基于GIS和USLE模型的安徽舒城县土壤侵蚀空间分析

基于通用土壤侵蚀模型(USLE),利用安徽舒城县逐月降雨数据、土地利用图、土壤类型图、DEM,通过确定土壤侵蚀方程中各因子,在GIS平台上对研究区2010年土壤侵蚀量和空间分布特征进行了研究。结果表明:舒城县的年平均土壤侵蚀模数为303.89t·km-2·a-1,侵蚀强度为轻度。区域土壤侵蚀在轻度以下的面积占研究区面积的97.98%。区域内土壤侵蚀的空间分布差异较大,不同侵蚀等级零散分布;东北部平原地带土壤侵蚀不明显,中南部低丘陵山区及西南部大别山区土壤侵蚀较严重,尤其是龙河口水库区域土壤侵蚀状况严重。通过以上研究分析,以期为当地经济发展及土地利用规划提供参考。     

陕西渭河流域近15年土壤侵蚀时空变化分析

渭河流域土壤侵蚀与气候变化、生态保护与建设政策、城市扩张等人类活动密切相关,受到广泛关注。基于渭河流域DEM、土壤类型、2000—2014年渭河流域气象站点逐日降水数据及MODIS NDVI数据,采用修正通用土壤侵蚀方程(RUSLE)估算流域土壤侵蚀模数,并分析2000—2014年渭河流域土壤侵蚀时空变化特征。结果表明,渭河流域2000—2014年植被呈改善趋势,其中陕北丘陵沟壑区、渭北高原沟壑区NDVI增加明显,分别提高了28.4%、15.1%。2000—2014年渭河流域土壤侵蚀以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,共占总面积的61.47%;以2009年为拐点,之前微度侵蚀土壤面积呈增加趋势,而中度以上土壤侵蚀面积呈减少趋势,之后则完全相反。渭河流域不同地貌单元土壤侵蚀强度差异较大,渭河平原区以微度侵蚀为主,占该区域面积的80%以上;陕北丘陵沟壑区的中度及中度以上侵蚀强度的面积则占到了52.7%;渭北高原沟壑区以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,占该区域面积的61%;秦岭北坡山区年侵蚀性降雨量较大,以中度及中度以上土壤侵蚀为主,占该区域面积的71%。     

陇南市水土流失变化趋势及原因分析

本文基于2011年全国水利普查及2018年、2019年和2020年水利部水土流失动态监测结果,对陇南市水土流失总面积及不同侵蚀强度面积的变化情况进行了分析,并对产生此种变化的原因进行了探讨。结果表明：近20年来随着“长治工程”的实施及全民水保意识的增强,陇南市水土流失总面积逐年减少,且减少幅度逐年上升;土壤侵蚀强度以轻度侵蚀和中度侵蚀为主,轻度侵蚀面积显著高于其他侵蚀类型,土壤侵蚀强度和对应的侵蚀面积呈负相关关系。     

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。     

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%。     

淮河流域大别桐柏山区土壤侵蚀动态变化研究

采用叠加分析法,分析了大别桐柏山区1995～2000年TM遥感影像,获取土壤侵蚀数据。结果表明,大别桐柏山区土壤侵蚀主要以水蚀为主;2000年研究区域土壤中度以上侵蚀较1995年减少,轻度侵蚀明显增加,且98.50%轻度水蚀由1995年微度水蚀转化而来;耕地和林地水土流失是该区域的流失类型,微度和轻度侵蚀占侵蚀面积的95.29%。     

基于GIS和RS的小流域土壤侵蚀时空变化研究——以三川河为例

快速获取和监测小流域土壤侵蚀的时空变化是综合治理和改善生态环境状况的重要研究内容。以三川河为研究区,结合遥感和地理信息系统为主要方法,采用RUSLE经验模型获取土壤侵蚀模数,并结合子流域和自然环境对小流域尺度下黄土高原区小流域土壤侵蚀状况进行研究。结果表明,1990—2010年,三川河流域整体土壤侵蚀状况逐步变好,土壤侵蚀强度正在沿着剧烈—极强烈—强烈—中度—轻度—微度的方向转变;子流域的研究结果表明,中度以下的土壤侵蚀主要分布在东川河和北川河流域的东部山区,强度以上的侵蚀主要分布在三川河的干流区域;土地覆盖分布的关系表明,1990—2010年土壤侵蚀主要发生在草地及未利用地区域。     

