黄河源头区土壤侵蚀现状分析

黄河源头区是我国珍贵的生态宝库,近年来遭受着土壤侵蚀加剧,生态严重退化的威胁。根据2002年开展的黄河源头区土壤侵蚀调查成果,对该区土壤侵蚀的面积、强度和空间分布特点进行了分区分析。分析表明,冻融侵蚀是主要土壤侵蚀类型,分布于中西部山原区。水蚀广泛分布在东部山区,总体强度不高。风蚀主要分布区域集中,总体强度较高。这4个土壤侵蚀分区中,东北部水蚀、风蚀区水土流失最为严重。黄河源头区西部虽然水土流失面积较小,但生态十分脆弱,成土缓慢,土壤抗侵蚀能力差,一旦水土流失发生、发展极难重建和恢复。从土地利用上看,草地、湿地资源的保护对黄河源头区水土保持生态建设具有十分重要的意义。     

GIS支持下的土壤侵蚀强度景观空间结构研究

从土壤侵蚀角度看,自然生态系统景观由微度土壤侵蚀和其它等级土壤侵蚀强度的地域组成 ,其景观基本元素有斑、廊、基.在GIS支持下研究了宜昌地区土壤侵蚀强度景观的面积对比、多样性指数、优势度指数和多度等参数.通过RS-GIS一体化的土壤侵蚀遥感调查,认为宜昌地区中观尺度的土壤侵蚀强度景观结构类型有散置斑块景观、指状交错景观、网络景观.     

清镇市土壤侵蚀强度景观空间格局分析

以清镇市1∶10 000土壤侵蚀实地调查图件为数据基础,在ArcGIS软件和Patch Analysis for ArcGIS景观分析模块的支持下,从景观总体特征、斑块比例、斑块平均大小、斑块面积标准差、分维数、斑块密度、分离度以及Shannon均匀度指数角度进行了土壤侵蚀强度景观空间格局分析。结果表明:清镇市总体上表现出土壤侵蚀面积大、以微度侵蚀和中度侵蚀为主、土壤侵蚀程度不严重的特征;在土壤侵蚀空间分布上,以南部地区的乡镇土壤侵蚀程度最轻,其次为中部地区的乡镇,而土壤侵蚀最严重的则分布在东西部及北部地区的乡镇。清镇市的景观基质为微度侵蚀景观,该景观类型的斑块较为集中,但各斑块间差异大,斑块形状最为复杂,异质性特征明显。剧烈侵蚀与极强烈侵蚀景观均是典型的人为干扰后的景观。整体而言,各土壤侵蚀景观的斑块在面积上的分布较为均匀,且各景观类型的平均斑块面积普遍较小,斑块内土壤流动较易发生。     

水蚀风蚀交错区典型流域景观格局变化对土壤侵蚀过程的影响

流域土壤侵蚀过程与景观格局的关系是评价流域景观格局合理性的关键问题。以GIS软件为分析平台,以最新提出的"源""汇"景观理论为基础,以水蚀风蚀交错区典型流域——六道沟流域1995,2010年土地利用/覆被格局为分析对象,以淤地坝淤积量作为土壤侵蚀监测信息,利用景观空间负荷对比指数分别分析了这2个时期各景观类型随空间要素配置、贡献权重和组成比例对土壤侵蚀过程的影响,最后对该指数的变化与土壤侵蚀模数的变化进行相关性分析。结果表明:2010年与1995年相比,六道沟流域各集水区的相对高度、坡度、投影距离、运移距离负荷对比指数均呈减小趋势,景观格局分布更加合理,水土流失危险性降低,与同期土壤侵蚀模数变化趋势相同。坡度负荷对比指数增量与土壤侵蚀模数增量相关性较弱,相对高度、投影距离、运移距离负荷对比指数增量与土壤侵蚀模数增量呈显著正相关,运移距离负荷对比指数反映土壤侵蚀过程对景观格局变化响应的效果最好。景观格局负荷对比指数与土壤侵蚀实测值之间均存在较大差异,应进一步改进模拟方法以达到准确量化的目标。坡度负荷对比指数不能很好地解释景观格局对土壤侵蚀过程的影响,需要在坡度取值方式上加以改进。     

