黄土高原侵蚀产沙强度、面积、数量间相互关系的统计分析

在对黄土高原1959－1986年侵蚀产沙量详细计算的基础上,系统分析了这一地区侵蚀强度,面积及产沙量之间的相互关系特征,给出了表示这种关系特征的数学表达式,从而对黄土高原侵蚀产沙的空间集中度有进一步的认识。     

黄土高原小流域植被恢复的土壤侵蚀效应评估

植被建设是治理土壤侵蚀的重要途径,特别是坡面土壤侵蚀。退耕还林还草是黄土高原乃至全国最大规模的植被建设工程,黄土高原是该工程的重点地区之一。小流域是土壤侵蚀综合治理的基本单元。通过退耕还林工程实施前后小流域土壤侵蚀的模拟和分析,可以为植被建设成效评估和调整治理策略提供参考。运用修正土壤流失方程RUSLE,在ARCGIS10.2平台下模拟了羊圈沟小流域1984年、1996年、2006年、2012年和2014年5个年份的土壤侵蚀,评估了退耕还林前后黄土高原小流域植被恢复对土壤侵蚀的影响。降雨侵蚀力R利用延安气象站30年(1984—2014年,除1999年外)的日降雨数据计算,LS因子利用将矢量化的1∶5 000地形图插值生成DEM提取;土壤可蚀性K因子利用2006年实测土壤理化数据计算,总结概括前人研究成果获取C、P因子值。研究结果表明:(1)各坡度带侵蚀都显著减弱,15°~25°,25°~35°和35°坡度带是中度以上侵蚀发生的主要区域。1984—2014年3种坡度带的侵蚀面积之和分别占总面积的44.93%,42.65%,35.78%,23.23%和22.98%;(2)退耕还林前后相比,土壤侵蚀强度显著降低:中度以上侵蚀面积急剧减少,土壤侵蚀转变为以微度、轻度和中度侵蚀为主,3类侵蚀面积之和在2006年、2012年和2014年分别占总侵蚀面积的26.53%,44.24%和43.47%;(3)土壤侵蚀模数呈现减小的趋势,从1984年到2014年,土壤侵蚀强度从15 327.57t/(km2·a)降至3 270.19t/(km2·a),降低70%以上。总体上,土壤侵蚀明显降低,表明植被建设有效遏制了土壤侵蚀,退耕还林工程对水土保持和治理土壤侵蚀起到了显著的效果。     

太湖流域片土壤侵蚀现状与变化

为研究近10年来太湖流域片土壤侵蚀情况,借助2次水利部土壤侵蚀调查数据,统计分析太湖流域片土壤侵蚀现状及其面积在空间上的分布,得出2002-2011年间土壤侵蚀的变化趋势,并利用土壤侵蚀综合指数EI,对流域片的土壤侵蚀情况进行定量评价.结果表明:2011年太湖流域片土壤侵蚀总面积为2.3万km2.其中太湖流域侵蚀面积0.1万km2,东南诸河地区侵蚀面积2.2万km2,侵蚀等级均以轻度侵蚀为主;但太湖流域的轻度侵蚀面积所占比例更大,而东南诸河中度侵蚀及其以上的侵蚀等级面积所占比例更大.2002-2011年间,太湖流域片土壤侵蚀面积整体上呈逐步减小的趋势,共减少1.08万km2,年均减少1 201.24 km2;其中,轻度、中度和强烈侵蚀面积减小,而极强烈侵蚀和剧烈侵蚀面积增加.太湖流域地区EI值远小于东南诸河地区EI值(1.65),表明东南诸河土壤侵蚀总体情况更严重.2002-2011年太湖流域片EI值减小,但少数区域EI值增加明显.建议将其列为重点治理区,进行有针对性的治理.     

不同植被盖度下的黄土高原土壤侵蚀特征分析

利用地理信息系统(GIS)技术对黄土高原土壤侵蚀空间数据和植被盖度等级数据进行了空间叠加,研究不同盖度的植被对土壤侵蚀的影响。结果表明:植被盖度等级为1时,黄土高原土壤侵蚀全部为水蚀,占整个土壤侵蚀的100%;植被盖度等级为2时,土壤侵蚀主要以水蚀为主,占整个土壤侵蚀的95.61%;植被盖度等级为3、4、5时,土壤侵蚀仍主要以水蚀为主,分别占整个土壤侵蚀的74.90%、66.68%和58.19%。冻融侵蚀出现在植被盖度等级为4和5时,占整个土壤侵蚀的比例均不大。随着植被盖度的增加水蚀所占比重逐渐减小,而风蚀、水?风混合侵蚀和冻融侵蚀所占比重逐渐加大。植被盖度等级为5时,水蚀、风蚀和水-风混合侵蚀的土壤侵蚀指数均比其他植被盖度等级的土壤侵蚀指数大,分别为657.56、796.68和596.79,土壤侵蚀最严重。黄土高原植被盖度变化对土壤侵蚀状况影响显著。     

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.     

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.     

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。     

基于GIS的呼伦贝尔地区土壤侵蚀动态变化研究

基于1995年、2000年和2005年3个时期TM影像数据.运用ArcGIS 9.2软件和通用水土流失方程(RU-SLE),定量研究呼伦贝尔地区不同时期土壤侵蚀动态,运用马尔科夫模型对2010年和2015年呼伦贝尔地区水土流失状况进行了预测.结果表明.在过去10 a中,呼伦贝尔地区土壤侵蚀程度以微度侵蚀为主,轻度以上侵蚀面积仅占总面积的10%左右.其中,1995-2000年呼伦贝尔地区微度侵蚀面积净减少534.33 km~2,轻度以上侵蚀面积增加了580.02 km~2,说明1995-2000年的5 a中呼伦贝尔地区土壤侵蚀强度呈增大趋势;2000-2005年微度侵蚀面积净增8 326.69 km~2,轻度以上侵蚀面积净减少了8 360.54 km~2,土壤侵蚀强度呈减小趋势,说明2000年以来,呼伦贝尔地区水土流失现状较以前有明显改观.这与同期当地实施生态保育措施有较大关系.预测到2010年和2015年,呼伦贝尔地区土壤侵蚀强度将得到缓解,其中,轻度以上侵蚀面积分别比2005年减少24.8%和38%.     

黄土高原现代侵蚀加剧的根本原因

黄土高原的黄土侵蚀历史悠久,自沉积时起就存在着侵蚀。黄土侵蚀主要是流水作用造成的,现代侵蚀是黄土高原土壤侵蚀加剧的时期。气候变化、土体岩性对黄土侵蚀具有重要作用,但导致黄土侵蚀加速的根本原因是人为作用造成的天然植被的破坏,次要原因是地形起伏加大和新构造运动的不断上升。据此认为,黄土高原的治理是完全可能的,而且通过人类的积极作用,有可能使黄土侵蚀速度小于自然侵蚀速度。     

新构造运动对黄土高原土壤侵蚀的影响

新构造运动是影响黄土高原土壤侵蚀的主导性因素.第四纪以来,受青藏高原阶段性强烈隆升的影响,黄土高原的形成与演化也具有阶段性.黄土高原地质时期土壤侵蚀的相对强烈期为更新世早期(2.5～2.4MaB.P.)、更新世中期(1.67～1.43MaB.P.)、更新世中晚期(0.85MaB.P.)、更新世晚期(0.10～0.07MaB.P.)和全新世5个时期,其中前4个时期为自然侵蚀期,全新世为人为加速侵蚀期.新构造运动是黄土高原重力侵蚀的主要影响因素,构造弧形隆升和断隆带是黄土高原的强烈侵蚀产沙中心.