基于RUSLE的大通河流域土壤侵蚀估算研究

对大通河流域的土壤侵蚀进行估算和定量评价,以期为该流域的水土保持和生态环境保护工作提供科学合理的依据。基于修正的通用土壤流失方程(RUSLE),运用遥感和地理信息技术,对大通河流域土壤侵蚀状况进行估算,并探讨了不同土地利用类型和不同坡度下土壤侵蚀的差异性。结果表明,大通河流域土壤侵蚀总面积为12 683.66 km~2,占流域总面积的83.83%,年均侵蚀模数为6 274.76 t/km~2。侵蚀强度整体表现为微度侵蚀和轻度侵蚀。土壤侵蚀主要集中在草地,侵蚀面积占比高达55.50%,灌木林次之。在0~25°坡度范围内,侵蚀面积随着坡度的增大呈先增加后逐渐减少的趋势,但在25°时达到最大侵蚀面积。微度侵蚀主要发生在0~10°坡度范围内,中度以上侵蚀等级的侵蚀面积均在25°坡度范围时达到最大值。林草过牧滥伐、城镇无序扩张等不合理的人类活动是引起土壤侵蚀的主要原因,适度控制人类活动、提高植被覆盖率,是流域内今后土壤侵蚀治理及水土流失防治的重点。     

陕北洛河流域降水和植被变化对土壤侵蚀的影响

土壤侵蚀的自然与人为因素影响过程一直是学者们关注的热点问题。基于2000—2014年陕北洛河流域日降水、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,简称NDVI)、数字高程模型(digital elevation model,简称DEM)、土壤类型等数据,结合修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,简称RUSLE)模型,定量分析该流域土壤侵蚀及降水、植被变化对该流域土壤侵蚀的影响。结果表明,(1)陕北洛河流域土壤侵蚀以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,其面积共占区域总面积的86. 29%。2000—2014年该流域土壤侵蚀模数呈增加趋势,其中微度侵蚀面积比例减少,其他侵蚀类型面积比例增加。(2)在植被覆盖因子固定情景下,降水变化导致微度侵蚀面积比例减少,而其他侵蚀类型面积比例增加,总体变化过程与自然状态下相似。在降水固定情景下,植被覆盖因子变化导致微度侵蚀面积比例增加,而其他侵蚀类型面积比例减少,总体变化过程与自然状态下完全相反,说明降水是土壤侵蚀的主导与控制因子,而植被覆盖因子作用相对较小。(3)降水对该流域土壤侵蚀面积比例及其变化速率分别起到79. 17%、72. 90%的作用,植被覆盖因子对该流域土壤侵蚀面积比例及其变化速率分别起到20. 83%、27. 10%的作用。因此,降水在土壤侵蚀过程中的作用强于植被覆盖,且随着全球及区域气候变暖的影响,极端降水事件增加,陕北黄土高原地区土壤侵蚀过程中的降水作用将可能增强,须要加强对未来该地区极端降水的研究,科学合理地评估气候变化对该区域土壤侵蚀的影响。     

陕西省榆林市土壤侵蚀动态演变及预测

为了研究退耕还林后黄土高原地域土壤侵蚀的变化,在ArcGIS和ENVI软件中,利用土地利用、降雨、地形和植被覆盖度数据,在通用的土壤侵蚀模型的基础上,结合中国土壤流失方程,计算出陕西省榆林市1988—2013年土壤侵蚀模数,运用马尔科夫转移矩阵对1988—2013年土壤侵蚀变化趋势进行了预测分析,并利用空间分析方法进一步探讨了土壤侵蚀强度空间变化与坡度、土地利用类型等地形因子间的关系。结果表明:1988—2013年榆林市总体土壤侵蚀平均模数稳定,但在2000年和2001年出现明显差异,2000年土壤侵蚀平均模数达到最小值,2001年土壤侵蚀平均模数达到最大值。1988—2013年榆林市土壤侵蚀状况明显改善,平均土壤侵蚀由1988年4 368.83 t/(km~2·a)减少为2013年2 345.97 t/(km~2·a),相应的土壤流失总量从175.94×10~6 t减少到68.96×10~6 t。全市微度侵蚀面积增加,其他侵蚀等级转移到剧烈侵蚀的百分比均不足1%。根据马尔科夫模型预测,未来40年榆林市土壤侵蚀状况逐渐减轻,微度土壤侵蚀面积逐渐增加,其他侵蚀等级的面积持续减少。     

