洱海流域土壤侵蚀动态变化研究

以云南洱海流域为研究对象,根据已有的流域DEM、Landsat-5 TM卫星数据和当地降雨、土壤类型等资料,在GIS、Erdas及ArcView软件支持下,应用USLE模型计算了洱海流域1989—2006年土壤侵蚀变化并对其土壤侵蚀特征进行了分析。研究表明:轻度侵蚀由占总面积的13.89%下降到6.47%,中度侵蚀由占总面积的6.49%增至14.04%,微度和极强烈侵蚀小幅增加,强烈和剧烈侵蚀小幅减少;微度、轻度、强烈和剧烈侵蚀多转化为中度侵蚀,面积分别为22.20、123.539、.68和22.91 km2,中度侵蚀多转化为微度侵蚀,极强烈侵蚀多转化为剧烈侵蚀;18年来,土壤侵蚀强度与面积年均变化率以中度侵蚀最大(6.46%),轻度、强烈、剧烈和微度侵蚀年均变化率分别为-2.97%、-0.11%、-0.10%、0.056%,极强烈侵蚀年均变化率最小(0.020%)。     

佳芦河流域水土保持监测及土壤侵蚀评价

以佳芦河流域分辨率为0.38 m的航摄影像和5 m的DEM等为信息源,基于ArcGIS平台,获取了流域水土保持措施、土地利用、植被覆盖度、坡度、沟壑烈度等土壤侵蚀影响因子,依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL 190—2007),对各因子进行叠加分析,对水蚀、风蚀区等不同侵蚀类型的土壤侵蚀强度进行了分析评价。结果表明,截至2012年9月,佳芦河流域有水土流失面积1068.89 km 2,占流域面积的94.26%,其中轻度、中度、强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积分别为118.69、206.35、126.29、75.08、542.48 km 2;强烈及以上侵蚀面积占到水土流失面积的69.59%,其中强烈和极强烈侵蚀多发生在风蚀区,而剧烈侵蚀主要发生在水蚀区的沟道中。     

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%。     

长江上游定量遥感监测模型地形因子应用研究

以长江上游商南县为研究区,利用GIS软件平台建立研究区数字高程模型(DEM),选用水土流失定量监测模型(QRSM),用水土流失地形像元SL因子算法专用软件计算像元坡度与坡长因子值,对数字高程模型(DEM)进行了差错与精度评价,并对地形因子计算过程中水体边界坡度、坡度因子、坡长、坡长因子和凹点、回流问题等关键技术进行了处理。结果表明,15°~25°坡度面积为530.51km2,占总面积的22.93%,25°~45°坡度面积为1 083.32km2,占总面积的46.82%。15°~45°坡度面积合计接近70%,是造成商南县严重水土流失的主要区域,监测结果符合研究区实际现状。该研究将监测模型推广应用到长江流域上游地区,对逐步实现长江流域水土流失的监测预报具有前瞻性,并对其他小流域也有一定的理论和实践价值。     

GIS支持下川滇黔接壤区滑坡危险性评价

川滇黔接壤地区是中国滑坡灾害的多发区,区内共有崩塌、滑坡等地质灾害隐患点1.2万余处,对100余万人的生命与财产安全构成威胁,严重影响当地人民生产、生活安全与可持续发展。选择坡度、相对高差、到活动断裂带距离、年均降雨量和年均大雨日数5个因子作为滑坡危险性的评价因子,在GIS支持下获取各因子的贡献权重,根据贡献率模型在空间叠加下生成研究区滑坡危险性评价图。结果表明:(1)研究区1.92×105 km2面积中,极高危险区3.92×104 km2,高危险区4.34×104 km2,中危险区4.58×104 km2,低危险区3.92×104 km2,稳定区2.42×104 km2,中度以上危险区面积占研究区总面积的67.00%;(2)极高危险区主要分布在小江—安宁河深大断裂两侧以及金沙江、雅砻江等深切河谷中,显示出活动断裂带和地貌对滑坡危险性的宏观控制作用;(3)中度以上危险区内人口总量约1 152.31万人,占总人口的32.17%;GDP约419.88亿元,占研究区总量的28.75%,因此加强川滇黔接壤地区地质灾害防灾减灾能力建设已刻不容缓。     

