基于GIS和RUSLE模型的深圳市土壤侵蚀研究

在GIS技术支持下,基于RUSLE模型对深圳市土壤侵蚀进行了定量评估,并分析了不同坡度、植被覆盖度、土地利用和降雨条件下土壤侵蚀强度空间特征和规律.结果表明,(1)研究区2014年平均土壤侵蚀模数为196. 15t·km~(-2)·a-1,年侵蚀量为36×104t,其中轻度、中度侵蚀的面积占比分别为12. 65%和0. 91%,强烈及以上侵蚀面积占比只有0. 14%,全市土壤侵蚀总体属微度水平,相比1995年有明显改善;(2)中度及以上等级土壤侵蚀主要发生在15°～35°区间,坡度每增加一个等级,土壤侵蚀模数平均增加344. 0t·km~(-2)·a-1;(3)主要分布在山区周围、植被覆盖度为30%～60%的高植被覆盖区虽然面积只有全市的37. 2%,但其侵蚀量却达全市的62. 7%;(4)林地和园地是土壤侵蚀发生的主要土地利用类型;(5)土壤侵蚀受汛期(4～9月)降雨影响显著,汛期泥沙输移量超过全年的80%.研究区应该特别关注汛期山区周围的土壤侵蚀防治.     

基于GIS和USLE模型的巢湖流域土壤侵蚀评价

土壤侵蚀是全世界都关心的土地资源与环境保护问题。巢湖作为中国第五大淡水湖,近年来由于水体富营养化产生的水华现象引起多方重视,对巢湖流域土壤侵蚀评估对于环境保护战略与土地规划政策具有重要的意义。基于GIS平台,采用通用土壤流失方程(USLE)来评估巢湖流域14县/区2000年到2010年土壤侵蚀空间分布变化趋势。研究表明:(1)巢湖流域土壤侵蚀严重区域主要分布在金安区、舒城县、居巢区以及含山县的丘陵地区,即杭埠河-丰乐河流域、裕溪河流域与柘皋河流域的上游地区;(2)从2000年到2010年,土壤微度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀区域占巢湖流域总面积比例分别减少了0.5%、0.05%、0.21%和0.23%,而轻度侵蚀、中度侵蚀区域所占比例分别增加了0.98%和0.01%,总体呈现土壤强度侵蚀、极强度侵蚀与剧烈侵蚀区域向轻、中度侵蚀转移的趋势。(3)植被覆盖度变化是巢湖流域土壤侵蚀分级发生变化的主要原因,总体上,2000~2010年研究区由于植被覆盖度的波动性增加呈现土壤侵蚀分级波动性降低的趋势。     

基于InVEST模型的称钩河流域土壤保持功能研究

选择陇中黄土高原称钩河流域为研究区,采用InVEST模型进行土壤侵蚀及土壤保持空间分布模拟.结果表明:称钩河流域2014年潜在与实际土壤侵蚀量分别为6.45×10~6和1.15×10~5t,土壤侵蚀模数为725.24 t/(km~2·a),整个流域以微度侵蚀为主,面积占整个流域的94.69%;全流域的土壤保持总量为6.35×10~6 t,单位面积土壤保持量为39 861 t/(km~2·a),土壤保持率高达98.34%;不同土地利用类型土壤保持总量从大到小依次是:梯田天然草地有林地灌木林地建设用地旱平地人工草地坡耕地裸地,梯田的土壤保持总量最高,为2.4×10~6t,占总量的37.69%.     

南方红壤区土壤侵蚀强度评价及空间分布特征

以2016年GeoEye遥感影像为基础数据源,通过ENVI软件提取植被覆盖度和土地利用类型数据,结合DEM数据,提取研究区土壤侵蚀等级图,定量分析南方红壤侵蚀区朱溪小流域的土壤侵蚀空间分布现状以及不同地形、土壤因子下土壤侵蚀面积的分布.结果表明:强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积主要分布在小流域东北和东南部,西南部以轻度和中度侵蚀为主.水土流失面积中,中度侵蚀面积最大,占水土流失总面积的32.87%,其次为轻度和强烈面积比例分别为21.61%、22.48%.水土流失面积均随着高程、坡度和有机质质量分数的增加先增大后减小.土壤容重在1.25～1.30 g·cm~(-3)之间时,主要表现为轻度、中度、强烈侵蚀.生产活动中,需合理开垦耕地,转变不合理的土地利用方式,减少植被的破坏.     