鄂东北土壤侵蚀时空演变及其影响因子定量评价

为定量揭示鄂东北土壤侵蚀时空演变特征及其影响因子的贡献,基于RUSLE模型和2000—2020年遥感影像数据探究土壤侵蚀强度的时空变化,并结合地理探测器模型识别土壤侵蚀主导因子及其交互作用效应。结果表明：2000—2020年鄂东北土壤侵蚀模数呈波动减小趋势,2020年的土壤侵蚀模数较2000年下降62.82%;侵蚀强度以微度和轻度侵蚀为主,二者面积之和占总侵蚀面积的82%以上;微度侵蚀面积占比上升,轻度、中度、强烈、极强烈和剧烈侵蚀面积占比呈波动下降趋势;中部和东北部土壤侵蚀明显改善,东北部土壤侵蚀模数仍较高;耕地是土壤侵蚀的主要地类,其土壤流失量占总流失量的74.82%~82.42%;15°~35°坡度区间分布着69.33%的极强烈侵蚀土壤和85.55%的剧烈侵蚀土壤;土壤侵蚀影响因子解释力（q值）表现为植被覆盖度>坡度>海拔>土地利用类型>降雨,植被覆盖度是影响鄂东北土壤侵蚀变化的主要因子,植被覆盖度和坡度之间的交互作用对土壤侵蚀强度的解释力最大（32.28%）;植被覆盖度小于0.3和坡度大于35°的区域发生土壤侵蚀的风险最高。近20年间鄂东北土壤侵蚀明显改善,这主要得益于封山育林、退耕还林等水土保持措施的实施以及多因子协同治理。     

基于InVEST模型的佳木斯土壤侵蚀时空变化及驱动因素分析

东北黑土区是我国重要粮食生产基地，当前面临严重的土壤侵蚀和养分流失问题。以典型黑土区佳木斯为研究区，利用ArcGIS提取土壤侵蚀因子并结合InVEST模型，探究土壤侵蚀强度的空间分布特征及影响因素，为我国黑土区农业可持续发展和粮食安全等相关政策制定提供数据依据。结果表明2005—2010年佳木斯市土壤侵蚀量呈上升趋势，2010-2020年呈动态平稳趋势，侵蚀等级以轻度、微度侵蚀为主，空间上均呈四周高中部低的格局；土壤侵蚀影响因素按影响力从大到小依次为土地利用类型、坡度、土壤类型、年降雨量、植被覆盖度。其中，耕地、林地、未利用地为土壤侵蚀发生主要土地利用类型；坡度与土壤侵蚀强度呈正相关；多因子组合对土壤侵蚀的影响力大于单一因子，土地利用类型和坡度的交互作用影响最为显著。     

黄河中游不同流域尺度土壤侵蚀评价

黄河中游是黄河流域土壤侵蚀最严重的区段,基于GIS和RS技术,利用2000—2010年黄河中游土地覆被数据、气象数据和地形数据等,提取了该区2000—2010年植被覆盖度,应用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)计算了逐年土壤侵蚀模数,探讨了土壤侵蚀与植被覆盖度间的相关关系,并分析了不同生态系统、不同流域尺度土壤侵蚀时空变化特征。结果表明:(1)黄河中游植被覆盖度在空间上呈西北低东南高的分布特征,在时间上呈波动上升趋势,且植被覆盖度与土壤侵蚀模数之间存在负相关关系;(2)研究区2000—2010年各生态系统的土壤侵蚀强度在减弱,侵蚀状况明显好转;(3)黄河中游二级流域的土壤侵蚀量在2000—2010年间均有不同程度的减少;(4)在整个研究时段内,三级流域中的沣河、伊河及黑河流域的土壤侵蚀量在增加,其他流域的土壤侵蚀在减少。研究结果对黄河中游地区的水土保持措施具有一定的指导意义,同时,多尺度土壤侵蚀评价方法及通过剔除降雨因素实现以植被为主导因子的土壤侵蚀评价方法也可为其他地区的土壤侵蚀评价提供借鉴。     

