基于InVEST模型的黑水河流域土壤侵蚀评估及威胁分析

【目的】本文研究了黑水河流域土壤侵蚀量时空分布特征,揭示不同土地利用类型遭受土壤侵蚀的潜在因素。【方法】运用INVEST模型对黑水河流域土壤侵蚀状况进行模拟,在此基础上对流域土壤侵蚀因素进行权重分析。【结果】(1)黑水河流域轻度侵蚀占47.7%,中度侵蚀占22.3%,强烈侵蚀占15.5%,极强烈侵蚀占9.7%。(2)采石挖沙、水域设施用地、养殖、裸地和建设用地的泥沙平均输出量分别为59.94、54.87、73.88、32.5 t/hm~2,是土壤流失的高危险区域,而林地、耕地、梯田泥沙侵蚀量相对较低。(3)黑水河流域土壤侵蚀时空分布差异性大,土壤侵蚀强度与土地利用开发强度及坡度密切相关。【结论】研究成果为黑水河流域进一步水土流失调查、土地利用结构调整、水库管理、水土流失防治措施的制定等提供了科学依据。     

延河流域土地利用景观格局分析

【目的】查清延河流域土地利用/覆盖格局,为该区域土地资源合理利用、改善水土保持措施提供理论依据。【方法】利用ENVI 4.0软件对2006年延河流域遥感图像进行处理,结合野外考察,在ArcGis 9.0平台下获得延河流域土地利用现状分布图;从景观格局的角度,根据国标2007《土地利用现状分类》的二级分类体系,将研究区土地利用现状划分为住宅用地(城镇住宅用地、农村宅基地)、耕地(水浇地、旱地)、园地(果园)、林地(有林地、灌木林地)、草地(天然牧草地、其他草地)、水域及水利设施用地(内陆滩地、湖泊水面、水库水面、河流水面)和其他土地(裸地、沙地、沼泽地、设施农用地)共7个大类17个二级类,分析了土地利用的数量结构和景观形态结构特征。【结果】延河流域土地利用类型中旱地的面积比最大,约为37%,其次是天然牧草地、裸地和有林地,分别为22.17%,23.6%和14.4%,其他类型面积均较小;旱地、有林地、天然牧草地和裸地频率比相对于其他土地利用方式较高;所有土地利用类型中,沼泽地平均面积指数最大,其次是裸地和天然牧草地;旱地、有林地、天然牧草地、裸地等图斑形状简单且各形状的图斑数呈正态分布;耕地为主要的土地利用方式,耕地、林地、草地和水域及水利设施用地的优势度较大。【结论】延河流域土地资源开发的重点是开展土地整理和规模经营,减少土地利用地块数量,降低形状指数,增加水域、人工草地和林地等生态用地面积,提高土地利用集约度和促进土地利用的多样化、均匀化;今后土地利用结构调整的方向是:增加生态系统稳定性和提高生态系统服务功能的经济价值。     

基于RUSLE的大通河流域土壤侵蚀估算研究

对大通河流域的土壤侵蚀进行估算和定量评价,以期为该流域的水土保持和生态环境保护工作提供科学合理的依据。基于修正的通用土壤流失方程(RUSLE),运用遥感和地理信息技术,对大通河流域土壤侵蚀状况进行估算,并探讨了不同土地利用类型和不同坡度下土壤侵蚀的差异性。结果表明,大通河流域土壤侵蚀总面积为12 683.66 km~2,占流域总面积的83.83%,年均侵蚀模数为6 274.76 t/km~2。侵蚀强度整体表现为微度侵蚀和轻度侵蚀。土壤侵蚀主要集中在草地,侵蚀面积占比高达55.50%,灌木林次之。在0~25°坡度范围内,侵蚀面积随着坡度的增大呈先增加后逐渐减少的趋势,但在25°时达到最大侵蚀面积。微度侵蚀主要发生在0~10°坡度范围内,中度以上侵蚀等级的侵蚀面积均在25°坡度范围时达到最大值。林草过牧滥伐、城镇无序扩张等不合理的人类活动是引起土壤侵蚀的主要原因,适度控制人类活动、提高植被覆盖率,是流域内今后土壤侵蚀治理及水土流失防治的重点。     

