退耕还林还草情境下的土壤侵蚀——以宁夏彭阳县为例

以退耕还林典型区宁夏彭阳县为研究对象,运用遥感与地信软件,基于修正通用土壤流失方程(RUSLE)计算彭阳县退耕还林(草)工程实施前中后3期(2000、2008、2014年)的土壤侵蚀量/土壤侵蚀模数,对计算结果进行侵蚀强度分级,结合转移矩阵、地形位分布指数、灰度关联分析对侵蚀量与侵蚀强度进行分析研究,以考察退耕还林情境下土壤侵蚀的变化。结果表明:(1)彭阳县2000年土壤侵蚀量为65.47 t/(hm~2·年),属于强烈侵蚀;2008年为119.04 t/(hm~2·年),属于极强烈侵蚀;2014年为84.99 t/(hm~2·年),属于极强烈侵蚀,相比2008年,退耕还林(草)工程后期的2014年土壤侵蚀情况得到控制。(2)不同的地质地貌环境下土壤侵蚀状况不同,黄土丘陵沟壑区相比土石质山区更容易发生侵蚀。(3)从侵蚀强度转移情况来看,2000—2008年向上转移为主要趋势,2008—2014年为向下转移趋势,2008年为侵蚀情况最为严重的一年。(4)从土壤侵蚀强度的坡度分布来看,在较强侵蚀条件下,大于35°的区域侵蚀发生主要是坡度提高导致,而25°以下区域主要是林草地与耕地变化导致了侵蚀强度的变化。(5)通过对人为作用影响最大的地类与退耕还林还草导致的植被覆盖度变化分析,地类变化对彭阳县3期土壤侵蚀作用最大。因此,退耕还林(草)工程引起的地类变化导致了彭阳县土壤侵蚀情况的变化。今后退耕还林工程须要巩固上一阶段的工程成果,同时重点解决不同流域区域、坡度上的土壤侵蚀状况。     

基于GIS和RUSLE的锦州市水土流失定量空间特征分析

以RS和GIS技术为支撑,利用修正的土壤流失方程(RUSLE)定量评估锦州市2010年水土流失量和土壤侵蚀强度,并且对锦州市水土流失空间分布特征进行分析。结果表明,锦州市2010年土壤侵蚀面积为7 284.87 km2,占锦州市总面积的70.72%,平均土壤侵蚀模数为18.27 t/(hm2·年),属于轻度侵蚀;15°~25°和6°~15°2个坡度带是研究区土壤侵蚀的主要发生区域。锦州市土壤侵蚀主要发生在农村居民点和旱地2种土地类型,两者的侵蚀量占锦州市2010年总侵蚀量的60.97%。未来应加大对这2种土地类型的治理力度,将其列为水土保持重点治理对象。以上研究分析可以为政府制定水土保持的相关政策提供科学依据。     

基于GIS和RUSLE的锦州市水土流失定量空间特征分析(英文)

以RS和GIS技术为支撑,利用修正的土壤流失方程(RUSLE)定量评估锦州市2010年水土流失量和土壤侵蚀强度,并对锦州市水土流失空间分布特征进行分析。结果表明,锦州市2010年土壤侵蚀面积为7284.87 km2,占锦州市总面积的70.72%,平均土壤侵蚀模数为18.27 t/(hm2·年),属于轻度侵蚀;15°~25°和6°~15°2个坡度带是研究区土壤侵蚀的主要发生区域。锦州市土壤侵蚀主要发生在农村居民点和旱地2种土地类型,二者的侵蚀量占锦州市2010年总侵蚀量的60.97%。未来应加大对这2种土地类型的治理力度,将其列为水土保持重点治理对象。该研究可为政府制定水土保持的相关政策提供科学依据。     

