基于GIS的三江源区冻融侵蚀强度评价

在GIS技术的支撑下实现了三江源冻融侵蚀区范围的界定,然后选取气温年较差、坡度、坡向、植被覆盖度、年降水量等因素作为强度评价指标,提出了适合三江源区的冻融侵蚀强度评价标准,并借助GIS技术完成了三江源区冻融侵蚀强度评价。结果表明:三江源冻融侵蚀区分布范围广,区域分异特征明显;冻融侵蚀强度分布不一,高强度冻融侵蚀主要分布在地形起伏较大的山区,而低强度冻融侵蚀则主要分布在地势较平坦区。     

基于IMERG反演降水数据估算广东省降雨侵蚀力

近年来遥感反演降水产品的时空分辨率不断提高,为估算区域尺度上具有空间连续性的降雨侵蚀力提供了新的可能。但以往研究在应用遥感降水产品估算降雨侵蚀力时多忽略了其与站点观测数据间的差异和对其纠偏的可能性。该研究以广东省86个气象站2001—2020年的逐时降水资料估算的降雨侵蚀力为观测值,评估两套IMERG（integrated multi-satellite retrievals for GPM）遥感降水产品-GPM_3IMERGHH（0.1°,逐30-min）和GPM_3IMERGDF（0.1°,逐日）对广东省降雨侵蚀力的估算精度并量化偏差,再结合拟合纠偏确定基于遥感反演降水数据估算广东省降雨侵蚀力的最优方法。结果表明：这两套产品均不适宜直接估算降雨侵蚀力指标,不同时间尺度、不同方法直接应用时精度均较低,克林-古普塔效率系数（Kling-Gupta efficiency, KGE）小于等于0.51。但多年平均和极端次事件降雨侵蚀力与对应观测值间具有强相关性（皮尔逊相关系数大于等于0.78）,具备纠偏的潜力。因此,本研究发展线性模型对IMERG估算结果进行纠偏,交叉验证结果表明纠偏后GPM_3IMERGHH估算多年平均降雨侵蚀力（R因子）的KGE可达0.79,10年一遇EI₃₀的KGE可达0.64,优于采用站点日降水估算降雨侵蚀力并插值的精度（KGE分别为0.60和0.59）,与采用站点小时降水估算降雨侵蚀力并插值的精度相近（KGE分别为0.77和0.66）。当前研究结果充分展示了遥感反演降水在土壤水蚀领域的应用潜力和前景。     

基于GIS的西藏自治区冻融侵蚀敏感性评价

通过寻找多年冻土下界与等温线的关系,确定了西藏自治区冻融侵蚀的范围,并运用GIS技术对西藏自治区冻融侵蚀的敏感性作了评价:①加权叠加气温年较差、年均降水量和地形起伏度三个单因素图层,得出冻融侵蚀敏感性指数分布图;②根据敏感性指数的分布情况对冻融侵蚀敏感性进行了分级。评价结果表明,西藏大部分地区属冻融侵蚀敏感区,敏感性总体分布表现为南部高海拔冻融侵蚀区高于北部高纬度冻融侵蚀区。     

基于日降雨信息的月降雨侵蚀力模型

在分析浙江省兰溪和嵊州8年共402次自记降雨过程资料的基础上,提出了月侵蚀性雨量(Pmer)、月侵蚀性降雨日数(Dmer)和月内最大3日雨量(Z3m)等3个指标,同时定义了Pmer、Dmer和Z3m的计算方法,并将其引入到降雨侵蚀力模型之中。结果发现:利用Pmer、Dmer和Z3m等指标所建立的月降雨侵蚀力模型,其相对偏差为9·9%,而传统单因子雨量指标所建立的模型,其相对误差为21·6%,显然,前者优于后者。     

基于日雨量的延安地区降雨侵蚀力动态特征分析

延安地区是黄土高原水土流失最为严重的地区之一.利用延安气象站1951-2005年的日降雨量数据,采用日雨量侵蚀力模型估算延安地区降雨侵蚀力,结果表明:该地区降雨侵蚀力主要集中在6-9月,占到了全年的85.6%.年降雨侵蚀力的平均值为1 765.73 MJ·mm/(hm2·h),55年间,年降雨侵蚀力变异程度适中,从整体上看,趋势保持平稳,其离差系数Cυ和变异趋势系数r分别为0.41和-0.071.     

