基于GIS的三江源区冻融侵蚀评价与分析

三江源区由于其高海拔、高纬度和低气温的气候特点而成为冻融侵蚀较严重的区域,因此开展其冻融侵蚀强度的研究对区域合理的生态环境规划和生态环境保护方案制定具有积极作用。该文采用归一化方法和冻融评价模型,利用影响冻融侵蚀的主要因子气温年较差、降水量、坡度、植被盖度和太阳辐射进行定量研究与分析,结果表明:三江源区冻融侵蚀区分布面积较广,占源区总面积的75.7%,其中长江源区的冻融区面积比最大,其次是澜沧江源区和黄河源区。3个流域的冻融侵蚀均以中度侵蚀为主,但它们在侵蚀强度等级构成和不同强度等级所占比例均存在显著差异,总体而言长江流域的冻融侵蚀相对最严重。相同强度冻融侵蚀区在空间上积聚,不同强度冻融侵蚀空间分异明显,呈现出由东向西的低-高-低-高侵蚀的带状分布特征。尽管该区域内存在多个高值和低值区交叉分布的现象,但它们的主要影响因素存在一定的差异,其中西部地区以植被覆盖和太阳辐射为主,而东部地区以降水、坡度和太阳辐射为主。     

基于GIS的西藏自治区冻融侵蚀敏感性评价

通过寻找多年冻土下界与等温线的关系,确定了西藏自治区冻融侵蚀的范围,并运用GIS技术对西藏自治区冻融侵蚀的敏感性作了评价:①加权叠加气温年较差、年均降水量和地形起伏度三个单因素图层,得出冻融侵蚀敏感性指数分布图;②根据敏感性指数的分布情况对冻融侵蚀敏感性进行了分级。评价结果表明,西藏大部分地区属冻融侵蚀敏感区,敏感性总体分布表现为南部高海拔冻融侵蚀区高于北部高纬度冻融侵蚀区。     

青海三江源区土壤侵蚀现状及其分布

通过对青海长江、黄河和澜沧江三江源区2005年时像的土壤侵蚀遥感调查,从宏观上查清了该区土壤侵蚀类型、面积和分布:三江源区土壤侵蚀面积11.48万km2,其中水力侵蚀1.84万km2,风力侵蚀1.16万km2,冻融侵蚀8.48万km2。土壤侵蚀主要分布在果洛州6县、玉树州6县、海南州2县、黄南州2县和格尔木市1乡,共涉及16县1乡。三江源区水力侵蚀主要发生在5—9月份,风力侵蚀主要发生在冬春季节,冻融侵蚀主要发生在4—5月份。该项研究为三江源区生态环境保护和建设的决策、规划及研究提供了基础数据。     

基于多源地空耦合数据的青藏高原冻融侵蚀强度评价

[目的]分析和探讨青藏高原冻融侵蚀成因及其空间分布格局,为研究区水土保持研究和生态环境保护提供数据支撑和决策参考。[方法]引入冻融侵蚀动力因子(冻融期降雨侵蚀力和冻融期风场强度)和冻融期降水量(表征冻融期土壤相变水量)构建冻融侵蚀评价模型,进而对青藏高原冻融侵蚀状况开展了定量评价和空间格局分析。[结果]构建的冻融侵蚀评价模型在青藏高原地区具有较高的适用性,总体评价精度为92%;青藏高原冻融侵蚀面积分布广泛,占总面积的63.68%,而非冻融侵蚀区则主要分布于柴达木盆地、雅鲁藏布江流域下游以及横断山区;冻融侵蚀强度随着坡度的上升而增加,15°~24°和≥24°坡度带上冻融侵蚀剧烈,而≤3°坡度带冻融侵蚀强度相对较小;不同植被类型区的冻融侵蚀强度空间分布格局差异显著,其中草甸的冻融侵蚀强度最小。[结论]青藏高原冻融侵蚀状况总体上属于中度侵蚀,其空间分布格局受地形、植被类型和气候影响显著。     