丹江口库区西河小流域水土流失定量遥感监测研究

研究选用中国科学院南京土壤研究所卜兆宏水土流失定量监测模型QRSM,应用"3S"技术,选用高分辨率1∶1万地形图和ALOS遥感数据,将影响水土流失的各因子值可精确计算到每个像元,以丹江口库区西河小流域为重点试验研究区在长江上游地区进行了研究。对模型各因子计算进行了误差处理和参数调整,并对QRSM模型中雨量预报PI算法与USLE模型经典算法EI两种不同算法得出的R值进行了精度对比,结果表明PI算法雨量预报准确率达到86.2%。监测结果得出,西河小流域水土流失面积1 901.00hm2,占总面积的48.4%,其中轻度流失面积685.64hm2,中度流失面积253.86hm2,强度流失面积428.16hm2,极强度流失面积450.04hm2,剧烈流失面积83.30hm2,分别占流失总面积的36.1%,13.4%,22.5%,23.7%,4.3%。流域内年土壤侵蚀总量为10 350t,侵蚀模数为2 633t/(km2·a),属中度水土流失类型区。流域的北部是治理区,南部是对照区,北部治理区水土流失面积降低到了15%以下。选择侵蚀程度严重的马槽沟子流域,通过模型监测水土流失量与实测泥沙量数据比较,模型水土流失预报精度高达89.6%。该研究将监测模型推广应用到长江流域上游地区,对逐步实现对长江流域水土流失的监测预报具有前瞻性,并对其它小流域也有一定的理论参考和实践推广示范及技术支撑等价值。     

基于MaxEnt模型的滑坡易发性评价--以攀枝花市为例

为了客观评价滑坡影响因子的贡献度和构建滑坡预测模型,以滑坡灾害发生较多的攀枝花市为研究区,通过筛选后选取高程、坡度、坡向、土地利用类型、归一化植被指数(NDVI)和人口密度6项因子作为滑坡易发性的评价指标;基于最大熵(maxEnt)模型和ArcGIS空间分析模块对研究区滑坡易发性进行了定量预测和分析研究。结果表明:maxEnt模型在研究区滑坡易发性研究方面的适用性等级为优秀(AUC=0.96),Kappa系数为0.86;随机选取75%的数据集用于训练模型,其余25%用于验证模型,得到的AUC值最稳定且精度最高,模型预测可信度最高;研究区高易发生和极易发生区分别占总面积的2.57%,0.80%,主要分布在人口比较密集的东部和西部地区,部分沿着金沙江、雅砻江、巴关河、安宁河和主要道路两侧发育;植被覆盖度和坡度是决定研究区滑坡易发性空间分布格局最重要的环境影响因子。     

基于CSLE和抽样调查的泰国土壤水蚀评价

通过对泰国区域土壤侵蚀的定量评价,掌握泰国土壤水蚀特征,以期为泰国土壤侵蚀防控和相关研究提供技术和数据支撑。采用CSLE模型,基于30 m分辨率区域侵蚀因子综合运算完成泰国土壤水蚀速率计算(地图代数法制图),基于亚米级分辨率抽样调查完成抽样单元水蚀速率计算,再以抽样单元计算结果为参考,对地图代数制图结果进行直方图匹配,最终获得研究区土壤水蚀速率专题图。结果表明:(1)直方图匹配制图结果既保留了原有的空间分布特征,又具有准确的统计特征。(2)泰国平均土壤水蚀速率为687.9 t/(km²·a),是全球平均土壤水蚀速率的2.4倍,个别地区达到1 000 t/(km²·a)以上(占面积13.2%,占侵蚀总量72.0%),与全球平均水蚀速率相比,土壤水蚀较为严重,0.6%的区域年侵蚀量约占研究区侵蚀总量的21.5%,局部侵蚀剧烈。(3)在各土地利用类型中,耕地水蚀最为严重,平均水蚀速率高达1 020.2 t/(km²·a),水蚀速率>2 500 t/(km²·a)的热点地区84.1%区域为耕地。由此可知,泰国局部区域的土壤水蚀较为剧烈,耕地对区域水土流失的贡献较大。     

准东地区土壤风蚀影响因子分析与风蚀量估算

为阐明准东地区土壤风蚀现状及影响因子,通过实地采样,结合气象、土地利用数据、DEM、遥感影像,从气候因子、地形因子、土壤因子以及植被盖度4个方面进行分析,利用GIS平台结合WEQ经验模型对各因子叠加计算的土壤风蚀状况进行分级,并对各侵蚀等级进行评价分析。结果表明:气候、土壤及植被盖度共同影响该区域的土壤风蚀状况。受各因子的影响,准东地区风蚀分级状况比较明显,侵蚀强度由南向北呈增强趋势,主要表现为重度侵蚀,占研究区面积的43.02%。该区域平均侵蚀模数为4 470.64t/(km2·a),风蚀量达9 969.53万t。为验证模型的准确性,利用137 Cs示踪法推算的风蚀模数与模型值进行对比,结果表明模型计算值与137 Cs示踪法估算值间的平均相对误差7.78%,证明该模型在研究区具有很好的适用性。     

