典型岩溶流域不同坡度等级下的土壤侵蚀与石漠化分布特征耦合分析

为定量分析岩溶区不同坡度范围内石漠化和土壤侵蚀的关系,以南洞地下河流域为研究对象,利用该区域2016年气象数据、遥感数据,结合改进的RUSLE模型,在遥感技术和地理信息技术的支持下对不同坡度下二者的关系进行了研究。结果表明:(1)南洞地下河流域石漠化面积为740.64 km~2,其发生率为77.96%,以中度石漠化为主。区域中覆盖型岩溶区土壤侵蚀面积为444.54 km~2,发生率为66.55%,以微度侵蚀为主。裸露型岩溶区土壤侵蚀面积为688.86 km~2,发生率为72.51%,以轻中度土壤侵蚀为主;(2)裸露型岩溶区石漠化和土壤侵蚀主要发生在5°～25°坡度范围内,当坡度25°时土壤侵蚀面积随着石漠化等级的升高先减少后增加,坡度25°时土壤侵蚀面积随着石漠化等级的升高而降低;土壤侵蚀发生率在各个坡度内随着石漠化等级的升高而降低;(3)在裸露型岩溶区发生土壤侵蚀的范围内,各个坡度的石漠化面积随着土壤侵蚀等级的升高先增加后减少,在中度土壤侵蚀区石漠化面积达到最大。石漠化发生率与土壤侵蚀等级的关系复杂,其与石漠化并不存在单一相关关系。研究区石漠化问题严重,土壤侵蚀强度较大,必须加快区域尤其是5°～25°坡度范围内的石漠化和土壤侵蚀治理工作。     

胶东半岛省级重点预防区水土流失动态变化特征研究

基于RS、GIS技术开展监测,采用定性和定量相结合的综合评判法评估福山区2016—2017年的水土流失分布特征、面积和强度。研究结果为:与2016年相比,2017年全区土地利用类型以耕地、园地向其他用地变化为主;植被覆盖度发生变化的面积为2.480 km~2,占全区土地总面积的0.51%;水土流失面积减少了0.48 km~2,水土流失总体呈减少趋势;侵蚀强度以轻度侵蚀为主,轻度侵蚀主要分布在植被覆盖度较高但地表植被少、坡度较大的丘陵区园地。     

岷江上游山区聚落生态位与土壤侵蚀的空间分布关系研究

利用RS和GIS技术,提取岷江上游山区聚落生态位面积、海拔、坡度等空间信息,通过与该区域土壤侵蚀研究成果对比,揭示山区聚落生态位与土壤侵蚀的空间分布关系,结果表明:(1)聚落生态位总数为1 667个,总面积为982.12km2,仅占研究区总面积的4.38%,山区适宜聚落生态位面积较小,整个区域以中度及以下等级侵蚀为主,中度及以下侵蚀面积占国土面积的比例超过79%;(2)聚落生态位海拔主要集中在1 300~2 800 m,3 000 m以下以微度和轻度侵蚀为主,强烈及以上等级侵蚀多集中在海拔3 000 m以上,聚落生态位分布区域与强烈侵蚀区不重叠;(3)聚落生态位集中分布于15°~35°的缓斜坡及斜坡山地上,与中度侵蚀集中分布坡度基本一致。土壤侵蚀过程是该区一个重要的生态变化过程,自然本底的脆弱性是土壤侵蚀的重要原因,已成为限制区域农业综合生产潜力的主导因素之一,针对两者空间关系,结合少数民族山区的贫困现状和特殊的生态环境,提出了山区生计方式转变的策略建议。     