鄂东北土壤侵蚀时空演变及其影响因子定量评价

为定量揭示鄂东北土壤侵蚀时空演变特征及其影响因子的贡献,基于RUSLE模型和2000—2020年遥感影像数据探究土壤侵蚀强度的时空变化,并结合地理探测器模型识别土壤侵蚀主导因子及其交互作用效应。结果表明：2000—2020年鄂东北土壤侵蚀模数呈波动减小趋势,2020年的土壤侵蚀模数较2000年下降62.82%;侵蚀强度以微度和轻度侵蚀为主,二者面积之和占总侵蚀面积的82%以上;微度侵蚀面积占比上升,轻度、中度、强烈、极强烈和剧烈侵蚀面积占比呈波动下降趋势;中部和东北部土壤侵蚀明显改善,东北部土壤侵蚀模数仍较高;耕地是土壤侵蚀的主要地类,其土壤流失量占总流失量的74.82%~82.42%;15°~35°坡度区间分布着69.33%的极强烈侵蚀土壤和85.55%的剧烈侵蚀土壤;土壤侵蚀影响因子解释力（q值）表现为植被覆盖度>坡度>海拔>土地利用类型>降雨,植被覆盖度是影响鄂东北土壤侵蚀变化的主要因子,植被覆盖度和坡度之间的交互作用对土壤侵蚀强度的解释力最大（32.28%）;植被覆盖度小于0.3和坡度大于35°的区域发生土壤侵蚀的风险最高。近20年间鄂东北土壤侵蚀明显改善,这主要得益于封山育林、退耕还林等水土保持措施的实施以及多因子协同治理。     

基于GIS和RS的称钩河流域土壤侵蚀与土地利用关系分析

【目的】探究称钩河流域土壤侵蚀与土地利用的相互关系.【方法】基于GIS、RS技术和当地径流泥沙观测资料,利用RUSLE模型对称钩河流域土壤侵蚀与土地利用关系进行了模拟与分析.【结果】研究区土地利用类型以农地、草地及林地为主,占全流域的93.19%;流域微度及轻度侵蚀面积占了总侵蚀面积的94.48%,年土壤侵蚀模数为618.42t/(km~2·a);不同土地利用类型的侵蚀模数梯田人工草地灌木林地有林地旱平地天然草地建设用地坡耕地裸地;土壤侵蚀量与梯田、人工草地、天然草地及裸地面积显著相关,相关系数分别为-0.301(P0.05)、-0.310(P0.01)、0.372(P0.01)和0.390(P0.01).【结论】治理后流域土壤侵蚀得到了有效控制,但沟坡侵蚀仍然严重;梯田、人工草地为主要减沙措施,天然草地、裸地为主要产沙土地利用类型.     

基于RS与GIS的山西省主要煤田区土壤侵蚀研究

采用RS与GIS手段,选定土地利用、坡度、植被覆盖度作为土壤侵蚀分析的敏感性因子,利用GIS强大的空间分析功能,将各敏感因子叠加分析,对山西省主要煤田区域的土壤侵蚀情况进行了研究。结果表明,研究区土壤侵蚀以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,微度侵蚀和轻度侵蚀分布区位积聚,主要集中在地势平坦、植被覆盖高、平原规整的农田以及居民区等建设用地;强烈侵蚀和极强烈侵蚀面积约占5%,分布较分散,主要位于坡度较大、植被覆盖低的山区以及沟谷地带。     