基于GIS和USLE的宁乡市土壤侵蚀定量评价

以遥感影像数据、DEM数据、降雨数据、土壤类型数据为基础,通过GIS和RS技术,结合美国通用水土流失方程(USLE)估算宁乡市的土壤侵蚀模数,模型指标包括降雨侵蚀力因子(R)、土壤可侵蚀性因子(K)、坡度坡长因子(LS)、植被覆盖度因子(C)、水土保持措施因子(P)。评价结果表明,2015年宁乡市土壤平均侵蚀模数为1 410.64t/(km2·年),属于中度侵蚀等级状情况,土壤侵蚀类型主要为微度侵蚀、剧烈侵蚀和轻度侵蚀,侵蚀面积分别为1 548.87、434.16和397.91km2,占侵蚀总面积的53.84%、15.09%和13.88%。土壤侵蚀模数较高的地区主要集中在宁乡市的沩山、长冲等山地、丘陵地区。系统分析出宁乡市土壤侵蚀与USLE模型的相关影响因子的关系,海拔高程与土壤侵蚀强度成正相关关系,与侵蚀面积成负相关关系,在200m海拔高程地区微度侵蚀面积范围最大。县内土壤侵蚀面积最大地区是在25°以下的坡度带,土壤侵蚀面积总体随着坡度的增加而减小。土地利用类型中耕地和林地的土壤侵蚀最为严重,其次是城镇用地草地水域裸地。根据宁乡市土壤侵蚀现状,提出综合治理措施,以期为政府开展水土保持工作提供科学依据。     

基于GIS技术的黄前水库流域水土流失评价

在GIS技术基础上采用修正的通用土壤流失方程RUSLE作为评价模型,计算了黄前水库流域土壤侵蚀量,并结合土壤侵蚀强度分级标准,对流域土壤侵蚀强度进行了分级。利用GIS的叠置分析功能,定量分析了土壤侵蚀与坡度和土地利用类型之间的关系,并提出了相关的水土流失治理措施。结果表明:黄前水库流域土壤侵蚀模数为41.03 t/(hm2.a),属中度侵蚀区,年水土流失量1.33万t。流域土壤侵蚀模数与坡度呈显著正相关,不同土地利用类型的土壤侵蚀模数由大到小依次为:园地、草地、耕地、建设用地和林地。     

红壤丘陵区不同土地利用方式下的土壤侵蚀特征

首先利用TM遥感图像解译出2000年兴国县土壤侵蚀强度图及土地利用图,在GIS的支持下,通过对2图的叠加分析,来研究典型红壤丘陵区不同土地利用类型上不同土壤侵蚀的分布特征.结果表明,强度侵蚀主要分布在裸地、旱地、草地及园地类型上,中度侵蚀主要分布在疏林地、草地及旱地上,而轻度侵蚀在各种土地利用上均有不同的程度的分布,但主要集中在疏林地上,旱地及草地次之.这说明建造良好的植被条件是防止强度土壤侵蚀发生有效途径.从土壤侵蚀率上来看,裸地、旱地、草地及园地是严重土壤侵蚀集中分布的几种土地利用类型,文章最后从土地合理利用的角度,提出了相应的土地利用建议.     

红壤丘陵区不同土地利用方式下的土壤侵蚀特征

首先利用TM遥感图像解译出2000年兴国县土壤侵蚀强度图及土地利用图,在GIS的支持下,通过对2图的叠加分析,来研究典型红壤丘陵区不同土地利用类型上不同土壤侵蚀的分布特征。结果表明,强度侵蚀主要分布在裸地、旱地、草地及园地类型上,中度侵蚀主要分布在疏林地、草地及旱地上,而轻度侵蚀在各种土地利用上均有不同的程度的分布,但主要集中在疏林地上,旱地及草地次之。这说明建造良好的植被条件是防止强度土壤侵蚀发生有效途径。从土壤侵蚀率上来看,裸地、旱地、草地及园地是严重土壤侵蚀集中分布的几种土地利用类型,文章最后从土地合理利用的角度,提出了相应的土地利用建议。     

放牛沟小流域实施水保生态建设的成效

放牛沟流域位于天水市秦州区西郊，涉及藉口镇8个行政村，属藉河流域中上游北岸支流，总土地面积3308．58公顷，有农业人口6266人，1272户。多年来由于自然及人为因素的影响，导致草地退化，林地退缩植被覆盖率逐年降低，水土流失严重，生态环境恶化。流域面积33．09平方公里，水上流失面积29．29平方公里，占流域总面积的88．52％，每平方公里年均土壤侵蚀模数4200吨，侵蚀总量12．3万吨，土壤侵蚀方式以水力侵蚀为主。     