基于RS和GIS的甘肃省冻融侵蚀敏感性评价

作为三大侵蚀类型之一的冻融侵蚀在高原地区作用明显,在破坏土壤性质威胁工程安全的同时,阻碍着区域经济社会的发展,但由于起步较晚相关研究很少。为了充实对冻融侵蚀强度与分布规律的研究,以甘肃省为研究对象,选取气温年较差（℃）、冻结期平均最低温度（℃）、解冻期平均降雨量（mm）、坡度、植被覆盖度（%）和年降水量（mm）作为冻融侵蚀影响因子分级评价指标,在RS和GIS技术支持下,采用综合评价指数与相对分级评价的方法,对研究区内的冻融侵蚀进行了侵蚀强度分级评价,同时利用多年实测气象数据对气温年较差进行多元线性回归分析,得出了更适用于甘肃地区的经验回归方程,并在此基础上完成了对甘肃地区冻融侵蚀区边界的界定和冻融侵蚀强度分布图,加深了对甘肃地区冻融侵蚀现状的认识。结果表明:甘肃地区冻融侵蚀敏感区主要集中在北部东南方向和南部的西南角,分别分布在酒泉东南部、嘉峪关、张掖西南部和甘南西部地区,全省冻融侵蚀面积为3.88万km²,占全省总面积的8.6%,省内冻融侵蚀下界海拔3 300～4 400 m,冻融侵蚀强度总体上从西南向东北逐步减弱。     

我国冻融侵蚀现状及防治对策

冻融侵蚀普查是水利普查中水土流失普查的重要内容之一。在冻融侵蚀普查工作中,采用我国自主建立的冻融侵蚀评价模型和评价指标体系,获得了全国冻融侵蚀强度、面积和空间分布情况数据,揭示了我国冻融侵蚀的空间分布特征。成果显示:我国冻融侵蚀区总面积为172.48万km2,其中轻度以上冻融侵蚀面积为66.096万km2,分别占我国陆地国土面积的17.97%和6.89%。在冻融侵蚀分布的8个省(区)中,西藏的冻融侵蚀面积最大,约占全国冻融侵蚀面积的48.90%,其余省(区)冻融侵蚀面积由大到小依次为青海、新疆、四川、甘肃、内蒙古、黑龙江、云南。     

西藏冻融侵蚀空间分布规律

西藏是我国冻融侵蚀最主要的分布区,也是受冻融侵蚀危害最为严重的区域。以影响冻融侵蚀主要因子为指标所建立的评价模型对西藏冻融侵蚀进行分级评价所得出的结果为依据,分析了西藏冻融侵蚀的空间分布规律。分析结果表明：（1）西藏冻融侵蚀分布范围广大,冻融侵蚀总面积达664 317.4 km^2,占该区国土面积的55.3%;（2）西藏冻融侵蚀的区域分异明显,不仅不同强度冻融侵蚀具有不同的区域分布特征,而且冻融侵蚀地区分布差异明显,每个地区都有不同于其他地区的冻融侵蚀空间分布特点;（3）西藏冻融侵蚀垂直分异明显,不同强度冻融侵蚀的百分比构成随海拔高度的升高而呈现有规律的变化,冻融侵蚀在垂向上的分布具有在海拔较低区域和较高区域分布面积小、强度大,中间区域分布面积大、侵蚀强度小的特点。     

西藏冻融侵蚀区下界海拔梯度特征分析

为系统分析西藏冻融侵蚀区下界海拔的分布规律,在GIS技术支持下对西藏自治区的冻融侵蚀区进行了界定,结果表明:①西藏冻融侵蚀区分布广,且地区分布差异明显,集中分布在藏北、藏西的那曲市和阿里地区,在藏南及藏东主要呈岛状分布于山体上部;②西藏冻融侵蚀区下界海拔不同区域间差异大,从3800 m至4900 m,差异达1100 m;③西藏冻融侵蚀区下界海拔具有从东到西递增的经向梯度特征,以及从南至北先由高降低再升高的纬向梯度特征;④从行政区域看,西藏7个地(市)区域跨度大,冻融侵蚀区下界海拔难以表现出显著的梯度特征,但总体上表现为东部低南部高的特点。     