基于GIS和USLE的卧龙地区小流域土壤侵蚀预报

为探讨卧龙地区流域土壤侵蚀的空间分布格局及土地利用/覆盖对流域土壤侵蚀的影响,以2000年卧龙地区两流域土地利用图、数字高程模型和土壤类型分布图为基础,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对卧龙流域土壤侵蚀进行模拟。结果表明,基于流域产流产沙的土壤侵蚀预报效果较好,渔子溪年均侵蚀模数为55.2t/(km2·a),寿溪年均侵蚀模数为568.4t/(km2·a),但两流域土壤侵蚀格局存在一定的差异。不同土壤侵蚀系统分布格局及土地利用单元上土壤侵蚀强度的差异是造成两流域土壤侵蚀预报结果差异的重要原因。     

贵州喀斯特山区土地利用格局变化及土壤侵蚀效应——以大方县为例

喀斯特山区生态脆弱,土壤侵蚀将导致严重的土地退化和生态破坏。以2000年、2010年大方县土地利用矢量数据和土壤侵蚀遥感调查数据作为主要信息源,基于GIS技术和数理统计方法,分析大方县2000~2010年土壤侵蚀和土地利用的动态变化特征;计算并对比2000年,2010年不同土地利用类型的土壤侵蚀强度指数,反映土地利用变化对土壤侵蚀的影响。结果表明:研究区土地利用类型以林地、耕地和草地为主,且耕地面积减少,林、草地和水域用地面积增加;土壤侵蚀以微度侵蚀为主,面积明显增加,主要来自于轻度、中度和强烈侵蚀;不同土地利用类型下的土壤侵蚀强度大小为:耕地草地未利用地林地建设用地水域。2000~2010年,大方县土地利用格局变化向有利于水土保持的方向发展,土壤侵蚀强度减弱。     

基于RS和GIS的洛宁县土壤侵蚀研究

利用RS和GIS技术获取研究区土壤侵蚀的各个影响因子,运用卜兆宏提出的土壤侵蚀模型,得出研究区土壤侵蚀模数和侵蚀强度分级,并分析研究区土壤侵蚀与主要影响因子间的响应关系.结果表明:洛宁县平均土壤侵蚀模数为2 799.29 t/(km2.a),年侵蚀总量为6 495 744 t;61%的区域为微度侵蚀或轻度侵蚀,强度以上侵蚀主要分布在洛宁县西部,面积占全县的20%,侵蚀量却占总侵蚀量的57.64%,是预防和加强水土流失治理的重点区域;坡度与土壤侵蚀呈现正相关关系,中度和强度侵蚀在水体、农地、建设用地、森林、未利用土地等土地利用类型中呈递增现象.     

鄂西南山地土地利用时空格局的梯度效应研究

为探究地形因子与土地利用时空格局间的关系,基于湖北省1∶10万土地利用现状分类4期矢量数据(2000,2005,2010和2015年)及空间分辨率为30 m的DEM数据,借助地学信息图谱方法,从地形起伏度、坡度变率、坡向和地形位指数等地形因子视角,探讨了鄂西南地区2000—2015年土地利用时空格局在不同地形因子梯度下的变化特征.结果表明:1)鄂西南土地利用类型主要以耕地、林地和草地为主,三者面积占区域总面积的95%以上. 15年间,建设用地、水域分别由2000年的394. 81 km~2、585. 84 km~2增加到2015年的751. 33 km~2、761. 56 km~2,分别增加了356. 52 km~2、175. 72 km~2;而耕地、草地、林地和未利用土地面积分别减少314. 60 km~2,157. 69 km~2,60. 17 km~2,0. 22 km~2; 2)鄂西南山区不同地形梯度区间用地类型分布规律差异明显.低地形梯度范围是耕地、建设用地和水域的优势分布区,中高和高地形梯度范围则是草地和林地优势分布区;未利用土地面积较小且呈零散分布,受地形梯度变化影响较小; 3)研究区3个五年段土地利用变化图谱以稳定型为主,该类型面积为41 562. 54 km~2,稳定型图谱主要涉及地类为耕地、林地和草地,贯穿每个地形梯度区.低地形区土地利用变化图谱主要是前期型、后期变化型和持续变化型;中低和中高地形区土地利用变化图谱主要是稳定型和中期变化型;而高地形区土地利用变化图谱则主要是稳定型、中期变化型和前期变化型.     