坡度对伊犁河流域土壤侵蚀的试验分析

【目的】通过模拟降雨试验,分析坡度对伊犁河流域土壤侵蚀的影响,从而为该区域水土保持工作提供借鉴.【方法】以伊犁河流域作为研究对象,基于前人研究的临界坡度,利用ArcGIS对该流域的坡度进行分级;同时,通过模拟降雨实验,选定3个不同的坡度为研究基础(5°,10°,15°),从土壤结构出发,对坡度侵蚀进行分析.【结果】伊犁河流域的土壤侵蚀主要集中在该流域坡度为10°~15°的高山区雪线以下至山前洪积平原,坡度由陡变缓的区域,占伊犁河流域面积的11.75%,而该区域受气候等因素的影响,土壤大块、团粒结构容易被破坏,容易发生土壤侵蚀.【结论】在该流域进行水土保持工作时,建议把预防工作重点放在这些容易被侵蚀的区域.     

不同空间尺度次暴雨径流侵蚀功率与降雨侵蚀力的对比研究

【目的】提出径流侵蚀功率的概念,对比分析降雨侵蚀力和径流侵蚀功率在表征次暴雨水力侵蚀动力上的优劣。【方法】基于次暴雨洪水过程中径流深和洪峰流量模数2个重要的水文特征参数,提出了径流侵蚀功率的概念,并利用岔巴沟流域团山沟径流场和纸坊沟流域2个不同空间尺度实测降雨径流泥沙资料,对径流侵蚀功率和降雨侵蚀力表征次暴雨水力侵蚀动力的优劣进行了比较。【结果】径流侵蚀功率可以更好地表征坡面和流域尺度的次暴雨水力侵蚀动力,更能体现天然降雨和下垫面特性对次暴雨侵蚀产沙的综合影响。【结论】与通用的降雨侵蚀力相比,径流侵蚀功率更适宜用作坡面、流域尺度次暴雨侵蚀产沙模型的侵蚀动力因子。     

黄土坡耕地玉米作物的防蚀作用研究

【目的】研究10°坡耕地上玉米的防蚀作用,为评价农作物的水土保持功能提供参考。【方法】采用人工模拟降雨的方法,以裸地为对照,分析了10°坡耕地上不同生育期（幼苗期、拔节初期、拔节中期、抽雄前期和抽雄后期）玉米完整植株及其根系对坡面产流产沙量和过程的影响。【结果】在幼苗期、拔节初期、拔节中期、抽雄前期和抽雄后期,整株玉米和仅保留根系玉米的径流模数和侵蚀模数均呈逐渐降低的趋势;在玉米的同一生育阶段,径流模数和侵蚀模数均表现为裸地最高,只保留根系玉米次之,整株玉米最小。在产流产沙过程中,与裸地相比,整株玉米和只保留根系玉米均可有效地延迟产流产沙时刻、峰值出现的时刻以及平和产流和产沙过程,但只保留根系玉米平和产流产沙过程的作用较弱。【结论】只保留根系玉米与整株玉米的防蚀作用相似,都可有效地减少土壤侵蚀,但其对产流产沙过程的调控作用相对较弱。     

基于GIS和RS技术的辽宁省土壤侵蚀强度空间分析

利用GIS和RS技术,以辽宁省为例,提出土壤侵蚀强度危险指数(Soil erosion dangerous index,SEDI),对不同土地利用类型和分市县土壤侵蚀强度空间分布进行了定量分析,实现了对辽宁省土壤侵蚀程度分级.结果表明:辽宁省土壤侵蚀面积4.23×104hm2,土壤侵蚀区内平均侵蚀模数2 801 t·km-2·a-1,以水力侵蚀为主;不同土地利用类型土壤侵蚀程度表现为:草地233＞林地122＞农地68＞城镇用地65＞未利用地60＞水域55;土壤侵蚀程度等级为较严重是辽宁西部低山丘陵区的朝阳市174、葫芦岛156、阜新市110,这个区域对于辽宁省土壤侵蚀环境的影响是最大的.     