基于RUSLE的2010年商南县土壤侵蚀特征分析

[目的]以长江源头陕西省商南县为例,分析县域土壤侵蚀空间分布,为正确认识与防治长江上游水土流失和做好水土保持防治工作提供科学依据。[方法]基于Landsat TM7和ETM+影像,获取商南县2010年土地利用信息,采用修正通用土壤流失方程(RUSLE)确定方程中各影响因子,对商南县土壤侵蚀现状进行定量评价。[结果]林地是商南县主要土地利用类型,占县域总面积的87.05%,其次是耕地(9.43%)、居民地(2.82%)、水体(0.64%)、未利用地和草地(0.06%)。受坡耕地和低覆盖林草地的影响,商南县2010年土壤侵蚀较严重,平均侵蚀模数4 953.76t/(km2·a)。受侵蚀(轻度以上)面积1 319.3km2,占总面积的57.03%。强度和极强度侵蚀级别面积所占比例为24.10%,其次为轻度侵蚀级别,面积为14.31%,中度和剧烈侵蚀级别面积分别为6.23%,12.39%。剧烈和强度侵蚀主要分布在北部、中部及东南部的山区地段的坡耕地。虽然强度和剧烈侵蚀级别面积比例不是很高,但对该县总侵蚀量的贡献最大,达到52.29%。[结论]不适宜的土地利用是引起严重土壤侵蚀的主要原因;应将县域北部、中部及东南部山区的坡耕地作为防治的重点。     

汶川地震受灾严重区域崩塌与滑坡体空间分布研究

基于北京一号小卫星遥感影像,提取地震受灾严重区域（简称重灾区）崩塌与滑坡体的空间分布信息;以缓冲区空间分析技术,分析不同距离缓冲区段内崩塌与滑坡体的面积、个数、体积、等级大小、分布密度等指标,得出崩塌与滑坡体与4级以上余震集中带及5级以上震源之间的空间关系。结果表明：在不同距离的余震集中带缓冲区段内,崩塌与滑坡体面积在10-30 km缓冲区段内分布最多,而崩塌与滑坡体个数、体积、分布密度均以5 km缓冲区段内为最大;在不同距离的5级以上震源缓冲区内,崩塌与滑坡体面积、个数均以10-30 km缓冲区段内分布最多,而崩塌与滑坡体分布密度均以5 km缓冲区段内为最大;30 km缓冲区为崩塌与滑坡体的高发区,该区的面积仅占调查面积的10%左右,但崩塌与滑坡体面积达到崩塌与滑坡体总面积的60%,个数和体积均占总数的80%以上;不同距离缓冲区段内,崩塌与滑坡体个数多以1-5 hm^2范围内的为最多,其次为小于1 hm^2的。     

延河流域极端暴雨下侵蚀产沙特征野外观测分析

针对黄土高原目前侵蚀环境明显改善条件下能否经受得住极端暴雨事件的考验及可能出现的问题,该文依据在延河6个典型小流域的植被调查及土壤侵蚀监测结果,分析了2013年极端暴雨条件下延河流域不同尺度的侵蚀产沙特征。结果表明,天然乔木(辽东栎和三角槭)植被的平均侵蚀强度1 000 t/km~2,自然灌木植被在1 118.1~1 161.2 t/km~2之间,演替中后期的草本植被在1 245.2~1 827.8 t/km~2之间,而演替中前期的草本植被在3 087.6~4 408.4 t/km~2之间;人工灌木林(2 119.7~2 183.9 t/km~2)比人工乔木林(2 625.7~5 149.6 t/km~2)具有较强的减蚀能力。坡面良好的植被覆盖能有效抵御暴雨侵蚀,小流域坡面平均侵蚀强度基本2 500 t/km~2;但滑坡侵蚀占主导地位,占各小流域侵蚀总量的49.0%~88.5%,特别是距暴雨中心较近流域的南部2个小流域的滑坡侵蚀可达7 290.3和7 424.9 t/km~2左右。不同小流域内有6.4%~18.3%的侵蚀量淤积在沟道里;延河甘谷驿以上不同河段的淤积量为13.2~145.2万t,平均占总侵蚀产沙量的15%。延河甘谷驿控制区的侵蚀产沙强度变化在2 326.7~7 774.4 t/km~2之间,其中强度为5 000~8 000 t/km~2的面积占59.3%。因此,加强沟间地径流蓄排措施,减轻坡面径流下沟对沟坡重力侵蚀的影响,是土壤侵蚀研究与防治中值得重视的问题。     