基于GIS与USLE的榆中县土壤侵蚀

在GIS与RS技术支持下应用USLE模型对位于黄土高原西部的榆中县进行土壤侵蚀强度的定量估算,探讨区域土壤侵蚀的空间变异性以及与坡度梯度和土地利用方式之间的关系.得出榆中县的年均侵蚀总量为813137t,年均侵蚀模数为247t/km~2,并且土壤侵蚀的空间变异性明显,年均侵蚀模数与年均侵蚀总量随坡度梯度的增加都呈指数增加.在分析不同土地利用方式下的土壤侵蚀状况后发现,低覆盖度草地才是区域最主要的侵蚀地带.     

澜沧江糯扎渡水库消落带土壤侵蚀特征研究

澜沧江干流梯级水电开发形成大面积的水库消落带,该区土壤侵蚀极其严重,对水库安全运行构成严重威胁.文章利用ArcGIS空间分析功能,结合遥感影像判识、野外调查及侵蚀针技术等,查明澜沧江流域规模最大的糯扎渡水库消落带空间分布特征和土壤侵蚀过程的关键驱动因子.结果表明:(1)糯扎渡水库消落带总面积129.95 km~2,其中干流57.29 km~2、支流72.66 km~2;消落带面积随高程的降低逐渐减小;不同坡度消落带面积分布不均,15°～25°坡度上分布最广,大于35°的急陡边坡分布最少.(2)糯扎渡水库消落带土壤侵蚀营力多样,最常见的侵蚀形式为涌浪侵蚀和崩塌,涌浪侵蚀是消落带特有的水力侵蚀形式.(3)糯扎渡水库消落带土壤侵蚀异常强烈. 2016—2018年干流消落带平均土壤侵蚀速率38.50 mm/a,而库湾平均土壤侵蚀速率17.00 mm/a,干流消落带土壤侵蚀速率是库湾的2.30倍.(4)消落带坡度、植被和土壤水分变化对土壤侵蚀的影响显著.坡度与消落带年均侵蚀深度呈现显著的线性相关;植被可以减缓消落带土壤侵蚀;随着土壤含水率的增加,土壤抗剪强度随之降低,土壤侵蚀加剧.     

大渡河流域土壤侵蚀强度时空变化格局分析

基于大渡河流域的地理国情(地势陡峻,林草地广布),改进了土壤可蚀性因子K、坡度坡长因子LS和植被盖度因子C的提取方法,构建了大渡河流域土壤流失方程,进而分析和探讨了2005—2015年大渡河流域土壤侵蚀时空变化分布格局及其驱动机制。研究结果表明:(1)大渡河流域总体上属于轻度侵蚀,其空间格局表现为小面积的高强度侵蚀,主要分布于中上游地区的高山峡谷地带以及下游的泸定县、九龙县、汉源县、峨边彝族自治县等地区。(2) 2005—2015年,大渡河流域土壤侵蚀变化状况呈现总体稳定,局部加剧的态势。(3)近十年国家退耕还林还草政策的实施有效地改善了流域水土流失状况,然而不合理的人类活动和频繁的地质灾害(特别是地震)极大地加剧了区域土壤侵蚀强度。研究成果可以为西南山区,特别是横断山区的土壤侵蚀量估算提供重要借鉴,对区域水土保持的防治具有重要参考意义。     

基于RUSLE模型的喀斯特峰丛洼地土壤侵蚀及其养分流失评估

以中国南方典型喀斯特峰丛洼地为研究对象,基于GIS技术和RUSLE模型,对喀斯特峰丛洼地的土壤侵蚀空间变化特征进行了分析。探讨了峰丛洼地土壤侵蚀与土壤养分流失之间的关系,揭示了该地区不同土壤养分流失之间的空间变化差异。结果表明:2015年研究区土壤侵蚀总量为1 950.21×10~4 t·a~(-1),占研究区国土面积的76.75%。土壤侵蚀空间分布整体上呈现出南北两侧向西中部变化的条带状的空间分布特征。因土壤侵蚀引起的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)等养分流失总量为57.76×10~4 t·a~(-1),其中SOC、TN、TP和TK的平均流失量分别为38.13、1.18、0.16和6.00 t·km~(-2)·a~(-1)。研究区土壤侵蚀的空间变化整体上是随侵蚀等级增加,侵蚀面积和侵蚀量逐渐减少而平均侵蚀模数增加的过程,土壤侵蚀的空间分布差异决定了土壤养分流失空间分布差异。     

