空间信息技术在水土保持规划中的应用

该以黄土高原为例，概略地介绍讨论了遥感与地理信息系统技术在水土保持中应用的现状和前景。遥感资料为水土流失动态监测提供了丰富的信息，大大缩短了数据更新的周期；地理信息系统的应用对水土流失数据处理和应用建模发挥了极大的促进作用，黄土高原水土流失多级感监测信息系统的研究为全国水土流失监测网的建立提供了成功的经验。     

区域水土流失模型的网络并行计算研究

面向对象的时空模型打破了关系模型范式的限制,直接支持对象的嵌套和变长记录。把面向对象的优点引入对象关系型数据库将更好地支持复杂数据的查询、更新、存储。这一特性很好地适应了遥感石漠化信息的多源性、海量数据以及变化相对稳定等特点。石漠化土地退化时空数据库系统就是对象关系时空模型在建立复杂地物数据库系统的一次具体应用尝试。该系统参照SQL Server 2000体系结构,在Microsoft VB 6.0环境下,以ArcSDE数据引擎为接口,采用SDE Administrator Command方法进行了数据的无缝集成入库。然后利用ArcGIS Engine 9.2组件对象模型库进行客户端GIS应用的系统开发。最终实现了:(1)石漠化土地退化图形查询、空间分析和显示;(2)石漠化土地退化的信息查询、统计分析、制表;(3)石漠化数据库实时更新;(4)石漠化的趋势预测。     

区域水土保持效益评价指标体系及评价方法研究

水土保持效益评价是水土保持科学体系中的重要内容。本文讨论了指标体系的选取原则和方法,分析了"国标"的优劣,提出了区域水土保持效益评价指标体系,同时介绍了常用的效益计算和评价方法,最后对效益评价的未来趋势进行了展望。     

林窗对子午岭天然辽东栎群落林下植物多样性的影响

为了给人工干扰天然林的更新提供科学依据,以子午岭地区天然辽东栎群落为研究对象,调查林窗和林地样方各26块,应用物种丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数,对比分析辽东栎群落林窗和林地植物多样性特征差异,并研究林窗对植物多样性的影响。结果表明：（1）在天然辽东栎群落中,自然干扰形成的林窗平均面积为86.3 m2,以面积小于100 m2的中小林窗为主（占76.9%）。林窗形成方式多为干基折断。（2）林窗和非林窗植物多样性总体差异显著（P＜0.05）,林窗内植物多样性指数、丰富度指数略高。（3）不同大小的林窗表现为：乔灌层物种多样性指数、均匀度指数和物种丰富度指数在75~100 m2面积的林窗内最大;草本层物种多样性指数和均匀度指数的最大值出现在0~50 m2的林窗内,丰富度指数最大值出现在75~100 m2的林窗内。     

纸坊沟流域黄土丘陵区土地生产力变化与生态环境改善

该文以黄土丘陵区纸坊沟为研究区,系统分析了该流域土地利用变化及其对生态环境变化的影响,并深入探讨了土地生产力变化与生态环境改善间的关系及政策在其中的作用。结果表明,由于林草植被在控制水土流失方面的特殊作用,林灌草用地与农耕地间的相互转化,是导致流域生态环境发生变化的直接原因。在1958年,由于植被的彻底破坏,流域不仅土壤侵蚀剧烈,而且土地生产力也为历史最低水平,生态环境极度恶化。随着林草植被的恢复,尤其是随着退耕还林（草）工程的实施,流域生态环境得到明显改善。流域生态环境的变化与土地生产力的变化切相关。土地生产力的提高,可以有效地降低人均最小耕地面积,大大缓减了由于人口增长而引起的农耕地的扩张,间接促进农耕地向林草等生态用地的转移,有效地促进了生态环境的改善。政策可以通过新技术的推广等提高土地生产力进而促进生态环境的改善,但政策也可以通过直接的实物补贴等对土地利用结构产生影响,如退耕补贴。政策途径的选择与特定的社会经济条件有关。     

基于RS和GIS的区域水土流失快速定量评价方法

区域水土流失的快速调查和评价对于水土保持宏观决策、灾情快速反应以及水土流失定期公告制的建立具有十分重要的意义。立足于区域水土流失问题探索和3S技术应用的研究,提出了区域水土流失宏观快速定量评价的方法及其实现的技术路线,并以整个黄土高原为研究区进行了实全研究,确定了一套适于该区水土流失宏观定量评从的指标,建立了相应的评价模型,并利用该模型对研究区一定年限内的水土流失状况进行了评价,获得了令人满意的结果。     