重点生态功能区水土流失敏感性评价与分布研究—以贵州省雷山县为例

为了定量分析重点生态功能区雷山县水土流失敏感性现状,揭示其空间分布特征,识别出水土流失敏感性关键地域,也为县域水土流失综合防治和生态环境治理提供理论依据,研究选取2010年10月覆盖雷山县全域的ALOS遥感影像和1∶50 000地形图等为数据源,通过地理空间信息技术(RS和GIS技术)结合使用,运用3D Analyst栅格计算功能,提取雷山县DEM、坡度、坡向和土地利用等主要因子,运用ENVI软件,结合归一化植被指数模型,获取植被覆盖度,运用ArcMap空间叠加分析方法,划分出水土流失敏感性等级,得到研究区水土流失敏感性空间分布情况。结果表明,雷山县轻度及以上水土流失敏感性区域面积812.29km2,占总面积的67.45%,水土流失敏感性以轻度为主;强烈以上等级占总面积5.96%,所占面积小;同时研究区不同高程、坡向、坡度和植被覆盖度等级与水土流失敏感性之间存在显著关系,即轻度以上的水土流失敏感性区域面积出现先增大后减小的单峰分布;水土流失敏感性区域主要出现在高程为800~1 400m范围内,坡向为东南和西北,坡度为15°~35°,植被覆盖度在30%~45%的区域。     

基于水土流失敏感性的岩溶地区景观生态风险评价——以黔南州为例

为揭示岩溶地区水土流失与生态格局的相关性,分析水土流失敏感性背景下景观生态风险的空间特征。以黔南州为研究对象,融合RUSLE模型和ERI评价方法,在分析水土流失敏感性的基础上,对县域尺度的景观生态风险进行了定量化评价。结果表明:（1） 黔南州水土流失敏感性以中度、轻度和低敏感区为主,其总面积为22 974.42 km²,比重达88.86%,但重度、极度敏感区面积仅占11.14%,且降水侵蚀力、地表起伏度和石漠化等级的空间相关性高。（2） 低生态风险区主要由水土流失轻度、不敏感区构成,耕地面积比重大（72.07%）,高生态风险区则以中度、重度敏感区为主,且建设用地面积比重大,说明水土流失敏感性就越高,则区域生态风险越高。上述研究表明,从水土流失敏感性的角度评价景观生态风险,融合了景观格局和水土流失状况等信息,不仅丰富了区域生态风险评价方法,也为区域生态保护与修复提供了决策依据。     

贵州省喀斯特石漠化与水土流失空间相关分析

喀斯特地区石漠化现象的产生与水土流失之间存在不可分割的关系。为进一步分析石漠化与水土流失之间的关系,以贵州省2010年的水土流失及石漠化解译数据为基础,运用地图代数原理,通过水土流失与石漠化转移矩阵的计算,从而得出不同水土流失等级的石漠化分布以及不同石漠化等级的水土流失分布情况。结果表明:贵州省石漠化主要发生在水土流失轻度侵蚀与中度侵蚀区,其发生率分别为24.31%,24.09%,而水土流失主要发生在轻度石漠化与潜在石漠化区,其发生率分别为35.70%,34.16%;水土流失或石漠化等级的变化并不一定呈现相应等级的石漠化或水土流失等级的变化,石漠化的发生与生态恢复存在滞后性。     

基于USLE的敖汉旗土壤侵蚀空间分异特征研究

基于DEM、降雨、土壤调查等基础数据,在GIS和RS技术的支持下,运用USLE模型估算敖汉旗的土壤侵蚀量,探讨了不同土地利用、坡度和坡向下的土壤侵蚀强度空间分布差异性。结果表明:敖汉旗土壤侵蚀面积占研究区总面积的31.86%,年土壤侵蚀量达183万t,土壤侵蚀模数为697 t/(km~2·a),属轻度侵蚀区。耕地土壤侵蚀模数最大,为820 t/(km~2·a),占侵蚀总面积83.00%的耕地对侵蚀总量的贡献率高达97.61%,是水土流失防治的重点;土壤侵蚀模数和侵蚀量随坡度的增大均呈现先增大后减小的趋势,二者最大值均出现在8°~15°;占研究区侵蚀总面积38.62%的坡度范围(5°~25°)对土壤侵蚀总量贡献率高达65.39%,是土壤侵蚀发生的主要坡度区域;阳坡土壤侵蚀较阴坡严重,二者对侵蚀量的贡献率分别为47.36%和45.59%,与土地利用、坡度相比,坡向对土壤侵蚀空间差异性的影响不显著。     

