基于景观格局分析的兴国县土壤侵蚀演变研究

利用1958年、1975年、1982年和1996年的土壤侵蚀强度等级图,在GIS软件支持下生成土壤侵蚀强度栅格分类图。通过FRAGSTATS景观格局分析软件计算出了10多种景观类型参数,并从斑块类型水平和景观水平2个层次上定量地分析了兴国县土壤侵蚀的分布格局及其变化规律。结果表明:兴国县的土壤侵蚀状况从1958年到1996年已发生了明显的好转。此期间经历了两个明显的时期:即1958年到1975年的侵蚀加剧时期和1975年后的侵蚀减退期。到1996年,兴国县无明显侵蚀的面积已达到全县面积的74.6%,严重土壤侵蚀状况已基本得到了控制。     

42年来兴国县土壤侵蚀时空变化规律研究

以江西省兴国县为研究区域,应用遥感和GIS技术,借助6个不同时段的黑白航片、MSS影像和TM数据为信息源,在建立土壤侵蚀解译标志的基础上,对全县3 215 km2范围内的土壤侵蚀进行了监测研究。结果表明,该县从1958—2000年42 a期间,土壤侵蚀的变化分2个阶段。第一阶段是1982年前,全县的侵蚀面积在2 000 km2左右;第二阶段是从80年代初到2000年,该县被列为全国水土流失综合治理重点区,侵蚀面积在18 a间共减少了739 km2,平均每年减少41 km2。将1992与2000年的土壤侵蚀图叠置分析可以看出,该县5个侵蚀等级的面积都有不同程度的降低;在侵蚀等级的转变方面,大约有34%的侵蚀面积,其侵蚀等级发生了改变,其中以改变一个等级的面积为主,大约有66%的侵蚀面积其侵蚀等级未发生变化,说明兴国县的土壤侵蚀已呈现出明显的减弱趋势。     

安徽省岳西县土壤侵蚀时空演变特征及趋势预测

利用ArcView 3.3软件,对岳西县1958年、1983年、1992年的土壤侵蚀动态监测图进行屏幕数字化,得到三期土壤侵蚀强度矢量图;利用2004年TM影像,通过目视解译的方法,得到2004年土壤侵蚀强度矢量图。利用Arc-GIS软件,对不同时段土壤侵蚀图进行叠加分析,研究了不同时段不同土壤侵蚀强度面积数量的相互转化及土壤侵蚀程度的变化;运用马尔柯夫模型,预测岳西县土壤侵蚀动态演变趋势。主要结论如下:(1)岳西县土壤侵蚀状况1958-2004年经历了急剧恶化到逐渐恢复的过程。1958-1983年土壤侵蚀不断加剧;1983-1992年土壤侵蚀逐渐恢复;1992-2004年土壤侵蚀进入全面恢复期。(2)相邻时段的土壤侵蚀图叠加结果分析表明,不同时期土壤侵蚀各等级是相互转化的。(3)1958-2004年岳西县土壤侵蚀程度无变化的面积经历了先下降后上升的过程,土壤侵蚀程度等级增加的面积先显著扩大再逐步下降,而土壤侵蚀程度等级下降的面积先减少后增加。(4)马尔柯夫模型预测结果表明,到2016年微度侵蚀土壤面积增加到64 221hm2,中度侵蚀类型面积明显下降;强烈侵蚀与极强烈侵蚀土壤在局部地区有所增加,但这种变化不明显。堆积类型面积呈显著下降趋势,水域面积有所减少。从总体趋势看土壤侵蚀状况向良性循环方向发展。     

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.     