基于GIS的三江源区冻融侵蚀评价与分析

三江源区由于其高海拔、高纬度和低气温的气候特点而成为冻融侵蚀较严重的区域,因此开展其冻融侵蚀强度的研究对区域合理的生态环境规划和生态环境保护方案制定具有积极作用。该文采用归一化方法和冻融评价模型,利用影响冻融侵蚀的主要因子气温年较差、降水量、坡度、植被盖度和太阳辐射进行定量研究与分析,结果表明:三江源区冻融侵蚀区分布面积较广,占源区总面积的75.7%,其中长江源区的冻融区面积比最大,其次是澜沧江源区和黄河源区。3个流域的冻融侵蚀均以中度侵蚀为主,但它们在侵蚀强度等级构成和不同强度等级所占比例均存在显著差异,总体而言长江流域的冻融侵蚀相对最严重。相同强度冻融侵蚀区在空间上积聚,不同强度冻融侵蚀空间分异明显,呈现出由东向西的低-高-低-高侵蚀的带状分布特征。尽管该区域内存在多个高值和低值区交叉分布的现象,但它们的主要影响因素存在一定的差异,其中西部地区以植被覆盖和太阳辐射为主,而东部地区以降水、坡度和太阳辐射为主。     

CMORPH数据在吉林省降雨侵蚀力计算中的应用

基于气象站点降雨数据,对30 min时间分辨率的CMORPH遥感反演降雨数据进行精度分析,并采用CMORPH数据计算吉林省2016年降雨侵蚀力,得到了以下结论:①CMORPH数据与气象站点数据相比较,整体相关系数大于0.6,日降雨量和月降雨量平均误差较小,可以较为准确地反映吉林省降雨状况;②通过高时相的CMORPH数据计算得到降雨侵蚀力,既可以满足空间上的精确性,又可以排除非侵蚀性降雨的干扰,计算结果较为精确;③吉林省2016年平均降雨侵蚀力为537.48 MJ·mm/(hm^2·h·a),其中松原市平均降雨侵蚀力最高,延边朝鲜族自治州最低。     

基于日降雨的沂蒙山区降雨侵蚀力时空变化研究

降雨侵蚀力是水土流失最为重要的外部驱动力,是土壤侵蚀相关领域的研究重点。以沂蒙山区及周边38个气象台站1971—2008年逐日降雨量资料为数据源,利用基于日降雨信息的月降雨侵蚀力模型,估算了研究区多年月、年降雨侵蚀力,并初步分析了降雨侵蚀力的时空分布规律。结果表明:沂蒙山区降雨侵蚀力总体趋势为西北、中南高,北部低,泗水县、曲阜市东部一带是研究区降雨侵蚀力的高值中心;R值与年降雨量和年侵蚀性降雨量的年际变化趋势基本一致,但也有部分异常年份;沂蒙山区降雨侵蚀力年内主要集中分布在6—9月份,占全年的97.07%,其中最大月降雨侵蚀力出现在7月份,占年降雨侵蚀力的51%。研究结果可为该区域水土流失预报、农业面源污染状况预报等提供理论依据。     