不同坡度及坡向条件下的土壤侵蚀特征研究——以淮河北部支流低山丘陵区为例

借助RS和GIS技术获取研究区土壤侵蚀的相关影响因子,运用RUSLE土壤侵蚀模型,计算研究区土壤侵蚀模数,进行侵蚀强度分级,并探讨不同坡度和坡向条件下的土壤侵蚀特征。结果表明,研究区平均土壤侵蚀模数为1 173.755 t/(km2·a),年侵蚀总量约9.56×107t;约96%的区域为微度侵蚀;轻度以上侵蚀主要发生在西部和北部的低山丘陵区,侵蚀土壤面积占总面积的3.32%,但泥沙流失量的比重为72.024%,是防治水土流失的关键区域;随着坡度的增加,侵蚀面积呈先减小后增大而后又减小的趋势,8°~15°坡度带是土壤侵蚀状况的转折点;不同坡向条件下,土壤侵蚀面积由大到小的顺序为半阳坡、阳坡、阴坡和平地,半阳坡侵蚀面积约占总侵蚀面积的50%。     

红壤丘岗坡耕地复式保护性耕作效应试验

针对亚热带红壤丘岗坡耕地季节性干旱、水土流失严重等问题,2010~2014年在湖南省衡南县炮公村,通过坡面径流小区试验,对红壤坡耕地复式保护性耕作的效应进行了研究,结果表明:与常规耕作比较,耕层有机质提高了10.2 g/kg,由轻度缺乏级上升为丰富级;土壤含水量提高了3.7个百分点;减少泥沙流失量96.7%,年侵蚀量为2.15 t/(hm~2·a),接近红壤坡耕地允许侵蚀量值1.8 t/(hm~2·a);玉米增产835.5 kg/hm~2,油菜增产432.0 kg/hm~2,增加产值4499.4元/hm~2,投入产出比由1.57上升为2.59,投入回报率提高了65%。     

基于GIS和USLE的宁乡市土壤侵蚀定量评价

以遥感影像数据、DEM数据、降雨数据、土壤类型数据为基础,通过GIS和RS技术,结合美国通用水土流失方程(USLE)估算宁乡市的土壤侵蚀模数,模型指标包括降雨侵蚀力因子(R)、土壤可侵蚀性因子(K)、坡度坡长因子(LS)、植被覆盖度因子(C)、水土保持措施因子(P)。评价结果表明,2015年宁乡市土壤平均侵蚀模数为1 410.64t/(km2·年),属于中度侵蚀等级状情况,土壤侵蚀类型主要为微度侵蚀、剧烈侵蚀和轻度侵蚀,侵蚀面积分别为1 548.87、434.16和397.91km2,占侵蚀总面积的53.84%、15.09%和13.88%。土壤侵蚀模数较高的地区主要集中在宁乡市的沩山、长冲等山地、丘陵地区。系统分析出宁乡市土壤侵蚀与USLE模型的相关影响因子的关系,海拔高程与土壤侵蚀强度成正相关关系,与侵蚀面积成负相关关系,在200m海拔高程地区微度侵蚀面积范围最大。县内土壤侵蚀面积最大地区是在25°以下的坡度带,土壤侵蚀面积总体随着坡度的增加而减小。土地利用类型中耕地和林地的土壤侵蚀最为严重,其次是城镇用地草地水域裸地。根据宁乡市土壤侵蚀现状,提出综合治理措施,以期为政府开展水土保持工作提供科学依据。     

