三峡库区重庆段不同土壤类型土壤侵蚀景观异质性分析

以三峡库区(重庆)为研究区域,以景观生态学原理为基础,借助GIS技术,重点探讨了研究区不同土壤类型的土壤侵蚀景观异质性.结果表明:(1)紫色土、黄壤、水稻土和石灰(岩)土是研究区的主要土壤类型,在空间上呈差异性分布.棕壤、黄壤和黄棕壤受脆弱的岩溶地理条件影响强烈,斑块形状相对复杂.紫色土更多受人为干扰的影响.(2)微度侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀景观占有较大的优势.侵蚀等级较高,景观破碎化较严重:粗骨土中强度侵蚀的景观破碎化最强;黄褐土中为剧烈侵蚀;极强度侵蚀在其他各类土壤中均明显破碎,是影响景观破碎化的一个主要因素.(3)景观水平上,粗骨土、石灰(岩)上的土壤侵蚀景观异质性最高,土壤侵蚀景观最为稳定;棕壤、黄褐土上的土壤侵蚀景观异质性最低,土壤侵蚀景观稳定性最低.     

基于土地利用变化的三峡库区(湖北段)土壤侵蚀消长研究

为了探索三峡库区蓄水前后土地利用变化与土壤侵蚀消长之间的关系,以三峡库区湖北段为研究对象,基于RS和GIS空间分析等技术,通过获取和计算CSLE方程中各土壤侵蚀因子,依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190—2007),对2005年、2010年、2015年研究区土壤侵蚀强度进行分级;运用叠置分析,生成2005—2010年、2010—2015年土壤侵蚀和土地利用转移矩阵,并将土地利用变化与土壤侵蚀强度变化图层叠加。结果表明:研究区域土地利用方式以林地和耕地为主,其中耕地和林地的面积在不断减少,园地和建设用地的面积在不断增加,研究区城镇化速率加快。微度和轻度侵蚀面积占比最大并逐年提升,轻度、中度和强烈侵蚀有向更低强度侵蚀迁移的趋势,三峡库区水土流失治理成效初显。草地转为耕地对土壤侵蚀模数的增加最为明显;耕地转为林地、园地和草地以及园地转为林地对土壤侵蚀的发生具有抑制作用。     

三峡库区不同土地利用背景下的土壤侵蚀时空变化及其分布规律

土壤侵蚀是影响三峡库区土壤养分流失、河道淤积等一系列生态环境问题的重要原因,本文基于GIS技术,采用通用土壤流失方程,对三峡库区1990、1995、2000、2005和2010年的土壤侵蚀进行计算,并对研究区1990-2010年不同土地利用背景下土壤侵蚀强度的时空变化和分布规律进行定量分析.结果表明:1990-2010年,三峡库区平均土壤侵蚀模数与土壤侵蚀量呈减少的趋势,多年平均土壤侵蚀量为18 356.450 7万t,属于中度侵蚀;从空间上看,研究区微度、轻度侵蚀等级分布面积最广.在同一年分内,6种不同土地利用下土壤侵蚀模数依次为:旱地＞草地＞林地＞未利用地＞水田＞建设用地;不同土地利用下的土壤侵蚀差异显著,不同土地利用对土壤侵蚀的贡献率相差很大;各土地利用类型中,微度侵蚀的面积逐渐增加,中度侵蚀及以上侵蚀等级的侵蚀面积,都不同程度的向低等级转移;随着退耕还林还草及大量农村劳动力的外出,库区的土壤侵蚀总体上呈现转好的趋势,但是局部地区的治理工作仍需加强.     

普安县不同岩组类型对区域土壤侵蚀景观格局的影响

以普安县白云岩、石灰岩、砂页岩和玄武岩等不同岩组区域的土壤侵蚀景观作为研究对象,基于ArcGIS软件中Spatial Analysis拓展模块空间分析技术及景观生态学中的景观格局空间分析方法,从宏观空间尺度上研究了不同岩组类型对区域土壤侵蚀景观格局的影响。结果表明:普安县岩组分布特征是以白云岩为主,其次是石灰岩,砂页岩和玄武岩面积较少;石灰岩区总体侵蚀程度不高,但是局部侵蚀较为严重。普安县土壤侵蚀景观格局特征表现为:微度侵蚀是4种地层岩组土壤侵蚀景观的景观基质,微度侵蚀景观斑块在空间分布上集中连片、异质性低、均匀度指数高,极强度侵蚀与剧烈侵蚀最大面积比例与斑块面积都是最小,斑块在空间分布上距离都较远且及其破碎,连通性较低。普安县不同岩组土壤侵蚀景观格局存在差异,白云岩区景观最为破碎,具有较高的异质性;石灰岩区侵蚀斑块分布较为集中;玄武岩区具有最高的多样性,斑块间的信息交流最为频繁。     