大渡河流域冻融侵蚀监测与分析

高山雪原区域的水土流失监测尤其需要重视冻融侵蚀。为充分研究高山雪原区的冻融侵蚀规律,以大渡河流域为项目区进行遥感监测,选取地温年较差、降水量、植被覆盖度、土壤类型、坡度、坡向等6个侵蚀单因子及其评价指数,采用"加权加和"方法进行冻融侵蚀综合评价指数的计算和冻融侵蚀强度分级。最终完成了大渡河流域冻融侵蚀监测成果,掌握了冻融侵蚀空间分布特征,总结冻融侵蚀变化趋势。该研究成果对相似自然条件的高山雪原地区的冻融侵蚀具有借鉴意义,并可为该地区的水土保持规划提供科学决策依据。     

不同土地利用背景下土壤侵蚀空间分布规律研究

在 RS与 GIS技术的支持下 ,对不同土地利用背景下的土壤侵蚀空间分布规律进行了定量研究。具体表现为通过空间分析 ,对不同土壤侵蚀下的土地利用类型、不同地貌特征下的土壤侵蚀状况、不同土地利用结构下的土壤侵蚀进行了动态分析。研究结果表明 :我国的土壤侵蚀以水力侵蚀为主 ,其次为风力侵蚀和冻融侵蚀。我国的水力侵蚀以微度水力侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积在逐渐减少 ;我国的风力侵蚀以剧烈风力侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积逐渐增加 ;在冻融侵蚀区以微度冻融侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积逐渐减小。对我国威胁最大的是风力侵蚀 ,因此 ,研究如何防治风力侵蚀 ,阻止土壤沙漠化 ,在目前是一项十分紧迫的任务。     

我国冻融侵蚀的调查方法

冻融侵蚀是我国仅次于水蚀和风蚀的第3大土壤侵蚀类型,也是第1次全国水利普查水土保持情况普查的土壤侵蚀类型之一,其普查方法的制定和正确运用对普查结果有重要影响.通过介绍冻融侵蚀范围的确定方法和冻融侵蚀强度评价方法,阐述冻融侵蚀分级评价中涉及到的年冻融日循环时间、日均冻融相变水量、年均降水量、坡度、坡向和植被盖度等6个因子的计算流程、赋值标准和权重,以及普查过程中各个环节的质量控制措施.研究结果对于完善我国冻融侵蚀的调查方法以及科学评价冻融侵蚀的现状、发展趋势和预测预报等具有重要意义.     

宁强县土壤侵蚀的地貌分布特征

为了揭示宁强县土壤侵蚀的空间分布特征,利用GIS技术,通过对宁强县土壤侵蚀强度分布图和DEM图的叠加,得到土壤侵蚀强度在坡度、坡向、高程、起伏度等地貌因子的分布特征。结果显示,宁强县水土流失程度为63.79%,土壤侵蚀强度以中度为主。不同坡度、高程、起伏度下的水土流失面积比例、土壤侵蚀综合指数和土壤侵蚀强度分别随着坡度增加、高程升高、起伏度上升呈先增大后减小的单峰分布趋势。平地的水土流失面积比例接近0,不同坡向的水土流失面积比例、土壤侵蚀综合指数和土壤侵蚀强度分布差异不显著。不同土壤侵蚀强度的最大值和分布范围均随着坡度的增加而增大,但却随着高程的升高而减小。各土壤侵蚀强度的起伏度分布均很相似。此结论可为区域水土保持规划和水土流失治理提供决策依据和理论支持。     

基于GIS和RUSLE的黄土高原小流域土壤侵蚀评估

对基于上坡汇流面积的坡长因子算法进行改进,提出考虑上坡土地利用/覆盖对汇流影响的坡长因子算法,运用GIS和RUSLE评估黄土高原四面窑沟流域的土壤侵蚀强度及其与环境因素的关系。结果表明,流域多年平均侵蚀强度 4 399.79 t/(km2·a),属中度侵蚀;侵蚀强度和侵蚀量均随坡度增加而显著增加,80.59%的侵蚀量来源于占流域总面积59.06%的25°以上坡度带;不同坡向的侵蚀强度表现为正阳坡＞半阳坡＞半阴坡＞正阴坡,其中,占总面积45.07%的阳坡产生56.50%的侵蚀量;不同土地利用类型中,占总面积57.07%的草地产生96.37%的侵蚀量,成为目前流域内主要侵蚀产沙源。研究为应用修正通用土壤流失方程在黄土高原进行侵蚀评估提供技术范例,为该区侵蚀防治和水土资源利用提供有益参考。     