重庆三峡库区水土流失敏感性调查研究

在RS、GIS技术支持下,兼顾坡面侵蚀和重力侵蚀,从DEM、坡度、降水、地表物质、地质灾害、土地利用等6个方面,对重庆三峡库区水土流失敏感性进行了单因子评价和综合评价。研究结果表明:重庆三峡库区水土流失以中、高度敏感性所占面积较大,分别占库区总面积的43.35%、36.0%;轻度敏感性面积占库区总面积的14.39%;不敏感、极度敏感区面积相对较小,仅分别占1.04%、5.23%。从区域分布来看,重庆三峡库区中、东部以中、高度敏感性为主,西部以轻、中度敏感性为主。     

新民市郎家山小流域土壤侵蚀特征分析

对新民市郎家山小流域水土流失状况利用RUSLE模型进行全面的总结与验证。结果显示:通过流域水文资料推算的评估结果与模型计算得到平均侵蚀模数总体保持一致,为958 t/(km^2·a),在计算分析土壤侵蚀方面RUSLE模型具有较高的精准度与可行性;流域年均侵蚀量1.6×10^5t,流域侵蚀产沙主要来源于轻度侵蚀,在水土保持工程中应注重对轻度侵蚀的综合治理;轻度、中度及以上侵蚀面积分别占全流域的65.63%与12.96%;土壤侵蚀的土地利用类型以农村居民点与旱地为主,地形坡度与土壤侵蚀模数之间存在正相关性,侵蚀地形主要集中在8°~25°坡岸,且该坡段侵蚀量与面积占比均达到最大。     

曲沃县水土保持现状及发展探究

曲沃县位于临汾盆地南端,国土总面积437.9 km~2,水土流失面积227 km~2,占52%。土壤侵蚀方式以水力侵蚀为主,土壤侵蚀强度以中度侵蚀为主。目前,全县累计治理水土流失面积122.73 km~2,治理度达到54%。在总结治理成效的同时,针对存在的问题,提出了搞好科学规划、配套法律法规、强化监督管理、注重人才培养、加强水保监测等持续发展思路。     

喀斯特地区县域土壤侵蚀估算及其对土地利用变化的响应

喀斯特地区土层浅薄,不合理的土地利用导致严重的水土流失,加剧石漠化程度.为定量分析生态工程实施前后土壤侵蚀状况及其对土地利用变化的响应,基于GIS技术和RMMF模型,对环江县1991、2000和2010年土壤侵蚀进行模拟,并采用邻近水文站和径流小区泥沙监测数据进行验证.结果表明:1991、2000和2010年研究区土壤侵蚀模数分别为76.36、76.46和49.60t/(km2·a),与相关监测数据比较一致;土壤侵蚀总量分别为34.76万、34.80万和22.58万t,主要来源于非喀斯特区(均约占全县侵蚀总量的94％).研究区微度侵蚀面积占90％以上,轻度及以上等级所占比例较小.对比不同土地利用类型的土壤侵蚀模数,旱地远大于其他类型,其次是中覆盖度草地和其他林地.相同降雨条件下,由于旱地面积减少,2010年土壤侵蚀量较1991年减少4.21万t;2010年喀斯特区、非喀斯特区土壤侵蚀量较2000年分别减少了4.21％和8.76％.这预示生态工程实施后,环江县耕地减少、林地增加,土壤侵蚀减少.本研究为评估喀斯特地区土壤侵蚀现状以及退耕还林的水土保持效应提供参考依据.     

