基于USLE模型的滇池流域土壤侵蚀时空演变分析

掌握滇池流域土壤侵蚀的空间分布规律和演变趋势对优化水土保持措施、开展滇池水污染治理和保障流域可持续发展具有重要意义。该文以降雨量、土壤、DEM和遥感影像为数据源,运用RS、GIS技术,结合土壤侵蚀模型计算滇池流域1999—2014年每隔3 a的土壤侵蚀量,分析流域土壤侵蚀强度的时空演变特征。结果表明,无明显侵蚀区域面积在15 a间呈上升趋势,占比从1999年的70%上升为2014年的82%,说明流域土壤侵蚀状况逐渐好转;1999—2014年期间滇池流域土壤侵蚀面积呈逐年下降趋势,1999年侵蚀面积最大,为776 km2,到2014年下降到为468 km2;土壤侵蚀强度等级转移矩阵显示15 a间近75%区域侵蚀强度保持不变,其中以微度侵蚀为主,有18.23%的区域侵蚀强度降低,8.36%的区域强度上升;空间变化上,侵蚀强度降低的区域主要集中于环滇池的入湖河流一带,侵蚀强度上升区域主要为流域东、南、北端海拔较高的山区。该研究有助于分析滇池流域土壤侵蚀在空间上的演变过程,为提出精准的侵蚀防治措施提供决策依据,为流域生态环境保护提供参考。     

基于分形理论的三峡库区土壤侵蚀空间格局变化

在RS和GIS技术支持下生成的三峡库区2000和2009年土壤侵蚀强度类型图的基础上,运用分形理论分析三峡库区土壤侵蚀的空间格局变化.结果表明:1)在各侵蚀强度类型中,微度侵蚀面积最大且呈显著增加趋势,而其他侵蚀类型的面积均呈减小趋势;2)土壤侵蚀空间格局存在分形特征,近10年间,各侵蚀强度类型的斑块镶嵌结构复杂度变化...     

基于GIS的黑龙江省拉林河流域土壤侵蚀空间特征分析

以黑龙江省拉林河流域为研究区,利用USLE计算土壤侵蚀模数,并建立了基于GIS的空间栅格数据库。采用地统计分析方法,进行研究区的土壤侵蚀模数空间特征分析。对比现行两种土壤侵蚀强度分级标准,分析确定适用的土壤侵蚀强度分级标准。采用空间和趋势分析方法,进行研究区的土壤侵蚀强度空间分布特征分析。结果表明:(1)研究区的土壤侵蚀模数分布具有强烈的空间相关性,自西向东、由北至南呈线型增大的分布趋势;(2)《黑土区水土流失综合防治技术标准标准》中规定的土壤侵蚀强度分级标准适用性更强;(3)研究区的土壤侵蚀面积占总面积的94%,强烈、轻度和中度水力侵蚀为主要的侵蚀强度类型;强烈水力侵蚀主要分布于西部的洪积台地,轻度水力侵蚀主要分布于东部的低山丘陵宽谷,中度水力侵蚀主要分布于中部的地貌过渡带,极强烈和剧烈水力侵蚀主要呈零散状分布于东部的低山丘陵沟壑,中部和西部也有零星分布;随植被覆盖度的降低,土壤侵蚀强度等级自东向西呈增大趋势。     

植被格局特征对大理河流域侵蚀产沙的响应

为了进一步研究植被覆盖FBM(fractional brownian motion)分形维数在不同流域中对植被覆盖特征的综合效果及作为固定参数代替现有的植被量化指标在实际的水文、土壤侵蚀等预测模型中的应用,该文通过对大理河流域上中下游青阳岔、李家河和曹坪3个水文站控制流域的降雨、径流和产沙等资料的全面综合分析,以次降雨径流侵蚀功率作为侵蚀外营力输入,通过对站控流域地貌特征FBM分形维数、植被景观格局FBM分形维数和NDVI植被指数作为描述下垫面特征,以地理信息系统(GIS)为平台,利用GIS和RS技术,构建大理河流域侵蚀产沙量多元线性回归模型,并通过2组不同参数预测结果对比,结果表明:以植被格局分形维数为植被量化参数的模型输沙模数模拟值与实测值之间的相对误差和绝对误差比以NDVI为植被量化参数的小;在38场次暴雨洪水中,基于植被格局分形维数为植被量化参数的模型次暴雨输沙模数模拟值与实测值之间的相对误差小于10%、20%、50%的分别占总场次的34.21%、55.26%、86.85%;38场次暴雨输沙模数的模拟值和实测值之间的平均相对误差为25.19%,其中模拟值与实测值绝对误差小于300 t/km2有31场,植被格局FBM分形维数可以更好反映植被覆盖与水土流失之间的关系,并且分析得到植被格局分形维数与土壤侵蚀强度之间呈负相关关系,决定系数为0.5066,即土壤侵蚀强度随着植被格局FBM分析维数的增大呈减小趋势,说明植被格局FBM分形维数对土壤侵蚀强度的影响较大.     