137Cs示踪三峡库区土壤侵蚀速率研究

三峡库区土壤侵蚀量研究对于该区水土保持、土地资源合理利用、生态环境改善以及水库的使用寿命具有重要的实践意义。本文运用137C s示踪法对三峡库区土壤侵蚀速率进行初步研究,结果表明:研究区137C s的背景值为2 029.2 Bq/m2;不同土地利用类型中,土壤侵蚀强度的大小顺序为:耕地>园地>草地>荒地>林地,按照水利部1997年颁布的土壤侵蚀强度等级标准,则耕地为中度侵蚀,园地、草地和荒地为轻度侵蚀,林地为微度侵蚀。不同坡度段土壤侵蚀强度差别不大,由强到弱依次为5~°15,°0~°5,°25~°35,°15~°25°和>35°坡度段,皆属轻度侵蚀;重庆-万州段和云阳-宜昌段土壤侵蚀等级虽皆为轻度,但前者已接近中度侵蚀,其土壤年均侵蚀模数为后者的2.18倍。     

基于RUSLE模型的秦岭—大巴山地土壤侵蚀时空特征分析

[目的]秦岭—大巴山地(秦巴山地)是我国重要的南北地理—生态过渡带主体,对秦巴山地的土壤侵蚀研究将有助于该区域的生态保护和水土资源管理。[方法]基于RUSLE模型计算秦巴山地的土壤侵蚀模数,并量化分析了该区域的土壤侵蚀的时空分布格局。[结果](1)2000—2020年秦巴山地的微度侵蚀面积呈上升趋势,轻度侵蚀及其以上等级的土壤侵蚀面积均呈下降趋势;从空间来看,秦巴山地东北和西南部的土壤侵蚀等级较高,中间较低;(2)秦巴山地的土壤侵蚀相对集中在500～1 500 m、坡度15°～25°区域内;(3)秦巴山地发生土壤侵蚀最主要的土地利用类型为林地,耕地、林地的微度侵蚀以及草地的微度、剧烈侵蚀面积呈上升趋势;(4)秦巴山地土壤侵蚀主要分布在陕西、四川和甘肃,且甘肃和四川的剧烈侵蚀呈上升趋势。[结论] 2000—2020年秦巴山地的侵蚀面积和强度呈“双下降”的态势,其整体侵蚀状况好转,但侵蚀分布存在明显空间差异。     

黄土丘陵区县域土壤侵蚀定量研究

为了探讨黄土丘陵区彭阳县的土壤侵蚀状况,以彭阳县为研究区,2015年ZY-3遥感影像、NDVI、降雨量、DEM(25 m)、宁夏土壤普查数据等为数据源,结合GIS和RS,采用中国土壤侵蚀模型(CSLE)对彭阳县土壤侵蚀进行定量研究,从坡度、土地利用类型、植被盖度3个方面分析了研究区土壤侵蚀的空间分布特征。研究结果表明:(1)彭阳县年均侵蚀模数为1027.21 t/(km^2·a),年侵蚀总量为2.6×10^6 t,各侵蚀等级面积占比随侵蚀强度等级的增强而递减;(2)彭阳县土壤侵蚀与坡度密切相关,随着坡度的增加,土壤侵蚀加剧,且在坡度为15°~35°的区域侵蚀总量最大;(3)不同土地利用类型的水土保持效益为:耕地>林地>园地>草地>建设用地>其它用地>未利用地;(4)植被覆盖对土壤侵蚀的抑制作用显著。研究结果表明,定量研究彭阳县的土壤侵蚀状况,可为县域水土流失治理提供科学依据。     

