基于GIS和USLE的龙墩水库小流域土壤侵蚀评估研究

本研究以南京市高淳区龙墩水库流域为研究对象,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对流域土壤侵蚀进行模拟预测。结果表明:整个流域年均土壤侵蚀模数为4 343.46 t/km~2,属中度侵蚀。整个流域微度和轻度侵蚀所占面积比例相对较大,两者所占面积比例之和超过了63%,极强度和剧烈侵蚀虽然所占面积较小,但却产生了超过了70%的侵蚀量。不同土地利用类型中土壤侵蚀强度差异较大,年均侵蚀模数旱田草地水田林地,侵蚀量旱田水田草地林地。通过GIS将整个流域划分为13个子流域,子流域4、5、10由于区域内大部分是旱田,土壤侵蚀模数较大,为流域内土壤侵蚀的关键源区,子流域10侵蚀模数和侵蚀量都比较大,应该重点关注;而子流域1、9和12由于侵蚀总量较大,也应该保持一定的关注。所有子流域土壤侵蚀量都主要来自高强度侵蚀等级,其中以剧烈侵蚀为主。因此,控制土壤侵蚀应该优先考虑高强度侵蚀等级区域。     

基于LUCC的冀北土石山区东北沟流域土壤侵蚀时空变化分析

 在GIS技术的支持下,利用气候、土壤、植被盖度、DEM、土地利用现状调查和影像等数据,揭示东北沟流域土地利用和土壤侵蚀变化特点,明确土地利用类型与土壤侵蚀的关系。结果表明：1）近20年来流域土地利用变化剧烈,林地增加,草地、耕地和难利用土地减少,林地和草地之间及其内部转化较为明显;2）土壤侵蚀模数由1990年的5136.13t/(km2·a)减小到2009年的1823.30t/(km2·a),土壤侵蚀强度明显减弱,土壤侵蚀由轻度侵蚀(32.78%)和中度侵蚀(28.49%)为主减弱到以微度侵蚀(42.16%)和轻度侵蚀(33.25%)为主;3）不同土地利用类型的平均土壤侵蚀模数均有大幅度的下降,其差异也比较明显,林地、居住建筑用地的侵蚀强度较小,难利用土地土壤侵蚀强度较大。难利用土地是今后水土流失治理的重点区域。     

深圳市土地利用对土壤侵蚀的影响研究

运用修正通用土壤流失方程(RUSLE)对深圳市土壤侵蚀进行定量计算,并依据城市水土流失标准进行分级,应用并修正土壤侵蚀强度综合指数和区域土壤侵蚀强度综合指数,对深圳市全市及下辖各区的土地利用和土壤侵蚀关系进行比较分析.结果表明:深圳市较少侵蚀等级以上土壤侵蚀面积为81.588 km2;全市平均土壤侵蚀模数为3570.676 t/(hm2·a),土壤侵蚀模数最大值为447621.594 t/(hm2·a);以土地利用类型划分,最易引起侵蚀的三种土地利用类型是采矿地、未利用地以及工地和推平未建地,最不易引起土壤侵蚀的三种土地利用类型是林地、草地和水田,最易引起土壤侵蚀并造成最大影响的用地类型是果园;而从区域分异来看,南山区和龙岗区发生土壤侵蚀的可能性较大,应及早预防.     

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。     

不同土地利用背景下土壤侵蚀空间分布规律研究

在 RS与 GIS技术的支持下 ,对不同土地利用背景下的土壤侵蚀空间分布规律进行了定量研究。具体表现为通过空间分析 ,对不同土壤侵蚀下的土地利用类型、不同地貌特征下的土壤侵蚀状况、不同土地利用结构下的土壤侵蚀进行了动态分析。研究结果表明 :我国的土壤侵蚀以水力侵蚀为主 ,其次为风力侵蚀和冻融侵蚀。我国的水力侵蚀以微度水力侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积在逐渐减少 ;我国的风力侵蚀以剧烈风力侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积逐渐增加 ;在冻融侵蚀区以微度冻融侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积逐渐减小。对我国威胁最大的是风力侵蚀 ,因此 ,研究如何防治风力侵蚀 ,阻止土壤沙漠化 ,在目前是一项十分紧迫的任务。     