陕西省榆林市土壤侵蚀动态演变及预测

为了研究退耕还林后黄土高原地域土壤侵蚀的变化,在ArcGIS和ENVI软件中,利用土地利用、降雨、地形和植被覆盖度数据,在通用的土壤侵蚀模型的基础上,结合中国土壤流失方程,计算出陕西省榆林市1988—2013年土壤侵蚀模数,运用马尔科夫转移矩阵对1988—2013年土壤侵蚀变化趋势进行了预测分析,并利用空间分析方法进一步探讨了土壤侵蚀强度空间变化与坡度、土地利用类型等地形因子间的关系。结果表明:1988—2013年榆林市总体土壤侵蚀平均模数稳定,但在2000年和2001年出现明显差异,2000年土壤侵蚀平均模数达到最小值,2001年土壤侵蚀平均模数达到最大值。1988—2013年榆林市土壤侵蚀状况明显改善,平均土壤侵蚀由1988年4 368.83 t/(km~2·a)减少为2013年2 345.97 t/(km~2·a),相应的土壤流失总量从175.94×10~6 t减少到68.96×10~6 t。全市微度侵蚀面积增加,其他侵蚀等级转移到剧烈侵蚀的百分比均不足1%。根据马尔科夫模型预测,未来40年榆林市土壤侵蚀状况逐渐减轻,微度土壤侵蚀面积逐渐增加,其他侵蚀等级的面积持续减少。     

大伙房水库控制流域土壤侵蚀评价及其影响因素分析

以大伙房水库控制流域为研究区域,采用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)为评价模型,以地理信息系统软件Arcview 3.3为分析平台,通过数字高程模型、土地利用类型和土壤类型等空间数据与属性数据,获取基于栅格数据的小流域土壤侵蚀量和侵蚀强度,对大伙房水库控制流域的土壤流失量进行了定量化分析;采用土壤侵蚀综合指数评价了研究区土地利用、坡度及土壤类型对区域土壤流失的影响程度.结果表明:大伙房水库控制流域大部分地区土壤侵蚀模数小于50t·km-2·a-1,总体上水土保持良好;不同用地类型上,旱地的土壤侵蚀最为严重,水田次之;不同坡度等级中,0°～3°的土壤侵蚀强度最强,25°以上的土壤侵蚀强度最弱;各种土壤类型中,水稻土的侵蚀强度最重,暗棕壤最轻.     

基于GIS和RS的红壤丘陵区土壤侵蚀敏感性评价研究

基于GIS和高分辨率定量遥感技术,选取我国典型的生态脆弱区——南方红壤丘陵区为研究区域,利用通用水土流失方程,对佛山高明区土壤侵蚀敏感性进行定量评价。研究表明,该区年平均土壤侵蚀模数为6 757.34 t/（km2.年）,属于强度侵蚀,土壤侵蚀敏感性呈现＂南面、北面、中部丘陵台地以及西面边缘侵蚀敏感,东面平原不敏感＂的特点。坡度大于7～15°的地方是产生强度侵蚀的源区,土壤侵蚀极度敏感区主要分布在山麓地带的农田和经济林区域,而坡度较高的区域以中度敏感与高度敏感为主。草地、灌木林、桉树林、裸地和其他未利用土地是该地区的高危侵蚀土地类型。     

基于RUSLE模型的剑湖流域土壤侵蚀定量评价

为了解剑湖流域土壤侵蚀状况,以云南省剑川县剑湖流域为研究区,利用RS与GIS相结合的手段,基于修正的美国通用流失方程(RUSLE),对各个因子数据进行采集、分析和计算,估算剑湖流域土壤侵蚀模数。结果表明,研究区年均土壤侵蚀模数为12.56 t/(hm~2·a),侵蚀强度为轻度,其中土壤侵蚀中度及以下占到流域面积的94.5%,而强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀分别为1.8%、2.2%和1.5%。     

三峡库区腹地典型流域不同坡度带上的土壤侵蚀多样性变化-以梅溪河流域为例(英文)

