福建省水蚀区土壤侵蚀遥感监测技术探讨

本文以长汀县为研究区域,应用SPOT卫星数据对长汀县水土流失进行动态遥感监测研究,掌握2000~2003年这3年来长汀县的水土流失变化情况和治理成效,并在此基础上探讨福建省水蚀区土壤侵蚀遥感监测的新方法,为实施《水土保持法》定期监测公告服务。     

1988-2013年南方花岗岩红壤侵蚀区长汀县水土流失时空变化

为动态监测水土流失治理和生态文明建设示范区长汀县近年来的土壤侵蚀的时空变化,利用美国土壤侵蚀流失方程(USLE模型),以1988-2013年9个时期的Landsat系列遥感数据,结合实地考察和地形、土壤、气象水文资料,定量估算福建省长汀县近25年的水土流失变化情况.结果表明:1)长汀县境内水土流失主要以轻度侵蚀为主,水土流失严重区域主要分布在长汀县中部地区以及南部乡镇,以河田镇、濯田镇、三州乡和策武乡等最为严重.2)从1988-2013年遥感动态监测结果来看,水土流失情况总体得到明显的改善;1988-1994年间,水土流失量逐渐增大;1994年水土流失最为严重,1994年后水土流失情况逐年改善,特别是2003年以后,长汀地区植被改善明显,尤其是中部水土流失重灾区,有较显著改善.通过对研究区的动态监测,可掌握长汀县水土流失的变化情况和治理成效,同时为了解长汀县水土流失现状和制订治理方案提供科学根据.     

长汀县水土流失动态变化及防治对策研究

长汀县是福建省水土流失最严重的区域,2000年以长汀县为重点的水土流失综合治理被列为福建省委省政府为民办实事项目,并已连续几年实施重点治理。应用2000年和2003年的SPOT数据,对长汀县水土流失进行了动态监测研究。结果表明,长汀县水土流失集中分布在以河田为中心的中部低丘区,向周围山区呈辐射下降趋势,87.21%水土流失分布在海拔200~500m的丘陵地带;近4a来,长汀县水土流失面积和强度都呈下降趋势,尤其以河田镇下降最大,但是剧烈流失在空间分布上呈扩散的现象。多年有效的治理是水土流失面积减少且强度下降的主要原因,而燃料结构的变化保护了植被也是重要因素。由于开发建设项目和山地农业开发过程中未采取有效的水土保持措施是造成新的水土流失的主要原因。和全省其它地方相比,长汀县水土流失仍然严重,治理任务还相当艰巨,应继续加大自然生态修复的力度,落实开发建设项目水土保持措施,加强水土流失综合治理,正确处理保护和开发利用的关系,开展水土流失监测等有效措施进行治理。     

基于马尔柯夫模型的红壤退化地水土流失动态变化预测研究

文章阐述了马尔柯夫模型在水土流失动态变化预测中的应用,并选取福建省长汀县为研究区,分别利用长汀县2000年和2007年的遥感影像图,在RS软件和GIS软件支持下,运用马尔柯夫模型预测了2014年该县的水土流失变化情况.研究发现:在2007-2014年,长汀县的水土流失趋势是流失面积和强度在一定程度上得到控制,总的水七流失面积缩小,强度降低,极强度和剧烈侵蚀不明显,生态环境得到好转.这一发现说明红壤退化地的水土流失丁F处在一种变化状态,预示着未来时期以长汀县为代表的红壤退化地人为干扰仍然是水土流失面积和强度变化的上要方面,红壤退化地的水土保持任务仍较艰巨.     