黄土高原典型流域土壤侵蚀对退耕还林土地利用变化的响应

黄土高原土壤侵蚀严重,为此中国从1999年起实施了大规模的退耕还林工程。为了分析退耕还林土地利用变化对土壤侵蚀的影响,该研究以黄土高原清水河流域为研究区域,将2000—2020年流域退耕还林工程的实施依据主要措施的不同划分为4个阶段,应用RUSLE（revised universal soil loss equation）模型分析土壤侵蚀强度的变化特征,采用情景模拟方法提出一个区分土地利用变化和降雨变化对土壤侵蚀影响程度的算法,判别土地利用变化对土壤侵蚀的影响程度,将土地利用变化分解为土地利用转换和改造2种形式,在剔除降雨变化影响的基础上分析土地利用变化对土壤侵蚀的影响过程。结果表明：1）2000、2005、2011、2014和2020年流域平均侵蚀模数分别为36.21、41.02、24.93、23.72和8.24 t/(hm²·a),土壤侵蚀强度明显下降;土地利用变化和降雨变化对土壤侵蚀的阶段平均影响程度分别为75.23%和24.77%,土地利用变化在流域土壤侵蚀的变化中起了主导作用。2）流域土地利用转换区侵蚀强度的变化直接受转换过程中地类类别变更及所实施主要相关措施差异的影响,改造区侵蚀强度的变化直接受改造过程中所实施主要相关措施的影响。剔除降雨变化的影响后：改造区的阶段平均起始侵蚀模数较转换区高43.47%,其水土流失综合治理的难度总体上大于转换区;转换区侵蚀模数的阶段平均下降量较改造区高50.80%,改造区侵蚀量的阶段合计减少量占流域阶段合计减少量的71.16%,土地利用转换在降低其实施地区土壤侵蚀强度方面发挥了重要作用,而土地利用改造因实施面积较大在减少流域土壤侵蚀总量方面发挥了重要作用。3）剔除降雨变化的影响后,草地侵蚀量的阶段合计变化量占流域阶段合计变化量的70.51%,且草地阶段合计变化量中改造区占67.41%,其变化特别是其改造对流域土壤侵蚀的影响最大。该研究在分析土地利用变化对土壤侵蚀的影响程度和过程方面作了一些尝试,研究结果可为黄土高原退耕还林成果巩固及高质量发展有效措施的制定提供科学依据。     

基于GIS和USLE的土壤侵蚀定量分析研究——以四川省洪雅县为例

以四川省洪雅县为研究对象,运用GIS方法和USLE土壤侵蚀模型,分析与评价该区域的土壤侵蚀状况。结果表明:洪雅县土地利用单元的侵蚀强度存在显著差异,不同的土地利用类型与土壤侵蚀强度强弱有较为密切的联系。根据洪雅县的土地利用和自然经济状况,洪雅县可分为北部轻度侵蚀区、中部微度侵蚀区和西南部无明显侵蚀区3类土壤侵蚀强度类型区,并针对各区不同的情况模拟制定了相应的水土保持治理措施,为当地政府开展水土保持规划工作提供科学依据。     

