区域土壤侵蚀定量评价中的坡长因子尺度变换方法

 区域土壤侵蚀研究中,坡度、坡长只能基于中低分辨率DEM提取,但提取的坡度发生衰减,坡长发生扩张。以陕西省延安市及周边地区为研究区,利用国家测绘局生产的1∶25万数字地形图和研究区内典型地区1∶5万数字地形图,在ANUDEM软件支持下,建立了研究区50m分辨率和典型地区10 m分辨率的水文地貌关系正确DEM,利用直方图匹配原理对50m分辨率DEM上提取的坡度、坡长进行变换,并对变换前后坡度、坡长对土壤侵蚀强度的影响进行了评价分析。结果表明,经变换后的坡度整体变陡,坡长整体变短,变换后坡长平均值和累积频率曲线与高分辨率(10m)坡长均较接近,且其空间格局基本保持不变。利用中国土壤流失方程计算坡度坡长均不变换、只对坡度变换、只对坡长变换和坡度坡长均变换4种情况下的土壤侵蚀强度研究结果表明,只对坡长变换时土壤侵蚀强度有所减小,而只对坡度变换和坡度、坡长均变换时土壤侵蚀强度增大,且前者增大幅度较大。说明坡度衰减比坡长扩张对土壤侵蚀评价结果的影响更大,在实际应用中有必要对坡度和坡长都进行变换,以期为土壤侵蚀定量评价提供更加准确的数据支持。     

基于GIS和CSLE的山西省土壤侵蚀风险研究

以山西省为研究对象,基于中国土壤流失方程(Chinese Soil Loss Equation)、遥感和GIS空间分析技术,通过合理选择CSLE中各土壤侵蚀因子的数据来源和计算方法,依据《土壤侵蚀分类分级标准》对2000—2010年山西省省市县3级行政体系的土壤侵蚀风险情况进行了分析,并运用地理加权回归分析方法,计算了土壤侵蚀模型中各因子对侵蚀量的贡献率。结果表明:(1)山西省年均土壤侵蚀总量达3.58×108t,平均土壤侵蚀模数为2 287t/(km~2·a)。若以土壤侵蚀强度高于微度为侵蚀风险地区,则山西省存在水土流失风险的地区约占全省面积的48%;(2)11个地级市中,轻度侵蚀城市依次为长治、晋中、晋城、太原、大同、运城和朔州,中度侵蚀依次为吕梁、临汾、阳泉和忻州。106个县级行政区中,微度侵蚀的县有14个,轻度侵蚀的县有61个,中度侵蚀的县有27个,强度侵蚀的县有4个;(3)地形因子对水力侵蚀引起的土壤侵蚀模数具有最高的贡献率,而因子取得最值的位置并不与贡献率最值的位置相一致。     

基于CSLE模型的天山北坡西白杨沟流域土壤侵蚀定量评价

[目的]定量评价天山北坡西白杨沟流域水土流失土壤侵蚀状况,分析其分布特征,为区域水土保持以及生态环境建设提供科学依据。[方法]以新疆维吾尔自治区乌鲁木齐县西白杨沟流域为研究区,采用样地调查与地理信息系统(GIS)、遥感(RS)技术相结合方法和CSLE模型,对西白杨沟流域进行土壤水力侵蚀评价及侵蚀强度空间分布分析。[结果]天山北坡西白杨沟流域平均土壤侵蚀模数748.91 t/(km~2·a)。地形对土壤侵蚀强度影响明显,在坡度20°～40°区域,土壤侵蚀模数最高,为1 127.22～1 229.62 t/(km~2·a)。缓坡(20°)区域,坡度对土壤侵蚀模数呈正效应,而在陡坡(40°～70°)区域,坡度对土壤侵蚀模数呈负效应。土壤侵蚀主要发生在南坡、东南坡和东坡;不同土地利用方式对土壤水力侵蚀程度影响不同,表现为:呈灌木林地[1 709.80 t/(km~2·a)]有林地[1 389.40 t/(km~2·a)]天然牧草地[605.20 t/(km~2·a)]人工牧草地[334.71 t/(km~2·a)]水浇地[113.69 t/(km~2·a)]的趋势。[结论]土壤侵蚀强度总体以微度和轻度为主,强烈侵蚀、极强烈侵蚀、剧烈侵蚀主要分布在流域的中下游和下游;天山北坡西白杨沟流域侵蚀强度的空间分布与地形、土地利用、土壤性质联系紧密。     

基于CSLE和高分辨率航空影像的孤山川流域土壤侵蚀定量评价

20世纪80年代起,GIS技术开始应用于我国水土保持领域。该文是在GIS和RS的支持下,利用孤山川流域2012年9月高分辨率（0.38 m）航空影像、流域周边200 km范围内13个雨量站62 a的降雨数据、DEM（5 m）、以及土壤类型图等数据,结合孤山川流域特征,运用CSLE模型对黄土高原孤山川流域土壤侵蚀进行了定量研究和土壤侵蚀强度分级,并对侵蚀结果进行空间分析。结果表明:孤山川流域年侵蚀总量为274.89万t,年均侵蚀模数为2 161.06 t/（km²·a）,其中由微度到剧烈侵蚀的面积比例依次递减;随着植被覆盖度的降低以及坡度的增加,其侵蚀程度越来越严重;另外土地类型为裸地、荒草地等的水土保持效益较差,其侵蚀程度明显高于流域年均侵蚀。     