[目的]通过对三峡库区梅溪河流域土壤侵蚀多样性的分析,以期为研究区生态环境治理与保护提供依据。[方法]以三峡库区梅溪河流域为研究对象,在GIS技术支持下,以1988年、1999年、2010年TM影像为数据源,提取梅溪河流域不同坡度各土壤侵蚀类型面积,计算出土壤侵蚀多样性与均匀度指数。[结果]随坡度的增加,土壤侵蚀强度、多样性与均匀度指数均以25～35°坡度带为转折点呈先增后减的变化趋势。[结论]①因研究区主要为微度侵蚀及轻度侵蚀占流域总面积最大且最大比重达15.57%,土壤侵蚀多样性与均匀度指数在5~35°坡度带增加表明侵蚀强度增强、侵蚀类型更为均匀、生态环境破坏程度加重,在>35°坡度带指数减小表明侵蚀强度减轻、环境得到恢复与改善。②土地利用分布及其变化与土壤侵蚀多样性和均匀度指数的关系密切。③土壤侵蚀问题虽得到缓解,但土壤侵蚀多样性与均匀度指数变幅均不超过0.02,表明三峡库区土壤侵蚀治理强度仍需跟进。     

基于GIS的东苕溪典型小流域土壤侵蚀风险评估

基于GIS信息平台,采用土壤流失评估模型(USLE)对东苕溪典型小流域的土壤侵蚀强度进行估算评价,识别了土壤流失关键源区。结果表明:东苕溪典型小流域土壤侵蚀量在时间上与降雨量有较好的相关性(r=0.730,P<0.05),侵蚀方式以水力侵蚀为主;年均土壤侵蚀模数为2347t·km-2,属轻度强度侵蚀,土壤侵蚀强度呈现南北两端高,中部地区低的趋势;不同土地利用类型土壤侵蚀强度差异显著,年均侵蚀模数城镇用地>农村生活用地>耕地>林地>园地;中度及强度侵蚀区主要发生在陡坡带及7°～12°的耕地,极强度及剧烈侵蚀区主要集中在坡度大于12°的耕地、城镇用地及农村用地。     

基于GIS与RUSLE模型岔口小流域土壤侵蚀定量研究

在RUSLE模型理论支持下,以山西省永和县岔口小流域为研究对象,分析野外实地调查及观测数据,在ArcGIS软件环境下建立土壤侵蚀定量计算模型,生成小流域土壤侵蚀分布图,并分析土壤侵蚀空间分布特点.结果表明,流域主要以微度侵蚀为主,占流域总面积的98.52％;流域最高侵蚀模数为4377.82 t·km-2·a-1,未达到强度侵蚀分级;流域内土壤侵蚀强度较大的区域集中于坡度大于8°的荒坡及无植被覆盖的居民点用地等.通过定量计算不同土地利用类型的土壤侵蚀模数及土壤侵蚀分级,为流域侵蚀防治及水土保持规划提供一定的数据参考.     

鲁中山区坡面尺度下的土壤侵蚀特征分析

土地资源的过度开发利用导致土壤侵蚀问题日益严重。坡面作为土壤侵蚀研究的基本单元,分析其在不同条件下土壤侵蚀特征对于水土保持政策制定具有重要意义。以济南市莱芜栖龙湾水土保持科技示范园的径流场为试验区,对2008—2012年的降水数据以及模拟降水试验观测数据进行定量分析,结果表明:(1)坡长一定时,25°为侵蚀临界坡度,坡度大于或小于25°,侵蚀量减少;(2)在10°～30°坡度范围内,降水量达到12.95 mm时才会产生径流,并且与径流量和泥沙损失量均呈现正相关趋势,并且降水强度越大,面蚀转为细沟侵蚀的时间越快,前期侵蚀量的波动越大;(3)10°～20°的坡度范围内,梯田种植方式比顺坡种植方式有更好的水土保持效果,25°～30°坡度范围内,林草工程和鱼鳞坑等措施结合可以有效减弱土壤侵蚀。     