基于Google Earth影像的横断山区沟蚀及侵蚀沟类型调查研究

[目的]探讨横断山区侵蚀沟的类型、分布特征及影响因素,为研究沟蚀对横断山区土壤侵蚀及土地退化的影响提供依据。[方法]基于Google Earth高清影像结合GIS的方法,基于可见性的基本原则,对横断山区开展侵蚀沟的抽样调查。共布设调查单元2 242个,每个单元尺寸1km×1km。[结果]共有571个调查单元发现有侵蚀沟分布,占调查单元总数的25.5%,平均沟壑密度为2.20km/km2。沟蚀在海拔低于1 500m的区域发育显著,沟壑密度随坡度增加而增长,与年降雨相关性较弱。草地是沟蚀发育的主要土地利用类型,燥红土的沟蚀分布率及平均沟壑密度显著高于其他土壤类型。通过总结国内外现有的侵蚀沟分类体系及其异同,结合调查结果,判定该次调查的横断山区侵蚀沟类型主要为切沟和冲沟(包括有泥石流事件的冲沟)。[结论]横断山区切沟和冲沟分布广泛,发育强烈,其分布受海拔、坡度、土地利用及土壤类型等因素的影响较为显著。     

晋西沿黄地区水土流失危害及防治对策研究

晋西沿黄地区是黄河中游水土流失最严重的地区之一。20世纪90年代末水土流失面积为20777.0km~2,占研究区土地总面积的79.30％,较70年代末水土流失面积17 912.54 km~2增加了2 864.46km~2,平均每年以143.23 km~2的速度在扩展。水土流失造成该区可利用土地面积减少、土地生产力下降、农田水利设施被破坏、生态失调等危害。为此,本文依据研究区水土流失的现状及危害,提出了以山西省可持续发展为目标的水土流失综合防治对策。     

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。     

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%。     

基于RS和GIS的江苏省水土流失重点预防区和治理区定量监测

[目的]对江苏省水土流失重点治理区和预防区代表县进行水土流失定量监测,以掌握该区水土流失情况,为该区水土流失动态监测提供技术方法和理论支持。[方法]收集江苏省徐州市铜山区和连云港市赣榆区2015年度高分一号遥感影像、DEM和降雨量,以中国土壤流失方程(CSLE)为基本算法。[结果]铜山区水土流失面积1 917.82km~2,轻度以上流失面积175.76km~2,占总流失面积的9.16%;赣榆区水土流失面积1 511.2km~2,轻度以上流失面积131.95km~2,占总流失面积的8.73%。[结论]本研究方法模型参数真实、客观,不受人为因素干扰,适合多期、大尺度水土流失动态监测,能为江苏省水土流失动态监测提供高效可行的技术方法。     

基于TOPSIS模型的典型黑土区耕地质量评价及土壤侵蚀耦合协调分析

黑土区是中国重要的粮食产区，掌握黑土区耕地质量状况，探索耕地质量与土壤侵蚀的耦合协调发展关系，可以进一步保持耕地的健康发展。为探讨黑土区耕地质量与土壤侵蚀的耦合协调发展关系，以嫩江市为研究区，利用层次分析法及CRITIC权重法确定22项选取指标的综合权重，通过综合质量指数法构建地学特征、土壤特性、土壤健康、基础设施建设及植被生长5个维度的质量指数，引入TOPSIS模型分析确定嫩江市耕地质量等级，开展黑土区障碍因子诊断、侵蚀状况模型评估及耦合协调研究。结果表明：1）嫩江市以中等级耕地为主，占总耕地面积的29.6%，高等级耕地较少，占比为10.1%。耕地质量等级存在较大差异，集聚类型以不显著为主，且在市域内呈现散碎分布的空间格局。2）根据障碍因子诊断发现，指标层中土壤pH值、排水能力、灌溉能力、地块连片度及比值植被指数指数的障碍度较高，是制约耕地质量的主要因素。准则层中耕地的基础设施建设指数障碍度最高，对于耕地质量具有显著影响。3）嫩江市西南部区域土壤侵蚀强度相对较弱，侵蚀较为严重区域主要分布在嫩江市的北部及东部区域，空间分布格局呈现东北高西南低。4）空间耦合协调分析发现，耕地质量与土壤侵蚀强度的空间耦合度介于0.22～1.00之间，具有明显的耦合响应特征，呈现出一定的空间差异性，总体上土壤侵蚀与耕地质量处于良好的协同发展状态。研究为松嫩平原农业健康生产及黑土区耕地质量监测评价提供参考依据。