喀斯特地区土壤侵蚀风险评价—以贵州省关岭布依族苗族自治县为例

我国西南喀斯特地区土壤侵蚀的严重后果除了土壤肥力损失、质地恶化、淤塞河渠水道等外,还有一个特殊的石漠化问题,因此喀斯特地区的土壤侵蚀风险评价研究必须综合考虑石漠化问题.土壤侵蚀风险评价首先需要确定土壤侵蚀级别,按照年均土壤侵蚀模数确定土壤侵蚀级别的方法在喀斯特地区存在很大的争议.提出一种新方法,通过求取石漠化扩展速度,也就是土壤面积损失速度,从而得到土壤抗蚀年限,对土壤侵蚀风险进行评价.具体过程以贵州省关岭县为例,在对两期TM影像(1987～1999年)进行线性光谱分离的基础上,得出研究区两个时段植被、裸     

Drivers of soil erosion and subsurface loss by soil leakage during karst rocky desertification in SW China

As an extreme manifestation of environmental degradation, karst rock desertification is caused by soil loss and rock exposure. In some areas with serious rocky desertification, there is no soil to be eroded or leaked. The soil loss in these areas superimposes soil erosion and unique subsurface loss by soil leakage through fissures, pipelines, sinkholes, etc., which directly reduce soil resources and accelerate rocky desertification. However, the factors driving soil erosion and subsurface loss by soil leakage are still unclear. Rainfall experiments were conducted on simulated slopes with surface-exposed bedrock and subsurface fissures based on field investigations in a karst rocky desertification area of Guizhou Province, China. Four factors, including rainfall intensity, slope gradient, bedrock exposure rate and subsurface fissure degree, were considered in the experiment. We found that the amount of soil surface erosion and subsurface leakage loss is driven not only by the runoff volume but also by other influential factors. Rainfall intensity is the driving factor determining the amount of surface erosion and subsurface leakage loss of soil and water and the relationship between them. The slope gradient plays a leading role only in subsurface fissure flow leakage loss. The bedrock exposure rate drives the surface soil erosion rate, shows a critical value (30%), and dominates the fissure flow leakage loss rate. Subsurface fissure density plays an important role in the surface loss of soil and water; however, an increase in the subsurface fissure density does not obviously accelerate the subsurface leakage loss of soil and water. Although this result, obtained from laboratory simulations, may differ at the field scale or larger, it could provide a foundation for systematic studies on soil erosion/leakage and insights into the relations between rocky desertification and soil erosion/leakage and their driving factors in karst rocky desertification.     

喀斯特山地石漠化过程中地表地下侵蚀产沙特征

喀斯特地区特殊的地表、地下侵蚀产沙是引发石漠化发生发展的重要物理过程。以喀斯特山地石漠化过程中不同石漠化状况的裸坡面为研究对象,通过模拟其地表微地貌及地下孔(裂)隙构造特征,采用人工模拟降雨试验研究其地表及地下侵蚀产沙特征。结果表明:无石漠化、潜在石漠化和轻度石漠化的裸坡在相同条件下的地表产沙量总体上高于地下产沙量,且10 min降雨时段内地下产沙量在0~100 g之间。不同石漠化强度的裸坡地表、地下侵蚀产沙量均随雨强的增大而增加;小雨强(30~80 mm h~(-1))下,随着石漠化强度加剧其地表越不易发生侵蚀,而石漠化强度达到一定程度时(基岩裸露率40%)土壤流失以地下流失为主;大雨强(150 mm h~(-1))下,地表产沙量及其分配比例随基岩裸露率变化不明显,而地下产沙量则呈先增加后减小的变化且在基岩裸露率为30%时达到最大。不同石漠化强度的裸坡地表产沙量及其分配比例随地下孔(裂)隙度变化不明显,地下产沙量及其分配比例总体上随地下孔(裂)隙度增加而增加;在不同地下孔(裂)隙度下(1%~5%),地表、地下产沙量及其分配比例随基岩裸露率变化(10%~50%)差异较大。研究结果对认识喀斯特地区石漠化发生发展机制、揭示土壤侵蚀特征、防治地表地下水土流失具有重要的理论和现实意义。     