城市河道生态护坡综合评价指标体系研究

以贵州省猫跳河流域为案例区,运用RUSLE模型对流域1973,1990,2007年土壤侵蚀空间格局进行了模拟。分析了该流域土壤侵蚀动态变化规律,为流域土壤侵蚀的有效防治提供了科学依据。结果表明,(1)流域下游以及上游西部溶蚀丘陵谷地土壤侵蚀较严重,土壤侵蚀量主要来源于强烈、极强烈及剧烈侵蚀区域,旱地和灌草地是流域发生土壤侵蚀的主要用地类型。(2)近30a来,流域土壤侵蚀经历了趋向严重—减轻的变化过程。1973—1990年低强度土壤侵蚀面积在减少,而高强度侵蚀面积在增加。1990—2007年,除了微度侵蚀面积大幅度增加外,其余侵蚀等级面积均在大幅度减少。6°～25°坡度带是发生土壤侵蚀的主要区域,也是水土流失防治及治理的重点区域。     

基于GIS和USLE模型对滇池宝象河流域土壤侵蚀量的研究

滇池已被列入国家“三河三湖”治理的重点,也是云南省9大高原湖泊治理的重中之重。非点源污染是滇池污染的主要原因,而水土流失则是非点源污染的主要来源,占非点源污染总量的80%。运用GIS栅格模块的空间分析功能,根据USLE模型的各个因子进行图形运算,估算了小流域土壤侵蚀量。结果表明,流域的年均土壤侵蚀模数为983.51 t/km2,侵蚀强度为轻度,占流域面积91.53%的区域土壤侵蚀强度在轻度以下,对流域土壤侵蚀量的贡献率为52.80%;而流域47.2%的土壤侵蚀来自于占流域面积8.5%的中度以上侵蚀区域。     

基于USLE和GIS/RS的滇池流域土壤侵蚀研究

人类不合理的土地利用方式是水土流失发生的主要原因之一。研究滇池流域的土壤侵蚀现状,对于控制流域内生态环境恶化,建立良好的生态环境具有十分重要的意义。采用USLE模型并结合RS,GIS技术对滇池流域土壤侵蚀进行估算,分析不同坡度和不同植被类型对侵蚀的影响,同时提出了基于植被覆盖度的植被覆盖与作物管理因子计算方法。结果表明:滇池流域土壤侵蚀量为233.96万t,土壤侵蚀以中、轻度侵蚀为主,强烈以上侵蚀较弱。侵蚀主要发生在8°～35°的区域,灌木林地的侵蚀模数最大。在GIS支持下,通过土壤侵蚀模型进行定量评价,可高效、客观地反映土壤侵蚀情况,对减少流域内新增土壤侵蚀风险,控制非点源污染有着重要的参考价值。     

沂蒙山区典型小流域土壤侵蚀与环境影响因子耦合关系

以沂蒙山区曲阜九仙山小流域为研究区域,基于"3S"技术,对2009年九仙山小流域土壤侵蚀特征及其环境影响因子进行了系统研究。研究结果表明:九仙山小流域土壤侵蚀在侵蚀强度上呈现整体以轻度侵蚀、中度侵蚀为主,局部有强烈和极强烈侵蚀的土壤侵蚀特征;土地利用、植被盖度、坡度、海拔等环境因子对流域土壤侵蚀影响密切。研究成果可为小流域水土保持决策提供参考。     

基于WaTEM/SEDEM模型的洮河源区土壤侵蚀产沙模拟及其空间驱动力分析

[目的]全面认识长时间尺度的土壤侵蚀时空变化及其影响因素对土壤侵蚀治理具有重要意义。探究流域1998—2018年土壤侵蚀和产沙时空变化特征及其空间驱动力因子,为洮河源区流域的水土治理提供科学理论依据。[方法]以洮河源区流域为研究区,基于碌曲站实测输沙数据以及植被NDVI数据,通过WaTEM/SEDEM模型结合重心模型分析流域侵蚀产沙时空变化特征,进一步采用地理探测器方法探究其空间驱动力因子。[结果]洮河源区的土壤产沙模数由1998年的33.81 t/(hm²·a)增加至2018年的48.59 t/(hm²·a);土壤侵蚀强度主要以微度侵蚀为主,其次是极强侵蚀和轻度侵蚀,剧烈、强烈和中度侵蚀占比最小。侵蚀较强区域分布在高山地带;侵蚀较微弱的区域分布在中部的河谷地区和海拔较低的区域。流域内地形等级和植被覆盖度对土壤侵蚀影响最大,q值分别为0.359,0.183,流域侵蚀模数随地形位等级增大而增大,随植被覆盖度的增大而减少。1998—2003年和2008—2013年这两个时段,土壤侵蚀重心向东南方向移动,2003—2008年侵蚀重心向西北方向移动,...     