东北农林交错区土地利用景观及生态服务价值变化

[目的]分析东北农林交错区土地利用景观及其生态环境效应的变化特征,为区域内资源利用和生态环境保护提供科学依据。[方法]采用景观生态学理论和3S技术等理论方法,以1991—2013年4个时间点的遥感影像为数据源,通过景观指数计算和模型分析,得到22a间土地利用景观格局和生态服务价值的演变特征,并对其驱动力进行探讨。[结果]在1991—2013年,景观指数普遍经历"V"或"Λ"型的变化过程,景观形状、多样性指数近几年不断下降,斑块平均面积、蔓延度、聚集度增加,景观破碎化程度减小,稳定性、多样性遭到破坏,生态服务总价值经历下降后,在2013年达到524 299.55万元,林地是研究区最大景观类型,对生态服务总价值贡献率在40%以上。[结论]研究区近22a间土地利用景观及生态服务价值变化剧烈,受人口增长、社会经济发展和国家政策导向的影响较大。     

岷江流域土壤侵蚀变化与治理对策研究

以1995年、2000年遥感土壤侵蚀调查(RS)资料为基础,结合2005年实地调查资料,研究岷江流域土壤侵蚀的演变规律,应用马尔柯夫模型对流域土壤侵蚀的发展趋势进行预测,同时探讨岷江流域水土流失治理分区与对策。结果表明:(1)岷江流域土壤侵蚀现状表现为:侵蚀总面积19 907.7 km2,占幅员面积的43.77%;侵蚀类型以水蚀为主,占侵蚀面积的88.24%;侵蚀等级以中度侵蚀为主,占侵蚀面积的44.07%。与1995年相比,土壤侵蚀面积减少369.6 km2,减少比例为0.81%。计算表明岷江流域2000年土壤侵蚀量为8.94×107t,平均侵蚀模数1 966 t/(km2.a)。(2)应用Markov模型对2005-2025年岷江流域土壤侵蚀面积的预测结果显示:岷江流域土壤侵蚀面积将呈逐年减少趋势。到2025年,土壤侵蚀面积将比2000年减少1 452.87 km2;未来20年内土壤侵蚀量每5 a以3.17×107t的速度减少。(3)岷江流域水土流失治理应在以全流域综合治理为目标,在科学规划基础上,选择优先治理区和重点治理区,以不同类型的治理工程为主要途径,推动岷江流域水土流失的有效治理。     

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.     

岷江上游耕地景观变化研究

基于遥感和地理信息系统,应用转移矩阵方法和Kappa指数系列对岷江上游的耕地景观变化进行研究分析。研究结果表明1974到2000年间耕地景观数量一直处于增长趋势,且与其它景观类型相互转换频繁,耕地景观大部分由有林地转化。1974到1986年期间,耕地面积增幅最大。Kappa指数系列计算结果表明,虽然耕地景观在1986到2000年间耕地面积增加不明显,但空间位置变化剧烈。     

小流域综合治理前后土地利用结构和土壤侵蚀强度变化研究

土地利用结构调整和减少土壤侵蚀面积、降低土壤侵蚀强度是小流域综合治理工程的主要效益,小流域综合治理前后土地利用和土壤侵蚀变化分析是评价工程实施效益的重要方面。以云贵鄂渝水土保持世行贷款/欧盟赠款项目重点监测小流域-盆古小流域为研究对象,基于治理前后的两期高分辨率遥感影像和eCognition、Arcgis软件,对盆古小流域治理前后的土地利用和土壤侵蚀变化情况进行了分析研究。结果表明:2008~2011年盆古小流域旱地、水田等面积减少,有林地和梯田等面积增加;小流域轻度侵蚀在有林地中分布最多,而轻度以上侵蚀主要分布在旱地中;另外,小流域土壤侵蚀这一期间整体呈现由强转弱的趋势,表明小流域综合治理工程取得了明显成效。     