基于GIS和USLE的宁乡市土壤侵蚀定量评价

以遥感影像数据、DEM数据、降雨数据、土壤类型数据为基础,通过GIS和RS技术,结合美国通用水土流失方程(USLE)估算宁乡市的土壤侵蚀模数,模型指标包括降雨侵蚀力因子(R)、土壤可侵蚀性因子(K)、坡度坡长因子(LS)、植被覆盖度因子(C)、水土保持措施因子(P)。评价结果表明,2015年宁乡市土壤平均侵蚀模数为1 410.64t/(km2·年),属于中度侵蚀等级状情况,土壤侵蚀类型主要为微度侵蚀、剧烈侵蚀和轻度侵蚀,侵蚀面积分别为1 548.87、434.16和397.91km2,占侵蚀总面积的53.84%、15.09%和13.88%。土壤侵蚀模数较高的地区主要集中在宁乡市的沩山、长冲等山地、丘陵地区。系统分析出宁乡市土壤侵蚀与USLE模型的相关影响因子的关系,海拔高程与土壤侵蚀强度成正相关关系,与侵蚀面积成负相关关系,在200m海拔高程地区微度侵蚀面积范围最大。县内土壤侵蚀面积最大地区是在25°以下的坡度带,土壤侵蚀面积总体随着坡度的增加而减小。土地利用类型中耕地和林地的土壤侵蚀最为严重,其次是城镇用地草地水域裸地。根据宁乡市土壤侵蚀现状,提出综合治理措施,以期为政府开展水土保持工作提供科学依据。     

2015年江淮分水岭区域土壤侵蚀特征分析

为了解江淮分水岭区域的水土流失情况及其影响因素,该文基于GIS平台,使用RUSLE模型,对2015年江淮分水岭区域土壤侵蚀现状进行了研究.结果表明:(1)2015江淮分水岭区域平均侵蚀模数为84.53t/(km2·a).土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,微度侵蚀的面积占比达97.81%,微度侵蚀总量达259.83×104t·a-1(74.35%),轻度侵蚀总量为56.89×104t·a-1(16.27%);土地利用类型中,耕地侵蚀量和侵蚀模数最高,耕地侵蚀量达314.26×104t·a-1(89.92%).(2)侵蚀等级呈现东部、西南部高,中部、北部和西部区域较低,轻度以上的侵蚀主要发生在西南山区、巢湖东南部、滁州市中部、北部、东部区域;(3)土壤侵蚀受地形起伏、坡度、降水量和植被覆盖条件的影响明显.研究结果可为江淮分水岭区域水土流失的治理提供科学依据.     

基于SOTER数据库的河北省土壤侵蚀研究

【研究目的】应用SOTER数据库与RUSLE模型定量化估算河北省土壤侵蚀风险。【方法】在建立河北省SOTER数据库的基础上,提取地形因子、植被覆盖与耕作管理措施和土壤保持措施,结合土壤可蚀性与降雨侵蚀力因子,应用RUSLE模型定量评价河北省山区土壤侵蚀风险。【结果】河北省轻度水土流失面积3.5万km2,占18.9%;中度水土流失面积1.1万km2,占6.1%;强度与极强度水土流失面积分别为8 183km2与1.0万km2,分别占全省面积的4.4%和5.6%;剧烈土壤侵蚀面积为1.2万km2,占全省面积的6.8%。【结论】河北省土壤侵蚀主要发生在太行山、燕山山区,尤以低山丘陵地带的土石山区最为严重。     

基于InVEST模型的黑水河流域土壤侵蚀评估及威胁分析

【目的】本文研究了黑水河流域土壤侵蚀量时空分布特征,揭示不同土地利用类型遭受土壤侵蚀的潜在因素。【方法】运用INVEST模型对黑水河流域土壤侵蚀状况进行模拟,在此基础上对流域土壤侵蚀因素进行权重分析。【结果】(1)黑水河流域轻度侵蚀占47.7%,中度侵蚀占22.3%,强烈侵蚀占15.5%,极强烈侵蚀占9.7%。(2)采石挖沙、水域设施用地、养殖、裸地和建设用地的泥沙平均输出量分别为59.94、54.87、73.88、32.5 t/hm~2,是土壤流失的高危险区域,而林地、耕地、梯田泥沙侵蚀量相对较低。(3)黑水河流域土壤侵蚀时空分布差异性大,土壤侵蚀强度与土地利用开发强度及坡度密切相关。【结论】研究成果为黑水河流域进一步水土流失调查、土地利用结构调整、水库管理、水土流失防治措施的制定等提供了科学依据。     

