黄河中游中等流域切沟空间分异规律研究

水土流失综合治理是黄河中游地区在高质量发展中面临的重要挑战,其中切沟侵蚀是产沙量最大的土壤侵蚀类型之一,严重破坏耕地土壤肥力,对农业生产危害极大。本研究针对黄土高原中等流域切沟空间分布问题,以陕北岔巴沟流域为例,基于2020年高分辨率无人机影像,选取32个小流域,结合野外实测,对切沟空间分布规律进行研究。结果表明：岔巴沟流域中游切沟最多,切沟长度密度主要集中在7～11 km·km^-2,切沟长度主要在50 m以内,切沟面积主要在500 m²以内;古代沟谷长度密度与切沟长度密度无显著相关性;切沟密度与坡面坡度、流域坡度、流域坡长等呈显著正相关,与正负地形面积比和流域海拔呈显著负相关,切沟在阴坡的分布密度略大于阳坡。研究结果可明确黄土高原中等流域尺度切沟形态特征及其分布规律,为切沟侵蚀治理及耕地保护提供理论依据。     

黄土坡面土壤性质随退耕时间的动态变化研究

退耕还林还草是控制水土流失和防治土壤退化的关键措施,黄土高原退耕还林还草从试验到推广已有几十年历史。该文通过对黄土高原地区退耕区的实地调查,测定不同地区不同退耕年限植被恢复区表层土壤的理化性质,分析黄土坡面土壤理化性质随退耕时间的动态变化规律。结果表明:随着退耕植被恢复时间的增长,土壤物理结构将日趋改善,土壤养分含量水平将逐渐的提高,并主要集中在植被恢复10~20年期间,20年后,尤其是30年后,土壤理化性质较为稳定,而且,植被维护的好坏往往影响其稳定性。同时,水热条件较好的安塞地区土壤理化性质随退耕时间的改善程度更明显,而水热条件较差的皇甫川流域土壤理化性质随植被类型和植被恢复程度的影响更为显著。结果可为退耕的环境影响评价预测以及土地利用的调控提供科学依据。     

区域土壤侵蚀定量评价中的坡长因子尺度变换方法

 区域土壤侵蚀研究中,坡度、坡长只能基于中低分辨率DEM提取,但提取的坡度发生衰减,坡长发生扩张。以陕西省延安市及周边地区为研究区,利用国家测绘局生产的1∶25万数字地形图和研究区内典型地区1∶5万数字地形图,在ANUDEM软件支持下,建立了研究区50m分辨率和典型地区10 m分辨率的水文地貌关系正确DEM,利用直方图匹配原理对50m分辨率DEM上提取的坡度、坡长进行变换,并对变换前后坡度、坡长对土壤侵蚀强度的影响进行了评价分析。结果表明,经变换后的坡度整体变陡,坡长整体变短,变换后坡长平均值和累积频率曲线与高分辨率(10m)坡长均较接近,且其空间格局基本保持不变。利用中国土壤流失方程计算坡度坡长均不变换、只对坡度变换、只对坡长变换和坡度坡长均变换4种情况下的土壤侵蚀强度研究结果表明,只对坡长变换时土壤侵蚀强度有所减小,而只对坡度变换和坡度、坡长均变换时土壤侵蚀强度增大,且前者增大幅度较大。说明坡度衰减比坡长扩张对土壤侵蚀评价结果的影响更大,在实际应用中有必要对坡度和坡长都进行变换,以期为土壤侵蚀定量评价提供更加准确的数据支持。     

重采样方法对DEM数据质量的影响

[目的]针对在数字地形分析的实际应用问题,利用重采样方法得到的DEM数据精度,旨在分析不同的重采样方法对所获得的DEM数据质量的影响。[方法]从数据误差的角度,以陕西省绥德县窑家湾沟流域的以全数字摄影测量得到的DEM数据为基准,计算并比较利用重采样方法得到的DEM的数据误差。[结果]无论采用何种重采样方法,得到DEM数据质量均未得到提高,其高程误差的空间分布与重采样方法相关,地形变化剧烈的地方,误差较大;中误差的大小则取决于重采样方法与原始格网尺寸。[结论]最近邻法得到的重采样DEM数据的中误差最高,三次立方卷积法的最小,双线性内插法则略高于三次立方卷积法。     

区域土壤侵蚀强度评价方法研究——以安塞县为例

 以安塞县为例,应用G IS技术,探讨坡度、植被覆盖度计算方法及土壤侵蚀评价工作程序与作业方式的改进。结果表明:对基于50m分辨率DEM提取的坡度进行尺度变换对坡度计算结果影响很大,而进行尺度变换后的改进方法,98%的地区坡度值呈不同程度的增大,平均坡度增大14.5°,陡坡面积增大,缓坡面积减小,结果更加附合实际情况;相比现行植被覆盖度计算方法,采用改进植被覆盖度计算方法计算的植被覆盖度结果减小,平均植被覆盖度减小11.8%;采用AML编程方式实现计算机自动化土壤侵蚀评价,过程可重复性强,结果更加客观、合理。     