基于CSLE模型的陕北纸坊沟流域土壤侵蚀评价

[目的]对陕北纸坊沟流域土壤侵蚀状况进行评价,为该流域不合理土地利用方式的调整和优化以及水土流失治理措施的合理布设提供科学依据。[方法]以陕西省安塞县纸坊沟流域为研究区,基于ArcGIS技术,利用2005—2016年纸坊沟流域水文站月降雨量数据、DEM数据、土壤类型数据和土地利用数据,率定中国土壤流失方程(CSLE)的相关参数,计算研究区的土壤侵蚀强度,对土地利用变化与坡度和土壤侵蚀强度之间的关系进行分析。[结果](1)研究区内不同坡度带上的土壤侵蚀强度差异较大,15°～25°左右的坡耕地是土壤侵蚀的敏感部位。(2)纸坊沟流域内土地以林地、耕地、草地为主,耕地面积不断减少,林地和草地面积不断增加。该区域实施退耕还林后,土壤侵蚀的面积与强度整体呈现改善趋势;土地利用变化与土壤侵蚀强度具有密切联系,表现为耕地的土壤侵蚀强度较强,林地和草地侵蚀强度相对较弱,说明增加林地和草地面积,减少耕地面积,能够显著减弱土壤侵蚀。[结论]研究区内土壤侵蚀空间分布受土地利用方式和坡度制约,该区今后水土流失治理的重点区域是15°～25°左右的坡耕地。     

山区地形因子尺度依赖性及其对水土流失评价的影响研究 ——以江西省崇义县为例

坡长因子(L)和坡度因子(S)是CSLE模型等区域土壤侵蚀模型中的重要因子.利用不同比例尺地形数据计算的地形因子存在较大的差异,从而对水土流失评价结果产生影响.以山地特征明显的崇义县为例,利用1:1万、1:5万和ASTER GDEM 30 m空间分辨率的地形数据分别计算L、S和土壤侵蚀模数,探讨山区条件下地形因子的尺度...     

坡度和坡长对土壤侵蚀的影响

该文采用径流小区试验和标桩观测试验的方法，研究了坡度和坡长与土壤侵蚀率的关系，建立了福建省土壤侵蚀预报方程。     

基于CSLE模型的珠江流域土壤侵蚀强度评价

为探讨珠江流域土壤侵蚀状况,分析研究区土壤侵蚀的空间格局及主控因子,本文基于中国土壤侵蚀模型(Chinese Soil Loss Equation,CSLE),使用地图代数和空间插值2种方法进行土壤侵蚀制图,并应用地理探测器方法分析土壤侵蚀的主控因子.结果表明:1)研究区土壤侵蚀主要位于研究区内贵州省及云南省、广西中部...     

基于GIS的延安市土壤侵蚀强度等级评价

以延安市为例,应用GIS技术依据水利部土壤侵蚀分类分级标准进行土壤侵蚀强度等级评价.分析了延安市2006年土壤侵蚀强度等级及各县市侵蚀差异性,定量研究坡度衰减对土壤侵蚀评价结果的影响并将土壤侵蚀强度评价结果与2002年土壤侵蚀强度进行比对分析.结果表明:2006年延安市各县市中吴起县土壤侵蚀最为强烈,黄龙县最弱;经过坡度变换,延安市约68%的地区侵蚀增强;与2002年相比,2006年延安市轻度侵蚀和剧烈侵蚀面积减小,其它各侵蚀强度等级面积增大.     

基于GIS的区域水土流失定量评价指标研究

系统,综合,宏观地分析了影响水土流失的各个因子,参考考现有水土流失定量研究结果,初步确定了污期降雨量,土壤团粒含量,沟壑密度,坡耕地比例,植被盖度等作为基于ＧＩＳ的区域水土流失定量评价指标,用以建立区域水土流失定量评价数学模型。     

中国水土流失和水土保持定量研究进展

近代中国土壤流失定量评价始于本世纪５０年代,８０年代初开始土壤评价统计模型的研究开发,８０年代末开展了土壤侵蚀预报物理模型的探索,同时不在较大区域乃至全国尺度上进行了土壤侵蚀和水土保持的保持研究。中国土壤流失与水土保持定量评价研究可概括为３个层次：地块－小流域－区域,２种类型：统计模型;物理模型。进一步的研究应致力于国外模型的引进,解决模型的统一和通用性问题,加强遥感与ＧＩＳ技术的应用,并建立完整     