莜麦在河南省的引种与利用技术研究

[目的]研究莜麦在河南省的引种情况及利用技术,为河南省黄河滩区引进和推广来自内蒙古的莜麦品种内农大莜1号和内农大莜2号提供依据。[方法]通过莜麦在河南省黄河滩区气候和土壤条件下的引种试验,研究内农大莜1号和内农大莜2号的适应性、生长特点、生物学规律和生产水平,并与原产地进行比较分析,探索该莜麦品种在河南推广的可能性和必要性。[结果]莜麦引种到河南后,光合能力得到了增强,株高、叶面积指数得到明显的提高,但植株中干物质含量明显降低。内农莜-1和内农莜-2号的秸秆产量分别为1578．4、1462．7g DM／m^2,分别比原产地提高33．3％和21．6％;果实产量分别为457．6、481．7gDM／m^2,分别比原产地提高20．8％和26．0％。[结论]内农大莜1号和内农大莜2号能很好地适应河南省黄河滩区的土壤和气候条件,并且生长快、产量高,能表现出比原产地更高的生产性能,适宜在黄河滩区推广和利用。     

引黄入晋北干线工程水土保持生物措施研究

针对晋西北黄土高原区水利工程建设中的水土流失问题,基于气候、地貌、区域水土流失特征及工程建设期水土流失成因等要素的系统诊断分析,提出以分类治理、植被结构优化类型和技术措施组装配套为主体的生物措施方案和技术途径。实践证明,这些措施产生了良好的水土保持效果,这一范式的总结为华北地区建设项目水土流失生态治理提供了借鉴作用。     

黄河中下游地区耕地轨迹演变及驱动机制研究——以河南省为例

为探究黄河中下游地区耕地轨迹演变规律,以河南省沿黄地区和非沿黄地区为例,运用变化轨迹方法、景观格局指数和Logistic回归模型进行耕地轨迹演变及其驱动机制的对比分析。结果表明：沿黄地区耕地扩张和缩减幅度高于非沿黄地区,扩张型耕地在沿黄地区主要沿黄河两岸分布,非沿黄地区分布均匀。非沿黄地区缩减型耕地向各行政区的中心集聚,沿黄地区缩减型耕地明显向郑州集聚。耕地是河南省优势景观类型,沿黄地区扩张型耕地和缩减型耕地聚集程度和连通性高于非沿黄地区,但连通聚集增长率低于非沿黄地区。Logistic分析表明,沿黄地区与非沿黄地区的耕地轨迹转化驱动因素略有差异,沿黄地区耕地的扩张对黄河水的依赖性强,非沿黄地区受经济发展和社会生活的影响较大。缩减型耕地在沿黄地区和非沿黄地区的驱动因子基本一致,区别主要在于贡献率的不同。研究结果为保障国家粮食安全及黄河流域高质量发展提供理论依据。     

砒砂岩区土壤侵蚀机理与生态修复技术研究进展

黄河流域的生态保护和高质量发展,是我国新时代生态文明建设的重要内容。砒砂岩区是黄河流域水土流失最严重的区域之一,也是黄河粗泥沙的集中来源区。砒砂岩区水土流失治理和生态修复工作倍受重视,多年不懈的水土保持工作取得了巨大成就,水土流失防治成效显著,生态环境明显好转,但砒砂岩区的水土流失形式仍旧严峻,生态环境依然脆弱,治理质量还有较大提升空间,大面积的人工林也面临着退化风险和更新难题。砒砂岩区土壤侵蚀机理研究成果丰富,但该区水文下垫面复杂多变,侵蚀类型多样复合,前人的研究仍沿用黄土高原区的理论与方法,极大的限制了砒砂岩区土壤侵蚀机理研究的发展。本文结合前人的研究成果和作者的科研经验,概括了砒砂岩区土壤侵蚀机理与生态修复技术研究的发展历史,从基岩侵蚀内因、土壤侵蚀机理研究、生态修复技术研究、存在问题与发展方向4个角度,对砒砂岩土壤侵蚀机理研究和生态修复技术工作的成果进行系统梳理,剖析现有研究的不足之处,指出未来砒砂岩区土壤侵蚀机理研究和生态修复技术发展发向。     