沂蒙山区土壤侵蚀空间分布及其影响因素动态变化

【目的】研究土壤侵蚀强度空间格局与坡度、土壤、降雨、植被覆盖和土地利用等影响因子的动态变化关系,揭示沂蒙山区土壤侵蚀规律。【方法】以TM影像、地形图、土壤图和气象资料为源数据,综合运用GIS和RS技术,获取沂蒙山区坡度、土壤可蚀性K值数据以及1986年、1995年和2005年的年降雨侵蚀力、植被覆盖度、土地利用和土壤侵蚀强度数据;通过对研究区山地丘陵地带进行子流域划分,以子流域为单元,选取土壤侵蚀强度指数、平均坡度、土壤可蚀性指数、平均年降雨侵蚀力、平均植被覆盖度和土地利用结构指数,并采用统计分析方法,对土壤侵蚀强度空间格局与其主要影响因素的动态变化关系进行分析。【结果】随着植被覆盖度的增加以及土地利用结构向有利于控制土壤侵蚀的改善,1986年、1995年和2005年3个时期内山地丘陵地带上土壤侵蚀明显降低。土壤类型对3个时期土壤侵蚀强度空间格局的影响不显著;降雨侵蚀力在2005年成为影响侵蚀强度格局的主要因素之一,但影响程度较低,贡献率仅为5.35%;坡度因子是影响各时期侵蚀强度格局的最主要因素,但影响程度逐渐降低,其贡献率由1986年的93.33%下降到2005年的79.75%;植被覆盖因子在1986年影响侵蚀强度格局的贡献率为6.67%,之后则减弱;而土地利用结构对侵蚀格局的影响程度逐渐增强,贡献率已增至到2005年的14.90%。【结论】年降雨侵蚀力分布的空间差异增大后,降雨因子将成为显著影响土壤侵蚀空间格局的因素之一;受人类活动影响,当植被覆盖度达到一定程度后,土地利用结构逐渐成为影响侵蚀格局的重要因素,建议该地区今后的水土流失防治工作应优先考虑调整土地利用结构。     

基于RS和GIS的重庆市忠县土壤侵蚀时空演变分析

以重庆市忠县为研究区域,以1990、2015年的Landsat TM和Landsat TM8 OLI为主要数据源,基于RS和GIS并结合实地采样的土壤遥感调查数据,获取研究区域土壤侵蚀数据,并进行土壤侵蚀空间分布格局与时空动态演变规律的分析。结果表明,两个时期土壤侵蚀总体格局基本都是以微度侵蚀为主,1990、2015年所占的面积比例分别为44.67%和54.88%,轻度、中度和强度侵蚀三者之和分别为50.99%和41.59%;微度侵蚀的面积呈增加的趋势,而其他侵蚀类型呈减少的趋势;剧烈侵蚀面积减少的幅度最大,为25.77%;轻度侵蚀减少的面积最大,为101.16 km2;微度侵蚀与轻度侵蚀之间的转换数量较大,转换相对剧烈,极强度和剧烈侵蚀与其他侵蚀类型之间转移变化量相对较小。     

基于遥感和GIS的新疆艾比湖区域土壤侵蚀强度评价

[目的]艾比湖区域土壤侵蚀特征分析.[方法]采用3S(RS、GIS、GPS)技术手段,根据新疆艾比湖区域2007年(TM)遥感影像、2006年DEM数据,综合多年气象数据、土壤类型等资料,裁出同一坐标投影(WGS1984UTMZone44N)下的研究区土壤侵蚀的四个主要因子(植被覆盖度、坡度、风速及土壤可蚀性k值)30 m×30 m的栅格图像,进行叠加分析得到研究区土壤侵蚀特征.[结果]研究区以中高侵蚀为主,其中中度侵蚀面积最多,占总面积的56.58;;强度侵蚀次之,占总面积的25.87;;其它侵蚀强度分布面积从多到少依次为:轻度侵蚀8.43;,微度侵蚀5.91;,极强度3.15;,剧烈侵蚀分布面积最少,占总面积的0.06;.[结论]新疆艾比湖区域土壤侵蚀较为严重,但分布相对规律,对土壤侵蚀的防治与治理有着重要的作用.     

