基于遥感和GIS的黄土丘陵区土壤侵蚀变化监测分析--以静宁县水保世行贷款二期项目区为例

基于遥感融合影像和GIS技术,采用通用土壤流失方程RUSLE作为评价模型,计算了静宁县世行贷款二期项目区1998和2004年的土壤侵蚀量,并结合土壤侵蚀强度分级标准,生成土壤侵蚀强度等级图.结果表明,项目区2004年土壤侵蚀面积237 km2,侵蚀级别属强度侵蚀;项目区76.6%的泥沙来自于占总面积仅38%的极强度和剧烈侵蚀区域;6年间项目区平均侵蚀模数从1998年的9 559.4 t/km2下降到2004年的9 340.3 t/km2,侵蚀面积减少了1.62%;土壤侵蚀强度类型的主要转化过程是轻度和中度转化为微度.经分析,项目区25°以上的坡度土壤侵蚀量大于15 000 t/km2,是水土流失治理的关键;在不同的土地利用类型中,耕地侵蚀量最大.     

后沟小流域水土保持综合治理成效

后沟小流域是"长治"七期工程甘肃省秦南河项目区(天水市秦州区)综合治理小流域之一,流域总面积22.01km2,水土流失面积13.25km2,侵蚀形态为水力侵蚀与重力侵蚀,以水蚀为主,多年平均土壤侵蚀模数3845 t/km2。通过5年的水土保持综合治理,流域内的综合治理面积累计达到10.79km2,水土流失得到控制,生态环境初步改善;农村生产生活条件得到改善,推进了农村社会发展;产业结构趋于合理,加快了流域经济发展。流域内粮食总产达429.18万kg,果品产量达300万kg,农业总产值达2038.71万元,农业人均纯收入达2179元,土壤侵蚀模数下降为1672 t/km2,各项措施年有效拦蓄径流185.79万m3,减少土壤侵蚀量8.37万t,减蚀率达80%以上。     

三峡库区土壤侵蚀和植被覆盖变化分析

基于Google Earth Engine平台,利用1987-2019年Landsat数据,合成30 m分辨率的三峡库区年度最大NDVI图像,通过像元二分法计算三峡库区年度最大植被覆盖度,分析植被覆盖度的时空动态;同时,利用修正通用土壤流失方程(RUSLE),估算三峡库区2000和2010年的土壤侵蚀量(T).研究结果表明:1)三峡库区1987-2019年植被覆盖度持续改善,植被覆盖度增加区域面积占三峡库区面积的75.35％,其中显著增加区域为39.26％.2)三峡库区土壤侵蚀模数(A)2010年为25.51 t·hm-2· a-1,比2000年减少28.22％,水土流失强度明显下降;2010年的水土流失面积为1.91×104 km2,比2000年减少27.38％;坡度＞15°区域的T超过整个区域T的86％,坡度＞25°的区域T超过整个区域T的60％,海拔为0～500m的区域T超过整个区域T的48％,海拔＜1500 m的区域T接近整个区域T的70％,这些区域均是三峡库区水土流失的重点治理区域.3)1987-2015年,降雨略微减少,气温有所升高,尤其是在人类植树造林等活动共同作用下,三峡库区植被覆盖度增加,土壤侵蚀减少.     

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.     

半干旱煤矿排土场边坡侵蚀与植物配置关系

煤矿排土场进行生态修复要考虑复垦成本,为探究水土保持效益最高的植物配置模式,以胜利矿区南排土场复垦区内不同植物配置的3个代表性区域为监测对象.采用无人机遥感技术,掌握监测区的植被高度、植被盖度及叶面积指数等参数信息,并提取监测区的土壤侵蚀量,得到边坡侵蚀与植物配置的关系.结果表明:边坡植被盖度与土壤侵蚀模数有很强的负相关性,R=0.843,抗土壤侵蚀边际效益最高的区间为30%~40%植被覆盖度,侵蚀控制能力与灌木和多年生草本的比例呈正相关关系,由此得出监测区的最优植被配置,从而为确定合适的优势物种及植被覆盖度、排土场水土流失防治提供理论依据.     