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。     

黄土高原南部土地利用/覆被变化的土壤侵蚀效应

基于3S技术对黄土高原南部地区土地利用/覆被变化及空间分布格局进行了综合测评,同时应用通用土壤流失方程(USLE)定量研究了不同土地利用方式下的土壤侵蚀效应.研究表明,研究区1980-2005年共有1 123.80 km2耕地被用为城镇建设用地,建设用地面积净增了1 238.29 km2,林地、草地面积总量变化小,但局部地区流转特征显著;与此同时,该区土壤侵蚀模数从11.54 t/(hm2·a)增至13.81t/(hm2·a),1980和2005年黄土沟壑区侵蚀模数的峰值分别为1 708.52和1 584.69 t/(hm2·a).该区域土壤侵蚀效应与土地利用空间格局耦合性较强,林地、草地由于分布区域海拔高,坡度陡,侵蚀强烈,而地势低洼、平坦地区(建设用地、耕地、未利用地)的土壤侵蚀强度小.林地、草地的土壤侵蚀效应由于受到地形因素的影响,对降雨侵蚀因子增强的响应尤其明显.2005年该区林地和草地的平均侵蚀模数分别增加了2.34和7.32 t/(hm2·a),并且微度以上侵蚀等级的面积有所增加.     

基于GIS的饶河县土壤侵蚀动态变化研究

以GIS为平台,利用TM影像和通用土壤流失方程(USLE)动态分析饶河县土壤侵蚀变化情况,结果表明:饶河县1995和2005年两个时期的土壤侵蚀强度均包括微度、轻度、中度、强烈4个等级,土壤侵蚀面积和强度均呈增长态势,轻度及以上侵蚀面积从1995年的529.13 km2增加到了2005年的867.41 km2;土壤侵蚀主要分布在中部、北部地区,并呈现从北部向中部发展的趋势;土地利用变化中耕地面积增加量最大,主要来源为林地和未利用地,林地面积减少量最大,主要转变为耕地和草地;根据土壤侵蚀与土地利用的关系,土壤侵蚀主要发生在耕地和林地,按大小排序依次为耕地>林地>未利用地>草地。     

土地利用经济效益时空变异分析

以重庆市40个区县1999-2006年土地利用状况为依据,结合其自然、社会经济条件选择土地利用经济效益评价指标,运用多元统计中的因子分析法对重庆市40个区县8a的土地利用经济效益状况进行了分析。（1）土地利用经济效益在各年内不同区县有较大的差异：效益较好的区县大多是经济发展好的区县,主要是主城区及其经济辐射较强的区县;而效益较差的区县的经济则落后一些,主要是比较偏远的山区;这种差异在年间呈现逐步增长的趋势;（2）1999-2006年各个区县的土地利用经济效益呈现逐步提高的趋势,区县集中分布的范围也发生相应变化：分布在高效益区的区县越来越多,分布在低效益区的区县相应减少。针对上述分析结果提出了提高土地利用经济效益建议和措施。     

基于USLE模型的重庆生态涵养发展区土壤侵蚀量估算

利用USLE模型估算渝东北生态涵养发展区土壤侵蚀量,并对研究区土壤侵蚀强度进行分级,以此为基础进一步分析不同降雨侵蚀力、坡度、土壤类型下的土壤侵蚀强度分布特征。结果表明:本研究区土壤侵蚀量大致呈东北向西南递减的趋势,东部山地土壤受侵蚀最严重,西部山间丘陵地带土壤侵蚀量相对较小,研究区平均土壤侵蚀模数为30.15t/(hm~2·a),土壤侵蚀量为10 220.85万t/a。研究区各区县土壤侵蚀分布情况可划分为三类:(1)重点预防保护区。土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,林草覆盖度较高,但有水土流失加剧的危险,代表区县是忠县、梁平、垫江;(2)重点监督区。土壤侵蚀以中度和强度侵蚀为主,土壤侵蚀相对严重,代表区县为云阳、万州、巫山、奉节、丰都;(3)重点治理区。土壤侵蚀以极强度和剧烈侵蚀为主,土壤侵蚀最严重,代表区县为巫溪、开县、城口。降雨侵蚀力为3 000~4 000(MJ·mm)/(hm~2·h·a),坡度在25°以上,土壤为石灰土、紫色土或黄褐土的地区,土壤侵蚀以强度、极强度和剧烈侵蚀为主,是水土流失治理的重点。     

