基于GIS和RUSLE的土壤侵蚀量计算——以贵州省猫跳河流域为例

为了解西南喀斯特山区土壤侵蚀空间分布特征，该文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（RUSLE）估算了研究区2002年现实土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量，得到了研究区现实土壤侵蚀量和潜在土壤侵蚀量的空间分布特征，计算了各种土地利用类型的土壤保持能力，并对研究区土壤侵蚀防治措施进行了探讨.结果表明，研究区年均现实土壤侵蚀模数为28.70 t/（hm2·a），年均土壤流失量875.65×10.4 t/a，年均土壤保持量25 095.73×10.4 t/a.旱地的土壤保持能力最小，研究区进行水土流失防治除对25°以上的旱地实行退耕还林、裸岩荒地植树造林外，还应加强对6°～25°的旱地进行治理如坡改梯等.      

丹江口市土壤侵蚀敏感性时空变化特征

土壤侵蚀是丹江口库区主要的生态问题之一,明确丹江口市土壤侵蚀敏感性的时空变化特征有助于深入认识丹江口库区的土壤侵蚀机理,也可为保护库区水环境提供依据。基于修正的通用土壤流失方程（RUSLE）,结合丹江口市多山、地形破碎的地形特征,选择降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形起伏度、植被覆盖度、沟壑密度5个因子构建土壤侵蚀敏感性评价体系,借助ArcGIS 10.2平台,综合评价2012—2017年丹江口市土壤侵蚀敏感性,并分析研究区在不同下垫面要素下土壤侵蚀敏感性的空间分布特征。结果表明：丹江口市土壤侵蚀敏感性整体呈现南北高、中间低的态势,主要表现为轻度敏感和中度敏感,高度及以上敏感区仅占研究区总面积的13.53%;5年间丹江口市中度敏感、轻度敏感、不敏感区面积呈增加趋势,高度敏感和极敏感区面积呈下降趋势;疏林地和未利用地是研究区高敏感性土地利用类型;研究区土壤侵蚀敏感性随坡度增大呈先升高后降低趋势。研究成果可为丹江口市土壤侵蚀机理研究和水土保持及生态环境建设提供参考。     

河南省近十年来土壤侵蚀时空变化分析

为定量评价河南省土壤侵蚀状况，实现河南省农业高质量发展，本研究以RUSLE模型为基础，利用多源遥感数据、数字高程模型、水文统计数据、气象数据等，系统分析了河南省2008—2018年土壤侵蚀的时空变化，并结合地理探测器方法探讨了研究区土壤侵蚀可能的驱动因素。研究表明： 2008—2018年河南省土壤侵蚀以微度侵蚀为主，其面积占全省95%以上且逐年递增，轻度侵蚀区面积逐年递减，中度及以上侵蚀区域面积无明显变化；河南省西部、西南部及南部地区的土壤侵蚀状况近年来有明显改善，而西北部及北部黄河流域的土壤侵蚀模数维持相对较高状态；坡度对土壤侵蚀的解释力最强，且与其他因子具有强交互作用，是影响河南省土壤侵蚀的主要因素。本研究可以为河南省生态治理及环境保护政策制定提供科学依据。     

基于RUSLE的福建省长汀县河田盆地区土壤侵蚀定量研究

以RS、GIS和RUSLE模型为主要技术,选取典型的土壤侵蚀区福建省长汀县河田盆地区为研究区,通过对模型因子的合理选择,估算了该地区1988年、1998年和2010年的土壤侵蚀量,实现土壤侵蚀状况的定量评价和动态监测.结果表明:在1988年至2010年期间,研究区土壤侵蚀状况得到明显改善,平均土壤侵蚀模数由4259.11 t·km-2·a-1下降为1280.09 t·km-2·a-1,年侵蚀量由252.42万t下降至75.87万t;中度及其以上侵蚀面积由176 km2减少至62.69 km2,微度侵蚀面积由225.85 km2增加至358.9 km2.研究结果说明近22年来针对长汀河田盆地区土壤侵蚀的治理所采取的措施是卓有成效的.长汀河田盆地区水土流失进一步重点治理的区域应集中在盆地中心及其西北部等地区的高程低于400 m、植被覆盖度为20％-50％的地区.     

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。     

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。     

基于侵蚀针和近景摄影测量的侵蚀速率测定方法试验研究

为探究一种精度高、操作简便,成本低、易便携的土壤侵蚀速率测量方法和设备,采用近景摄影测量的直接线性变换处理技术,实现了侵蚀针土壤侵蚀速率测量法的非接触性快速测量。2008年10月在人工模拟降雨条件下对该方法的测量精度进行了检验,并对该方法的推广应用进行了讨论。结果表明:该方法的测量侵蚀针出露高度的精度可达到96.73%以上。土壤侵蚀量趋于稳定后,其解算值与实测值间的误差率将稳定在4%～5%之间,该方法测量土壤侵蚀量的精度可达到92.77%以上。     