基于GIS和多流向算法的流域坡度与坡长估算

地形(LS,slope length factor and slope steepness factor)因子是通用土壤流失方程和修正通用土壤流失方程USLE/RUSLE(universal soil loss equation,revised universal soil loss equation)应用到流域或区域尺度时较难提取的因子。基于坡面水文学和土壤侵蚀学,对流域地形因子的原理、方法、流程进行了讨论。考虑了三维坡面水流发散和汇聚、泥沙沉积、沟道截断等条件,基于GIS技术,提出了基于多流向的地形因子估算方法,设计了LS_TOOL工具。该方法与已有AML(ARC Macro Language)和C++方法计算的坡度坡长结果在空间分布、运行效率等方面进行对比,结果表明:采用多流向方法,计算合理,符合地形因子计算的值域范围;空间结构比AML和C++方法好,与地形相关性较高;效率远高于AML方法,由于增加了沟道提取,其效率稍低于C++方法。该方法可方便的应用于流域和区域尺度下的地形因子估算。     

退耕还林（草）和降雨变化对延河流域土壤侵蚀的影响

 【目的】通过定量评估退耕还林（草）和降雨变化对延河流域土壤侵蚀的影响,为延河流域水土保持效益评价、流失治理和环境建设提供决策参考。【方法】利用延河流域日降雨、数字高程模型、土壤类型图、土地利用图和植被覆盖图,运用RUSLE模型,在ArcGIS平台的支持下计算流域1997年和2000年土壤侵蚀量,并分别模拟了退耕还林（草）和气候变化对土壤侵蚀的影响。【结果】由于降雨的变化,研究区年降雨侵蚀力均值由1997年的775.32 MJ?mm?hm-2?h-1?a-1增加到了2000年的1292.07 MJ?mm?hm-2?h-1?a-1,降雨大大加剧了流域土壤侵蚀;由于退耕还林（草）政策的实施,坡耕地面积大大减少,林草面积增加,植被覆盖和管理因子值显著减少,由退耕还林（草）前的0.1714下降到了退耕还林（草）后0.1592,减小了流域土壤侵蚀;由于退耕还林（草）的实施、气候变化以及水土保持工程措施和耕作措施变化共同影响,单位面积平均土壤侵蚀量由退耕还林（草）前的3 012 t?km-2?a-1增加到了退耕还林（草）后4 671 t?km-2?a-1,年土壤侵蚀总量2314×104 t增加到了3589×104 t。【结论】降雨变化使得研究区土壤侵蚀量增加了71.28%,退耕还林（草）约减少研究区土壤侵蚀量7.84%,二者共同作用使得研究区土壤侵蚀量增加了59.26%,退耕还林（草）政策的实施对减少区域土壤侵蚀的作用是显著的。     

土壤侵蚀学科发展战略

进入21世纪,我国土壤侵蚀研究迎来了新的发展机遇和挑战。详细述评了国内外土壤侵蚀学科发展历程,提出了土壤侵蚀学科研究存在的问题,如研究对象的复杂性和不确定性,基础数据积累不足与共享性差,研究思路和方法急需创新,基础科学研究落后于生产实践等。基于对我国土壤侵蚀学科研究的社会需求和科学需求的分析,提出了土壤侵蚀学科前沿布设和优先领域,如土壤侵蚀过程与机理,土壤侵蚀预报模型,土壤侵蚀环境效应评价,侵蚀灾害预警,重大工程及全球变化对侵蚀环境影响和土壤侵蚀研究新技术与方法等。     

SRTM与地形图生成DEM的地形表达能力对比

数字高程模型是进行地学研究的重要基础数据,SRTM数据是公众可以免费获取的精度达90 m的DEM数据.在ARCGIS软件的支持下,选取典型试验样区,利用1:5万和1:10万地形图建立的DEM和1:25万TINDEM与SRTM数据进行分析,提取坡度和坡长等地形因子,得出SRTM对地形的表达能力.结果认为,SRTM数据在地形表述能力上仍远不如1:5万的地形图,甚至还不如1:10万地形图的地形表达能力,但是明显优于1:25万TINDEM的地形表达能力.