基于GIS和RS的辽西地区土壤侵蚀的定量研究

土壤侵蚀是土地退化的根本原因,也是导致生态环境恶化的重要因素.以辽西地区作为研究对象,利用修正的土壤流失方程(RUSLE)计算了辽西地区的土壤侵蚀量,对土壤侵蚀强度进行了分级,同时对不同的土壤侵蚀强度在数量上、空间分布及与土地利用方式的相关性上进行了分析.结果表明:辽西地区的土壤侵蚀强度等级以轻度为主,强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀均有发生,但所占百分比不大;朝阳市是辽西地区土壤侵蚀最严重的地区,葫芦岛市次之,锦州市和阜新市土壤侵蚀状况一般;辽西地区的微度、轻度、中度侵蚀主要分布在旱地上,强度、极强度和剧烈侵蚀主要分布在中覆盖度的草地、有林地和疏林地上;增加林地、草地的覆盖度,减少坡耕地的分布是减少辽西地区土壤侵蚀的主要措施.     

国外土壤侵蚀模型发展概述

 土壤侵蚀模型是预报水土流失、指导水土保持措施配置、优化水土资源利用的有效工具。根据土壤侵蚀模型发展过程的特征,从时间上划分了土壤侵蚀模型发展的3个阶段,即通用土壤流失方程(USLE)建立以前的时期、USLE的建立及发展的时期和土壤侵蚀模型百家争鸣时期。介绍了世界上一些基本的土壤侵蚀模型,从而概述国外土壤侵蚀模型的发展过程。     

基于地理信息系统的土壤侵蚀研究

在非点源污染研究过程中 ,土壤流失量的计算是一个重要环节。结合地理信息系统和通用土壤流失方程 ,选择地形、植被、降雨量等因子 ,对松花湖流域常山地区土壤流失量进行了估算 ,并讨论了地形、植被等因子在土壤侵蚀中的影响 ,提出了相应的控制措施     

川中丘陵区小流域土壤侵蚀空间分异评价研究

将地理信息系统(GIS)技术Arc/Info与通用土壤流失方程(USLE)相结合进行了小流域土壤侵蚀量的估算。以盐亭农田生态系统国家野外科学观测研究站内的截流村小流域(简称截流村小流域)为研究对象,依据实地调查资料及地形、土地利用、土壤和植被等数据,建立了小流域空间数据库,利用GIS的栅格数据空间分析功能,将小流域空间离散化为10 m×10 m的栅格,在栅格内根据合适的USLE因子算法进行了土壤侵蚀量估算,进而对小流域内土壤侵蚀强度空间分异和小流域内侵蚀量进行了统计分析。结果表明,截流村小流域年均输沙模数为1244.7 t/(km2.a),侵蚀强度属轻度;坡耕地占流域面积的44.17%,年均土壤侵蚀模数为2195.0 t/(km2.a),其侵蚀总量占流域总侵蚀量77.93%,表明坡耕地是该小流域水土流失的策源地,小流域水土流失治理的关键是实现流域内坡耕地的合理利用。同时对于林地和小于10°坡耕地的侵蚀模数结果与相关研究仅相差19.8%和4.4%,证实了该模型的准确性和可靠性。     

GIS支持下的海南岛土壤侵蚀空间分布特征

在地理信息系统的支持下,采用通用土壤流失方程(USLE)及其修改式估算了海南岛现实土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量,分析了土壤侵蚀因子R,K,LS在海南岛的表现,得到了海南岛现实土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量的空间分布特征.研究结果表明:中部山区的现实土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量均较其它地区大.     

GIS支持下的海南岛土壤侵蚀空间分布特征

在地理信息系统的支持下,采用通用土壤流失方程（USLE）及其修改式估算了海南岛现实土壤蚀量和潜在土壤侵蚀量,分析了土壤仇蚀因子R,K,LS在海南岛的表现,得到了海南岛现实土壤侵蚀量和潜在土壤蚀量的空间分布特征,研究结果表明,中部山区的现实土壤侵蚀量和潜在土壤量均较其它地区大。     