岷江上游土壤侵蚀时空演变特征及其成因分析

为研究岷江上游流域土壤侵蚀动态变化情况,使用通用土壤流失方程(USLE)和统计学、空间分析等方法探讨了该区域2001—2017年土壤侵蚀时空演变特征及其成因。结果表明：(1)岷江上游流域土壤侵蚀主要发生在西部、西南部、东北部和东南部。(2)土壤侵蚀模数显著减小区域主要分布在流域西部和西南部,从地形、降水和土地利用看,主要分布于海拔2 500～5 000 m、坡度大于15°、年均降水量800～1 200 mm的区域和林地侵蚀区。土壤侵蚀显著增加区域主要分布在北部和东南部,其中以中山、亚高山区域和年均降水量400～800 mm的干旱河谷区域为主。(3)土壤侵蚀状况与海拔、坡度、年降水量和植被类型在空间上呈显著正相关关系(p<0.05),随着海拔、坡度、年降水量增加,土壤侵蚀现象越明显。(4)未利用地、草地和林地土壤侵蚀较明显,侵蚀占比(轻度及以上侵蚀面积占该类型的比例)分别为87.11%,39.75%和9.49%。(5)不同类型林地侵蚀占比由大到小为疏林地(15.04%)>针叶林(13.50%)>混交林(4.41%)>阔叶林(0.97%)。林地土壤侵蚀主要受降水和植...     

红壤侵蚀区马尾松林下植被特征与土壤侵蚀的关系

针对南方花岗岩发育的红壤侵蚀区,在赣县大田乡选择5个低丘马尾松林,利用植物样方调查方法对样地的地形、土壤、植被、侵蚀沟进行调查和测量,基于获取的数据,利用统计学方法分析植被特征与土壤侵蚀的关系.结果表明：1）马尾松人工林郁闭度低,林木生长状况差,林地阳坡半阳坡植被总盖度仅为36.9％;2）林下灌草生物量低,物种丰富度、多样性、均匀度差,物种较为单一;3）林下植被以草本为主,草本以芒萁为主,其生物量占草本总生物量的75％以上;4）马尾松林下细沟、浅沟发育,土壤侵蚀严重,仅细沟、浅沟流失的土壤厚度达71.2 mm;5）不同坡位的侵蚀沟发育相关性显著,侵蚀沟与坡面的微环境差异明显,尤其是土壤密度和土壤水分差异显著;6）马尾松林下土壤侵蚀量对植被恢复具有抑制作用,但沟壑密度的发育能够提高灌草物种丰富度、多样性,以及促进灌草均匀性分布.     

基于GIS和RS的土地利用与土壤侵蚀关系研究——以冀北地区为例

 冀北地区土壤侵蚀以水蚀和风蚀为主,根据水利部颁布的《土壤侵蚀分类分级标准》(1997),参考有关学者提出的土壤风蚀强度分级指标,构建研究区土壤侵蚀强度的分级指标。运用GIS和RS技术,提取土地利用、坡度、植被覆盖度、土壤质地等信息,通过GIS空间叠加分析,得出冀北地区土壤侵蚀强度分级图,详细研究土壤侵蚀强度的空间分布特征;进一步与土地利用图叠加,分析不同土壤侵蚀强度下的土地利用特征和不同土地利用类型的土壤侵蚀状况。     

雨强和土地利用方式对黄土丘陵区水土流失的影响

为了更好掌握黄土丘陵区雨强和土地利用方式对水土流失的影响规律和机理,利用人工降雨模拟器,设计了5种雨强和4种土地利用方式的区组试验,对水土流失进行了定量研究。结果表明：雨强对不同土地利用方式的产流产沙都呈极显著的正效应,4种土地利用方式的地表平均产流产沙与雨强均呈幂函数显著增长趋势;5种雨强的平均地表产流量为林地＞休闲耕地＞栽培草地＞草地,平均产沙量分别为休闲耕地＞栽培草地＞草地＞林地,产流与产沙没有呈现完全的对应关系。如果没有林冠层、灌木层和枯枝落叶层对降雨的截留、阻滞和消弱,林地产流量高于其他土地利用方式,但具有良好的保土效果,而草地具有良好的保水和保土效果。     