基于景观破碎化的三峡库区（重庆）土壤侵蚀评价

以三峡库区重庆段为研究区域,以景观生态学原理为基础,将地理信息系统技术与传统的数量生态学方法(双向指标种分析与除趋势典范对应分析)相结合,对研究区的土壤侵蚀组成、强度、空间格局进行分析;对22个区县进行土地利用景观破碎化分类;对土壤侵蚀与土地利用景观破碎化的内在联系进行了评价。主要结果如下:(1)三峡库区(重庆)以微度侵蚀和中度侵蚀为主;耕地上的土壤侵蚀强度最高,林地、水体和未利用地上侵蚀强度较低;研究区下游和近中游地区土壤侵蚀明显高于上游地区。(2)根据其空间位置,22个区县从东往西划分为农草破碎区、林地破碎区和建水破碎区3个土地利用景观高破碎区域,且土壤侵蚀等级从东向西依次减弱。(3)较强的土壤侵蚀等级能够增加土地利用景观破碎化,但是其加剧土地利用景观破碎化的强度同土壤侵蚀等级呈相反趋势(如:强度侵蚀最高,极强度侵蚀其次,剧烈侵蚀低于前两者)。     

基于叶河小流域土壤侵蚀的时空变化分析

以土地利用现状调查、植被盖度、土壤、气候以及影像等数据资料为基础,利用GIS技术揭示了叶河小流域土壤侵蚀和土地利用的时空变化特征,并对土壤侵蚀与土地利用类型之间的相互关系进行了详细的分析和探讨。研究表明:叶河小流域土地利用变化在近20 a呈现出剧烈变化的特征,其中难利用地、耕地以及草地等土地利用面积逐渐减小,而林地表现出增加趋势;在1996—2016年土壤侵蚀模数呈现出显著降低的变化趋势,土壤侵蚀由之前的中度和轻度侵蚀逐渐减弱为轻度与微度侵蚀;土壤侵蚀模数均值在不同土地利用类型条件下均明显降低,并且各土地类型之间存在一定的差异,土壤侵蚀强度较大和较小的土壤类型分别为难利用土地和居住建筑用地、林地。叶河小流域水土流失治理的重点区域应为难利用土地类型区域。     

辽宁省土壤侵蚀的定量分析

应用卫星影像信息可提取影响土壤侵蚀因素的种类及量级,但不能直接提供土壤侵蚀的数量。为此,采用历年径流试验观测资料及实测代表面更加广泛的小Ⅱ型水库多隼淤积量的实测数据和参考河流输沙典型年滑动均值统计资料,进行分析计算,得出计算不同侵蚀因素的土壤侵蚀量的数学模型,为辽宁省土壤侵蚀量的定量分析提供了较为科学的手段。     

用于大比例尺土壤调查的侵蚀分级指标研究——以辽宁西部低山丘陵区为例

目前,我国对适用于各地区大比例尺土壤侵蚀分级指标的研究较少,现行的土壤侵蚀强度分级标准,在野外实际应用中困难,对指导土地合理利用意义不大。根据多年来在辽宁省西部低山丘陵区的实地调查研究,抓住成土母质这一主导因素,根据不同成土母质土地的土壤质量分异规律、土壤侵蚀特点以及土壤遭受侵蚀后对土壤生产力水平、土地利用管理的影响不同等实际情况,选取不同的分级方法和分级标准,确立了适合辽宁西部低山丘陵区大比例尺土壤资源调查的土壤侵蚀程度分级指标体系。该分级指标体系具有针对性强、分级指标界限明确、可操作性强、对土地利用管理指导意义大等优点。     

黄土高原沟壑区藻类结皮的水土保持效应

从降雨径流、水分蒸发两方面探讨黄土高原沟壑区藻类结皮的水土保持效应。结果表明:①藻类结皮可显著增加0-10cm土层内土壤孔隙度,最大增加幅度总孔隙度为7.4%,毛管孔隙度为14.2%;对更深土层的土壤孔隙度无显著影响。②荒草坡、樟子松林和油松林3种植被类型下,有藻类结皮试验区径流量与无结皮对照区有显著差异,径流量分别减少了28.1%～32.5%、34.4%～43.1%和30.8%～31.6%。③3种植被类型下,藻类结皮的土壤侵蚀量与无结皮对照土壤侵蚀量有显著差异,分别比无结皮区土壤侵蚀量减少了58.8%～70.6%,48.9%～62.6%和38.3%～57.1%。④通过逐步回归分析,建立了不同植被类型下藻类结皮的径流量、土壤侵蚀量与降雨因子的回归方程。⑤藻类结皮对土壤水分变化的影响土层为20-60cm,在该范围内藻类结皮的土壤含水量显著高于无结皮区。     