基于RS和GIS的涪江流域上游地区土壤侵蚀定量估算

将RS和GIS与美国通用土壤流失方程(USLE)相结合,利用ArcGIS 9.3的栅格数据空间分析功能,进行涪江流域上游土壤侵蚀量的预测和估算.结果表明:该区域土壤侵蚀主要为微度侵蚀,且占总面积的85.65%,轻度侵蚀占总面积9.13%,中度侵蚀占总面积2.89%,强度侵蚀及以上地区的面积占总面积2.33%.涪江流域上...     

陕西渭河流域近15年土壤侵蚀时空变化分析

渭河流域土壤侵蚀与气候变化、生态保护与建设政策、城市扩张等人类活动密切相关,受到广泛关注。基于渭河流域DEM、土壤类型、2000—2014年渭河流域气象站点逐日降水数据及MODIS NDVI数据,采用修正通用土壤侵蚀方程(RUSLE)估算流域土壤侵蚀模数,并分析2000—2014年渭河流域土壤侵蚀时空变化特征。结果表明,渭河流域2000—2014年植被呈改善趋势,其中陕北丘陵沟壑区、渭北高原沟壑区NDVI增加明显,分别提高了28.4%、15.1%。2000—2014年渭河流域土壤侵蚀以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,共占总面积的61.47%;以2009年为拐点,之前微度侵蚀土壤面积呈增加趋势,而中度以上土壤侵蚀面积呈减少趋势,之后则完全相反。渭河流域不同地貌单元土壤侵蚀强度差异较大,渭河平原区以微度侵蚀为主,占该区域面积的80%以上;陕北丘陵沟壑区的中度及中度以上侵蚀强度的面积则占到了52.7%;渭北高原沟壑区以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,占该区域面积的61%;秦岭北坡山区年侵蚀性降雨量较大,以中度及中度以上土壤侵蚀为主,占该区域面积的71%。     

陕西富县土壤侵蚀潜在危险度评价

【目的】对陕西富县土壤侵蚀潜在危险度进行评价,旨在为黄土高原水土保持和生态环境规划等提供科学依据。【方法】选取地形坡度、植被指数、年降水量、土层厚度、土壤可蚀性、岩性、人口环境容量失衡度和坡耕地占坡地面积比例等8个因子,作为评价陕西富县土壤侵蚀潜在危险度的主要因素,首先对各个因子进行分级、量化处理,然后利用特尔斐法(Delphi)和层次分析法确定8个因素的权重,最后运用侵蚀因子权重评分法的数学模型计算陕西富县土壤侵蚀潜在危险度。【结果】影响富县土壤侵蚀潜在危险度8个因子的权重依次为:地形坡度0.20,植被指数0.18,土层厚度0.16,年降水量0.12,土壤可蚀性0.12,岩性0.09,坡耕地占坡地面积比例0.08,人口环境容量失衡度0.05。富县土壤侵蚀潜在危险度为33,属于危险型。【结论】利用侵蚀因子权重评分法得到了富县土壤侵蚀潜在危险度的评价等级;8个侵蚀因子中,地形坡度、植被指数、土层厚度对富县土壤侵蚀潜在危险度的影响较大。     

坡度对伊犁河流域土壤侵蚀的试验分析

【目的】通过模拟降雨试验,分析坡度对伊犁河流域土壤侵蚀的影响,从而为该区域水土保持工作提供借鉴.【方法】以伊犁河流域作为研究对象,基于前人研究的临界坡度,利用ArcGIS对该流域的坡度进行分级;同时,通过模拟降雨实验,选定3个不同的坡度为研究基础(5°,10°,15°),从土壤结构出发,对坡度侵蚀进行分析.【结果】伊犁河流域的土壤侵蚀主要集中在该流域坡度为10°~15°的高山区雪线以下至山前洪积平原,坡度由陡变缓的区域,占伊犁河流域面积的11.75%,而该区域受气候等因素的影响,土壤大块、团粒结构容易被破坏,容易发生土壤侵蚀.【结论】在该流域进行水土保持工作时,建议把预防工作重点放在这些容易被侵蚀的区域.     

