半干旱黄土区不同自然恢复时期坡面植被组成与分布特征

为研究半干旱黄土区长期封禁条件下植被自然恢复过程的动态特征,选取黄土丘陵沟壑区梁峁坡为研究区,基于2009和2016年样方调查数据,应用地统计方法,分析封禁25~32年之间坡面草本植物群落物种组成、结构和空间分布的变化特征。结果表明:1)2009年到2016年物种新增16种,坡面优势种由菊科、禾本科加豆科变为菊科、禾本科、豆科和莎草科。2)坡面生物量的平均值由2009年的98.57 g/m2增加到2016年的141.27 g/m2,坡下部的生物量明显增加,生境差异对生物量的影响减弱,群落更加稳定。3)Margalef指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数的均值都明显增加,坡面总体上物种更为丰富,群落稳定性增大;半阳坡坡下物种基本达到稳定状态;其他立地类型物种多样性明显增加。4)与2009年相比,2016年植被盖度、高度、生物量和干鲜质量比的空间自相关性均减弱;2009—2016年Margalef指数空间自相关性由弱变强,自相关距离约为60 m;Shannon-Wiener指数空间自相关性持续微弱,Pielou指数由空间正相关变为负相关。总体上梁峁坡面植物物种更加丰富,空间分布更加均匀,群落稳定性增强。经过32年的封禁,在半干旱黄土梁峁坡面,植物生活型依然以多年生草本植物为主,半灌木的优势度明显增加,群落正在向更稳定的方向演替;但植被演替过程缓慢,为了加速植被恢复,适当的人工干预是必要途径。     

使用高分遥感立体影像提取黄土丘陵区切沟参数的精度分析

为了研究高分立体像对测量黄土丘陵区切沟参数的适用性,选取陕北黄土区合沟小流域,以三维激光扫描全站仪获取的数据为参照值,分析使用GeoEye-1高分遥感立体像对测量切沟参数的精度,得到如下研究结果.1)刃沟面积、周长、沟长和沟宽等线状和面状参数平均测量误差分别为3.58 m2,0.55 m,0.13m和-0.10 m,其中面积、周长和沟长的百分误差主要集中在5％以内,沟宽百分误差主要分布在10％以内.2)切沟三维参数沟底宽、最大沟深、平均沟深的平均测量误差分别为-0.67、0.14和-0.46 m.截面积和体积的平均误差分别为-6.30 m2和-54.01 m3.最大沟深的百分误差主要集中在30％以内,沟底宽、平均沟深、截面积和体积的百分误差则主要分布在50％以内;相较于三维激光扫描的切沟,立体像对提取的切沟沟底形态误差较大,主要是沟底宽和平均沟深偏小.3)切沟规模越大,切沟体积、截面积和沟底宽的测量值偏小的幅度越大.但是,切沟体积测量误差与切沟体积之间可以建立较好的线性回归模型,在缺少其他测量手段时,可以使用该模型对测量误差进行校正.总体上看,高分立体遥感为切沟线状和面状参数测量以及切沟体积测量提供了新的方法,为黄土丘陵区沟蚀监测提供了便捷、且相对可靠的数据源.     

基于QuickBird影像的黄土丘陵区坡面浅沟侵蚀速率研究

以陕西省吴起县黄土丘陵沟壑区封禁流域(合沟小流域)为研究对象,通过野外实地测量60条浅沟形态参数,建立浅沟长度与体积回归模型,使用2007年和2013年2期同时相QuickBird影像,提取245条浅沟的长度,计算浅沟侵蚀速率。结果表明:在2007—2013年的6 a内,浅沟的数量基本不变,总长度从2007年的13.74 km增长到2013年的14.12 km,浅沟密度为36.21 km/km~2。浅沟长度变化分为缩减与增长2类,缩减类浅沟占46.94%,沟口多数与切沟沟头相连,由于切沟溯源侵蚀速率高于浅沟的发育速率,导致浅沟长度缩减。依据构建的浅沟长度与体积回归模型,基于影像解译的245条浅沟在6 a间总侵蚀量从1 889.97 m~3增加到1 961.49 m~3,若不考虑体积减小的浅沟,平均每条浅沟每年增长0.20 m~3,草本覆盖的坡面浅沟平均侵蚀速率约为215 t/(km~2·a)。