基于RUSLE的大通河流域土壤侵蚀估算研究

对大通河流域的土壤侵蚀进行估算和定量评价,以期为该流域的水土保持和生态环境保护工作提供科学合理的依据。基于修正的通用土壤流失方程(RUSLE),运用遥感和地理信息技术,对大通河流域土壤侵蚀状况进行估算,并探讨了不同土地利用类型和不同坡度下土壤侵蚀的差异性。结果表明,大通河流域土壤侵蚀总面积为12 683.66 km~2,占流域总面积的83.83%,年均侵蚀模数为6 274.76 t/km~2。侵蚀强度整体表现为微度侵蚀和轻度侵蚀。土壤侵蚀主要集中在草地,侵蚀面积占比高达55.50%,灌木林次之。在0~25°坡度范围内,侵蚀面积随着坡度的增大呈先增加后逐渐减少的趋势,但在25°时达到最大侵蚀面积。微度侵蚀主要发生在0~10°坡度范围内,中度以上侵蚀等级的侵蚀面积均在25°坡度范围时达到最大值。林草过牧滥伐、城镇无序扩张等不合理的人类活动是引起土壤侵蚀的主要原因,适度控制人类活动、提高植被覆盖率,是流域内今后土壤侵蚀治理及水土流失防治的重点。     

中梁山岩溶区坡耕地土壤侵蚀137Cs法研究

采用137Cs法对重庆中梁山岩溶区坡耕地进行了土壤侵蚀研究,结果表明:两个样地顶部侵蚀速率都大于10 000 t/(km2·a),是坡耕地土壤侵蚀最强烈的地方,坡耕地上部侵蚀速率为3 000-4 000 t/(km2·a)左右,而在耕地下部土壤出现堆积.样地多年平均土壤侵蚀速率分别为2 765,3 202 t/(km2·a),其均值相当云贵高原坡耕地土壤侵蚀的40.3%,三峡库区的39.9%,嘉陵江流域的54.1%,黄土高原的39.1%,土壤侵蚀绝对量不大、相对侵蚀强烈是岩溶山区的坡耕地土壤侵蚀的基本特点.     

陕北榆林市退耕还林前后土壤侵蚀及生态服务价值变化

利用RUSLE模型计算分析了陕北榆林市退耕还林前后土壤侵蚀状况与生态服务价值动态变化。结果表明:1）退耕还林前（2000年）榆林市平均土壤侵蚀模数和年侵蚀总量分别为3 002.75 t·km^-2·a^-1和1.41×10⁸t,退耕还林后（2010年）虽然林草地面积增加,土壤侵蚀强度等级向轻度和微度转变,水土流失状况显著改善,但由于2010年降雨侵蚀力比2000年增长了157.66%,人类经济社会活动对土壤侵蚀状况的影响依然存在,导致退耕还林后平均土壤侵蚀模数和年侵蚀总量分别增加了127.24%和128.37%。2）生态服务价值总量（13.23×10⁹元）较之前（56.31×10⁹元）增长了326%,其中,保持土壤和废物处理的价值增长幅度较大;生态服务功能得到显著提高,且林草地的贡献占比>50%。3）土壤侵蚀强度的低值区并非生态服务价值的高值区,不同坡度的生态服务价值组成并未发生显著变化,合理的土地利用是改善生态环境的关键。4）退耕还林后,榆林市整体呈现出土壤侵蚀强度降低、生态服务价值升高的趋势,表明退耕还林政策的实施取得了明显的水土保持生态效益。研究结果可为陕北榆林市及类似区域生态保护修复提供参考。     