2000-2012年三峡库区土壤侵蚀动态变化——以重庆市万州区为例

[目的]研究重庆市万州区土壤侵蚀在三峡成库前后的动态变化特征,为区域防治水土流失和改善土地利用提供科学依据。[方法]运用修正通用土壤流失方程（RUSLE）和GIS工具,基于各期基础数据,分析万州区2000-2012年土壤侵蚀的动态变化过程。[结果]（1）2000-2012年万州区年均土壤侵蚀模数经历了先下降后小幅回升的变化过程,最小值出现在2007年,2012年较之2000年剧烈侵蚀区面积下降了34.24%,微度侵蚀区面积上升了7.66%;（2）研究期内,万州区侵蚀等级转化的空间分布与侵蚀分布具有较高的相似性,侵蚀等级转化活跃斑块集中于铁峰山与方斗山之间的丘陵低山地区,东南侧山地区域转化活跃度较低;（3）土壤侵蚀强度等级转移矩阵表明2000-2012年侵蚀强度整体向低等转化;其中2000-2007年土壤侵蚀强度不变地区占76.56%,22.78%的区域向低级转化,转变幅度较大;2007-2012年侵蚀呈现相反的转变态势,稳定比例较高,仅有9.77%的区域向高级转化。[结论]2000-2012年万州地区地表的侵蚀状况在逐步减轻,土壤侵蚀强度下降明显,但2007年之后侵蚀状况有所反弹,部分区域的侵蚀形势仍较为严峻,应进一步制定有效的侵蚀防治方案,推进合理的土地利用措施,降低侵蚀量,提高土壤保持能力。     

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。     

1980—2010年间安徽省土壤侵蚀动态演变及预测

基于修正的通用土壤流失方程(RUSLE)和GIS技术,定量分析了1980年、2000年、2010年安徽省土壤侵蚀空间分布及动态变化特征,并利用马尔柯夫模型预测了未来30年土壤侵蚀变化趋势。利用GIS空间分析方法进一步探讨了土壤侵蚀强度空间变化与高程、坡度等地形因子间的关系。结果表明：(1)1980—2010年安徽省土壤侵蚀状况明显改善,平均土壤侵蚀模数由1980年的461.09 t/(km₂ a)减少为2010年的245.26 t/(km₂ a);相应的侵蚀总量由6 199.92万t/a减少为3 297.84万t/a。全省微度侵蚀面积增加了8 188.65 km₂;强度以上侵蚀面积减少了1 576.93 km₂。(2)安徽省三个时期的土壤侵蚀强度空间分布规律一致,侵蚀强度由北向南逐渐加剧。淮北与沿淮平原、江淮丘陵岗地以微度土壤侵蚀为主,皖南丘陵山区和皖西大别山区以强度侵蚀为主。(3)1980—2010年全省土壤侵蚀等级减弱面积达11 762.83 km₂,侵蚀等级加剧面积仅811.21 km₂。土壤侵蚀等级空间变化主要分布在200—500 m和15°—25°区域。土壤侵蚀等级转化逐级进行,主要以向侵蚀程度较弱等级转化为主,仅有少量微度侵蚀向侵蚀强度较强等级转化。(4)根据马尔柯夫方法预测,未来30年安徽省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。     

基于GIS的贡山县土壤侵蚀动态变化研究

为了解贡山县土壤侵蚀状况,对后续水土保持建设提供科学支撑和理论基础,以GIS为平台,利用DEM、土壤、降雨量以及遥感影像等数据,运用RUSLE模型研究了贡山县1996年、2006年、2012年、2018年土壤侵蚀强度的时空动态变化特征。结果表明:(1)贡山县4个时期年均土壤侵蚀模数分别为1 627.39,750.8,831.82,788.25 t/(km~2·a),整体呈现明显下降的趋势,降幅为51.56%,同时植被覆盖率上升12.9%,说明土壤侵蚀状况趋于好转。(2)空间上,贡山县土壤侵蚀强度以微度和轻度侵蚀为主,均占研究区侵蚀总面积89.4%以上,土壤侵蚀较为严重的区域是怒江和独龙江沿河两岸,主要发生强度及以上的侵蚀。(3)土壤侵蚀强度等级转移矩阵表明,微度侵蚀和轻度侵蚀的变化率较小,并且侵蚀程度较弱等级向侵蚀程度较强等级转换的比率均低于高侵蚀等级向低侵蚀等级转换的比率。(4)一般情况下,坡度越大的区域土壤侵蚀等级越高且研究区主要的土壤侵蚀坡度段在大于25°侵蚀坡上,是贡山县土壤侵蚀防治的主要区域。     