基于CCA的太行山区土地利用变化驱动机制分析

基于典范对应分析方法(Canonical Correspondence Analysis,CCA),以太行山区1990年、2015年的土地利用数据及经济社会统计资料为数据源,选取14个经济社会指标,对太行山区近25年来的土地利用变化及其驱动机制进行分析。结果表明:1) 1990—2015年,太行山区土地利用变化面积为5 440. 58 km~2,占太行山区土地总面积的3. 97%。建设用地面积增加了2 002. 59 km~2,增幅居所有土地利用类型首位;耕地面积减少了1 763. 69 km~2,是面积减少最多的土地利用类型,耕地净转移为建设用地是土地利用转移的主导类型。2) CCA分析结果通过95%的显著性检验,太行山区低山丘陵区和盆地区经济社会发展水平较高的县市建设用地面积增加1 137. 47 km~2,耕地面积减少811. 34 km~2,低山丘陵区和盆地区土地系统变化受经济增长、人口增长及城镇化主导因素驱动作用明显;山原区经济社会发展水平较低的县市草地面积减少492. 27 km~2,林地面积增加187. 42 km~2,其土地系统变化受农业生产主导因素驱动作用强烈。区域经济社会发展水平和地形差异是导致太行山区土地系统变化及其驱动机制空间分异的动因。     

皖西大别山区土壤侵蚀空间分布特征及与地形的关系

基于修正的通用土壤流失方程和GIS空间分析方法,定量分析了皖西大别山区土壤侵蚀空间分布特征,讨论了侵蚀强度与海拔、坡度、坡向等因子的关系.基于信息熵模型评价地形因子与土壤侵蚀强度的空间相关性结果表明:(1)皖西大别山区2010年土壤侵蚀总量为1844.30×10~4t,平均侵蚀模数为1415.05t/km~2·a.区域以微度和轻度侵蚀为主,分别占总面积的52.95%和31.99%,侵蚀强度由东南至西北逐渐加剧.(2)坡度和海拔主导着区域内土壤侵蚀强度的空间分布.随着坡度和海拔增加,侵蚀强度不断加剧,强度侵蚀的面积比例增加,微度侵蚀的面积减少;在坡度15-25°区域、海拔200-500m区域的土壤侵蚀总量最大.坡向对土壤侵蚀强度的影响较小,土壤侵蚀强度在东南坡向较其它坡向略强.(3)地形因子与土壤侵蚀强度的空间相关性强弱为:坡度海拔坡向.坡度是安徽省大别山区土壤侵蚀强度的主导因子.     

基于GIS的大宁河流域土壤侵蚀评价及其空间特征研究

以大宁河流域为研究区域,采用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)为评价模型,以地理信息系统(GIS)软件Arcview 3.3为分析平台,通过数字高程模型(DEM)、土地利用类型和土壤类型等空间数据与属性数据,获取基于栅格数据的小流域土壤侵蚀量和侵蚀强度,对大宁河流域的土壤流失量进行了定量化分析.采用土壤侵蚀综合指数法评价研究区域的土地利用状况、坡度及土壤类型对土壤流失的影响,对水土流失的空间特征进行了研究,并提出了相应的治理措施.结果表明:大宁河流域大部分地区土壤侵蚀模数小于101.73 t·km-2·a-1,总体上水土保持良好;不同用地类型上,旱地的土壤侵蚀较草地严重,而草地又较水田的严重;不同坡度等级中,15°～25°上土壤侵蚀强度最强,3°～8°上土壤侵蚀强度最弱;各种土壤类型中,黄褐土的侵蚀强度最重,山地草甸土最轻.     

干旱区叶城县土地利用/覆盖时空变化分析

土地利用/覆盖变化研究是当今全球变化研究的热点之一。文章从干旱区叶城县2000、2005、2010、2015年4个时期的Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像数据中提取2000—2015年的叶城县土地利用变化信息,借助RS与GIS,采用土地利用动态变化、转移矩阵以及景观格局指数等方法得出研究区的土地利用变化及驱动力因素,探讨其变化规律。结果表明:(1)2000—2015年,研究区域的总面积为13032.88 km~2,土地利用/土地覆盖特征主要表现为交通用地、建设用地与绿地的面积一直保持增长趋势,而水域和未利用地的面积呈缩小趋势。(2)利用转移矩阵可知该区域城市建设用地面积主要来自于绿地和未利用地。(3)从破碎度来讲,未利用地、水域和绿地相较于交通用地和建设用地的程度要低,斑块密度减少,伴随景观异质性也降低。在人为因素和自然因素的作用下形成该区域15年的建设用地面积增加,水域面积减少。     