《区域水土流失监测与评价》

<正>《区域水土流失监测与评价》一书由黄河水利出版社于2015年1月出版。本书的基本内容来自于黄河水利委员会水土保持基金项目"黄土高原水土流失监测指标体系与遥感监测关键技术研究",同时也整合了相关项目的研究成果,包括"区域水土流失快速调查与评价研究"(中国科学院项目,KZ-952-S1-234)和"用于区域土壤侵蚀评价的中低分辨率坡度变换方法研究"(国家自然科学基金项目,40971173)等。     

中国主要水蚀典型区侵蚀地形特征分析

地形是影响地表水文和土壤侵蚀的主要环境因素,坡度、坡长和LS因子是土壤侵蚀模型的重要参数。该文以第四次全国土壤侵蚀普查项目为依托,在ANUDEM软件环境中建立25m分辨率文地貌关系正确的DEM(Hydrologically Correct Digital Elevation Model,Hc-DEM),提取了坡度、坡长并计算了LS因子,对中国主要水蚀地区的土壤侵蚀地形因子的空间及统计特征进行了分析,并将该数据与目前应用较为广泛的2种遥感高程数据进行了对比。结果表明,25m分辨率Hc-DEM可用以表达各典型样区地形特征,其上提取的坡度和坡长,符合一般地貌学原理和常规认识;坡度在东北地区最为平缓(0.8°),而在黄土丘陵区最陡(22.3°);坡长则在东北地区最长而黄土丘陵区最短(479m和69m);在地势比较低的河谷和地势较高的分水地带坡度比较平缓,而在分水岭到河谷冲积平原之间坡度较陡;在地形起伏较大的陡坡丘陵或坡度平缓的丘陵,坡长均比较大;LS因子的空间分布格局与坡度基本一致;该文得到的数据与ASTER和SRTM遥感高程数据对比具有明显优势,全国土壤侵蚀普查项目建立的DEM,在全国、省区和大流域尺度上的土壤侵蚀评价制图中具有不可替代性。该文阐明了中国主要水蚀区的侵蚀地形特征,为土壤侵蚀学、水文学中地形因子的提取提供了参考。     

基于黄土高原多沙粗沙区植被恢复布局及其水文效应评价系统的实现

【目的】建立合理的评价系统,以期在各种土地利用方案和情景下,方便地实现水土保持环境效应评价、流域水文分析以及水土保持措施对区域水资源影响的定量评价。【方法】以黄土高原多沙粗沙区为例,利用TIME组件平台构建了基于GIS的水土保持应用系统,研究基于.NET Framework的黄土高原多沙粗沙区植被恢复布局及其水文效应评价系统的实现;讨论了GIS在水土保持中的应用、水文计算模型与GIS的集成、植被恢复布局及水文效应评价系统的结构框架、数据库设计和系统功能的实现。【结果】该系统充分利用了GIS强大的空间分析、直观的信息表达功能以及数据的存储、处理功能,能方便、快捷地显示和输出水土保持中的多种信息,并利用文字、地图、控件等多种手段进行信息表达。【结论】基于TIME组件开发的GIS模型系统,能够降低开发难度、缩短开发周期。该系统对于水土保持宏观规划的编制具有一定参考意义。     

浅论实现基于MapX的灌溉信息系统的关键技术

现代化的灌溉用水管理是实现农业高效用水的重要措施之一,它可实现灌溉水资源的合理配置和灌溉系统的优化调度,达到节水增产目的,使有限的水资源获得最大的效益。采用手工方式进行灌溉用水管理,难以及时提供水资源利用最优化方案,因此急需研制出具有网络通信功能的可视化操作界面的灌溉信息管理系统,为灌区水资源评价和利用、规划等工作奠定良好的数据基础。GIS不仅具有强大的空间数据管理功能,还具有丰富的多元地学数据分析处理能力和直观的图形显示效果,因此利用GIS进行灌区的管理与建设将会有效提高灌区的工作效率和经济效益。笔者在实践调研的基础上,根据灌溉信息管理系统的功能规划及结构设计,利用MapX组件工具开发了陕西省冯家山灌区灌溉信息系统,对提高灌溉用水的管理效率进行了实例尝试,并着重对下列关键技术的运用进行了实践与思考：（1）阐述了利用可视化编程工具结合数据库管理技术、地理信息系统组件技术、网络通信技术等进行系统开发的过程;（2）着重介绍了基于MapX组件的空间数据库的建立与关联技术、灌溉管理信息的网络通信实现技术;（3）最后对在灌溉管理工作中运用GIS技术进行科学管理等相关问题进行了有益的探讨。     

土壤因子研究综述

介绍了国内外土壤因子的研究方法及研究成果,指出我国目前土壤因子研究中存在的问题,并结合我国土壤因子研究现状,认为继续土壤水蚀机理的研究是今后土壤因子研究的内容之一,同时,随着GIS和RS技术发展,应用GIS和RS技术研究区域土壤因子也将成为潮流。