贵州毕节地区不同石漠化程度土壤理化性质特征

为揭示喀斯特地区不同石漠化程度土壤理化性质特征及其影响机制,以贵州毕节石漠化地区土壤为研究对象,在雨季前、中、后对潜在、轻度、中度、强度石漠化程度的土壤进行了为期4年的监测,分析了不同石漠化程度土壤理化性质及其各项指标之间的相关性特征。结果表明:同一石漠化程度下,土壤有机质、全磷、有效磷、全氮和水解氮含量表现为雨季中雨季后雨季前。随着石漠化程度的加深,土壤田间持水量、毛管持水量、毛管孔隙度和总孔隙度升高,全磷、有效磷和有机质含量减少。与潜在石漠化程度相比,轻度、中度和强度石漠化程度的土壤全氮含量分别增加5.6%,20.9%,26.6%,水解氮含量分别增加3.5%,18.3%,36.2%,全钾含量分别增加15.8%,30%,46.3%,速效钾含量分别增加3.9%,11.3%,16.5%。相关性分析结果显示,土壤有机质、全磷、全氮含量、土壤容重、总孔隙度、毛管持水量之间相关性显著(p0.05),其中土壤有机质含量、全氮含量、容重、总孔隙度间相关性极显著(p0.01)。研究结果为石漠化综合治理工作提供理论与科学依据。     

西南岩溶石漠化区水土流失现状与综合防治对策

以2005年在滇、黔、桂岩溶石漠化区科学考察活动取得的成果和近年来水土流失与石漠化的遥感解译资料为依据,分析西南岩溶石漠化地区的水土流失现状,揭示了西南岩溶石漠化地区水土流失问题的严重性与过程的特殊性。根据西南岩溶石漠化地区的生态环境特点与当前水土流失防治中存在的问题,提出了水土流失综合防治对策。     

基于CSLE模型的贵州省水土流失规律分析

应用第一次全国水利普查水土保持专项数据,分析了喀斯特地区实际土地利用单元地块空间统计特征及相应侵蚀规律。结果表明:喀斯特地区土地利用类型以林地、耕地为主,共占调查总面积的86.2%。由于地形破碎,地势陡峭,土地表现出破碎化特征,地块面积、坡长、坡度均值分别为3.45hm~2,45.3 m,21.7°。坡度对土壤侵蚀的影响大于坡长,陡坡耕作是导致耕地土壤侵蚀严重的主要原因,68.6%的耕地位于陡坡,其侵蚀量占总侵蚀量的65.6%。贵州省土壤侵蚀程度由西向东递减,以黔西南地区侵蚀最为严重。工程措施能够有效防治土壤侵蚀,减沙效益在75%以上,但随坡度增大而减小,林草地减沙效益优于工程措施。在区域水土保持规划时,应重点考虑土壤侵蚀强烈地区,减少陡坡耕作,推广还林还草。     

基于WEPP模型的水土保持措施因子与侵蚀量关系研究

水土保持措施能够有效减少水土流失,是土壤侵蚀过程中的一个重要影响因子。以北京市延庆县水土保持科技示范园的径流小区观测数据为基础,利用WEPP模型模拟了坡面不同水土保持措施下的侵蚀量,结果表明:(1)植被盖度与侵蚀量呈负相关关系,植被盖度越高侵蚀量越少,当盖度50%时侵蚀量会显著减少,且植被有效盖度的阈值为70%;(2)梯田的土壤侵蚀过程主要发生在田坎处,水平田面几乎没有水土流失,侵蚀量与田坎高成正比,与田面宽成反比。在北方土石山区,水平梯田田坎高度不宜超过2.5 m,田面宽不宜小于5 m;(3)粮—草间作能有效减少土壤侵蚀量,且草带所占比例越大减蚀效益越好。在水土保持为主的坡耕地上适合推广粮:草比为2:4的间作配置模式。研究结果对于北方土石山区的土壤侵蚀研究以及水土保持措施的配置具有一定参考意义。