陕西富县土壤侵蚀潜在危险度评价

【目的】对陕西富县土壤侵蚀潜在危险度进行评价,旨在为黄土高原水土保持和生态环境规划等提供科学依据。【方法】选取地形坡度、植被指数、年降水量、土层厚度、土壤可蚀性、岩性、人口环境容量失衡度和坡耕地占坡地面积比例等8个因子,作为评价陕西富县土壤侵蚀潜在危险度的主要因素,首先对各个因子进行分级、量化处理,然后利用特尔斐法(Delphi)和层次分析法确定8个因素的权重,最后运用侵蚀因子权重评分法的数学模型计算陕西富县土壤侵蚀潜在危险度。【结果】影响富县土壤侵蚀潜在危险度8个因子的权重依次为:地形坡度0.20,植被指数0.18,土层厚度0.16,年降水量0.12,土壤可蚀性0.12,岩性0.09,坡耕地占坡地面积比例0.08,人口环境容量失衡度0.05。富县土壤侵蚀潜在危险度为33,属于危险型。【结论】利用侵蚀因子权重评分法得到了富县土壤侵蚀潜在危险度的评价等级;8个侵蚀因子中,地形坡度、植被指数、土层厚度对富县土壤侵蚀潜在危险度的影响较大。     

南方红壤丘陵区流域景观格局与水土流失的关系

以福建省晋江西溪流域为试验区,在分析景观格局与水土流失强度关系的基础上,通过BP模型构建两者的非线性映射关系,模拟优化景观格局后的水土流失情况.结果表明:(1)该流域水土流失主要发生在茶园景观和裸地景观;景观面积类型、斑块数量、加权面积的平均形状指和平均分维数与水土流面积呈正相关,景观连接度与水土流失呈负相关,平均斑块大小、多样性指数、散布与并列指数与水土流失不显著相关.(2)景观格局与水土流失面积间存在精度较高的BP映射关系,误差绝对值小于5%.(3)应用BP模型优化茶园与裸地的景观格局,预测水土流失面积下降14.14%.     

东北黑土区水力侵蚀研究进展

水力侵蚀是我国东北黑土区主要土壤侵蚀类型,为更加有效地防治黑土区水力侵蚀,保护当地生态安全,推进我国生态文明建设,我国学者开展了一系列研究,涉及到黑土区水力侵蚀发生机理、影响因素、预测预报技术以及防治措施等方面,取得了可观成果。本文总结了近年来东北黑土区水力侵蚀的研究成果,认为目前黑土区水力侵蚀研究较为全面、深入,但还有一些需要进一步深入的研究领域：水力侵蚀机理的定量化研究、水力侵蚀效应系统评价研究、黑土区水力侵蚀预测预报研究和黑土区水力侵蚀综合防治体系研究。     

非点源污染模型在土壤侵蚀模拟中的应用及发展动态

近年来 ,随着计算机和地理信息技术的不断发展 ,非点源污染模型在土壤侵蚀研究中得到了广泛的应用 .该文通过对不同模型的背景、功能、应用范围以及优缺点的分析 ,对国外较为常用的 8个土壤侵蚀模型进行了全面综述 .这些模型包括用于预测预报的RUSLE ,WEPP和EPIC ,用于流域水文过程模拟的SHE ,CREAMS和ANSWERS等 ,还有用于流域管理措施评价的AGNPS和SWAT等 .通过对不同模型应用现状的分析 ,提出了土壤侵蚀模拟模型在BMPs评价、湿地水文以及生态系统缓冲带泥沙及营养元素运移等领域的应用前景和发展动态     

黑龙江省低山丘陵区水保措施减蚀效应研究

黑龙江省低山丘陵区土壤贫瘠,农业生产活动剧烈,加之降雨多以夏季暴雨为主,造成了该地区严重的土壤侵蚀现象。文章通过对宾县三岔河小流域7个试验小区径流和产沙观测资料的分析,总结得出不同水保措施下的水土保持效益,为合理安排耕作方式提供参考。     

黑龙江省水土流失现状及防治对策研究

水土流失与沙漠化、环境污染并称为当今世界的三大公害和三大环境问题,严重影响人类的生存和发展,已引起世界各国的广泛关注和普遍重视。文章通过对黑龙江省水土流失现状的调查,阐明其对生产生活带来的危害,分析水土流失产生的成因,并根据黑龙江省水土流失特点,因地制宜地提出适合于黑龙江省水土流失的防治对策。     

联合径流侵蚀功率与连通性指数识别流域侵蚀对植被恢复的响应

为识别植被恢复流域侵蚀变化过程,本研究构建了包含RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)、IC(Index of Connectivity)和基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)的径流侵蚀功率方程所构成的侵蚀过程识别模型方法框架,以探究延河流域侵蚀过程的变化及对植被恢复的响应特征。结果表明：延河流域侵蚀情况总体持续向好,1985—2000年间多个年份的流域平均侵蚀模数超过80 t·hm^-2·a^-1,而在2015年左右下降至10～30 t·hm^-2·a^-1,植被恢复造成了流域侵蚀的动态变化,两者呈负相关的年际变化趋势,表明植被增加在较大程度上抑制了土壤侵蚀。径流侵蚀功率时空变异性较大,最大值从1985年的13.28×10^-4m⁴·s^-1·km^-2下降至2020年的4.40×10^-4m⁴·...     