基于GIS和RS的抚顺市土壤侵蚀动态研究

以GIS为平台,利用遥感数据和修正的通用土壤侵蚀方程(RUSLE)动态研究了浑河上游抚顺地区的土壤侵蚀.结果表明,抚顺市1998年和2005年两个时期的侵蚀强度跨越了微度到强度的四个等级,侵蚀面积约占总面积的49.11%(1998年)和47.44%(2005年),年平均侵蚀量分别为242.96 t/(km2.a)(1998年)和263.31 t/(km2.a)(2005年),以微度侵蚀、轻度侵蚀和中度侵蚀为主,伴有少量的强度侵蚀.受人为活动和降水变化的影响,2005年比1998年侵蚀面积相对减小,但侵蚀强度加大.从土壤侵蚀与坡度、海拔和土地利用的关系来看,研究区的土壤侵蚀主要出现在坡度为8°~...     

地质灾害易发山区聚落用地适宜性评价

地质灾害易发山区聚落用地的适宜性评价研究,不仅能为山地社区的重建提供理论依据,而且能为易地扶贫搬迁提供科学参考。以岷江上游理县为研究区,从自然-生态、生产和生活条件3个维度选取15个评价指标,构建生态位适宜度模型,运用Arc GIS栅格处理技术对指标进行单因素量化分析及多因素综合评价;以乡镇为基本评价单元,将聚落用地适宜性划分为4个等级。研究表明:1)理县不适宜聚落用地布局的土地占国土面积的95.72%,适宜的土地面积仅为184.6 km~2;2)全县聚落用地适宜性等级以中度适宜为主,低度适宜次之,高度适宜最小;3)聚落用地最适宜区域主要位于杂谷脑镇东南部;低度、中度适宜区占面积比例较大的乡镇在空间上连续分布且处于杂谷脑河流域下游及国道317附近;4)县境内有重点生态保护区分布的乡镇聚落用地基本以低度和中度适宜区为主,高度适宜区分布少。     

三工河小流域泥石流生态—岩土工程调控措施减缓土壤侵蚀的定量研究

为探讨泥石流治理措施对小流域土壤侵蚀的影响,以天池上游三工河流域为研究对象,在实地考察的基础上,通过地形图叠加、遥感解译和Google Earth Engine(GEE)云计算等手段,实测计算了该流域1971～2003年、2008～2020年两期土壤侵蚀模数,定量评估了在该流域开展的泥石流生态—岩土工程调控措施对小流域生态和土壤侵蚀的影响。研究发现：(1)三工河流域平均植被覆盖度经泥石流综合治理后增加11.34%,高植被覆盖度面积增加16.93%,泥石流沟道及河谷的植被覆盖度明显提升;(2)三工河流域1971～2003年平均侵蚀模数为0.34 mm/a,较北天山山地流域同期平均侵蚀速率高出131%,造成该现象的原因是过度放牧、滥砍滥伐等人为因素激发山洪泥石流的爆发导致流域生态环境恶化;(3)流域经生态—岩土工程调控后(2008～2020年),平均侵蚀模数降低至治理前的15%(0.051 mm/a),为北天山地区山地流域同期平均侵蚀模数的34%。     

太湖流域土地利用方式演变及其对水体氮磷负荷的影响

为研究太湖流域的水环境现状和污染特征,通过分析研究区氮磷负荷变化对土地利用方式的响应,对太湖流域各土地利用方式与氮磷负荷特征的相关性及其影响因素进行研究.结果表明:1980年至2010年,太湖流域耕地面积占比由63.89%降到47.02%;而建设用地面积占比由9.70%增加到25.16%;林地面积微缩小;水域面积微提升;草地和未利用地面积不大且变化可忽略.各土地利用状态指数D_i大小依次为:建筑用地耕地未利用地水域林地草地.太湖流域由于土地利用方式的转变带来的氮和磷排放对水体总氮(TN)负荷和总磷(TP)负荷的贡献均呈逐年递增趋势. TN在1980年3.71万t的基础上,2010年排放量增加了67.51%. TP负荷从0.33万t增加到了2010年的0.85万t.