基于USLE模型的滇池流域土壤侵蚀时空演变分析

掌握滇池流域土壤侵蚀的空间分布规律和演变趋势对优化水土保持措施、开展滇池水污染治理和保障流域可持续发展具有重要意义。该文以降雨量、土壤、DEM和遥感影像为数据源,运用RS、GIS技术,结合土壤侵蚀模型计算滇池流域1999—2014年每隔3 a的土壤侵蚀量,分析流域土壤侵蚀强度的时空演变特征。结果表明,无明显侵蚀区域面积在15 a间呈上升趋势,占比从1999年的70%上升为2014年的82%,说明流域土壤侵蚀状况逐渐好转;1999—2014年期间滇池流域土壤侵蚀面积呈逐年下降趋势,1999年侵蚀面积最大,为776 km2,到2014年下降到为468 km2;土壤侵蚀强度等级转移矩阵显示15 a间近75%区域侵蚀强度保持不变,其中以微度侵蚀为主,有18.23%的区域侵蚀强度降低,8.36%的区域强度上升;空间变化上,侵蚀强度降低的区域主要集中于环滇池的入湖河流一带,侵蚀强度上升区域主要为流域东、南、北端海拔较高的山区。该研究有助于分析滇池流域土壤侵蚀在空间上的演变过程,为提出精准的侵蚀防治措施提供决策依据,为流域生态环境保护提供参考。     

沂蒙山区土壤侵蚀强度的垂直动态变化研究

以具北方土石山区的典型特征的沂蒙山区为研究区,以TM影像和地形图为源数据,借助GIS和RS技术,根据全国土壤侵蚀分类分级标准,获取1986和2004年2期土壤侵蚀强度数据,在垂直分布上分析了土壤侵蚀强度等级间转化的分布特征。结果表明,1986—2004年期间,土壤侵蚀强度转化以向微度和相邻级别转化为主;土壤侵蚀强度加剧的面积为810.7km2,占总面积7.15%,侵蚀强度减缓的面积为1913.8km2,占总面积16.88%,在海拔150～400m间土壤侵蚀加剧和减缓的面积分别占其总变化面积的81.51%和73.43%。各等级土壤侵蚀强度面积随高程均呈现先增大后减小趋势,且其峰值出现的高程随着侵蚀强度级别的增加而升高。微度、轻度和中度等级发生变化的高程范围随着转向侵蚀级别的增大呈升高趋势;强度、极强度和剧烈转向微度等级的高程范围位置相对较低,极强度和剧烈等级转向轻度和中度侵蚀的高程范围位置相对较高。     

Landscape analysis of dynamic soil erosion in Subtropical China: A case study in Xingguo County, Jiangxi Province

