小流域水土流失治理优先度的评价与应用

中国水土流失防治任务仍然繁重,有计划分批次实施水土流失治理是现阶段条件下的必然选择,优先治理小流域识别是其首要解决的一项基础工作,然而目前相关成果较为缺乏,难以支撑小流域水土流失治理智能决策和精准施策。在当前大力推进智慧水土保持背景下,积极探索优先治理小流域识别方法非常迫切,对于科学、合理、高效促进水土流失治理工作具有重要意义。该研究立足于小流域自然禀赋条件,以中国水土流失重点区域——三峡库区秭归县为例,坚持科学性和可操作性相结合原则,以水土流失“减量和降级”双重目标和治理效益最大化需求为导向,综合水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度,提出小流域水土流失治理优先度定义及定量评价方法,为识别优先治理小流域提供科学依据和技术支撑。结果显示,秭归县2021年现状水土保持率为69.12%,远期（2050年）水土保持率为81.74%,总体提升12.62个百分点。秭归县2021年全域土壤侵蚀模数现状为758.50 t/(km²·a),最小可能土壤侵蚀模数为408.71 t/(km²·a),总体下降比例达46%。秭归县大部分区域均具有较大的水土保持率提升潜力和土壤侵蚀控制度,可完全治理和可降级的水土流失地块分布较为广泛,尤其在县域中西部的小流域存在较大的水土流失面积消减和土壤侵蚀强度降级空间。秭归县各小流域水土流失治理优先度的空间分布总体呈现中部高,东部和南部相对较低的分布格局,全县治理优先度大于0.6的小流域占总全县小流域的11.76%。通过典型县应用,该研究提出的小流域治理优先度涵盖了水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度,能更为全面满足小流域水土流失“减量和降级”双重目标和和治理效益最大化需求,直观反映了水土流失面积消减空间和土壤侵蚀强度降级空间的目标和相对大小,对支撑小流域治理决策更加准确、科学,治理优先度评价方法不仅可行,且易操作。     

超大城市水土流失空间分布格局及其防治策略——以武汉市为例

[目的]研究超大型城市水土流失的空间格局,提出针对性的防治策略,为新时代推进绿色发展和建设美丽中国提供科学依据。[方法]以武汉市为例,利用DEM提取坡度,通过遥感影像解译土地利用类型、计算植被覆盖度,采用土壤侵蚀强度分级指标判定土壤侵蚀强度等级,制作空间分布图。[结果]武汉市水土流失具有"4圈"分布格局:(1)内圈,主城区,地面硬化程度高,以微度流失为主;(2)第2圈层,主城区周边城市拓展区,是城市建设等生产建设项目水土流失最严重的区域;(3)第3圈层,城市拓展区外围平原农业生产区,水土流失面积小,强度低,但农业面源污染严重,又是山地、丘陵区的地表径流进入主城区的必经区域;(4)第4圈层,远郊山地、丘陵区,以林地为主,兼有少量坡耕地和采石采矿迹地。[结论]根据武汉市水土流失"4圈"分布格局,制定针对性的水土流失防治策略:内圈需要加强城市绿地管理维护和地下排水系统的清理管护;第2圈层要加大生产建设项目水土保持监督执法,最大限度地扼制人为水土流失,加大施工迹地的恢复和城市生态景观建设;第3圈层需加强面源污染治理,建设生态清洁型小流域;第4圈层需要严守生态红线,大力保护森林资源,继续开展坡耕地治理、生态恢复和治理工作,注意控制旅游开发导致的人为水土流失。     

湖北省水土保持四级区不同分区水土保持率目标研究与探索

在深刻剖析水土保持率内涵基础上，以湖北省水土保持四级区为单元，确定了湖北省水土保持率研判规则，分析了各四级区水土保持率特征。湖北省各四级区水土保持率现状差异较大，远期目标差异不明显，鄂西地区由于自然禀赋条件较差，水土保持率现状和远期目标均较低；鄂东北低山丘陵水源涵养保土区、大洪山丘陵保土区、鄂东南山地丘陵保土生态维护区、鄂西北丹江口水库周边山地丘陵水质维护保土区等4个区水土流失消减面积存量相对较大；水土流失消减面积以中轻度为主，土地利用类型主要为耕地和林地。     

融合无人机高分辨率DOM和DSM数据语义的崩岗识别

崩岗识别是大规模的崩岗调查、治理和侵蚀机理等研究的首要任务,但以现场调查和人工解译高分辨率卫星遥感影像为主的传统方法,自动化程度低,人力、物力成本高而且效率低,不能满足大范围工作的需要。该研究借鉴遥感影像场景分类识别思路,利用视觉-地形词袋模型(Bag of Visual-Topographic Words, BoV-TW)进行崩岗区域高分辨率数字正射影像图Digital Orthophoto Map(DOM)与数字表面模型Digital Surface Model(DSM)局部特征的混合表达,并通过潜在狄利克雷分配Latent Dirichlet Allocation(LDA)的潜在语义分析融合形成低维度的高层语义表征,最后以支持向量机(Support-Vector Machine, SVM)作为监督学习训练分类器,实现崩岗的高精度快速自动识别。试验结果表明:1)LDA主题个数变化时,该方法总精度可保持在95%左右,崩岗查全率和查准率保持在80%以上,最高分别为97.22%和94.44%;2)视觉-地形词袋词汇表大小变化时,该方法总精度一直在90%以上,最高为96.10%,崩岗查全率也基本在90%以上,最高为100%,崩岗查准率随词汇表大小的增加逐渐提升,最高为85.00%;3)仅使用DOM无法较好地识别崩岗地貌特征,没有合适的特征提取和融合策略,DOM和DSM结合也无法提高崩岗识别效果。同时,该方法时间花费少,效率高,可行性强。该研究可为崩岗调查、监测、治理及侵蚀机理的定量化研究提供参考。     

崩岗侵蚀发生风险评估方法的对比研究——以广东省为例

崩岗侵蚀是我国南方红壤区的一种特殊侵蚀类型,评估和预判崩岗侵蚀格局对开展相关防控工作具有导向意义。基于崩岗侵蚀发生风险理念,采用信息量法和Logistic回归分析法分别对广东省崩岗风险格局开展了研究,并分析探讨了两种评估方法及具体指标计算的应用表现。结果表明,广东省东北部和西部崩岗发生风险值较高,西南部和中部风险值相对较低。不同评估方法绘制的风险值分布格局基本一致,但信息量法计算结果的精度高于Logistic回归分析法,是两种方法中的优选方案。