大理河流域土壤侵蚀空间分布的地貌特征研究

以GIS为平台,结合第2次遥感调查黄土高原土壤侵蚀数据库,对大理河流域土壤侵蚀空间分布的地貌特征进行了研究。结果表明:水力侵蚀是大理河流域土壤侵蚀的主要形式。各种强度水力侵蚀空间分布的高程特征呈现峰值现象,其中强度以上水力侵蚀面积集中分布于1 240 m高程左右。各种强度水力侵蚀的面积比重,随着坡度的增加呈现先增大后减小的趋势,25°左右存在一个侵蚀临界坡度。临界坡度值随着侵蚀强度的增强而增大。坡向特征呈现双峰现象,其中东北与西南坡向是大理河流域的优势坡向,强度以上水力侵蚀在东北坡向的分布比重大于西南坡向。大理河流域土壤侵蚀存在一个30 m左右临界起伏度。土壤侵蚀强度的变化对起伏度的变化不敏感。此结论为进一步研究流域水土流失动态模拟与区域生态环境长期演变提供了新思路和新角度。     

基于GIS和RUSLE的滇池流域土壤侵蚀敏感性评价及其空间格局演变

土壤侵蚀是滇池流域重要的生态问题之一,掌握滇池流域土壤侵蚀敏感性的时空变化特征有助于水土保持工作的实施和改进。以降雨量、DEM、土壤类型和Landsat影像为数据源,选择降雨、土壤、坡度坡长、植被覆盖4个因子建立土壤侵蚀敏感性评价体系,对滇池流域进行土壤侵蚀敏感性评价。结果表明:滇池流域土壤侵蚀敏感性以轻度敏感和中度敏感为主。空间分布上,轻度敏感区主要分布在滇池周边。中度敏感区主要分布在滇池流域山地区域,地形陡峭。时间变化上,1999—2014年滇池流域土壤侵蚀敏感程度呈下降趋势。轻度敏感区域面积增加20.18%,中度敏感区域面积减少20.31%,轻度敏感区的增加来源于中度敏感区的转变,转变区域分布于滇池流域西北部和东南部。在土壤侵蚀敏感性影响因子中,降雨是影响滇池流域土壤侵蚀敏感性的关键因子。研究滇池流域土壤敏感性时空变化,识别滇池流域易发生土壤侵蚀的区域,有助于该区域水土保持措施实施、生态治理和土地利用优化。     

东大河小流域林地土壤侵蚀及养分特征研究

为探究滇池流域自实施退耕还林工程以来的林地土壤侵蚀及养分流失特征,本研究以滇池西南部东大河小流域为研究靶区,利用放射性核素¹³⁷Cs示踪技术,对该区域内林地的土壤侵蚀模数进行估算,分析养分含量变化,并主要探讨了坡度、植被覆盖率及土壤颗粒组成对土壤侵蚀的影响。结果表明,林地土壤剖面中的¹³⁷Cs比活度呈指数下降趋势,以自然侵蚀为主。流域林地总侵蚀量为69.28×10³ t·a^-1, 侵蚀强度以轻度侵蚀为主,侵蚀模数介于1 039.40~2 402.12 t·km^-2·a^-1。东大河流域林地总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)总流失量分别为1 963.5、209.1、98.94 t·a^-1,土壤TOC、TN含量与¹³⁷Cs比活度呈极显著正相关关系,物理迁移特征相似。土壤养分流失与土壤侵蚀规律较为一致。土壤侵蚀强度以及养分流失空间差异性较大。土壤黏粒含量与土壤侵蚀呈极显著负相关关系,坡度及植被覆盖率在一定范围内对土壤侵蚀的影响明显,坡度为10~25°以及植被覆盖率小于40%的林地中侵蚀状况相对严峻,平均侵蚀量约为1 709.85 t·km^-2·a^-1,需加强10~25°山地植被保护。本研究为减少当地水土流失,恢复生态以及继续推动退耕还林工程,保证退耕还林工程的效益提供了参考依据。     

滇池流域建设用地景观格局与滇池水质关系分析

运用灰色关联度分析法,研究了高原湖滨区滇池流域建设用地的景观格局指数与滇池水体的TN,TP浓度变化之间的关系。结果表明,1988-2008年,滇池草海与外海TN,TP浓度呈不断上升的趋势;滇池流域建设用地斑块的团聚程度和整合性升高,建设用地斑块间距离变小,大面积的建设用地增多,且建设用地斑块形状趋于复杂,具有不规则的特征;滇池流域建设用地对水质的影响与其景观空间格局关系密切,特别是聚合度和面积加权的平均斑块分维数。要保证该地区迅速发展的城市化背景下的水环境安全,滇池流域土地利用调整的基本方向是在湖滨带地区,保留足够的生态用地,避免建设用地的过度整合及大面积建设用地的形成。     