As a case study on landscape pattern analysis of soil erosion change, Xingguo County in Jiangxi Province, China, was once one of the most severely eroded regions in Subtropical China. However, its soil erosion has been completely controlled in recent years. This county was historically full of forest as well as waterways that were well protected and soil erosion was seldom seen even by the mid-19th century. However, large areas of forest were destroyed after that period due to over-logging, which resulted in excessive erosion, bare hills, and mountains devoid of vegetation. Fortunately, soil erosion in Xingguo has been controlled gradually since 1982 after the county was appointed as 1 of the 8 Key National Level Erosion Control Regions. In this study, a raster (grid) soil erosion map was collected on the basis of soil erosion intensity maps from 1958, 1975, 1982 and 2000 with the aid of GIS software (ARC/INFO). Over 10 landscape indices were calculated using FRAGSTATS software for landscape pattern analysis. A set of free spatial statistics that address a fundamental problem in GIS, and soil erosion distribution patterns and their changes in the county were quantitatively analyzed at the landscape and class levels, respectively. Moreover, transformations of soil erosion types from 1958 to 1975, 1975 to 1982, and 1982 to 2000 were also calculated using the CROSSTAB module in IDRISI software. Results showed that at the landscape level, heterogeneity of soil erosion decreased. This was supported by decreasing tendencies of patch indices SHDI (Shannon’s diversity index), SHEI (Shannon’s evenness index), and IJI (Interspersion and juxtaposition index). This indicates that most of the severely eroded soil types were transformed into non-apparently eroded or slightly eroded types. Meanwhile, at the class level, a consistent pattern was found where the surface areas of non-apparently eroded or slightly eroded lands increased, and moderately, severely, very severely and extremely eroded lands deceased. In general, soil erosion in Xingguo County experienced three pronounced phases during the study periods: the exacerbation phase (1958–1975), the alleviation phase (1975–1982), and the overall alleviation phase (1982–2000). By the year 2000, 74.6% of total territory of this county was covered by land with no significant soil loss, indicating that severe soil erosion had been substantially controlled.     

Relationship between soil erosion and distance to roadways in undeveloped areas of China

The presence and condition of roadways control the utilization of natural resources, which are associated with direct and indirect impacts on soil erosion in undeveloped countries. This paper addresses the relationship between soil erosion and distance to roadways in Xingguo County, an undeveloped area in Jiangxi Province of South China, for four time periods, 1958, 1975, 1982, and 2000. Soil erosion maps for each time period were interpreted using remote sensing and GIS technology for buffer zones four kilometers wide, subdivided into eight strips, each 0.5 kilometers wide, which were located alongside various types of road classes, namely trunk, town, village, and unpaved. The distribution patterns of various types of erosion were identified by GIS overlay of buffer strips and soil erosion maps. Results demonstrate that soil erosion cases found in buffer zones along both sides of trunk and town roads are the most severe, and areas with severe erosion decrease as distance from the strip to the road increases. However, moderate and slight erosion cases only have a minor relationship to the strip to road distance. There are more severe erosion cases than moderate and light erosion cases alongside village and unpaved roads, but the total area is not distinctly different from moderate and slight erosion cases, and severe erosion cases tend to decrease with an increase in the strip to road distance. Also, areas with severe erosion differentiated by time periods in the strips alongside roadways of all classes, except trunk roads, rank from highest to lowest as follows: 1975, 1958, 1982, and 2000. Notably, severe erosion areas in 1975, 1958 and 1982 are all quite extensive. Soil erosion alongside roadways of various classes is impacted jointly by historical policy, distance to roadways, and landscape. In undeveloped countries and areas, much more attention should be paid to the impacts of road construction, specifically soil erosion associated with road edge construction, and relevant measures for forest resource conservation should be formulated before initiating road construction projects.     

70多年来纸坊沟小流域土壤侵蚀演变过程

为了系统研究黄土高原丘陵沟壑区土壤侵蚀演变过程及其规律,以黄土高原纸坊沟流域为例,在GIS的支持下,运用RUSLE估算了该流域1938-2010年间18个年份的年侵蚀量和侵蚀强度,分析了70多年来流域土壤侵蚀时空演变过程.结果表明:1)纸坊沟流域的土壤侵蚀随时间呈四次抛物线变化,侵蚀模数由1938年的7 584.39t/(km2·a)猛增到1958年的4万6 392.56 t/( km2 ·a),随后总体呈递减趋势,到2010年侵蚀模数降至5 150.80t/( km2·a).2)1938年中度以下侵蚀面积占流域总面积的52.99％;1958-1978年以剧烈侵蚀为主,占流域总面积的67.05％,其中1958年高达78.61％;1978-1998年侵蚀强度有所下降,微度侵蚀面积占流域总面积比例达到29.27％;1999年以来,微度侵蚀面积达到3.85 km2,剧烈侵蚀面积仅占流域总面积的8.96％.经过30多年的综合治理,该流域生态环境明显改善,但沟谷陡荒坡侵蚀依然严重,是今后水土流失治理的重点区域.     

