基于GIS和USLE的钦江流域土壤侵蚀评估

在GIS和RS技术支持下,基于USLE模型对钦江流域土壤侵蚀进行了定量评估,并分析了不同海拔、不同坡度、不同土地利用类型下土壤侵蚀强度特征和规律。结果表明:（1） 钦江流域年均土壤侵蚀模数为2 608.87 t/（km² ·a）,属中度侵蚀,远大于水利部规定的南方红壤丘陵区土壤允许流失量500 t/（km²·a）的标准;（2） 随高程升高,土壤侵蚀强度呈递减趋势。0～240 m高程带是土壤侵蚀防治的重点区域。（3） 随坡度增大,土壤侵蚀强度呈递减趋势。15°以下坡度带是钦江流域土壤侵蚀重点预防和治理区域。（4） 不同土地利用类型的土壤侵蚀强度差异显著,旱地、草地和未利用地大部分处于强度侵蚀以上,是控制流域整体土壤侵蚀状况的关键土地利用类型。     

海南昌化江下游流域土壤侵蚀分布特征研究

以GIS为平台,通过1998年及2008年两期遥感影像和修正的通用土壤流失方程(RUSLE),按照土壤侵蚀强度分级标准,对海南昌化江下游流域土壤侵蚀量进行了计算。采用GIS的叠置分析功能,进一步分析了土壤侵蚀与坡度和土地利用之间的关系。结果表明:极强烈侵蚀和强烈侵蚀主要发生在天然林区,两期测算结果侵蚀量所占比例分别为48.59%和47.25%;人工植被区域因不同的规划和管理措施不同而呈现不同的变化趋势,人工林土壤侵蚀面积在下降,而果园土壤侵蚀面积却在进一步增加。坡度在15°～25°时土壤侵蚀模数最大,8°～15°和5°以下区域土壤侵蚀情况亦不容乐观。此研究方法与结论可为该地区的土地利用规划和水土保持措施布控提供科学依据。     

涞源县土壤侵蚀与地形分布特征研究

在地理信息系统(Arcgis10.0)的支持下,运用修正水土流失通用方程(RUSLE),分析评估河北省矿业大县——涞源县土壤侵蚀现状及土壤侵蚀等级分布状况。在此基础上,叠加土壤侵蚀强度分布图和地形图,分析了土壤侵蚀强度对于坡度、高程、坡向等地形因子的分布特征。研究表明:涞源县土壤侵蚀现状主要为微度侵蚀,面积约为98570 hm~2,占县域总面积的41%;不同坡度和高程下的土壤侵蚀强度均先增大后减小,呈单峰分布趋势,最大值分别出现在坡度15~25°、高程900 m~1100 m处,坡向的土壤侵蚀强度最大值出现在东南坡向上;不同侵蚀强度在各坡度范围内所占面积比峰值随着侵蚀强度等级的增加呈规律性的出现在坡度级别较高的地方,侵蚀强度等级越高,土壤侵蚀面积比峰值出现处的坡度级别也越高。     

山地流域土地利用时空演变的地形梯度特征——以乌江北源为例

地形因子是丘陵山区土地利用空间分布格局的重要影响因素之一,对土地的利用方式和空间格局有着直接作用。以乌江北源2000年、2005年和2010年Landsat TM/ETM遥感影像为数据源,采用高程、坡度、地形位指数3个指标,分析了山地流域土地利用时空演变的地形梯度特征。结果表明:（1）2000—2010年,林地、建设用地和水域用地面积增加,耕地和草地面积减少。土地利用类型以林地和耕地为主,反映了山地流域土地利用结构特点;（2）研究区土地利用类型的地形梯度特征明显。耕地、建设用地、水域用地在低地形梯度上有明显分布优势。林地、未利用地分布优势在高地形梯度上;（3）耕地、建设用地优势分布主要受坡度梯度的影响,高程梯度决定了水域用地的分布,这与其他平原、丘陵地区有所不同。地形因素是山地流域土地利用结构演变的决定性因素,其他社会、经济、人文因素都对该区域土地利用格局的转变起到推动作用。在对山地流域土地开发利用过程中,应兼顾生态效益和社会经济效益,保障河流源区生态经济的持续发展。     