固原试区综合治理减沙效益观测初报

固原县上黄试区径流小区建立4年来,获得37次起流降雨记录,共1272个数据;还建立了综合治理与不治理的对比观测区,1988年也获得记录。经初步整理,得出坡度、坡长、不同植被、不同雨强与水土流失量的关系,如坡度大于25°时,流失量并不一定随坡度的增加而增加;坡长在40m时,流失量达最大值;草灌乔地土壤流失量较农地减少60—90%以上;不同雨强对流失量影响极大。对比观测区初步结果是综合治理的比不治理的减沙83.3%;根据小区数据估算,全试区15km²减沙61.0%。     

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。     

岷江上游景观格局与土壤侵蚀变化——以杂古脑流域为例

[目的]探索不同景观格局对流域土壤侵蚀过程的影响及动态变化,为岷江上游的生态保护和恢复工作提供依据。[方法]应用景观生态学理论与通用土壤流失方程(USLE)分析岷江上游杂古脑流域1990年和2015年的景观格局变化与土壤侵蚀变化。[结果]杂谷脑流域景观类型动态主要表现为草地面积由70 125hm~2增加到82 568hm~2,林地和耕地面积少量增加,未利用的其他地类面积减少了12 542hm~2。该区域25a来植被覆盖度显著提高,土壤侵蚀程度显著下降;2015年中度侵蚀强度以上的土壤侵蚀发生面积均出现下降,极强度侵蚀活动的发生面积下降了36 102.69hm~2。[结论]25a间杂古脑流域以草地为主的植被恢复和景观格局变化,有效降低了该区域的土壤侵蚀强度,减少了水土流失。     

景观格局类型对土壤侵蚀的影响

在景观格局特征尺度上讨论景观格局类型与土壤侵蚀的关系,为具有减缓土壤侵蚀效果的景观格局提出优化的方向。以挠力河流域为研究区,利用3S技术、USLE模型、移动窗口法与半变异函数、有序多元logistic回归等方法,从特征尺度上量化了分析景观格局类型对土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)2010—2018年研究区景观格局破碎化程度增加,景观格局类型有向散布型转化的趋势。(2)2010年、2018年研究区的景观格局特征尺度分别为4 500 m,4 250 m,后者景观格局更为丰富。(3)2010—2018年研究区土壤侵蚀总量增加。(4)研究区土壤侵蚀强度主要取决于现状土地利用斑块特征,在景观格局特征尺度下网状型景观格局类型对土壤侵蚀的缓解效果最好,网状型、指状型和棋盘型与散布型景观格局类型相比,土壤侵蚀强度至少高一个等级的概率分别为0.53,0.74,0.88。研究结果可为景观格局优化和水土保持管理提供参考。     

天山北坡经济带宜耕未利用地开发潜力分区及评价 ——以新疆阜康市为例

新疆地区拥有比较丰富的未利用地资源,合理开发利用该区域未利用地在一定程度上有助于缓解日益严峻的人地矛盾和保障区域粮食安全。本研究以阜康市为研究区域,采用生态位适宜度模型,选择土壤含盐量、土层厚度、土壤质地、有机质含量、地貌类型、林地覆盖率、灌溉保证率、土壤侵蚀模数、≥10℃积温、距离河流距离、流域地均径流量以及年均降水量共12个指标构建评价指标体系,进行未利用地开发利用适宜性评价。研究结果表明,阜康市较适宜开发耕地的未利用地(主要包括高度适宜和基本适宜)占未利用地总面积的22.21%,分布于山前冲积扇中下部和地形较为平坦的地区。勉强适宜的未利用地仅占未利用地总面积的16.36%,主要分布在北部沙漠边缘和南部山前冲积扇上部。不适宜开发利用的未利用地占未利用地总面积的61.43%,主要分布于南部的坡地、山前冲积扇边缘以及靠近北部沙漠边缘。在评价结果的基础上选择潜力指数、新增耕地潜力、乡镇未利用地面积、宜耕未利用地开发面积、宜耕未利用地比重、平均地块面积、地块破碎度等指标构成未利用地开发潜力矩阵,并利用系统聚类分析对未利用地资源进行潜力分区。结果表明,研究区可以划分为5个潜力区,Ⅰ级潜力区适宜开发未利用地的面积为21 000.97 hm2,可以新增耕地潜力为15 222.92 hm2;Ⅱ级潜力区适宜开发未利用地的面积为12 875.69 hm2,新增耕地潜力为10 155.41 hm2;Ⅲ级潜力区适宜开发未利用地的面积为5 008.84 hm2,可以新增耕地潜力为4 165.35 hm2;Ⅳ级潜力区适宜开发未利用地的面积为878.67 hm2,可以新增耕地潜力为753.78 hm2;Ⅴ级潜力区的未利用地均不适宜开发利用。潜力分区可以从时序和空间上为阜康市未利用地的开发利用提供理论参考,对未来未利用地差别化开发利用模式的探索具有一定指导意义。     