贵州省猫跳河流域土壤侵蚀量计算及其背景空间分析

以贵州省猫跳河流域为研究区，在GIS 技术支撑下，应用修正的通用土壤流失方程计算研究区的土壤侵蚀量，分析土壤侵蚀的空间分布格局，对土壤侵蚀与其环境背景因子包括海拔高程、坡度、坡向和土地利用类型等进行叠加和空间统计分析，揭示土壤侵蚀与其环境背景等因子的空间关系，为土壤侵蚀的有效防治和治理提供科学依据。结果表明：研究区平均土壤侵蚀模数为28.6 t/(hm²·a)，1200～1400 m的海拔高程带、6°～25°坡度带和南坡是发生土壤侵蚀的主要区域，也是水土流失防治及治理的重点区域。在各种土地利用类型中，旱地发生土壤侵蚀面积和侵蚀量最大，其次是灌草地，水田最小。在县域中，清镇市土壤侵蚀面积和土壤侵蚀量最大，其次是平坝县和修文县，息烽县土壤侵蚀面积和土壤侵蚀量最小。     

华南兴国县影响土壤侵蚀时空动力学的环境因素

By using soil erosion maps of four different time periods and a digital elevation model (DEM), in combination with the remote sensing and GIS technologies, soil erosion dynamics in Xingguo County of Jiangxi Province in South China were analyzed on both temporal and spatial scales in soils of different parent materials, altitudes and slopes. The results showed that from 1958 to 2000 severe soil erosion was coming under control with a decreasing percentage of the land under severe erosion. It was also found that the soils developed from Quaternary red clay, granite and purple shale were more susceptible to soil erosion and that areas sitting between 200 to 500 m in altitude with a slope less than 3° or between 7° to 20° where human activities were frequent remained to be zones where soil erosion was most likely to occur. These areas deserve special attention in monitoring and controlling.     

玛纳斯河流域土壤盐渍化时空动态变化

土壤盐渍化是土地荒漠化的重要方式之一,研究土壤盐渍化时空动态变化对土地管理利用具有重要意义。以玛纳斯河流域为研究区,采用1975年、1990年、2000年、2014年4期遥感影像为数据源,结合野外调查分析,分别提取了玛纳斯河流域土壤盐渍化信息,运用统计和空间分析方法对研究区近40 a的土壤盐渍化时空动态变化进行研究,并对引起其变化的驱动因子进行了分析。结果表明:（1）近40年玛纳斯河流域土壤受不同程度盐渍化侵扰复杂变化,总体呈逐渐减轻的趋势,其中重度盐渍化减少了2 369.4 km²,中度盐渍化处于稳定波动状态,轻度盐渍化增加了1 408.0 km²,耕地面积增加了3 443.5 km²;（2）玛纳斯河流域土壤盐渍化在空间上分布具有明显的区域性,其中重度、中度盐渍化主要分布在中游水库周围以及下游与古尔班通古特沙漠的过渡带,轻度盐渍化与耕地镶嵌分布;（3）玛纳斯河流域土壤盐渍化1975—1990年在空间总体变化上呈加重的趋势;1990—2000年在空间分布上呈减轻的趋势;2000—2014年又出现大面积的恶化趋势;（4）政策实施以及经济刺激是推动土壤盐渍化治理的有效措施。随着全球气候变暖,耕地面积的不断扩大,水资源利用的不合理,这将势必增加土壤盐渍化的不确定性。