基于地形梯度的典型退耕区土壤侵蚀时空分异特征研究

[目的]研究典型退耕区退耕前后地形分异条件下的土壤侵蚀时空动态变化特征,为巩固退耕还林(草)成果提供科学支撑。[方法]采用RUSLE模型定量分析了延安市1989—2019年土壤侵蚀强度时空演变特征,结合地形因子探究了土壤侵蚀在各高程、坡度上的分异规律,通过LMDI模型了解影响土壤侵蚀模数变化的降雨因子、植被因子与水土保持因子,并分析了其贡献值,利用CA-Markov模型预测了延安市2029年土壤侵蚀状况。[结果]1989年、1999年、2009年、2019年延安市平均土壤侵蚀模数分别为12 554.80 t/(km²·a),8 237.17 t/(km²·a),5 936.57 t/(km²·a),4 473.02 t/(km²·a),侵蚀类型整体以微度侵蚀为主,在空间上呈现北高南低的分异特征;侵蚀强度总体随高程的升高而降低,但在五级高程上侵蚀加剧;侵蚀强度与坡度存在一致性,坡度增加,侵蚀加剧;近年来,植被因子和水土保持因子对土壤侵蚀的抑制作用增加;2029年延安市土壤侵蚀状况总体好转。[结论]延安...     

基于地形梯度的皖南地区土地利用分布特征

以安徽省皖南地区为例,利用GIS空间分析技术,通过计算高程、坡度和地形位指数等地形梯度上的土地利用分布指数,分析了3种地形梯度上不同土地利用类型的分布特征,探讨了该区土地利用分布特点与地形间的关系。结果表明:(1)研究区在高程0~600 m、坡度0~21°和地形位指数0~1.575 0区域内的面积占皖南地区总面积的93.10%、83.11%和93.89%,影响着该区的土地利用类型分布;(2)土地利用类型分布分层明显,耕地、水域和建设用地主要分布在海拔较低、坡度平缓和地形位指数较小的区域,相应的土地利用分布指数随地形梯度的增大而减少直至趋于0;林地、草地分布则与之相反;(3)依据土地利用和地形的关系,皖南地区土地利用格局趋于合理,但不合理的土地利用方式仍然存在,需要加强其土地利用的规划管理。     

广东省东江流域土壤侵蚀空间分布特征研究

广东省境内的东江流域,土壤侵蚀呈不连续的块状分布,主要集中分布在风化壳高度发育的花岗岩低山丘陵区,同时土壤侵蚀分布受人类活动的影响较大。通过实地调查采样分析发现,土壤侵蚀多分布于阳坡,其中面蚀、沟蚀多集中分布于坡面中上部,侵蚀对坡面不同部位的土壤理化性状产生直接的影响。     

基于土地利用结构特征的土壤侵蚀强度预测研究——以四川省为例

研究计算四川省土地利用结构特征指数和土壤侵蚀强度指数结果表明,该省土地利用结构特征指数与土壤侵蚀强度指数的变化具有同步性,用土地利用结构特征指数预测其土壤侵蚀强度变化是合理可行的。     

区域土壤侵蚀强度评价方法研究——以安塞县为例

 以安塞县为例,应用G IS技术,探讨坡度、植被覆盖度计算方法及土壤侵蚀评价工作程序与作业方式的改进。结果表明:对基于50m分辨率DEM提取的坡度进行尺度变换对坡度计算结果影响很大,而进行尺度变换后的改进方法,98%的地区坡度值呈不同程度的增大,平均坡度增大14.5°,陡坡面积增大,缓坡面积减小,结果更加附合实际情况;相比现行植被覆盖度计算方法,采用改进植被覆盖度计算方法计算的植被覆盖度结果减小,平均植被覆盖度减小11.8%;采用AML编程方式实现计算机自动化土壤侵蚀评价,过程可重复性强,结果更加客观、合理。     