应用遥感技术对中国亚热带地区坡地利用及土壤侵蚀的研究

This paper introduces briefly two remote sensing case studies on land use in the subtropic region of China. One is on slope land use in the Yangtze River Three Gorges area. This is a large area of 60497 km². First of all, geometric correction and supervised classification were conducted for ten scenes of Landsat-5 TM or MSS images. The resolution of the processed images is 50 m × 50 m on ground. By the classification the land use/cover categories in this area were discriminated. Then the croplands including rice fields and upland fields were extracted from the land use/cover maps. Simultaneously the slope grade maps were prepared based on the topographic maps. Overlaying the slope grade maps and the cropland maps, the area and percentage of the croplands in different slope grades were determined. This case study indicated that 71.5% of the uplands was situated on the slope above 150 and 25% on the slope above 250 in this area. It is dangerous, and urgent cultivation or engineering measures should be taken. Another case study is on soil erosion in Linshan County of Guangxi Province. Airphoto interpretation and supervised classification of a Landsat TM image were carried out for discriminating land cover/use categories in an area of 3 557.8 km². And the soil erosion intensity grades were determined according to the land cover/use maps and slope maps. It wad discovered that the land suffering soil erosion accounted for 2404.0 km², 67.6% of the total area of the county. Necessary measures to control soil erosion should be taken also.     

不同林草植被覆盖度的水土保持效益及适宜植被覆盖度

以1954--2004年南小河沟流域水文气象观测资料及所布设的林地、草地径流场观测资料为数据源,进行坡面侵蚀强度与径流指标、降水指标、植被覆盖指标之间的定量分析。结果表明：林草植被措施减轻坡面侵蚀的作用明显;防治水土流失的林草植被覆盖度以40％～60％分界明显;从防治水土流失的角度出发,黄土高原沟壑区人工林地和草地建设的有效植被覆盖度应不小于60％和50％。     

水蚀风蚀交错区流域景观格局变化及水沙响应关系

为揭示土壤侵蚀最为剧烈的水蚀风蚀交错区下垫面景观格局变化对流域降雨产流、侵蚀产沙的影响程度,以水蚀风蚀交错区典型流域西柳沟为研究对象,根据Landsat TM影像数据和流域长系列水沙实测数据资料,借助GIS和Fragstats平台,分析流域景观格局和水沙变化特征,探讨景观指数与径流输沙的关系.结果表明:1)流域优势景观类型为草地,从斑块数量和面积变化率来分析,1985-2010年间耕地、林地和建设用地稳定性最高,其次为未利用土地.未利用土地、草地和耕地的转化最为剧烈,受人类活动影响最大.2)流域年径流量和年输沙量的年际差异显著;同年输沙量相比,径流量的减小趋势变化更为明显;径流泥沙相关关系显著,相关系数为0.67.3)景观指数与径流量、泥沙量呈显著线性相关,其中径流量与最大斑块指数、斑块结合度、聚集度指标和蔓延度指数均呈负相关,而与景观形态指数、景观分割度呈正相关;而泥沙仅与蔓延度指数、聚集度指标和斑块结合度成负相关,与其他景观指数呈正相关.研究结果表明,随着景观最大斑块指数、斑块结合度以及聚集度指数的提高,流域降雨入渗量明显增加,土壤侵蚀量明显减少;因此,提高流域景观最大斑块指数、斑块结合度以及聚集度指数可以增强水蚀风蚀交错区内流域的蓄水保土功能及生态优化作用,研究结果可为流域生态环境建设和水土资源综合利用提供理论支撑.     

贵州省乌江流域土地利用与土壤侵蚀关系研究

根据贵州省乌江流域20世纪80年代初和2000年左右的15幅Landsat MSS/ETM遥感影像数据、2000年土壤侵蚀调查数据和GIMMS/AVHRR NDVI数据,利用遥感、GIS技术和数理统计方法,系统分析了1980-2000年贵州省乌江流域土地利用/覆被变化的时空特征,探讨了不同土地利用方式对土壤侵蚀的影响.研究表明:乌江流域土地利用类型以林地、耕地和草地为主.1980-2000年的20 a间,流域内土地利用/土地覆被数量结构变化明显,呈好转趋势.不同土地利用类型下的土壤侵蚀强度大小为:裸岩石砾地＜其他林地＜建设用地＜有林地＜水域＜水田＜低覆盖度草地＜灌木林地＜高覆盖度草地＜疏林地＜中覆盖度草地＜旱地.旱地、中覆盖度草地和疏林地是流域内土壤侵蚀发生的主要土地利用类型.从不同侵蚀等级的发生区域来看,各强度类型侵蚀都集中分布在植被覆盖度为50％～60％的地区,侵蚀存在50％～60％的植被覆盖度临界值,这与非喀斯特地区随着植被盖度降低,侵蚀强度逐渐增大的规律不同.     