黄河首曲玛曲县高寒草地沙化景观动态研究

基于1994年、2001年和2008年Landsat TM遥感影像,通过选取斑块密度、分离度、分布重心和扩展度等景观格局指数,从景观水平上研究了黄河首曲玛曲县沙化土地景观空间分布格局特征的动态变化过程。结果表明:(1)1994-2008年间,研究区沙化总面积呈持续增加的态势,黄河河岸沙化是研究区域内沙化扩展速度最快沙化类型;(2)1994年、2001年和2008年3个时段内,研究区各类沙化土地斑块密度和斑块分离度指数均呈逐年递减的趋势,区域沙化景观稳定性逐步加强;(3)由于研究区西北部黄河河岸沙化土的扩张,玛曲县沙化土地景观重心逐步向西北方向移动。     

山西省水土流失治理的战略抉择

黄土丘陵山区占山西全省土地面积的80%,水土流失面积占全省土地面积的69%。山西省是我国水土流失最严重的省份之一。黄河流经山西的大北干流河段,占黄河干流长度的11.9%,而该区向黄河输入泥沙量达2.9亿t,约占全省入黄泥沙量的80.6%,占黄河总泥沙量的18.12%,是水土异常强烈流失区,侵蚀模数达到10000～15000t/km2。把山西西部沿黄丘陵山区作为水土治理特区重点治理,对改善山西和黄河生态具有重要战略意义。总结半个世纪以来黄土高原治理水土流失的经验,只有由治水为主,转向植树、种草恢复植被,治山治土,综合治理,遵循地带性适树、适草原则,森林覆盖率达到30%,植被覆盖率达到60%,区域水土流失控制在1000～1500t/km2,水土流失才可能得到全面控制。     

黄土高原水土流失造成的危害及其综合治理措施

黄土高原地区的面积为64.27万km2,其中,水土流失面积达45万km2,占总面积的70.9%,每年向下游输沙量约达12.8亿t,占黄河向下游输沙量的80%。其主要产沙区在六盘山以东地区,东部侵蚀度北强南弱,西部北弱南强;黄土高原存在几个高强度侵蚀中心,水蚀风蚀形成侵蚀强烈地区。水土流失的主要危害是破坏土地资源,生产能力降低;农田破坏严重,削弱土壤肥力;降水少而平均,干旱灾害不断加剧;林草地比例严重下降,形成恶性循环。总结黄土高原水土保持的历史经验与教训,要通过加强宏观控制、推进小流域综合治理、建设基本农田、逐步退耕造林种草、坚持治理与开发相结合、严格控制人口增长等措施解决水土流失问题。     

河南省黄河中下游滩区林业发展问题研究

从河南省黄河滩区的自然条件及经济社会状况出发,分析了林业在黄河中下游滩区安全和发展中的作用以及林业发展的制约因素,并提出了其林业发展的指导思想、建设方案和政策措施。     

河南省黄河滩区绿色草业工程建设的现状与展望

笔者根据河南省黄河滩区自然条件的特点和畜牧业发展中存在的问题,依据生态学原理探讨了在滩区建设绿色草业工程的必要性和可行性。文章的重点在于提出建立以发展“三元”农业生产结构、发展绿色草业工程、发展绿色畜禽产品小区以及加强生物多样性保护为核心的绿色综合建设措施,其目的是为了改善黄河滩地的生态环境,保护滩地的生物多样性,促进滩区湿地以及周边地区农田和草地的科学化利用,促进滩区农牧业经济的良性循环和可持续发展。     

河南省大风与扬沙天气时空分布特征

利用河南省内121个气象站点1981～2010年的气象数据,对河南省大风天气和扬沙天气在时间与空间上的分布进行了分析。结果表明,大风天气与扬沙天气呈正相关,相关系数为0．93,2种天气多发生在春季和冬季,夏季和秋季发生天数较少;此外,两者空间上的分布有所不同,大风天气主要发生在河南省中部地区,而扬沙天气则主要发生在河南省北部和黄河两岸一些地区。