a),侵蚀类型以微度为主,在中部、西北部和东南部等地区,建设用地和耕地土壤侵蚀程度严重。(2)宁都县生态承载力西南低、东北高,9年来生态承载力整体上略有好转;三期土壤侵蚀程度严重的区域,生态承载力水平低。(3) 2010—2018年,宁都县开展规模化整地,使林地、荒地(未利用地)转为园地、耕地,增加了土地覆被度,加之降雨量减小,径流冲刷减弱,侵蚀模数大幅降低,分别减少了178.19,876.32,2 205.07 t/(km²·a),其他土地利用类型侵蚀模数变化较小,总体来看土壤侵蚀模数...     

基于GIS与RS的杨凌区土壤侵蚀时空变异性研究

土壤侵蚀是破坏黄土高原地区土地资源的重要因素,为深入了解黄土高原杨凌区水土流失现状,分析其土壤侵蚀空间分布规律及其时空变异性,基于GIS和RS技术,运用通用土壤流失方程(USLE)评估杨凌区侵蚀强度以及杨凌区土壤侵蚀的时空变异性。结果表明:杨凌区土壤侵蚀主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,从2010—2014年间,土壤各级侵蚀强度所占比例基本稳定。分析土壤侵蚀与坡度和高程之间的关系表明,杨凌区15°的缓坡地以微度和轻度侵蚀为主,随着坡度的增加轻微度侵蚀减少,强烈、极强烈和剧烈侵蚀所占比例有所增加。各土壤侵蚀强度面积随着高程的增加呈先增大后减少的趋势,其峰值多分布在500～550m高程带。     

2000-2018年皖南山区土壤侵蚀时空变化

[目的]精确评估皖南山区土壤侵蚀量并分析其时空变化特征,为区域水土流失综合治理提供科学依据.[方法]在GIS技术的支持下,利用研究区日降雨数据,30 m分辨率DEM,土壤数据和土地利用等数据,采用中国土壤流失方程(CSLE)估算皖南山区土壤侵蚀模数,并分析2000,2010和2018年近20 a研究区土壤侵蚀时空变化特...     

黄土高原吕二沟流域土地利用及降雨强度对径流泥沙影响初探

在对黄土高原吕二沟流域1982—2005年侵蚀产沙资料统计计算的基础上,从流域尺度上,以次降雨径流产沙为主要研究对象,分析该地区不同降雨强度及不同土地利用情况下降雨量—径流量、径流量—输沙量的相互关系特征,并模拟相应的数学表达式。结果表明：吕二沟流域同一土地利用情况下,场降雨量和场径流量之间存在指数函数相关关系,场径流量和场产沙量之间存在幂函数相关关系;相同降雨量条件下,同样的径流量,土地利用结构得到改善的土地利用模式3能有效地减少大降雨强度条件下的土壤侵蚀量,同样的径流量,降雨强度越大,场产沙量越大。从长远来看,改善流域土地利用结构,改变流域下垫面的情况,增加森林植被覆盖度是控制黄土高原水土流失的根本措施。     

基于RUSLE模型的淮河流域土壤侵蚀定量评价

为探究淮河流域的土壤侵蚀状况及其空间分布特征,基于GIS技术和RUSLE模型,通过运用降雨、土壤类型、DEM、遥感影像和土地利用类型等数据确定模型中的参数因子,对2000年至2015年间淮河流域涉及的189个县（市、区）的土壤侵蚀强度及其空间分异特征进行了定量分析。结果表明:淮河流域土壤侵蚀区域主要分布在上游河南和湖北的丘陵地区;流域2000至2015年间土壤微度和轻度侵蚀占总土壤侵蚀量的84.51% ~ 96.10%,土壤侵蚀状况较轻;流域的土壤侵蚀量由2000年的8647.00 × 104 t a?1减少至2015年的5045.14 × 104 t a?1,2000年到2015年轻度等级以上的土壤侵蚀强度大部分都向低一级强度转移,流域土壤侵蚀状况得到明显改善;其中,2000年到2005年,流域的土壤侵蚀表现为极强度等级及以下,2005年到2015年流域土壤侵蚀强度等级减弱,均表现为中度等级及以下;强度以上的土壤侵蚀面积由2000年的300.94 km2下降为2015年的27.60 km2,土壤侵蚀强度逐年减弱。说明淮河流域长期的土壤侵蚀治理措施是卓有成效的,未来需进一步重点关注的区域是在林地和草地集中、坡度大、海拔高和坡向偏北的区域,需要确定重点区域的开发边界,严格控制过度开发。     

水蚀流域土地覆被格局土壤保持能力空间分布式评价

以丹江口水库以上的汉江流域为例,利用植被覆盖度、坡度加权的上游有效汇流面积空间分布型式和驱动-阻力耦合空间分布拟合函数2个指标,评价水蚀流域土地覆被格局土壤保持能力,并基于研究区14个子流域水文站泥沙资料进行验证.结果表明：汉江干流沿岸河谷盆地和丹江口水库周边丘陵区子流域是研究区城镇和农田的主要分布区,植被覆盖度低,距离汉江较近,当前覆被格局土壤保持能力相对较低,是河流泥沙的主要直接来源地;有效汇流面积空间分布型式和驱动-阻力耦合空间分布拟合函数能有效反映流域泥沙输出,可作为评价流域土地覆被格局土壤保持能力的指标.该评价方法基于土地覆被格局与土壤侵蚀的作用机制,简单易行,可为评价土地覆被格局土壤保持能力、土地覆被格局变化的土壤侵蚀效应提供一种简捷的途径.     

鄂西北山丘区水土流失时空格局及影响因子定量评价

[目的]揭示十堰市水土流失时空格局及影响因子,可对该区域水土保持及丹江口水库水质保护工作提供科学依据。[方法]基于2005—2020年十堰市水土流失动态监测数据及监测站点长时序观测数据,探究十堰市水土流失时空变化特征,并借鉴RUSLE模型定量评价其主要影响因子。[结果]十堰市水土流失在2005—2011年处于遏制阶段、2012—2020年处于相对稳定阶段;2020年十堰市中部地区水土流失呈现面积小、强度高的特点,南部三区呈现面积广、强度低的特点,而北部地区呈现面积广、强度高的特点。对于不同土地利用类型的径流小区,裸地小区平均土壤侵蚀模数最高[2 320 t/(km²·a)],随后依次为耕地、经济林和草地小区;3个坡度等级(0°～10°,10°～20°,20°～30°)小区平均土壤侵蚀模数分别为[616.73,1 226.65,2 080.26 t/(km²·a)],表明坡度超过10°后水土流失严重加剧;与天然植被覆盖小区相比,紫穗槐植物篱和土坎梯田小区的水土流失明显减弱,且紫穗槐植物篱的水土保持效果更优;不同土地利用类型小区的土壤侵蚀模数与坡...