国外土壤侵蚀研究的新进展

我国土壤侵蚀及控制方面的研究 ,在理论上、实施上 ,已形成侵蚀研究学科的完整体系。近 10a ,国外在土壤侵蚀机理、土壤流失方程、土壤侵蚀与土地生产力关系的评价方法、小流域水土保持规划等 4方面也取得新进展。在土壤侵蚀机理方面充实了土壤密度、持水性、颗粒尺度、水力传导性、植物根系等方面的研究 ;土壤流失方程RUSLE对传统的USLE在理论上加强了计算因子的通用性 ,其应用范围由原二维扩展到三维 ;土壤侵蚀与土地生产力关系的 4种评价方法 ,各有其优缺点 ,“三步法”可客观地评价土壤侵蚀与土地生产力的关系 ;小流域水土保持规划手段最新使用USLE、GIS与计算机技术。     

北京市土壤侵蚀监测方法探讨

 为了科学定量评价北京市土壤侵蚀状况,通过北京市地面水土流失监测网络,开展水土流失定点观测,研究北京市土壤侵蚀监测的评价方法。结果表明：利用大量实测资料,基于美国通用土壤流失方程建立的北京土壤流失方程,可以作为北京市土壤侵蚀调查的模型工具;基T GIS和降雨侵蚀力模型的年度土壤侵蚀量推算方法,可作为从小区尺度转换到区域尺度的一种方法;由于网格法没有考虑水土保持措施因子,调查得到的土壤侵蚀量结果比采用抽样调查法得到的结果偏大。北京市土壤侵蚀监测方法的研究可为区域水土流失定量评价和动态监测提供借鉴作用。     

基于RUSLE和GIS的绥化市土壤侵蚀评估

基于修正的通用土壤流失方程RUSLE和GIS技术,结合绥化市的自然地理环境特征,分别计算了影响土壤侵蚀的各种因子,获取了绥化市2004年土壤侵蚀现状图,并对各区县以及不同土地利用类型的土壤侵蚀状况进行了统计,结果表明:绥化市土壤侵蚀以轻度为主,共有16083.9 km2,占46.34%,中度侵蚀面积共有1583.52 km2,占4.56%;轻度侵蚀集中连片分布,而中度以上侵蚀主要分布在河流沿岸的河流阶地与河漫滩过渡地带;兰西和青冈两个地区是土壤侵蚀面积最大的地区,而望奎、北林和海伦三个地区是中度以上土壤侵蚀的面积最大的;土地利用类型中以旱田土壤侵蚀最严重,面积也最大,未利用地主要表现为中度以上土壤侵蚀,林地和草地以轻度侵蚀为主。     

基于RUSLE和GIS的绥化市土壤侵蚀评估

基于修正的通用土壤流失方程RUSLE和GIS技术,结合绥化市的自然地理环境特征,分别计算了影响土壤侵蚀的各种因子,获取了绥化市2004年土壤侵蚀现状图,并对各区县以及不同土地利用类型的土壤侵蚀状况进行了统计,结果表明:绥化市土壤侵蚀以轻度为主,共有16083.9 km2,占46.34%,中度侵蚀面积共有1583.52 km2,占4.56%;轻度侵蚀集中连片分布,而中度以上侵蚀主要分布在河流沿岸的河流阶地与河漫滩过渡地带;兰西和青冈两个地区是土壤侵蚀面积最大的地区,而望奎、北林和海伦三个地区是中度以上土壤侵蚀的面积最大的;土地利用类型中以旱田土壤侵蚀最严重,面积也最大,未利用地主要表现为中度以上土壤侵蚀,林地和草地以轻度侵蚀为主。     

基于多源遥感数据的浙江省水土流失遥感监测

 通过浙江省土壤侵蚀强度判别模型,确定影响浙江省水土流失的主导因子;以TM数据和航摄1:1万DOM数据为遥感数据源,利用浙江省数字化地形图,结合样地调查,进行2009年浙江省水土流失遥感监测;以基于约束三角网技术的坡度因子提取方法、基于植被指数和像元二分模型的植被覆盖度因子提取方法以及土地利用因子提取方法,通过叠置分析实现土壤侵蚀信息提取。结果表明：浙江省水土流宍面积呈逐年减少的趋势;经过野外调査验证,研究成果准确度高。     