关川河流域土地利用变化对其生态服务价值的影响

生态服务价值可以衡量土地利用结构的合理性,研究土地利用动态变化与生态服务价值的响应机制,对流域生态文明建设具有重要意义。本研究基于关川河流域1990、2000、2015年3期遥感解译数据,构建了土地利用动态度、土地利用程度指数、生态贡献率、生态服务价值变率和敏感性指数等评估指标,分析了关川河流域1990—2015年土地利用及生态服务价值的动态变化。结果如下：(1)关川河流域土地利用类型以耕地、未利用地和草地为主;耕地面积先减后增,草地和水域面积先增后减,林地、建设用地和未利用地面积持续递增。(2)1990—2015年,林地的土地利用变化速度和面积增加幅度最大,草地的面积减小幅度最大;研究期内土地利用程度指数略有减小。(3)1990—2000年关川河流域生态服务价值增加1.89亿元,2000—2015年生态服务价值减少4.36亿元;水文调节、气候调节和土壤保持功能是关川河流域生态系统的主要功能类型。(4)关川河流域草地和耕地的敏感性指数较高,对研究区总生态服务价值增益的贡献率和影响程度较大;水域的生态服务价值变率最高,对流域总生态服务价值有重要影响。提高现有建设用地的利用率和耕地的粮食产...     

安顺市天然草地资源调查与分析

【目的】探明2017-2018年安顺市天然草地资源的分布、类型、等级与利用现状,为其天然草地资源保护合理利用提供依据。【方法】选取安顺市西秀区、平坝区、普定县、镇宁县、关岭县和紫云县具有代表性天然草地调查样地327个,调查分析2017-2018年安顺市天然草地资源的分布、类型、等级与利用现状。【结果】安顺市天然草地总体上呈零星分布,主要分布在北盘江流域和打帮河流域的石山区和少数民族聚居区的村寨周围和山坡脊岭上,天然草地类型有暖性灌草丛类、热性灌草丛类、低地草甸类和山地草甸类4个大类23个草地型,以热性灌草丛类草地面积最大,为6.26万hm²,占天然草地总面积的97.16%;暖性灌草丛类草地其次,为969 hm²,占1.50%;山地草甸类草地居第三,为778 hm²,占1.21%;低地草甸类草地最少,仅81.1 hm²,仅占0.13%。全市天然草地植被盖度为67.84%,各区(县)为63.12%～75.38%,依次为西秀区>平坝区>镇宁县>紫云县>普定县>关岭县;草层高度...     

官司河流域防护林水土保持效益研究 Ⅰ.土壤侵蚀危险评价…

以土壤侵蚀发生规律为依据，从小流域系统的土壤抗蚀性、地质、地貌形态、植被覆盖、森林类型、土地利用等环境特征方面分析了影响官司河流域土壤侵蚀危险性的主导因素，运用模糊数学综合分析方法，将研究区域分为剧烈，强度、中度、轻度和无侵蚀危险类型，完成区域土壤侵蚀类型划分，并指出各种类型的特征和防治侵蚀的措施。     

官司河流域防护林水土保持效益研究 Ⅰ.土壤侵蚀危险评价研究

以土壤侵蚀发生规律为依据，从小流域系统的土壤抗蚀性、地质、地貌形态、植被覆盖、森林类型、土地利用等环境特征方面分析了影响官司河流域土壤侵蚀危险性的主导因素，运用模糊数学综合分析方法，将研究区域分为剧烈、强度、中度、轻度和无侵蚀危险类型，完成区域土壤侵蚀类型划分，并指出各种类型的特征和防治侵蚀的措施。     

密云水库石匣小流域水土保持措施效应研究

根据2000-2006年密云水库上游石匣小流域内20个径流小区的产流产沙数据,分析不同水土保持措施的蓄水保土效益.结果表明:(1)以裸地为对照,土地利用类型的水土保持效应为封禁荒草地＞林地＞耕地,3种土地利用类型的径流减少量分别为94.28％、66.25％、23.95％,泥沙减少量分别为99.38％ 、75.13％、56.82％;(2)同种耕地土地利用类型,不同耕作措施的水土保持效应为梯田＞坡耕地＞陡坡开荒;(3)同种林地土地利用类型,不同林地措施的水土保持效应为鱼鳞坑＞大水平条＞小水平条;(4)同种草地土地利用类型,自然封禁形成的荒草地的水土保持效应远远大于人工草地.     