土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用及其评价趋势展望

土壤侵蚀是导致坡耕地耕层质量退化和土壤生产力不稳定的关键驱动因素。该文从水蚀区坡耕地侵蚀控制和生产功能角度,在解析地块尺度土壤侵蚀、水土保持、农业活动对坡耕地耕层生态过程作用特征的基础上,系统分析了土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用、影响效应及作用途径。认为:1)坡耕地耕层质量变化由降雨侵蚀、耕作活动交互作用的生态过程决定,2种作用的时间、空间尺度不同;耕层土壤参数在坡耕地农业生产中作用分为保水、保土、保肥和增产潜力,由地块尺度农作物-耕层耦合效应决定土壤生产能力、坡耕地水土流失特征及耕层侵蚀性退化方向及程度。2)土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用表现为土壤性质恶化、土壤质量劣化、土地生产力衰退3个方面,耕层土壤物理性质变异程度大于化学性质变异,径流作用导致的土地生产力衰退大于土壤流失作用。3)坡耕地耕层质量评价指标体系应兼顾侵蚀下降、产量提升2个目标,地块尺度诊断指标有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性可作为合理耕层评价最小数据集;坡耕地合理耕层适宜性分为5级,其诊断指标分级标准宜与土壤侵蚀分级和耕地地力分级衔接。4)坡耕地合理耕层评价未来应密切关注耕层质量诊断指标最小数据集、坡耕地合理耕层阈值/适宜值分级标准、坡耕地水土流失阻控标准拟定3个主要方向。研究可为深入认识坡耕地侵蚀性退化机制,辨识坡耕地合理耕层调控途径以及坡耕地合理耕层构建技术参数提供依据。     

自动化监测系统在水土流失观测中的引进与应用

由于土壤侵蚀使土壤退化及土地生产力下降,甚至威胁人类生产生活的生态环境.多年来土壤侵蚀规律研究一直是自然科学领域研究的关键性技术.20世纪50年代初,黄委会在黄土丘陵沟壑区第1副区设立了小流域土壤侵蚀不同类型的因子观测站网、径流小区等,采集获得60 a多的原始观测资料.长期以来一直为人工观测,成果资料多为降雨-径流-泥沙的特征点源数据,而每次降雨侵蚀是一个连续的自然过程,人工监测由于其因子对位性、监测数据的连续性和系统性较差,造成研究成果只局限于土壤侵蚀影响的单因子或部分因子研究成果,严重影响该区水土流失系统模型的开发.为了进一步提升水土流失规律研究的水平,寻找土壤侵蚀客观真实的自然数据规律,加快该区水土流失模型开发,在该区引进了现代自动化的水土流失监测系统,经过2 a的监测实践和成果数据的比测分析,不仅节约了大量的人、才物资源,而且获取得了客观真实、精度较高和连续动态的水土流失过程数据,对该区水土流失规律研究将起到积极的推动作用.     