基于GIS/RS和USLE鄱阳湖流域土壤侵蚀变化

将空间信息技术（RS和GIS）和通用土壤流失方程（USLE）相结合对鄱阳湖流域土壤侵蚀量进行计算。分别利用1990年和2000年TM/ETM+影像分类得到两期土地利用/覆盖类型图,结合鄱阳湖流域数字高程模型（DEM）、土壤类型分布图和流域降雨资料分别获取USLE模型中各因子值的空间分布,最后计算流域2个年份的土壤侵蚀空间分布图。研究表明：鄱阳湖流域土壤侵蚀区域主要分布在赣江上游,信江上游,抚河上中游和修水上游地区;鄱阳湖流域1990年和2000年大范围土地经受着Ⅰ级微度与Ⅱ级轻度侵蚀,其侵蚀面积之和分别占流域面积的97.38%和97.30%;而流域产沙主要来源于Ⅱ级轻度侵蚀和Ⅲ级中度侵蚀,所占土壤侵蚀总量分别为58.16%和51.20%,其中中度以上等级的侵蚀对产沙量的贡献是不可忽视的;从1990年到2000年土壤侵蚀等级变化呈现了由中等级侵蚀（Ⅱ级轻度侵蚀和Ⅲ级中度侵蚀）向低等级（Ⅰ级微度侵蚀）和高等级侵蚀（Ⅴ级极强度和Ⅵ级剧烈侵蚀）的2个极端演化的趋势。鄱阳湖流域土壤侵蚀量从1990年到2000年增长幅度达6.3%;土壤平均侵蚀模数都约为1 100 t/(km2·a),属于Ⅱ级轻度侵蚀。分析2个年份的土地利用/覆盖变化,发现鄱阳湖流域湿地和农田面积减少,建筑用地增加均是造成土壤侵蚀量增加的因素,而降雨侵蚀力因子空间格局也对土壤侵蚀空间分布具有重要影响,最后提出了鄱阳湖流域水土保持规划措施。     

土壤侵蚀遥感监测方法及其思考

土壤侵蚀监测一直是遥感和地理信息系统应用的一个重要领域。纵观国内外土壤侵蚀遥感监测方法,概括起来有遥感影像目视解译监测法、遥感光谱分析监测法、人机交互式解译监测法、智能化土壤侵蚀监测法和模型参数化监测法5种。分析各种方法的优势及其在实际应用中所面临的困难,提出基于知识库与空间信息耦合的土壤侵蚀监测方法,以满足水土保持及其管理工作的需要。     

Tillage erosion,water erosion and soil quality on cultivated terraces near Xifeng in the Loess Plateau,China

This study sought to contribute to the understanding of soil redistribution by tillage on terraces and the extent and causes of within-field variation in soil properties by examining the spatial distributions of soil redistribution rates, derived using caesium-137, and of total nitrogen and total phosphorus concentrations, within a ribbon and a shoulder terrace in a yuan area of the Loess Plateau of China. Additional water erosion rate data were obtained for nine other terraces. Water erosion rates on the ribbon terraces were low (<1 kg m⁻² yr⁻¹), unless slope tangents exceeded 0·1. However, despite the use of animal traction, high rates of tillage erosion were observed (mean 5·5 kg m⁻² yr⁻¹). Soil nitrogen concentrations were related to rates of soil redistribution by tillage on the ribbon terrace examined in detail. In general, higher rates of water erosion (0·5–2·9 kg m⁻² yr⁻¹) and lower rates of tillage erosion (mean 1·4 kg m⁻² yr⁻¹) were evident on the longer shoulder terraces. On the shoulder terrace examined in detail, soil phosphorus concentrations were related to net rates of soil redistribution. A statistically significant regression relationship between water erosion rates and the USLE length and slope factor was used in conjunction with the simulation of tillage erosion rates to evaluate a range of terrace designs. It is suggested that off-site impacts of erosion could be further reduced by ensuring that the slope tangents are kept below 0·06 and lengths below 30 m, especially on the shoulder terraces. Tillage erosion and the systematic redistribution of soil nutrients could be reduced by modification of the contour-cultivation technique to turn soil in opposing directions in alternate years. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

GIS/RS集成技术在叙利亚滨海土壤侵蚀评价和模拟研究上的应用

An integrated remote sensing(RS) and geographic informtion system(GIS) technique was employed to characterize the spatial distribution of the risk of soil erosion by water on Lakaia district ,Syria,The universal soil loss equation(USLE)was used to calculate the annual soil loss rates for Latakia soils ,Mainly,remote sensing data soil survey,land use inventory,elevation data and climatic atlases are used as resource data sets to generate USLE facto values ,The results revealed that integration of GIS/RS with USLE was a practical and effective approach for monitoring soil erosion over large areas.     