辽河流域降雨侵蚀力的时空变化分析

降雨侵蚀力是反映流域降雨侵蚀能力的综合指标之一。根据辽河流域10个气象站的日降雨量资料,利用日降雨侵蚀力模型估算辽河流域的降雨侵蚀力。结果表明：辽河流域降雨侵蚀力的空间变异与降雨量的空间分布趋势基本一致,由东南向西北递减,变化于1000—3800MJ·mm／（hm^2·h·a）之间;降雨侵蚀力年内集中度高,6—8月3个月约占全年的80％;降雨侵蚀力年际变化大,年际变率Cv在0．367—0．649之间,采用时序系列的Mann—Kendall检验表明,降雨侵蚀力并无显著变化趋势;特别是在流域水土流失严重的西辽河地区,年降雨侵蚀力较小,但年内集中程度大,年际变化更突出。     

基于RS和GIS的甘肃省冻融侵蚀敏感性评价

作为三大侵蚀类型之一的冻融侵蚀在高原地区作用明显,在破坏土壤性质威胁工程安全的同时,阻碍着区域经济社会的发展,但由于起步较晚相关研究很少。为了充实对冻融侵蚀强度与分布规律的研究,以甘肃省为研究对象,选取气温年较差（℃）、冻结期平均最低温度（℃）、解冻期平均降雨量（mm）、坡度、植被覆盖度（%）和年降水量（mm）作为冻融侵蚀影响因子分级评价指标,在RS和GIS技术支持下,采用综合评价指数与相对分级评价的方法,对研究区内的冻融侵蚀进行了侵蚀强度分级评价,同时利用多年实测气象数据对气温年较差进行多元线性回归分析,得出了更适用于甘肃地区的经验回归方程,并在此基础上完成了对甘肃地区冻融侵蚀区边界的界定和冻融侵蚀强度分布图,加深了对甘肃地区冻融侵蚀现状的认识。结果表明:甘肃地区冻融侵蚀敏感区主要集中在北部东南方向和南部的西南角,分别分布在酒泉东南部、嘉峪关、张掖西南部和甘南西部地区,全省冻融侵蚀面积为3.88万km²,占全省总面积的8.6%,省内冻融侵蚀下界海拔3 300～4 400 m,冻融侵蚀强度总体上从西南向东北逐步减弱。     

冻融作用对黑土坡面融雪、风力和降雨侵蚀的影响研究

[目的] 研究冻融作用对东北黑土区坡面土壤侵蚀的影响,可加深对黑土坡面侵蚀过程机理的认识,并为区域侵蚀治理提供重要科学依据。[方法] 以东北黑土区单一侵蚀营力驱动的融雪、风力和降雨侵蚀为对照,通过设计冻融-融雪、冻融-风力、冻融-降雨双侵蚀营力叠加的模拟试验,分析冻融作用对坡面融雪、风力和降雨侵蚀的影响。试验处理包括1次冻融作用、2个融雪径流量(1,2 L/min)、1个风速(12 m/s),1个降雨强度(100 mm/h)和1个坡度(3°)。[结果] (1)冻融作用显著增加坡面融雪、风力和降雨侵蚀量(p<0.05)。与无冻融作用相比,1次冻融作用使坡面融雪侵蚀在1,2 L/min融雪径流下分别增加2 042.9%和777.9%,使风蚀量和降雨侵蚀量分别增加118.0%和74.9%。(2)冻融作用对坡面水蚀(融雪和降雨侵蚀)过程的影响大于对径流过程的影响,且加剧坡面侵蚀过程,使坡面侵蚀活跃期历时增长和侵蚀强度增加;冻融作用也使风力侵蚀的输沙高度增加30%,各高度风蚀输沙量均增加50%以上。(3)冻融作用降低土壤抗侵蚀能力,其使表层土壤密度、土壤抗剪强度、土壤硬度分别显著减小2.5%,22.6%,15.0%。同时,冻融作用使水蚀过程中的坡面水流流速平均增加13.6%~25.0%,水流剪切力平均增加2.3%~81.9%,而阻力系数减小1.6%~20.6%,进而加剧坡面侵蚀过程。[结论] 冻融作用改变侵蚀动力与阻力关系,加剧坡面融雪、风力和降雨侵蚀过程。     