陕西省丹汉江流域土壤侵蚀经济损失分析

【目的】分析陕西省丹汉江流域土壤侵蚀的经济损失,为水土流失状况评价提供参考。【方法】利用环境经济学的原理,采用市场价值法、机会成本法和影子工程法等,结合最新调查数据,对陕西省丹汉江流域土壤侵蚀造成的经济损失进行估算。【结果】陕西省丹汉江流域每年土壤侵蚀经济损失为112.884亿元。土壤养分流失损失、土壤水分流失损失、土地废弃损失和泥沙滞留、淤积损失分别占96.028%,0.589%,1.528%和1.855%。单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失为42.97万元/km2。各市单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失大小依次为安康市>商洛市>汉中市>宝鸡市>西安市。强度损失的县(区)主要集中在2个区域,即汉江源头的宁强县、略阳县和汉江中游的安康市大部及丹江上游的镇安县、山阳县。【结论】单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失与土壤侵蚀模数之间具有显著相关性,可以作为评价水土流失状况的一个直观、重要的指标。     

赣南地区侵蚀地形因子研究

【目的】研究南方红壤区水土流失非常严重地区的土壤侵蚀地形因子,旨在为水土流失治理提供参考。【方法】以赣南地区为典型样区,将该地区1∶10万图幅及其周边的16个1∶5万图幅拼接,然后用1∶10万图幅向外扩展5km后重新切割的范围作为数据处理的单元,基于Hc-DEM提取地形因子,用50m×50m的邻域窗口对坡度进行均值滤波,将赣南地区划分为平原(包括盆地及周边缓坡丘陵)、典型丘陵、山地3种地貌类型区,对这3种地貌类型区的坡度、坡长、坡度-坡长因子(Length-Slope factor,LS)的宏观和微观格局进行分析,研究地形因子与土壤侵蚀的关系。【结果】在宏观尺度上,平原的坡度和LS因子均最小,典型丘陵次之,山地最大;平原和典型丘陵区坡长较小,而在山地较大。在微观格局上,坡度表现出与地形连续变化相适应的特性;坡长在典型丘陵和山地反映出与提取算法有关的、类似流域单元的图式;LS受坡度和坡长的共同影响,整体上与坡度的分布一致。地形因子与土壤侵蚀的关系表现为,随着侵蚀强度的增加,坡度、坡长和LS因子均呈增加趋势。【结论】在南方红壤区水土流失非常严重地区,地形属性(坡度、坡长)和LS对土壤侵蚀影响明显。     

示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用

示踪技术在研究土地退化状况、土壤资源可持续利用、土壤侵蚀等方面具有重要的应用价值。文章介绍了放射性物质示踪、稀土元素示踪、磁性示踪等3种主要示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用概况,重点综述放射性单核素（^187Cs、^7Be）示踪技术、放射性离子示踪技术和复合核素示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用进展,最后结合示踪技术在土壤侵蚀研究中的特点,对其今后的发展方向和应用前景作了展望,即多核素示踪技术的应用将成为土壤侵蚀研究的一大重点;3S技术与示踪技术的有机结合,将为区域水土流失快速评价提供一条有效途径。     

宁南黄土丘陵区坡耕地土壤侵蚀对土地生产力影响研究

坡耕地土壤侵蚀对土地生产力的影响表现在多方面 .该文运用模拟侵蚀方法 ,对宁夏西吉县黄土丘陵区坡耕地表层土壤发生不同程度侵蚀后 ,表土养分流失、作物产量和生物量下降的状况进行了定量测试分析 .结果显示 :①耕作层 (0～ 2 0cm)土壤肥力指标有机质、全N、碱解N、全P分别比下层土壤 (2 0～ 6 0cm)高 14 2 % ,12 0 % ,37 3%和 9 2 % ,且流失土壤的养分富集现象明显 .②种植春小麦和豌豆的坡耕地 ,每流失 1cm表土 ,产量分别下降 1 9%～ 3 1%和 2 0 %～ 2 6 % ,而马铃薯和胡麻产量分别降低 0 9%～ 1 0 %和 0 9%～ 1 5 % .③发生强度和剧烈侵蚀的坡耕地 ,每年农作物产量下降幅度为 0 35 %～ 1 76 %和 1 0 7%～ 3 36 % .     

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。     

不同栽培方式对烟田土壤及养分流失的影响

为了解不同的栽培方式对山坡地烟叶种植中水土流失和烟田养分流失的影响,在贵州省毕节市黔西县石灰土类型的山坡地,设计了2个不同坡度的田间径流小区试验。结果表明：与地膜覆盖处理相比秸杆覆盖能有效的减少烟田土壤流失量,从而减少养分流失;坡度对土壤流失和养分流失的影响较为显著,较高的种植坡度水土流失量和养分流失量也较大;养分流失与田间土壤流失有相似的规律,磷流失量在不同坡度间的差异较大,钾流失量在不同起垄方式之产差异更明显;横向起垄能有效减小地表径流、田间土壤流失和养分流失,在较低坡度和较高坡度,均起到了良好的保持水土作用。