基于GIS的福建省将乐县土壤侵蚀及保持定量分析

【目的】对福建省将乐县土壤侵蚀及保持量现状进行定量分析,为该地区制定森林经营方案及水土保持工作提供依据。【方法】以福建省将乐县为研究区,首先建立降雨侵蚀力因子(R)图层、土壤可蚀性因子(K)图层、坡长坡度因子(LS)图层,然后依据实际土地覆盖类型和植被覆盖度构建植被覆盖或作物管理因子(C)图层和水土保持措施因子(P)图层。基于地理信息系统(GIS)和修正的土壤通用侵蚀方程(RUSLE)估算土壤侵蚀量和保持量,定量分析坡度(0°,90°)、土地覆盖类型与土壤侵蚀强度之间的相关关系。【结果】2015年研究区的现实侵蚀量为42.64×10~4t/年,平均土壤侵蚀模数为189.07t/(km~2·年)。从6种土壤侵蚀类型来看,微度侵蚀面积占研究区总面积的88.31%,轻度侵蚀面积占10.36%,中度侵蚀面积占1.13%,这3种侵蚀类型的侵蚀量占侵蚀总量的比例分别为12.43%,60.44%和19.79%;强度、极强度、剧烈侵蚀面积及侵蚀量所占比例均较小。各侵蚀等级在研究区内的空间分布较为均匀,总体来说中部、北部地区侵蚀量较大。7个坡度带中,土壤侵蚀量所占比例较大的是[15°,25°)、[8°,15°)和[25°,35°)坡度带,其面积所占比例分别为35.63%,23.95%和17.53%,侵蚀量所占比例分别为44.68%,24.63%和20.90%。研究区年均土壤保持量为6.98×10~6 t,每km~2土壤保持量为3 099.36t/年;有林地和稀疏植被的每km~2土壤保持量均较高,分别为3 773.58和22 254.39t/年,明显高于其他土地覆盖类型。【结论】将乐县微度侵蚀面积所占比例最大,轻度侵蚀的侵蚀量所占比例最大;森林和稀疏植被对将乐县的土壤保持量贡献最大,进行皆伐作业设计时应该尽量减小皆伐面积。     

基于SWAT模型的大通河流域径流模拟

【目的】采用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型模拟大通河流域径流,为大通河流域水资源规划与管理提供科学依据。【方法】根据大通河气象水文、地形、土地利用、土壤类型等基础数据,以相对误差(Re)、线性拟合系数(R2)以及纳什效率系数(Ens)作为模型评价标准,研究SWAT模型对大通河流域径流的模拟效果。【结果】大通河流域月径流SWAT模拟值与实测值吻合较好,模型校准期(1978-1982年)和验证期(1983-1986年)的线性拟合系数、月径流相对误差以及纳什效率系数分别为:0.70,0.95%,0.69和0.69,-13.96%,0.68,表明SWAT模型能够较好地模拟大通河流域的月流量过程。【结论】SWAT模型可用于大通河流域径流模拟。     

陕北洛河流域降水和植被变化对土壤侵蚀的影响

土壤侵蚀的自然与人为因素影响过程一直是学者们关注的热点问题。基于2000—2014年陕北洛河流域日降水、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,简称NDVI)、数字高程模型(digital elevation model,简称DEM)、土壤类型等数据,结合修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,简称RUSLE)模型,定量分析该流域土壤侵蚀及降水、植被变化对该流域土壤侵蚀的影响。结果表明,(1)陕北洛河流域土壤侵蚀以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,其面积共占区域总面积的86. 29%。2000—2014年该流域土壤侵蚀模数呈增加趋势,其中微度侵蚀面积比例减少,其他侵蚀类型面积比例增加。(2)在植被覆盖因子固定情景下,降水变化导致微度侵蚀面积比例减少,而其他侵蚀类型面积比例增加,总体变化过程与自然状态下相似。在降水固定情景下,植被覆盖因子变化导致微度侵蚀面积比例增加,而其他侵蚀类型面积比例减少,总体变化过程与自然状态下完全相反,说明降水是土壤侵蚀的主导与控制因子,而植被覆盖因子作用相对较小。(3)降水对该流域土壤侵蚀面积比例及其变化速率分别起到79. 17%、72. 90%的作用,植被覆盖因子对该流域土壤侵蚀面积比例及其变化速率分别起到20. 83%、27. 10%的作用。因此,降水在土壤侵蚀过程中的作用强于植被覆盖,且随着全球及区域气候变暖的影响,极端降水事件增加,陕北黄土高原地区土壤侵蚀过程中的降水作用将可能增强,须要加强对未来该地区极端降水的研究,科学合理地评估气候变化对该区域土壤侵蚀的影响。