基于地形梯度特征淇河流域生态系统服务价值损益

生态系统服务对人类生活具有十分重大的影响,研究生态系统服务价值有助于了解生态系统服务功能变化过程。文章利用修正后的中国陆地单位面积生态系统服务价值量表,结合2000年、2015年两期土地利用/覆被数据估算淇河流域生态系统服务价值,从地形梯度上分析流域内2000—2015年生态系统服务价值变化,深入探讨地形起伏度上生态系统服务价值空间特征。结果表明:（1）2000—2015年淇河流域内以林地、草地和耕地面积为主,研究时段内耕地减幅最大（29 671.64 hm²）,草地面积增幅最大（8 854.38 hm²）,未利用地单一动态度最高为632.14%;（2）2000—2015年研究区生态系统服务价值减少0.14亿元,耕地ESV在200～400 m高程分级上减幅最大（4 464.64万元）,坡度分级上>35°林地ESV减幅最明显（4 293万元）,水域ESV在微起伏地区增益最多（5 940万元）、林地ESV在中起伏地区减少5 492万元和微起伏地区增益3 967万元;（3）单项生态系统服务价值在地形梯度上损益存在差异,增益最大为水源涵养、土壤形成与保护减损最明显;（4）各项生态系统服务功能对研究区生态系统服务总价值贡献等级保持稳定,依次排序为支持服务 > 调节服务 > 供给服务 > 文化服务;敏感性指数均小于1,表明生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果具有稳健性。     

基于GIS的喀斯特流域土壤侵蚀模数估算——以贵阳麦西河流域为例

水土流失是喀斯特流域主要的生态问题,通过收集贵阳市麦西河流域气象、土地利用、土壤等数据,利用3S的技术方法建立流域土壤侵蚀空间数据库,应用USLE模型构建流域土壤侵蚀评价模型,运用GIS的空间数据处理方法,实现对麦西河流域土壤侵蚀模数的估算。结果表明：麦西河流域年均土壤侵蚀速率为1 230.81t/（hm2.a）,侵蚀强度类型以微度和轻度为主;中度以上侵蚀类型主要发生在坡度大于25°,植被覆盖较差的山体位置,尤其是旱地类型;从子流域上看麦乃7号子流域土壤流失较为严重。     

燥红土不同土地利用类型土壤侵蚀特征——以云南小江流域为例

云南小江流域土壤侵蚀十分严重，为揭示其侵蚀机理及探索有效治理方法，对其典型土壤——燥红土不同土地利用类型开展了人工降雨产流产沙试验，并运用水分测定仪（TRASE 6050X1 TDR）对土壤水分变化进行动态监测。结果表明：灌草地蓄水拦沙能力最强，坡耕地（坡式梯地沿等高线开挖垄沟种植花生）次之，裸坡地最弱；同种利用类型土壤不同土层传输水分和吸收水分能力不同；在较大雨强（0．61mm／min）且充足降雨条件下，小江流域燥红土地表产流特征经历了以超渗产流为主、超渗产流和饱和产流同时进行、以饱和产流为主的3个阶段。     

草海流域土壤侵蚀特征研究

应用地理信息系统软件的空间分析功能,从土壤侵蚀空间分布特征和流域平均土壤侵蚀模数的角度对草海流域土壤侵蚀现状进行了分析,并提出了水土保持建议.研究表明:草海流域土壤侵蚀面积占流域总面积30.58％,以轻度侵蚀为主,草海流域平均土壤侵蚀模数为870t/km2·a,属于轻度侵蚀地区,中度以上侵蚀主要分布在西南部、东部、南部...     