冻融条件下土壤侵蚀阻力影响因素

为揭示季节性冻融区土壤侵蚀阻力的变化机制,确定影响土壤侵蚀阻力主控因子,通过室内冻融模拟、水槽冲刷和土壤抗剪试验,对黄绵土(SM粉质壤土)、风沙土(WS砂壤土)和黑土(KS黏壤土)侵蚀阻力影响因素进行研究。结果表明：(1)随着冻融循环次数增加,细沟可蚀性值逐渐升高,而临界剪切力降低。经历10次冻融循环后,SM粉质壤土、WS砂壤土和KS黏壤土的细沟可蚀性分别增加76%,63%,11%,临界剪切力分别减小37%,13%,91%。(2)细沟可蚀性随土壤抗剪强度、黏聚力和内摩擦角增大而减小,临界剪切力则呈相反趋势。与内摩擦角相比,黏聚力更适合用来表征土壤侵蚀阻力。采用黏聚力对SM粉质壤土、WS砂壤土和KS黏壤土的细沟可蚀性进行预测,决定系数(R²)分别为0.42,0.78,0.50,平均为0.57;对临界剪切力的预测效果较差,决定系数(R²)分别为0.16,0.14,0.18,平均仅为0.16。(3)根据皮尔逊相关分析结果,基于土壤的初始含水率、冻融循环次数、力学特性以及土壤参数等分别建立细沟可蚀性(R²=0.85)和临界剪切力...     

黑龙江省冻融侵蚀形式及其危害

 通过对黑龙江省7种冻融侵蚀的表现形式、分布区域及危害程度的分析,提出今后黑龙江省冻融侵蚀研究工作的建议。     

黑龙江省冻融侵蚀分布及其特征

[目的]探究黑龙江省冻融侵蚀分布及其特征,为黑土区农业可持续发展提供科学依据。[方法]在对黑龙江省冻融侵蚀考察及影响因素分析的基础上,借鉴相关冻融侵蚀区分布界定方法以及层次分析法开展研究。[结果]黑龙江省冻融侵蚀分布在131°—122°E,53°—48°N范围内,侵蚀面积为3.29×104 km2,占该区土地面积的11.98%。其中,轻度、中度、强烈、极强烈侵蚀面积分别占总侵蚀面积的21.78%,42.32%,23.78%,12.12%。侵蚀强度由北向南递减。[结论]黑龙江省冻融侵蚀分布范围比较广,强度以中轻度为主;冻融侵蚀分布具有明显的地带性规律。     

辽宁省冻融侵蚀发生的气候环境条件分析

利用辽宁省1961-2006年的气温、降水等资料,分析了近46a来辽宁地区气温和降水变化对冻融作用与冻融侵蚀的影响.结果表明:辽宁地区气候变化主要表现在年平均气温的波动上升且十分显著,而降水呈波动下降趋势;年内冬、春季节平均气温增加率较高,以2-4月比较强烈;冬季降水基本不变,其它季节降水均减少.在气温和降水变化的情况下,辽宁地区土壤冻结期有推后的趋势,解冻期有提前的趋势,所以冻融期有所缩短,土壤化通期有所提前.此外,土壤冻结深度有减小的趋势;随着初春(3月)温度的显著上升,冻融侵蚀有加剧的趋势.     

青藏高原冻融荒漠化退化区分布及影响因素

[目的]青藏高原由于其高海拔、气温低、冻融侵蚀强烈的特点,是冻融荒漠化的主要发生区。探究青藏高原冻融退化区分布及其原因,对该区水土保持工作和生态环境保护具有重要参考意义。[方法]选择植被覆盖度、冻融循环次数、土壤温度日较差、土壤含水量、年降水量和坡度作为冻融侵蚀因子,对2000—2019年青藏高原冻融侵蚀敏感性进行了评价,结合研究期内青藏高原荒漠化趋势,构建了一种判定冻融荒漠化退化区域的方法。[结果]2000—2019年青藏高原冻融侵蚀区总面积为1.531×10⁶ km²,中度及以上敏感性区域面积为9.131×10⁵ km²,占青藏高原总面积的35.92%。青藏高原冻融荒漠化退化区域面积约为1.113×10⁵ km²,主要分布于高原西南部,退化程度以中度退化为主,面积占比为44.35%。[结论]气温上升、湿润指数下降和净太阳辐射增强是青藏高原冻融荒漠化发生的主要自然驱动因素,高原南部部分地区由于气候条件的差异,三者发挥了相反的作用。     