长汀县水土保持效益评价研究

以南方红壤侵蚀区水土流失较为严重的长汀县为研究区,采用遥感、径流小区、野外调查等方法,分析其水土流失变化,并分别从生态、经济、社会3个方面进行了水土保持综合效益评价。结果表明:2010—2017年长汀县水土流失面积总体减少了77.16 km~2,水土流失率下降了2.49百分点;中度、强烈、极强烈及剧烈等级的水土流失面积存在不同程度的降低;研究区植被-土壤系统顺向演替,水土保持综合效益显著,有效地减轻了水土流失区自然灾害并促进了社会进步。     

长汀县完善水保监测网络

2000年经县编办批准成立水土保持监测站以来,福建省长汀县按照层次性、系统性、代表性原则,科学布点,开展了水土保持实时监测。动态监测:分别于2000、2003、2006年购买法国SPOT卫星数据(10 m分辨率),应用“3S”技术开展遥感调查,对全县水土流失动态变化进行监测。水文监测:建立     

长汀县水土保持监测实践与探讨

长汀县是我国南方最严重的花岗岩水土流失区之一,其水土流失类型在南方花岗岩红壤侵蚀区具有典型的代表性。2000年成立长汀县水保监测站以来,先后布设了1个气象观测哨4、个水蚀控制站、29个天然降雨径流小区1、18个固定监测样地,初步形成了监测网络并取得了监测成果。     

黄河流域水土流失遥感监测中土地利用现状分类体系构建

[目的]提出一种新的适于水土流失遥感监测的土地利用现状分类体系,并验证其合理性,为黄河流域水土流失遥感监测提供依据。[方法]以黄河流域不同地类水土流失的差异为出发点,按照科学性、可行性和完整性原则,参考国家土地利用现状分类标准,基于水利部颁布的土壤侵蚀分类分级标准,构建了黄河流域水土流失遥感监测土地利用现状分类体系。[结果]以坡耕地、梯田、林草地、在建开发用地、淤地坝、沙地和其他用地7个类型构建了黄河流域水土流失遥感监测土地利用现状分类体系,并用5个县(旗)的土地利用数据进行验证,结果表明该分类体系具有科学性。[结论]本研究提出的土地利用分类体系在获取同等精度水土流失评价结果的同时,又能提高水土流失遥感监测的效率。     

长汀县水土流失演变及今后治理对策

本根据1985、1995、2000年长汀县土壤侵蚀遥感调查初步统计结果，分析1985—2000年15年间长汀水土流失的演变及原因，并提出水土流失防治对策。     

福建省长汀县水土流失地形因子影响分析

以长汀县为研究区域,应用Arc GIS软件空间分析功能,分析长汀县不同高程、坡度、坡向的水土流失分布特征,分析水土流失成因。研究结果显示,长汀县53.41%的水土流失主要分布在高程300~400m的地带,15~25°和8~15°坡度地带水土流失面积分别占水土流失总面积的36.68%和34.90%,60.89%的水土流失集中在高程300~500m、坡度5~25°区域,不同坡向水土流失分布情况基本上与阳坡、阴坡分布相一致。     

福建省长汀县不同土地利用方式下的坡地侵蚀特征

根据福建省长汀县径流小区2014-2018年的实测资料,对不同土地利用方式下的坡地侵蚀特征进行研究,分析各径流小区土壤流失量、径流量与降雨、水土保持措施、植被等因子的关系。结果表明：不同土地利用方式、不同水土保持措施的径流小区土壤流失量、径流量特征不同;年降雨量对各径流小区的年土壤流失量影响不显著,不同水土保持措施对径流小区的年土壤流失量影响显著;年降雨量和不同水土保持措施对各径流小区的年径流量影响均为显著;年土壤流失量和年径流量与年降雨量的相关系数均与水土保持措施及径流小区植物的种类和生长有关;各径流小区的年土壤流失量与年径流量均呈正相关,即年径流量越大,年土壤流失量越大。研究结果为长汀县水土流失治理提供参考。     

基于RUSLE模型的长汀县水土流失评估

[目的]为中国南方红壤分布区RUSLE模型的本地化研究提供重要参考,同时为福建省长汀县水土流失防治及解决与此相关的其他问题提供科学的决策依据。[方法]以修正的通用水土流失方程RUSLE(revised universal soil loss equation)为评估基础,以长汀县为试验研究区,在地理信息系统和遥感技术的支持下,通过研究新方法计算降雨侵蚀力因子、参数调校或利用现有方法计算其余因子完成研究区水土流失评估。[结果]得到2013年长汀县水土流失等级分布图。2013年研究区水土流失已大有好转,但仍比较严重,主要为轻度和中度流失,其中河田镇、策武乡、濯田镇、三洲乡是重灾区。[结论]尽量减少不合理的人类活动,有效提高植被覆盖率,是研究区今后水土流失防治的基本措施。     