基于地形梯度的高原山地区土地利用格局时空特征——以贵州省盘县为例

地形因子在一定程度上制约着土地利用空间格局的形成及变化,高原山地区更为明显。该文选取贵州省盘县作为研究区,运用地学信息图谱理论、地形分布优势指数、地形位指数和土地利用综合程度指数分析了2000—2010年研究区土地利用在地形梯度上的空间分布和内在演变特征。结果表明:研究期间,盘县耕地大幅度减少,林地、草地、建设用地和水域大幅度增加,未利用地不甚明显.不同土地利用时空分布及其变化受地形因子的影响呈现一定的垂直分布特征。低级别区耕地优势位增强,水体优势位出现显著萎缩,中级别区林地和草地优势位基本保持稳定。高级别区林地和草地优势分布范围拉宽,建设用地和水体优势位出现退缩。土地利用图谱以稳定型和前期变化型为主,不同图谱变化类型均是不同级别区耕地向林地、草地及建设用地转化为主要特征。土地利用综合程度指数随地形级别区的增加呈现先下降后趋缓特征。高原山地区土地利用结构调整应充分统筹区域地形结构及土地利用格局垂直梯度特征,对不同土地利用类型优化布局进行因地制宜的安排与协调,实现区域土地资源在空间结构上的合理配置与可持续利用。     

基于地形特征分异的土地利用分布研究--以珠穆朗玛峰国家级自然保护区为例

为了协调地形特征显著区域的土地利用与生态保护活动,以珠穆朗玛峰国家级自然保护区为例,利用DEM和Landsat OLI数据,研究土地利用在高程、坡度和地形位级上的分布指数,并构建土地利用垂直带谱,进而分析了研究区2017年基于地形特征分异的土地利用分布特点和规律。结果表明:各高程级上地类表现出垂直分布规律,由低到高各主导地类表现为林地、耕地、建设用地-耕地、水域、建设用地-草地、水域、裸地-草地、裸地、冰川及永久积雪-冰川及永久积雪;各坡度级上地类分布较为复杂,随坡度级升高,分布着耕地、水域、建设用地-耕地、草地、裸地、建设用地-耕地、草地、林地、裸地、冰川及永久积雪、建设用地-草地、林地、裸地、冰川及永久积雪-草地、林地、冰川及永久积雪;各地形位级的地类分布呈现出层级性,随地形位级增加,主导地类基本分布规律为水域-耕地、建设用地-耕地、草地、裸地-林地、草地、冰川及永久积雪-林地、冰川及永久积雪。研究区土地利用受地形因子影响较大,不同地形级别上的土地利用以自然地类为主导,分布格局相对稳定,但高原土地利用活动对土地利用结构的形成也产生着深远影响。     

基于随机森林算法的土壤侵蚀影响因子研究——以赣江上游流域为例

[目的]分析影响赣江上游流域土壤侵蚀的主要因素,为该区水土流失治理与科学管理提供科学依据。[方法]基于2015年Landsat 8遥感影像、MODIS NDVI数据、数字高程模型(DEM)、土壤类型和降雨数据,采用RUSLE模型和随机森林算法对赣江上游流域土壤侵蚀及其影响因子进行定量化分析。[结果] 2015年赣江上游流域土壤侵蚀强度由东南向西北逐渐加剧,总体上处于轻度侵蚀水平,土壤侵蚀总量为3.45×10~7 t/a,平均土壤侵蚀模数为1 046.38 t/(km~2·a),比南方红壤丘陵区土壤允许流失量[500 t/(km~2·a)]高出2倍之多;子流域9,11,15平均土壤侵蚀模数分别为1 672.66,1 715.83和1 565.36 t/(km~2·a),处于中度侵蚀级别,为研究区重点防治区域;其余子流域均为轻度侵蚀级别。[结论]各子流域的土壤侵蚀受植被覆盖与管理因子(C)和坡长坡度因子(LS)影响较大,两者重要程度分别在30%和20%以上,土壤可蚀性因子(K)和降雨侵蚀力因子(R)的重要程度偏低,均未超过10%。其中子流域9,11,21主要受LS因子影响,其余子流域均受C因子主控。     