基于RUSLE模型的土壤侵蚀量估算——以辽宁省阜新市为例

[目的]准确掌握辽宁省阜新市的土壤侵蚀状况,为政府制定土地和经济方面的相关政策提供科学依据。[方法]基于修正的土壤流失方程(RUSLE),运用RS和GIS等技术和方法,对阜新市的土壤侵蚀状况进行分析和研究。[结果]阜新市年均土壤侵蚀量为1.99×107 t,土壤侵蚀模数为19.18t/(hm2·a)。土壤侵蚀强度在中度以下的区域占研究区总面积的77.01%,对研究区土壤侵蚀量的贡献率为12.57%,而中度以上侵蚀区域占研究区总面积的22.99%,对研究区土壤侵蚀量的贡献率高达87.43%。[结论]5°~25°为研究区主要侵蚀坡度段,裸土地、湖泊和农村居民点为研究区主要侵蚀地带,应将其列为水土保持重点治理对象。     

砒砂岩原状坡面不同季节复合侵蚀动力的贡献研究

为揭示黄河中游砒砂岩区多动力复合侵蚀的季节变化特征,该研究融合野外原位观测、三维激光扫描仪技术和GIS等多研究手段,基于2018年3月—2019年4月砒砂岩裸坡上3个试验小区的各4期地形点云数据、坡面实测侵蚀量以及研究区气候数据,分析了砒砂岩水蚀、冻融侵蚀、风蚀的季节交互特征,并分离了各侵蚀动力对原状坡面的侵蚀贡献。3个试验小区为水力+冻融+风力复合侵蚀原状小区、水力+冻融复合侵蚀小区和冻融小区,尺寸均为12.5 m×2.5 m。结果表明,3月—6月、11月—翌年4月砒砂岩坡面侵蚀动力以冻融+风力为主,7—10月坡面侵蚀动力以水力为主。在3月—6月、7月—10月、11月—翌年4月3个时段中,水力+冻融+风力原状小区内侵蚀量比例分别为10.58%、76.61%和12.81%,水力+冻融复合侵蚀小区内侵蚀量比例分别为10.43%、78.57%和11%,冻融小区内侵蚀量比例分别为31.90%、28.65%和39.45%。3个时段中,对原状坡面而言,水力侵蚀的贡献率分别为21.85%、71.42%和11.12%,冻融侵蚀的贡献率分别为53.09%、6.58%和54.20%,风力侵蚀的贡献率分别为25.06%、21.99%和34.69%。在3月—6月、11月—翌年4月,冻融侵蚀量最大,水力侵蚀量最小;7月—10月,水力侵蚀量最大,冻融侵蚀量最小。在整个研究期,原状坡面侵蚀量中水蚀占58.45%、冻融和风蚀共占41.55%。2018年各侵蚀动力对坡面的影响程度由大到小依次为水力侵蚀、冻融侵蚀、风力侵蚀。研究结果可为砒砂岩区复合侵蚀综合治理提供理论依据。     

青藏高原冻融荒漠化退化区分布及影响因素

[目的]青藏高原由于其高海拔、气温低、冻融侵蚀强烈的特点,是冻融荒漠化的主要发生区。探究青藏高原冻融退化区分布及其原因,对该区水土保持工作和生态环境保护具有重要参考意义。[方法]选择植被覆盖度、冻融循环次数、土壤温度日较差、土壤含水量、年降水量和坡度作为冻融侵蚀因子,对2000—2019年青藏高原冻融侵蚀敏感性进行了评价,结合研究期内青藏高原荒漠化趋势,构建了一种判定冻融荒漠化退化区域的方法。[结果]2000—2019年青藏高原冻融侵蚀区总面积为1.531×10⁶ km²,中度及以上敏感性区域面积为9.131×10⁵ km²,占青藏高原总面积的35.92%。青藏高原冻融荒漠化退化区域面积约为1.113×10⁵ km²,主要分布于高原西南部,退化程度以中度退化为主,面积占比为44.35%。[结论]气温上升、湿润指数下降和净太阳辐射增强是青藏高原冻融荒漠化发生的主要自然驱动因素,高原南部部分地区由于气候条件的差异,三者发挥了相反的作用。