不同坡度及坡向条件下的土壤侵蚀特征研究——以淮河北部支流低山丘陵区为例

借助RS和GIS技术获取研究区土壤侵蚀的相关影响因子,运用RUSLE土壤侵蚀模型,计算研究区土壤侵蚀模数,进行侵蚀强度分级,并探讨不同坡度和坡向条件下的土壤侵蚀特征。结果表明,研究区平均土壤侵蚀模数为1 173.755 t/(km2·a),年侵蚀总量约9.56×107t;约96%的区域为微度侵蚀;轻度以上侵蚀主要发生在西部和北部的低山丘陵区,侵蚀土壤面积占总面积的3.32%,但泥沙流失量的比重为72.024%,是防治水土流失的关键区域;随着坡度的增加,侵蚀面积呈先减小后增大而后又减小的趋势,8°~15°坡度带是土壤侵蚀状况的转折点;不同坡向条件下,土壤侵蚀面积由大到小的顺序为半阳坡、阳坡、阴坡和平地,半阳坡侵蚀面积约占总侵蚀面积的50%。     

降雨和坡度对植烟坡耕地产流产沙的影响

【目的】本文探明了紫色土坡耕地产流产沙特征,为植烟土壤管理提供科学依据。【方法】对不同坡度(5°、10°、15°、20°、25°和30°)野外径流小区开展长期定位观测,研究坡面产流、产沙随降雨强度及坡度的变化特征。【结果】(1)通过近10年降雨资料分析,研究区域降雨年内分配极不均匀,6-9月降雨量占全年降雨量的80.2%～92.5%;小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨的雨量分别占6-9月总雨量的14.6%、26.7%、31.5%、22.5%、4.7%,中到暴雨占雨季降雨总量的80.7%,是土壤侵蚀强度大的重要原因;(2)坡面径流系数随最大30 min雨强的增大而增加,5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面径流系数最小分别为0.033、0.034、0.063、0.092、0.093、0.112,最大分别为0.646、0.666、0.673、0.738、0.742、0.786,同等雨强条件下,降雨量能显著影响坡面径流系数;(3)产沙量随最大30 min雨强的增大而增加,5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面产沙量最小分别为1.7、1.6、3.1、4.8、2.3、1.7 t·km~(-2),最大分别为75.4、234.7、440.5、486.7、489.5、477.1 t·km~(-2),产沙量随最大30 min雨强的变化过程受到植被覆盖度的影响;(4)在小雨(0.14～0.46 mm·min~(-1))、中雨(0.54～0.88 mm·min~(-1))、大雨(1.1～1.9 mm·min~(-1))下,坡面径流系数随坡度的增大而增大,最大径流系数分别为0.326、0.565、0.712。不同雨强下,坡面产沙量随坡度的变化存在差异,小雨和中雨下,产沙量变化的临界坡度为20°,最大产沙量分别为113.8、193.5 t·km~(-2),大雨下临界坡度为25°,最大产沙量为389.1 t·km~(-2),临界坡度随雨强的变化而改变。【结论】雨季是区域土壤侵蚀发生的关键时期,坡度显著影响土壤侵蚀强度,加强雨季水土保持对区域土壤可持续利用至关重要。     

基于GIS与RUSLE模型岔口小流域土壤侵蚀定量研究

在RUSLE模型理论支持下,以山西省永和县岔口小流域为研究对象,分析野外实地调查及观测数据,在ArcGIS软件环境下建立土壤侵蚀定量计算模型,生成小流域土壤侵蚀分布图,并分析土壤侵蚀空间分布特点.结果表明,流域主要以微度侵蚀为主,占流域总面积的98.52％;流域最高侵蚀模数为4377.82 t·km-2·a-1,未达到强度侵蚀分级;流域内土壤侵蚀强度较大的区域集中于坡度大于8°的荒坡及无植被覆盖的居民点用地等.通过定量计算不同土地利用类型的土壤侵蚀模数及土壤侵蚀分级,为流域侵蚀防治及水土保持规划提供一定的数据参考.