基于CSLE的湖北省土壤侵蚀时空变化特征

以湖北省为研究区,利用CSLE模型计算1990—2015年的土壤侵蚀模数,借助GIS空间分析方法揭示多时期土壤侵蚀的时空变化特征。结果表明：（1）湖北省主要为微度侵蚀,其次为轻度侵蚀,中度侵蚀及以上等级侵蚀所占面积较小,轻度侵蚀、中度侵蚀、强烈侵蚀、极强烈侵蚀和剧烈侵蚀面积25年间分别减少11 267.0,497.6,176.9,307.7,313.7 km²,减幅分别为27.39%,13.85%,11.79%,24.88%和56.04%。（2）总侵蚀面积先减再增后持续减少,其中极剧烈和剧烈侵蚀面积下降明显。侵蚀强度在不同时期的变化呈现空间异质性。1990—1995年、2000—2005年和2010—2015年土壤侵蚀以好转为主,土壤侵蚀强度降低区域1990—1995年集中在恩施、咸宁,1995—2000年集中在恩施、十堰,2000—2005年集中在神农架林区、宜昌市和秭归县周边,2005—2010年集中在黄冈和黄石市,2010—2015年集中在神农架林区和宜昌市;其中旱地与裸地好转情况最为明显。在1995—2000年和2005—2010年土壤侵蚀加剧,土壤侵蚀强度加剧区域1990—2000年集中在神农架局部地区,2000—2005年集中在十堰市,2005—2010年集中在竹溪县;2010—2015年集中在恩施市、宣恩县和鹤峰县,其中林地与旱地表现最为明显。土壤侵蚀主要变化区域表现在25年间,坡度<8°区域轻度以上等级侵蚀面积逐年增加,这与人类活动对地表负面扰动（生产建设项目、坡耕地农业生产、其他人类活动导致的土地利用类型转换）等主要集中在地形较为平缓的区域有很大关系。坡度在8°~35°区域轻度以上等级侵蚀面积明显减少,主要表现在退耕还林和水保工程治理的实施取得成效明显。     

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。     

基于CSLE模型的神木市土壤侵蚀模数计算

基于GIS、RS平台,采用CSLE模型,依据全国气象站网2001—2017年日降雨数据、1∶50万神木市土壤属性空间分布图及工程措施数据、10 m分辨率DEM数据、土地利用现状和植被覆盖度数据、Landsat影像,对神木市2010、2015、2017年土壤侵蚀模数变化特征进行分析。结果表明:3期神木市土壤侵蚀模数分别为1252.5、1216.68、1976.07 t/(km²·a),呈先减少后增加的趋势;随植被覆盖度增加,3期不同植被覆盖度区域土壤侵蚀模数和侵蚀量均呈先增后减的趋势;随海拔升高,3期不同高程带内土壤侵蚀模数均呈逐渐减小的趋势;随坡度增加,3期不同坡度级别区域土壤侵蚀模数均大致呈增加的趋势;此外,暴雨是导致神木市土壤侵蚀增加的重要原因,在水土保持工作中应增加应对暴雨的措施。     

基于RS和GIS的陕北黄土高原退耕还林区土壤侵蚀定量评价

[目的]分析陕北黄土高原退耕还林区2000,2007和2012年土壤侵蚀量时空变化特征,为该地区开展退耕还林(还草)工程提供参考。[方法]在GIS和RS的技术支持下,以陕北黄土高原退耕还林区为研究区域,应用美国通用土壤流失预报方程(RUSLE模型)为评价模型,利用ArcGIS 9.2的栅格数据空间分析功能,对研究区域2000,2007和2012年土壤侵蚀强度进行了估算,在此基础上分析了其时空变化特征。[结果]陕北黄土高原退耕还林区2000—2012年土壤侵蚀量呈下降趋势,2012年较2000年下降了1 162t/(km2·a);以子长县为例,2000年土壤侵蚀模数在2 500t/(km2·a)以下的面积仅占区域总面积的0.1%,2012年上升为55.2%;2000年研究区主要土壤侵蚀强度为中度侵蚀,2012年为轻度侵蚀,变化剧烈的区域主要集中在黄土高原丘陵沟壑区的子长、安塞、志丹等县。[结论]植被覆盖因子是影响区域内土壤侵蚀的最主要因素,由此可见大力开展退耕还林(还草)工程可以有效抑制区域内土壤侵蚀状况。     

基于中国土壤流失方程模型的区域土壤侵蚀定量评价

[目的]用中国土壤流失方程(CSLE模型)对区域土壤侵蚀定量计算的方法进行初步探索,以期提高土壤侵蚀监测精度,有效、客观地反映水土流失治理效果。[方法]采用CSLE模型、遥感解译与统计分析相结合的方法,对准格尔旗境内的皇甫川流域进行土壤侵蚀定量评价。[结果]研究区2015年侵蚀总量1.38×10~7 t,年均侵蚀模数4 920.23t/(km^2·a)。土壤侵蚀强度以中度为主,轻度和强烈次之。[结论]用CSLE模型进行土壤侵蚀定量分析,综合考虑了降雨、土壤、植被、地形、措施等多项因子,可用于区域土壤侵蚀定量研究。