坡面地表填洼量估算方法研究

地表填洼量是水文过程分析的重要内容之一,与地表糙度密切相关。为了获得地表填洼量的估算方法,通过概化不同形式的微地形形状,推求出了相应的地表填洼量的理论计算公式,并且通过试验资料对理论公式进行检验,获得了理论填洼量与实际填洼量相应的修正系数。结果表明:理论填洼量和实测填洼量均随着坡度的增加而减小;单位坡长的填洼量随着坡长变化并没有明显变化;填洼量随着上方来水流量的增加而呈现出逐渐增加的趋势,满足相应的线性增长关系。同时分析了填洼量与糙度间关系,结果显示填洼量随着地表糙度增大而增大,二者表现为乘幂关系。     

黄土丘陵沟壑区多尺度地貌单元输沙能力及水沙关系

以黄土丘陵沟壑区裴家峁沟为原型观测流域,利用流域内相互嵌套的全坡面径流场、水文站网等观测设施,定量研究黄土丘陵沟壑区不同空间尺度地貌单元水沙关系和输沙能力特征。结果表明:1)坡面尺度地貌单元的径流深和输沙模数在多年平均时间尺度上均大于流域尺度地貌单元。当地貌单元空间尺度达到流域尺度时,多年平均径流深随着流域尺度增加而增加,输沙模数与流域面积之间存在着负相关关系。但在次降雨条件下,不同空间尺度地貌单元径流深和输沙模数峰值可能出现在全坡面、桥沟一支沟、桥沟或裴家峁沟。2)不同空间尺度地貌单元水流输沙能力随着空间尺度的增大而减少,相对于裴家峁沟,全坡面径流场、桥沟一支沟和桥沟的单位水流功率含沙量分别是裴家峁沟的186、77和58倍。3)不同空间尺度地貌单元径流量与输沙模数的水沙关系表现出较好的线性关系,且径流量与输沙模数关系随着空间尺度增加更为密切,但随着空间尺度增加,径流量和输沙模数的水沙关系曲线斜率急剧减小。研究成果可为水土流失空间尺度效应及尺度转换的研究提供科学依据。     

基于遥测雨量数据的地形对降水特性的影响研究

以浙江省东部的宁波市鄞州区为例,采用15 min间隔的遥测降水数据,根据最小事件间隔时间对降水事件进行划分,探讨了地形对降水特性的影响在时间和空间上变化的复杂性。结果表明,不同年份年降水总量及降水频次与高程的相关关系较为显著,山区降水次数的增多对其降水量的增大有一定影响。另一方面,降水强度及历时与高程的关系比较复杂,地形对各种天气条件控制下不同类型降水的影响并不一致。降水强度小于2 mm/h以及降水历时介于2～5 h的降水频次随高程增大存在增加的趋势,且不同年份的这种增长趋势较为接近;而其它高强度、短历时或长历时的降水频次与高程的关系则比较复杂,地形对这些类型降水的影响具有较大的随机性。     

基于地形梯度的哈尔滨市土地利用格局变化分析

为揭示土地利用格局变化在地形差异上的演变过程,探讨不同地貌部位自然因素和人文因素在土地利用变化过程中的作用,以1989年、1995年、2001年和2007年Landsat TM/ETM+影像为主要数据源,在RS和GIS支持下获取土地利用数据。基于地学信息图谱分析理论,研究该区域不同时期土地利用空间格局变化进程,揭示土地利用变化成因和机理,并基于DEM(digital elevation model)探究土地利用图谱地形梯度的空间分异和时空演变规律。结果表明:土地利用结构以耕地和林地为主,耕地和未利用地面积持续减少,平均斑块面积分别由20.96km2减少到2.87km2和3.92km2减少到0.09km2,破碎化程度加剧,且未利用地(滩涂地和湿地)→耕地是其主要的转变轨迹,居民工矿用地呈现不平衡的增加态势,耕地是居民工矿用地和林地的主要转化来源,林地的破碎度由0.117个/km2增加到0.532个/km2,破碎化程度日益严重;前期变化型和持续变化型的分布指数在地形位等级2时最大,稳定型和反复变化型的在地形位等级1时最大,之后随着地形位的增加而减小;中间过渡型呈现一定的曲线变化。该文为城市化过程中的土地资源的合理规划和利用提供科学依据。     

A magnetic investigation along a NE–SW transect of the Yasouj Plain,southwestern Iran

The magnetic susceptibility (χ) of soils varies with the slope position due to some factors such as texture, drainage class, and land use. Limited information is available about the magnetic susceptibility properties of semi arid regions of southwestern Iran. This study attempts to link χ and Fe oxides of the soils to landforms, soil characteristics, and land use (paddy and dryland soils) on the same parent materials. Ten representative pedons were taken along a NE–SW transect in different physiographic units in the Yasouj Plain. The results indicated that χ is determined mainly by topography and land use. In most pedons, the highest concentrations of poorly crystalline Fe (Fe_o) were observed in the top soil with different types of land use. Aquic condition in paddy soils seems the main cause for a significant decrease in the amount of Fe_d in the studied soils. Maximum concentration of pedogenic Fe (Fe_d) was noticed in more stable landforms with non-aquic moisture regime. Paddy soils exhibited higher Fe_o/Fe_d ratio values, suggesting that they have more poorly crystalline iron oxide phases than dryland soils. Magnetic measurements showed that the χ values of paddy soils were much lower (3.8 times) than those of dryland soils. The highest value of χ was found in the pedons located on plateau and piedmont plains and the lowest value of χ belongs to those that are located on hill and river lower terraces. A positive correlation was found between the frequency dependence of χ (χ_fd) and χ in paddy and dryland soils. Higher values of χ_fd were observed at soil surface than at deeper levels, suggesting a greater proportion of ultrafine grains.     