基于GIS与RS的杨凌区土壤侵蚀时空变异性研究

土壤侵蚀是破坏黄土高原地区土地资源的重要因素,为深入了解黄土高原杨凌区水土流失现状,分析其土壤侵蚀空间分布规律及其时空变异性,基于GIS和RS技术,运用通用土壤流失方程(USLE)评估杨凌区侵蚀强度以及杨凌区土壤侵蚀的时空变异性。结果表明:杨凌区土壤侵蚀主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,从2010—2014年间,土壤各级侵蚀强度所占比例基本稳定。分析土壤侵蚀与坡度和高程之间的关系表明,杨凌区15°的缓坡地以微度和轻度侵蚀为主,随着坡度的增加轻微度侵蚀减少,强烈、极强烈和剧烈侵蚀所占比例有所增加。各土壤侵蚀强度面积随着高程的增加呈先增大后减少的趋势,其峰值多分布在500～550m高程带。     

基于GPRS的土壤风蚀实时监测系统研制与测试

为克服野外观测和风洞测试的缺点与不足,提高观测数据的连续性、科学性与可靠性。该文综合无线传感网络技术、传感器技术、电子技术和网络通信技术,研制了热敏式风速传感器、分流对冲式风沙分离器和具有无线组网与自动数据采集处理功能的近地表风速廓线仪和多通道集沙仪,建立了基于GPRS网络的土壤风蚀监测系统,实现了被测区域环境温度、相对湿度、大气压力、近地表风速廓线和风沙流结构等参数的同步采集、实时处理和远程监测等功能。试验结果表明:风速传感器输出电压在0.3～4.3 V之间,响应时间小于3 s,有效测量范围在0～17 m/s,测量精度随风速增大而降低,在6和17 m/s风速下的测量精度分别为0.1和0.3 m/s;风沙分离器的降速效率和风沙分离效率分别在96%和99.8%以上,平均等动力性≥92%;称量系统有效测量范围在0～170 g,精度达0.01 g,短期静态误差和长期累积误差分别不超过±0.02 g和±0.04 g;9、12、15和18 m/s风速下的平均集沙效率达91.98%;无线通信建立时间≤5 s,中心汇聚节点可在3 s内实现一次节点遍历和数据汇聚,有效传输距离达140 m以上;风速廓线节点和集沙仪节点单次最大工作时长不低于6和22 h。在野外试验条件下,系统软硬件部分均运行稳定可靠,自组网数据传输的丢包率和错误次数为0,环境温度、相对湿度和大气压力的偏差分别小于2℃、4%和10 hPa;测得的近地表风速廓线与风沙流结构均符合指数分布规律,满足大尺度、跨区域野外土壤风蚀同步研究的需求。     

基于USLE模型的2001—2015年江西省土壤侵蚀变化研究

[目的]准确估算区域土壤侵蚀量并掌握其动态变化,指导区域水土保持规划。[方法]基于通用土壤流失方程(USLE)模型,利用遥感数据、气象数据、DEM等数据测算2001,2015年的土壤侵蚀模数,分析2001—2015年江西省土壤侵蚀强度的动态变化特征。[结果]江西省土壤侵蚀状况在2001—2015年得到一定程度的改善,2001年土壤侵蚀模数为7 042.4t/(km^2·a),2015年土壤侵蚀模数为6 375.3t/(km^2·a),降低了约9.5%;全省大部分地市的土壤侵蚀强度降低,其中抚州市、宜春市、赣州市、萍乡市等4市的平均土壤侵蚀模数下降幅度最为显著;但也有少量地市的土壤侵蚀呈进一步扩大趋势,主要有九江市、南昌市、新余市;土壤侵蚀强度转移矩阵表明江西省大部分区域侵蚀强度等级不变,部分地区侵蚀强度等级向低一级转移;2001—2015年52.7%的面积土壤侵蚀强度等级不变,25.8%的面积土壤侵蚀强度等级降低一级。[结论]江西省土壤侵蚀状况总体上有所好转,但部分地市的土壤侵蚀进一步扩大,水土流失的形势依然十分严峻。     

基于GIS的桥子沟流域土壤侵蚀初步分析

以甘肃省天水市桥子沟流域为研究区域,采用美国通用土壤流失方程（USLE模型）为评价模型,加入地理信息系统技术的空间分析功能,运用地理信息系统软件Arcview进行小流域土壤侵蚀量的估算与分析,从而为我国西部地区的水土保持型植被建设和生态与环境效应评价提供科学依据。