陕西省延安市燕沟流域水系分形与地貌侵蚀发育研究

为验证分形维数法与传统地貌法判断地貌侵蚀发育阶段是否一致,基于DEM数据提取陕西省延安市燕沟流域水系结构图,利用网格法计算燕沟流域水系分形维数,利用高程面积曲线法刻画了该流域的地貌侵蚀发育阶段。结果显示:燕沟流域水系长度为61.6 km,水系密度为1.29 km/km²,水系数量为109条,燕沟流域水系的分形维值为0.98,高程曲线下面积为0.497。由此可以得出,燕沟流域地貌处于侵蚀发育的壮年期,需要加强该地区水土流失治理; 分形维数阈值判断方法忽略了面蚀在地貌侵蚀过程中的作用,它将低估该地区地貌发育程度,因此利用水系分维值推断地貌侵蚀发育阶段的阈值需要更改。     

基于分维模型的台兰河流域土地利用变化研究

以新疆台兰河流域1990年、2000年和2005年土地利用数据为例,将分形理论应用于土地利用空间分布及其变化的研究中,定量分析干旱内陆河流域土地利用空间结构复杂性、稳定性以及各土地利用类型随时间的变化趋势,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:各种土地利用类型都具有空间分形特征,分维数是面积、斑块数量和平均斑块面积等单项指标有机结合的综合表现,是综合表征土地利用变化空间格局的定量指标。1990年、2000年和2005年不同土地利用分维数的排序分别为:水域工矿居民用地耕地草地未利用地林地;水域工矿居民用地草地耕地林地未利用地;水域工矿居民用地草地林地耕地未利用地。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体土地利用分形维值分别为1.5993,1.5986,1.6079,流域土地利用的分维数呈现先减后增的趋势,土地利用空间结构趋于复杂化,土地利用类型有扩张的趋势。1990年、2000年和2005年台兰河流域整体空间结构稳定性指数分别为0.1720,0.1563,0.1435,说明整个流域土地利用类型的空间结构稳定性逐渐下降。     

基于RS/GIS的布哈河流域土壤侵蚀现状研究

利用遥感和GIS的方法获得了流域内年降水量、年均气温、地形、土壤类型和土地覆被类型等5种评价因子数据,在GIS中通过建模及空间分析,获得了布哈河流域土壤侵蚀强度等级类型及空间分布信息。结果表明,研究区土壤侵蚀总面积是14 337km2,其中轻度侵蚀和中度侵蚀面积居多,分别占土壤侵蚀总面积的54.88%和20.51%;剧烈侵蚀面积占土壤侵蚀总面积的0.63%。     

~(137)Cs示踪法估算滇池流域土壤侵蚀

用13 7Cs示踪法探讨滇池流域的土壤侵蚀表明 ,不同利用方式农田的侵蚀量从 2 2 4t km2 yr(菜地 )～ 345 6t km2 yr(园地 )。与太湖地区相比 ,粗放的耕作方式也改变了当地农田的侵蚀排序。特别是土壤中的13 7Cs含量为 35 5～ 872Bq m2 ,比世界其他许多地区都低 ,却与青藏高原相邻地区的数值相近。原因可能是气候特点及远离核试验中心。经与其他方式所得结果比较可见 ,用13 7Cs示踪法研究滇池流域的中长期土壤侵蚀既简便快速又合理可行。     

2011—2019年宁夏土壤侵蚀动态变化及分布特征

宁夏是黄河流域生态保护和高质量发展的先行区,掌握其土壤侵蚀动态变化对于黄河流域的生态修复具有重要意义。本研究根据宁夏水土保持公报数据,对2019年宁夏土壤侵蚀强度、面积和空间分布进行分析,并与2011年的侵蚀状况进行对比,获得宁夏土壤侵蚀的动态变化特征。结果表明:①2019年宁夏回族自治区的土壤侵蚀总面积为15888.51 km2,占全区土地总面积的23.93%,与2011年相比,侵蚀面积共减少了19.02%。②中卫市的土壤侵蚀面积较大,且侵蚀强度较高;与2011年相比,各市的土壤侵蚀总面积都有不同程度的减少,且侵蚀强度总体都有所下降。③土壤侵蚀主要集中分布在Ⅲ丘陵台地干旱草原风水蚀交错区和Ⅶ黄土丘陵沟壑水风蚀交错区。④不同土地利用类型下的土壤侵蚀面积和强度有一定差异,建设用地和交通运输用地的侵蚀强度较大。