基于GIS的福建省将乐县土壤侵蚀及保持定量分析

【目的】对福建省将乐县土壤侵蚀及保持量现状进行定量分析,为该地区制定森林经营方案及水土保持工作提供依据。【方法】以福建省将乐县为研究区,首先建立降雨侵蚀力因子(R)图层、土壤可蚀性因子(K)图层、坡长坡度因子(LS)图层,然后依据实际土地覆盖类型和植被覆盖度构建植被覆盖或作物管理因子(C)图层和水土保持措施因子(P)图层。基于地理信息系统(GIS)和修正的土壤通用侵蚀方程(RUSLE)估算土壤侵蚀量和保持量,定量分析坡度(0°,90°)、土地覆盖类型与土壤侵蚀强度之间的相关关系。【结果】2015年研究区的现实侵蚀量为42.64×10~4t/年,平均土壤侵蚀模数为189.07t/(km~2·年)。从6种土壤侵蚀类型来看,微度侵蚀面积占研究区总面积的88.31%,轻度侵蚀面积占10.36%,中度侵蚀面积占1.13%,这3种侵蚀类型的侵蚀量占侵蚀总量的比例分别为12.43%,60.44%和19.79%;强度、极强度、剧烈侵蚀面积及侵蚀量所占比例均较小。各侵蚀等级在研究区内的空间分布较为均匀,总体来说中部、北部地区侵蚀量较大。7个坡度带中,土壤侵蚀量所占比例较大的是[15°,25°)、[8°,15°)和[25°,35°)坡度带,其面积所占比例分别为35.63%,23.95%和17.53%,侵蚀量所占比例分别为44.68%,24.63%和20.90%。研究区年均土壤保持量为6.98×10~6 t,每km~2土壤保持量为3 099.36t/年;有林地和稀疏植被的每km~2土壤保持量均较高,分别为3 773.58和22 254.39t/年,明显高于其他土地覆盖类型。【结论】将乐县微度侵蚀面积所占比例最大,轻度侵蚀的侵蚀量所占比例最大;森林和稀疏植被对将乐县的土壤保持量贡献最大,进行皆伐作业设计时应该尽量减小皆伐面积。     

典型黑土区小流域土壤侵蚀的地貌分布特征

以哈尔滨市宾县东山沟小流域为研究对象,利用通用土壤流失方程(USLE)模型和地理信息系统(GIS)技术相结合的方法对研究流域土壤侵蚀进行估算,并分析其在坡度、高程、坡向地貌因子的分布特征。研究结果表明:东山沟小流域土壤侵蚀以轻度侵蚀为主,且流域年均土壤侵蚀速率呈现上游最大,中游次之,下游最小的特征;研究流域轻度侵蚀主要分布在坡度为1.5°⁸°的地区,中度侵蚀主要分布在坡度为8°8°的地区,中度侵蚀主要分布在坡度为8°¹5°的地区,强度侵蚀主要分布在坡度大于15°的地区;各坡向土壤侵蚀均以轻Ι型侵蚀为主;16015°的地区,强度侵蚀主要分布在坡度大于15°的地区;各坡向土壤侵蚀均以轻Ι型侵蚀为主;160¹70 m和210170 m和210²20 m高程上主要是微度侵蚀,170220 m高程上主要是微度侵蚀,170¹80、180180、180¹90和190190和190²00 m主要是轻Ι型侵蚀;土壤侵蚀综合指数随着坡度的增大而增大,随着高程的增加,先增大后减少,最大值分布在高程为190200 m主要是轻Ι型侵蚀;土壤侵蚀综合指数随着坡度的增大而增大,随着高程的增加,先增大后减少,最大值分布在高程为190²00 m的地区。     

基于GIS技术的黄前水库流域水土流失评价

在GIS技术基础上采用修正的通用土壤流失方程RUSLE作为评价模型,计算了黄前水库流域土壤侵蚀量,并结合土壤侵蚀强度分级标准,对流域土壤侵蚀强度进行了分级。利用GIS的叠置分析功能,定量分析了土壤侵蚀与坡度和土地利用类型之间的关系,并提出了相关的水土流失治理措施。结果表明:黄前水库流域土壤侵蚀模数为41.03 t/(hm2.a),属中度侵蚀区,年水土流失量1.33万t。流域土壤侵蚀模数与坡度呈显著正相关,不同土地利用类型的土壤侵蚀模数由大到小依次为:园地、草地、耕地、建设用地和林地。