土地利用和植被覆盖变化对长汀县30多年土壤侵蚀变化的定量影响

土地利用和植被覆盖是人类活动对大自然改造的直接体现,为研究人类活动对土壤侵蚀的定量影响,以中国南方红壤典型水土流失区——福建省长汀县为研究区,利用每间隔3~4年的11个年份的遥感影像,基于USLE模型评估该县1988-2020年30多年来的土壤侵蚀时空变化特征,定量分析不同土地利用和植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC)变化对土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)长汀县土壤侵蚀严重区域主要集中于县域中部河田镇、三洲镇和策武镇等地,30多年来,土壤侵蚀强度呈先增后减的趋势,1988-1994年土壤侵蚀状况逐渐严重,1994年的水土流失率高达30.49%,90年代中期后开始逐渐好转,至2020年水土流失率降为6.22%。(2)1988-1994年和1994-2001年2个时期,林地转化成裸地的面积最大,导致土壤侵蚀增加量平均约占每个时期增加量的93%;2001-2010年和2010-2020年2个时期,裸地转化成林地的面积最大,引起的土壤侵蚀减少量平均约占每个时期减少量的73%。(3)30多年来长汀县FVC呈先减少后增加的趋势,1988-1994年平均FVC从44%减少到35%,随后开始增加,至2020年,FVC增加至79%;土壤侵蚀量与FVC呈反比,FVC减少对土壤侵蚀量的影响更大,FVC平均每降低1%,土壤侵蚀量增加7.49万t;而FVC平均每增加1%,土壤侵蚀量减少3.75万t。(4)FVC对土壤侵蚀的敏感性与坡度呈正比,低坡度下土壤侵蚀随FVC变化较均匀,高坡度等级下,FVC低于60%时,对土壤侵蚀的敏感性高,FVC每增加10%,土壤侵蚀模数平均减少262.73 t/(km²·a)。研究结果有助于分析长汀县土壤侵蚀在长时间序列上的时空变化及人类活动对土壤侵蚀的影响,为长汀县未来的土地利用规划和生态保护提供重要的科学支持。     

花岗岩红壤侵蚀退化地不同治理模式土壤抗蚀性评价

为探究花岗岩红壤侵蚀退化地不同治理模式对土壤抗蚀性的影响，通过野外调查与室内外试验，以长汀县封禁（M1）、乔灌草混交（M2）、全坡面播草（M3）、低效林改造（M4）、条沟草灌带（M5）这5种治理模式的土壤为研究对象，选取开垦地（CK1）和裸露地（CK2）为对照，利用主成分分析法揭示土壤抗蚀性主要影响因子，并结合灰色关联分析和耦合分析对土壤抗蚀性进行综合评价。结果表明：（1）不同治理模式的土壤抗蚀性由强到弱依次为M5 > M2 > M3 > M4 > M1 > CK2 > CK1；（2）> 0.25 mm水稳性团聚体含量和有机质含量是影响土壤抗蚀性的主要因子；（3）土壤抗蚀性与土壤理化性质的灰色关联度较高（0.696），M3的土壤抗蚀性与土壤理化性质之间系统耦合度最高（0.883）。研究结果为花岗岩红壤侵蚀退化地的水土流失治理及生态恢复提供科学依据。     