福建省水土流失现状分析

[目的]运用遥感技术监测福建省水土流失状况,为研究区的水土保持工作提供一定的科学依据。[方法]利用2014年Landsat-8OLI等遥感数据,基于通用土壤流失方程(USLE)定量计算得到研究区的土壤侵蚀量,并运用GIS空间分析和数理统计的方法分析水土流失在地理空间上分布特征。[结果]福建省2014年的水土流失总面积为10 939.8km2,总流失率为8.93%,其中以轻度流失为主,占总流失面积的82.3%,境内流失等级为强度及以上的区域主要集中在北部的宁德和南平、南部的漳州和西部的龙岩一带;其中22个水土流失重点县流失面积为4 786.65km2,占全省流失总面积的43.76%,平均流失率为10.54%。[结论]水土流失主要发生在海拔高程为200~1 000m的区域,流失面积有8 954.35km2,占流失总面积的81.85%;坡度与水土流失关系密切,水土流失主要发生在坡度为8°~25°的区域,流失面积有69 871.71km2,占总流失面积的57.23%;容易发生水土流失的土地利用类型是裸地和林地,流失比例分别达到30.99%和9.47%。     

三峡库区重庆段水土流失动态变化

利用GIS技术,将1995年、2004年的卫星遥感影像进行空间叠加分析,计算三峡库区重庆段各级强度水土流失的马尔科夫转移概率,分析各级强度之间的相互转化关系,并对水土流失遥感数据进行对比分析,揭示10 a期间三峡库区重庆段水土流失的时空变化特点。结果表明：三峡库区重庆段中度侵蚀和强度侵蚀面积之和占库区水土流失总面积的70.84%,年均土壤侵蚀模数高达3 766 t/（km^2.a）,均高于临近的贵州省和湖北省;2004年水土流失面积占库区土地总面积的51.71%,高于全国37%的平均水平,也高于长江流域31.2%的平均水平,更高于与之邻近的四川、贵州和湖北3省;1995—2004年,三峡库区重庆段的水土流失面积减幅高达22%,水土流失强度也有明显下降,其中减幅最大的是中度侵蚀面积,其次是极强度侵蚀和强度侵蚀;三峡库区重庆段侵蚀好转程度与侵蚀强度呈正相关关系。总体来看,三峡库区重庆段的水土流失基本得到了遏制,生态环境正向良性发展的方向演变。     

黄土丘陵区不同降雨格局下土地利用的水土流失效应

研究不同类型降雨事件下土地利用／覆被对水土流失过程的影响，对于科学指导植被建设和控制水土流失具有重要意义。基于14a径流小区观测数据，依据降雨量．降雨历时和最大30min雨强3个指标。利用快速聚类的方法将定西市安家沟内产流性降雨事件划分为3种格局。总体而言，降雨格局2为雨量集中、雨强很高而历时较短的降雨事件的集合；降雨格局3为雨量分散、雨强小而历时很长的一类降雨事件的集合；而降雨格局1则为雨强、历时等特征值都介于格局3和格局2之间的降雨事件的集合体。在此基础上，着重研究了5种土地利用类型在不同降雨格局下的径流侵蚀规律。（1）从静态观点来看，5种土地利用类型抵抗径流侵蚀的能力依次为沙棘〉荒草〉油松〉苜蓿〉小麦。苜蓿地的土壤侵蚀严重。可能跟人为干扰破坏和苜蓿自身生长习性有关。（2）3种降雨格局中，以降雨格局2下各土地利用类型的径流侵蚀最为严重，降雨格局1次之，降雨格局3最弱。即雨量集中、雨强很高而历时较短的降雨类型是影响该地区水土流失的主导因素。（3）多年生植被（如沙棘，油松等）的径流侵蚀有随生长年数增长而减弱的趋势，以生长初期最为严重，随后逐渐减弱并稳定在一个较低的水平上。因而认为，不同土地利用类型下的径流侵蚀不仅取决于该植被类型，更重要的是决定于该植被所处的生长发育阶段。