基于侵蚀力学机制的流域土壤侵蚀模型研究—以长江三峡库区王家桥流域为例

根据王家桥流域观测资料及人工降雨实验成果,从侵蚀力学机制出发,严格区分了坡面侵蚀与流域侵蚀两个不同的概念,建立了坡面侵蚀模数和流域侵蚀模数。计算结果表明,流域内坡面侵蚀只占流域侵蚀模数的7.1%～11.7%,流域侵蚀物质主要来源于沟蚀、部分重力侵蚀。因此在王家桥流域如何开展水保工作是一个值得深思的问题。     

基于GIS的流域土壤侵蚀量估算指标模型方法——以嘉陵江上游西汉水流域为例

在分析土壤侵蚀形成的各主要影响因子的基础上 ,提出了基于栅格地理信息系统的流域土壤侵蚀量估算的指标模型。结合嘉陵江上游西汉水流域具体情况 ,以降雨、地形、沟谷密度、植被盖度、成土母质等为主要指标 ,对流域土壤侵蚀量进行了估算 ,计算结果与实测数据相符合     

基于GIS的土地利用变化的地形梯度分析——以韶关市大塘镇为例

地形是影响土地利用格局动态分布的因素之一。以韶关市大塘镇为研究区,基于DEM生成坡度图和高度图,利用遥感影像提取2009—2013年土地利用类型,计算研究区高度梯度和坡度梯度的分级指数及地形位指数。结果表明:(1)耕地、水域和园地分级指数和地形位指数逐渐下降,林地逐渐上升,草地、城镇村与工矿用地、交通用地和未利用地的坡度分级指数先上升后下降,高度分级指数多呈先下降后上升,地形位分级指数先下降后上升;(2)城镇村与工矿用地的分级指数和地形位指数数值上升,其余土地利用类型数值均下降,但下降数值较小;(3)除林地外,其他土地利用类型的分级指数和地形位指数均集中于低地形位区间。高度、坡度和地形位对土地利用类型分布格局演变有重要影响,同时城镇化的发展对土地利用类型分布格局演变也有较大影响,但一定程度上遵循分级指数和地形位指数。     

基于地形因子的土壤侵蚀评价指数修正 ——以陕北安塞集水区为例

地形是影响土壤流失的重要因素,小流域尺度上的土壤侵蚀评价指数(SL_(sw))对于地形的研究过于简单,因此本研究对SL_(sw)中的地形因子(G)进行修正,进而得出G因子修正后的土壤侵蚀评价指数(SL_(sw)_G)。以黄土丘陵沟壑区——安塞集水区为研究区,基于GIS技术,利用2006—2012年安塞集水区的数字高程模型(DEM)数据、水文观测站的日降雨量数据、土壤采样数据和土地利用数据,计算研究区2006—2012年逐年的SL_(sw),利用安塞集水区实测的输沙量,验证修正的SL_(sw)_G指数的有效性,并分析安塞集水区土壤侵蚀强度的时空变化特征。结果表明,修正前后土壤侵蚀情况分布基本相同,均呈现东南部地区SL_(sw)指数高,而西北部地区相对较低。在安塞集水区东南部,由于人为因素的影响,土壤保持措施相对较弱,同时土壤中黏粒和粉粒质量较轻,黏粒和粉粒湿时有明显的黏结性,降雨过程中容易被水冲刷;根据土壤采样点的采样数据表明,东南部地区土壤中黏粒和粉粒的含量较高,较容易造成土壤侵蚀。修正前后指数通过T检验得出,SL_(sw)和SL_(sw)_G具有方差齐次性,P=0.0370.05;通过与实测输沙量的比较,修正后SL_(sw)_G与实测输沙量的相关系数大于修正前SL_(sw)与实测输沙量的相关系数(0.390.36),修正后的相关性较修正前的相关性有所增加,说明修正是有效的,修正后的SL_(sw)指数能够更好地评价研究区域土壤侵蚀状况。