冻融作用对典型黑土土壤风蚀的影响

东北黑土区农田晚春冻融作用通过改变土壤物理性质而对风蚀作用有重要影响。基于室内冻融模拟试验与风洞试验,分析了东北典型黑土区前期冻融作用对土壤风蚀的影响。试验处理包括3个土壤含水量(16.5%,24.8%,33.0%)、3个风速(9,12,15 m/s)、1次冻融循环。试验过程是先将装有不同含水量土壤的试验土槽进行冻融循环模拟,然后将冻融后的土壤在室温下自然风干(至其土壤含水量为6.0%～7.0%)后进行风洞试验。结果表明:前期土壤冻融作用显著增加了风蚀量和输沙量,试验条件下前期土壤冻融作用使风蚀强度增加23.5%～404.2%,使平均输沙率增加59.1%～305.3%,其增加幅度受土壤含水量和风速影响。同时有、无前期冻融作用处理下,风蚀强度和风蚀输沙率皆随风速的增加而显著增加,且风蚀强度随风速的变化遵循幂函数关系。在冻融作用下,不同土壤冻结含水量下土壤风蚀强度和输沙率的增幅排序皆为16.5%33.0%24.8%。风蚀输沙率随地表高度的增加呈指数递减,风蚀输沙主要集中在距地表40 cm的范围内,且冻融作用使风蚀输沙高度增加。     

基于MODIS和Landsat数据的湟水河流域土壤侵蚀时空变化研究

[目的]明确湟水河流域土壤侵蚀时空分布与变化特征,为黄河上游地区的水土保持与防治工作提供数据基础与决策依据。[方法]基于湟水河流域2000年和2018年的MODIS,Landsat,降雨、人口密度、经济等数据,利用低空无人机遥感、RUSLE模型和地统计等方法,开展湟水河流域土壤侵蚀模型计算、验证与时空变化分析。[结果](1)2000年湟水河流域土壤侵蚀模数均值为477.81 t/(km²·a),微度侵蚀面积比例为72.06%,中度、强烈和剧烈侵蚀面积比例合计为3.46%,轻度、中度侵蚀主要分布在北部祁连山、中部达坂山及南部拉脊山海拔较高、植被覆盖少的山地、荒地;(2)2018年湟水河流域土壤侵蚀模数均值为1 625.30 t/(km²·a),微度侵蚀面积比例为55.38%,中度、强烈和剧烈侵蚀面积比例合计为21.26%。中度侵蚀主要分布在研究区东南部城镇居民聚集地带与河流滩地;强烈侵蚀和极强烈侵蚀零散分布于祁连山、达坂山等高山、秃岭裸地区域;(3)2000—2018年,微度侵蚀面积比例减少16.68%,中度侵蚀面积比例增加8.15%,强烈侵蚀...     

贵州纳雍县土壤侵蚀遥感调查与GIS空间数据分析

以GIS(地理信息系统)与遥感理论为基础,把GIS管理、分析地理空间数据、信息的功能与遥感技术收集地表空间数据、信息的功能有机地结合起来,应用于纳雍县的土壤侵蚀调查中,不仅能得出比传统调查方法更精确的结果,而且比传统的方法更快速、更节约人力、物力和财力。在调查结束后,从本次调查的结果与1987年侵蚀统计数据比较中得出,纳雍县的土壤侵蚀面积在减少,水土流失治理取得了一定的成果。