黑龙江省黑土区拉林河流域土壤侵蚀强度评价方法比较

为了保护水土资源、改善生态环境,进行区域土壤侵蚀强度评价,以黑龙江省黑土区拉林河流域为研究区,选取坡度、坡向、土壤类型、土地利用状况和标准化植被指数等5项评价指标,分别采用逻辑回归和广义回归神经网络模型,在ArcGIS平台上进行土壤侵蚀强度评价。应用受试者工作特征曲线对2种方法的评价结果进行对比。结果表明:逻辑回归模型和广义回归神经网络模型的受试者工作特征曲线下面积值分别为0.857和0.881,与实际的土壤侵蚀强度情况基本吻合;2种模型的评价结果可以相互校验,广义回归神经网络模型评价结果的精度较高。     

黄土丘陵区不同坡度、土地利用类型与降水变化的水土流失分异

 为了确定不同坡度、土地利用类型及降水参数对水土流失的影响,通过黄土丘陵区坡耕地、草地的3个坡度(10°,15°和20°)小区连续14年的径流、侵蚀观测数据,分析不同坡度、土地利用模式和降水变化的水土流失分异。试验结果表明:1)坡耕地水土流失量随坡度的升高而增加,20°小区显著大于10°和15°小区;草坡地小区的年水土流失量也随坡度变化,不同坡度小区之间没有显著性差异。2)坡耕地与草地的水土流失量具有显著性差异,坡耕地年均径流量和侵蚀量分别为草地的1．8倍和13．9倍,与草地比较,坡耕地明显地增加水土流失风险。3)不同土地类型水土流失模数受年降水变化的影响效应不同。坡耕地水土流失量受少数强降水控制,年径流量、侵蚀量与年降水量、产流降水量之间无显著性相关;草地的年径流量、侵蚀量分别与年产流降水量、年降水量显著相关。4)坡耕地的水土流失受降水量(P)、最大30min降水强度(I30)和综合降水指数(PI30)的显著影响,但各因素的决定系数不同,影响系数次序为PI30>I30>P。草地的径流与降水变量关系与坡耕地一致,但次侵蚀量仅与I30变化的显著性影响,而与P、PI30无显著性相关。草地的水土流失量受坡度差异以及降水变化的影响较弱,表明草地能够有效地控制水土流失,对荒坡草地采取保护措施以促进植被、土壤的进展恢复。坡耕地水土流失变化与坡度、降水变量的关系更为直接,通过降低坡度、休耕和免耕等耕作模式,减少土壤扰动和增加地面植被盖度,可有效减少水土流失。     

中国东南部红壤地区不同植被对土壤侵蚀和土壤养分的影响

The effect of different vegetation systems including bamboo plantation (BP), forest ecosystem (CF), citrus orchard (Ctr) and farmland (FL) on erosion and nutrients of red soil were investigated in hilly region of southeastern China to find effective control measures for soil erosion. The results showed that all the vegetation systems could significantly reduce soil erosion and nutrient losses compared to bare land (Br). The ability of different vegetation systems to conserve soil and water was in the order of Ctr > BP > CF > FL > Br. Vegetation could also improve soil fertility. The soil organic matter, total N and total P contents were much higher in all the vegetation systems than in bare land, especially for the top soils. Vegetation systems improved soil physical properties remarkably. Compared to the bare land, soil organic matter, TP, TK and available K, especially soil microbial biomass C, N and P, increased under all the vegetation covers. However, they were still much lower than expected, thus these biological measurements are still needed to be carried out continuously.