朱溪流域土壤容重空间分异与地形和土地利用的关系

[目的]分析朱溪流域土壤容重与地形和土地利用之间的关系,为南方红壤侵蚀区水土保持提供相关理论依据。[方法]以福建省长汀县朱溪流域为基础,基于GIS和地统计分析原理,并结合经典统计学方法分析土壤容重的空间变异性。采用拟合度最好的球状模型拟合土壤容重的半变异函数,并采用普通Kriging空间插值法,对研究区土壤容重空间分布进行预测。在此基础上利用ArcGIS空间分析功能统计高程和坡度各分区内的土壤容重均值,并利用栅格叠加分析,分析不同土地利用下土壤容重分布情况。[结果](1)朱溪小流域土壤容重具有从东北向西南增大的趋势,容重低值区主要分布在东部和东北部,高值区主要分布在西南部和中部。(2)流域土壤容重具有随海拔和坡度增大而降低的趋势,坡位和坡向则对该地区土壤容重空间分布影响不明显。(3)居民点及工矿用地和交通用地土壤容重均值明显大于林地、草地等植被盖度较好的区域。[结论]地形和土地利用是影响朱溪小流域土壤容重的重要因子,而高程和坡度是主要地形影响因子;不同土地利用类型土壤容重差异显著,植被覆盖好的区域土壤容重显著低于其他土地类型,因此应加强植被保护,以改善土壤结构。     

基于RS和GIS的黄土丘陵沟壑区浅沟侵蚀地形特征研究

为了解黄土高原浅沟侵蚀地形特征,基于Qucickbird高分辨率遥感影像和数字高程模型,提取了坡面浅沟及其地形参数,并对浅沟侵蚀的地形特征参数和分布规律进行了统计分析,结果表明：黄土丘陵沟壑区,坡面坡度、长度、坡向以及上坡长度是影响坡面浅沟数量的主要地形要素,而浅沟侵蚀地形特征主要由坡面坡度、坡面长度、上坡长度和汇流面积共同决定;坡面长度与浅沟平均长度呈显著线性关系,坡面坡度与浅沟频度、浅沟坡度与其上坡长度间则均满足二次曲线;发生浅沟侵蚀的上限与下限临界坡度分别介于26～27°和15～20°,临界坡长介于50～80 m;由浅沟坡度的正弦值与汇流面积确定出浅沟分布的临界曲线;阳向坡面的平均浅沟长度小于阴向坡面。基于RS和GIS技术能有效确定浅沟侵蚀地形特征,为黄土区坡面水土流失治理提供了技术支撑。     

地形效应下的区域蒸散遥感估算

在地表起伏地区,由于受到坡度、坡向等的影响,地表能量通量表现出与水平地表不一样的特征,为了定量表征起伏地表条件下的蒸散格局,以位于陕甘宁交界区的华池县、庆城县、镇原县、西峰区和合水县为研究区,从能量平衡原理入手,对各能量通量进行了量化计算,并着重考虑了蒸散的能量来源即地表净辐射的地形效应;同时,针对研究区地表特征,确定了土壤热通量的计算方案和感热通量的参数化方案,如零平面位移、动量粗糙长度、热量粗糙长度、动量和热量的稳定度校正项等算法;在此基础上,计算了研究区的瞬时蒸散,计算结果表明采用的蒸散遥感估算方案     

近30年来梵净山植被覆盖时空变化及影响因素分析

梵净山以生物多样性和生态过程的独特优势入选世界自然遗产提名地,为揭示其植被覆盖空间分布与环境因子的相关性及变化规律,选取1990-2016年3个时期Landsat TM/ETM/OLI遥感影像提取植被覆盖度和土地利用数据,分析了梵净山植被覆盖度时空变化特征。结果表明:（1）近30年间,植被覆盖度呈"减少-增加"变化,缓冲区植被覆盖度变化敏感度高于提名地;（2）地形因子在水热条件方面不同程度上影响各等级植被覆盖度的空间分布,低山（<900 m）、低中山（900~1 600 m）植被覆盖度高且面积占比较大,斜坡、陡坡、急坡的植被覆盖度占较大比重,分别为33.33%,28.48%,12.18%,阳坡、半阳坡的植被覆盖度高于阴坡和半阴坡且差异性明显;（3）梵净山植被覆盖度变化受人类活动影响,导致地表覆盖改变而使植被覆盖度呈现典型碎斑状和带状的空间特征,缓冲区城镇化发展对生态环境的压力越来越大,提名地的旅游设施建设导致植被覆盖减少日趋明显。     

基于TAVI的长汀县植被覆盖度时空变化研究

植被覆盖度(FVC)是指示生态环境状态的重要参数,开展区域FVC估算与分析对于科学决策具有重要意义。利用1988—2013年5个时期的Landsat系列遥感数据,引入地形调节植被指数TAVI来估算FVC,有效消除了阴坡和阳坡由于地形不同造成的差异。研究结果表明:长汀县植被覆盖情况总体良好,中高以上植被覆盖度区域占全县面积的65%以上,植被覆盖度较高区域主要分布在县域周边;中低以下植被覆盖度区域不到全县面积的15%,主要分布在中部沿汀江两岸的水土流失严重乡镇。1994年植被覆盖度最差,1988—1994年植被覆盖度降低幅度较大,在全县各乡镇都有分布,主要与1993—1994年冬季的严重霜冻有关;1994年后,植被覆盖度逐步提高,2003年以后,植被覆盖度增长较快,尤其是中部原水土流失严重乡镇的植被覆盖度显著改善。长汀县植被覆盖度的变化情况与地方政府对水土流失治理的投入强度密切相关,特别是2000年以来的高强度投入与治理,极大地改善了当地的植被覆盖状况。