安徽省大别山区土壤侵蚀及其经济损失评估

基于通用土壤流失方程(USLE模型)和GIS空间分析技术,对安徽省大别山区土壤侵蚀量进行了估算。选取土壤养分、水分及泥沙滞留、淤积、土地废弃损失作为土壤侵蚀经济损失的指标,采用替代花费法、恢复费用法、影子工程法等方法,评估了安徽省大别山区土壤侵蚀的经济损失。结果表明,安徽省大别山区2007年平均土壤侵蚀模数为2443.4t/(k²·a),土壤侵蚀总量为2.29×10⁷t/a,其中金寨县和岳西县土壤侵蚀总量最高,分别为7.62×10⁶t/a和5.42×10⁶t/a。从空间分布上看,较强的侵蚀主要集中在西部地区,东北部以及南部地区侵蚀量相对较小土壤侵蚀造成的总经济损失为92052.8万元,其中土壤养分价值损失最大,为82557.8万元,占土壤侵蚀经济总损失的89.7%,其次是泥沙损失,达4734.2万元,占经济总损失的5.1%。金寨县经济损失量最大,为37266.3万元,占大别山区土壤侵蚀总经济损失的40.18%。其次为岳西县,约占23.54%。经济损失量最小的为舒城县和桐城市。     

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。     

GIS支持下的土壤侵蚀潜在危险度分级方法研究及应用

根据土壤侵蚀特点,在ARCGIS8.3地理信息系统(GIS)支持下,有效地实现了区域土壤侵蚀强度分级并在此基础上进行了区域土壤侵蚀潜在危险的分级及其空间分析。首先,采用区域土壤侵蚀定量模型估算土壤侵蚀量,再用土壤年均侵蚀量、土层厚度和土壤容重得到土壤抗蚀年限图,按水利部标准将土壤侵蚀潜在危险度分为5级。最后,为了表明该区域土壤侵蚀潜在危险度的大小,还提出了土壤侵蚀潜在危险指数(SEPDI)。以三峡库区的丰都县城为例进行了研究,并且分析了其空间分布特点。     

南方红壤区不同植被措施坡面的水土流失特征

植被是南方红壤区水土流失治理的主要措施,为了研究不同的植被措施对坡面产流产沙的影响,以及对坡面侵蚀的抑制效果,在福建省长汀县选择乔灌草、灌草、草本、农作物、乔灌、封山育林、经济林等各植被措施下的标准径流小区,通过观测各种植被措施坡面的产流产沙情况,分析比较各小区的水土流失特征。结果表明植被能较好地调控坡面地表径流和土壤侵蚀。不同植被措施下坡面产流产沙分异规律明显,相对裸地,盖度高的乔灌草、灌草、草本等措施的水土流失量最小,水土保持效果最为明显。在不同的降雨量条件下,不同植被措施的坡面水土流失情况也表现出显著的差异。因此,在未来南方红壤植被恢复与生态环境建设过程中,通过各种植被治理措施的逐步实施,对改善当地的生态环境和水土流失的防治具有重要的意义。     

花岗岩坡地土壤侵蚀强度分级参考指标探讨

根据实测资料建立了花岗岩坡地土壤侵蚀强度模型,并对土壤侵蚀强度分级标准进行了讨论,认为2OOt/km²为土壤允许侵蚀量较合适。在此基础上建立了土壤侵蚀强度分级参考指标系统。该指标是以侵蚀量为基础的,且各指标在野外获取容易,所以该土壤侵蚀强度分级参考指标可以在条件相似的广大南方花岗岩地区推广试用。     

第一次全国水利普查侵蚀模数的批量计算方法--基于CSLE和GIS的土壤水蚀模数计算器设计与应用

为快速有效地完成第一次全国水利普查水土保持情况普查中30 000多个野外调查单元的土壤侵蚀模数计算,采用.NET平台并结合ArcEngine二次开发包,开发了基于中国土壤流失方程(CSLE)的土壤水蚀模数计算器软件。以陕西省安塞县野外调查单元数据为例,应用该软件进行计算并得到了野外调查单元的水蚀模数,将计算结果与手工操作ArcMap计算得到的侵蚀模数进行了比较。结果表明,利用水蚀模数计算器软件计算得到的结果准确可靠,并可极大地提高计算效率。该软件可用于区域水土流失调查水蚀模数的计算。