红壤裸露坡地次降雨土壤侵蚀规律

揭示红壤裸露坡地次降雨土壤侵蚀规律可为红壤坡地水土流失防治和水土保持效益评价提供科学依据。该文基于典型红壤区裸露坡地试验小区134场次降雨气象、水文观测资料,选取雨量、历时和雨强为特征指标,综合采用快速聚类和判别聚类,划分确定出3种雨型:A雨型(高频次、短历时、小雨量、大雨强),B雨型(中频次、中历时、中雨量、中雨强)和C雨型(低频次、长历时、大雨量、小雨强)。其中,A雨型是造成红壤裸露坡地土壤侵蚀的主要降雨类型。通过Pearson相关分析和Mann-Kendall检验表明,红壤裸露坡地土壤侵蚀主要受雨强和雨量共同影响,雨强的指标中以最大30 min雨强与其关系最为密切,是导致土壤侵蚀变化的直接因素,雨量则通过改变雨强产生一定的间接影响。土壤侵蚀强度随最大30 min雨强增大过程中,在15 mm/h处存在明显转折,最大30 min雨强小于该值前,侵蚀强度呈缓慢增大,大于该值后,侵蚀强度快速增大。土壤侵蚀与雨量整体呈同步增大,但不同雨型的单位雨量侵蚀能力表现为A雨型B雨型C雨型。在排除前期降雨影响的前提下,利用数理统计方法建立了南方红壤裸露坡地次降雨土壤侵蚀强度与雨量和最大30 min雨强的幂函数统计关系,用于3类雨型下的侵蚀预报时整体精度较好,且更适于短历时暴雨。以上研究将为深入揭示红壤坡地土壤侵蚀规律和构建预报模型提供有益参考。     

利用遥感和GIS研究兴国县土壤侵蚀的变化

The spatial and temporal dynamics of soil erosion in Xingguo County, Jiangxi Province, China were studied using multi-period remote sensing images and GIS. The results indicated that the soil erosion status of the region has been improving, particularly since the 1980s, with the erosion rate showing an evident decline over the past 30 years. The improvement showed not only in the decline of eroded soil area, but also with the reduction in the extent of erosion. The extent of erosion mainly changed by one level, and the change primarily occurred with the severely or moderately eroded soil types. However, in general, soil erosion was still an overriding problem in the region with some areas becoming more serious, especially those with large quantities of granite.     

浅谈公路建设的水土流失原因及其防治措施

开发建设过程中造成水土流失越来越严重,公路建设造成的水土流失范围呈线状,有时甚至跨越多种流域和地貌类型,所造成的水土流失影响范围广,分析研究公路建设中水土流失防治措施是减少开发建设项目水土流失的重要方面。该文根据调查资料,分析总结了公路建设中水土流失的原因,提出了一般性防治措施,供有关部门参考。     

基于RUSLE模型的孙水河流域土壤侵蚀空间分异特征

土壤侵蚀一直是我国开展区域生态环境治理所关注的热点问题之一。在RS和GIS技术支持下,基于RUSLE模型分析了凉山州孙水河流域不同土地利用类型、海拔和坡度条件下土壤侵蚀强度的特征,定量评价了研究区土壤侵蚀空间特征。结果表明:孙水河流域平均土壤侵蚀模数为1 954.32 t/(km~2·a),土壤侵蚀严重区域主要集中于孙水河干流及其支流沿岸;坡耕地和中覆盖草地是流域内主要侵蚀土地利用类型;海拔2 000～3 000 m流域土壤侵蚀较为严重,平均土壤侵蚀模数超过2 000 t/(km~2·a);当坡度低于25°时,土壤侵蚀模数随着坡度的增加而增大,15°～25°是该流域侵蚀最为严重的地带。研究成果可服务于凉山州孙水河流域水土保持治理工作,为实现乡村振兴提供一定理论支持。     

基于USLE和GIS/RS的滇池流域土壤侵蚀研究

人类不合理的土地利用方式是水土流失发生的主要原因之一。研究滇池流域的土壤侵蚀现状,对于控制流域内生态环境恶化,建立良好的生态环境具有十分重要的意义。采用USLE模型并结合RS,GIS技术对滇池流域土壤侵蚀进行估算,分析不同坡度和不同植被类型对侵蚀的影响,同时提出了基于植被覆盖度的植被覆盖与作物管理因子计算方法。结果表明:滇池流域土壤侵蚀量为233.96万t,土壤侵蚀以中、轻度侵蚀为主,强烈以上侵蚀较弱。侵蚀主要发生在8°～35°的区域,灌木林地的侵蚀模数最大。在GIS支持下,通过土壤侵蚀模型进行定量评价,可高效、客观地反映土壤侵蚀情况,对减少流域内新增土壤侵蚀风险,控制非点源污染有着重要的参考价值。