鄂渝喀斯特山区土壤侵蚀特征及主影响因子识别分析

鄂渝喀斯特山区属于水土流失敏感地带,生态脆弱,对这一典型区域进行水土流失的空间差异性研究及其主影响因子识别分析,能为中微观尺度上开展针对性的水土流失治理提供重要指导作用。为此,在GIS和RS等多种技术手段的支持下,对地处鄂渝喀斯特山区的8个县市,基于修正的通用水土流失模型(revised universal soil loss equation,RUSLE)进行土壤侵蚀模数的测度,并采用耦合灰色关联度的改进型层次分析法逐一确定各地水土流失的主影响因子,结果表明:鹤峰县的土壤侵蚀模数最大,宣恩县次之,其余各县市从大到小依次为彭水、酉阳、咸丰、黔江、利川和来凤;研究区内水土流失呈现出这一明显空间差异性的原因,主要源于各县市水土流失的主影响因子不尽相同,其中在鹤峰县,各影响因子对当地土壤侵蚀强度的贡献度是地形坡度(LS)植被覆盖(C)水土保持措施(P)降雨(R),而彭水县是R LS C P,其他县市则为LS C R P.     

基于RUSLE的黄土洼小流域土壤侵蚀与水土保持研究

采用修订的通用水土流失方程(RUSLE)、调查还原法和淹没分析等方法,对天然淤地坝多年平均拦截泥沙量和天然淤地坝所在黄土洼小流域侵蚀空间分布进行研究。结果表明:2000—2011年坝淤地及上游丘陵沟壑区平均土壤侵蚀模数为8 116.14t/(km2·a);RUSLE模拟的淤地坝及上游丘陵沟壑侵蚀区土壤侵蚀模数为7 714.73t/(km2·a),通过与实测值对比,模拟精度为95%。模拟的黄土洼小流域强烈侵蚀、极强烈侵蚀和剧烈侵蚀区域占流域面积的53.18%,研究区土壤侵蚀严重;黄土洼天然坝地的泥沙主要来源于坡度大于15°的粱峁耕种区、沟间地和坝地边缘。黄土洼小流域进行人工水土保持措施后侵蚀模数降低26.15%;天然淤地坝将周围控制区域的泥沙全部拦截,对黄土洼小流域泥沙拦截贡献率高达77%,水土保持效益明显。黄土洼天然淤地坝在没有人为干扰的情况下,还可淤积泥沙体积约为2.303×106 m3。     

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.     

漫湾库区生态变化及其原因

 漫湾库区多陡坡,断层发育,地表破碎,雨量集中,生态环境较为脆弱,易退化.通过实地调查及野外资料分析,介绍了该库区生态退化的几个表现:①景观变化,原994m以下河谷地带的村落、耕地、陆生动植物全部被淹没,在1000～1800m的谷坡地带,原有林地、草地、坡度稍缓的地方,均被新开垦的坡耕地和新建的聚落环境所取代.生态环境较以前脆弱,但因蓄水后库区水热配置条件的改变,使1000～1300m地带的植被条件变好,促进了库区植被的恢复;②1984年以后,库区及上游地区地表水土流失加剧,长系列年径流量含沙量增加36.6%,年输沙量增加37.3%;③库容损害严重,1998年调查,水库建成的3年时间里,总库容淤损率已达到原设计标准的第5年水平,有效库容淤损率已达到15年的水平;④水土流失、滑坡、泥石流、山地洪水、崩塌等山地灾害频繁.并进一步分析了造成生态退化的人为因素,认为:①建库后坡地开垦,造成库区植被的减少,以及水土流失的加剧;②水库蓄放水造成库周边稳定性变弱,引起崩塌和滑坡;③因公路、水沟等水库相关工程设施建设引起泥石流等山地灾害;④库外上游环境恶化是库区泥沙、水质生态环境的重要影响因素.最后,例举库区生态环境恶化对地方生产、生活以及水库工程本身造成危害,提出库区生态环境治理和维护的对策:①对库区内生态环境严重退化地区的环境贫困人口和受滑坡、泥石流等山地灾害危害的人口,必须移民到库区外进行安置,以减少环境压力.目前,库区属于此方面影响的人口约1000人,需要重新安置费约3000万元;②以小流域为生态单元,将土地合理利用、灾害治理和社区发展相结合,进行小流域综合治理,重点在南涧公郎河和风庆黑河小流域;③加大库周移民安置区重点山地灾害危害区的工程治理;④提高漫湾电厂库维资金的额度,直接用于库区移民安置区的绿化工程建设、农村能源建设和扶贫开发建设;⑤治理库区外大理市及兰坪县境内的水污染企业,改善入流水质;⑥结合小湾大型电站的建设,加大澜沧江中上游干流河谷两岸的天然林建设和水土流失治理.     

137Cs法应用于流域土壤侵蚀初步研究--以太湖上游浙江省安吉县西苕溪为例

太湖流域水体富营养化、水环境质量下降问题日趋突出 ,而由土壤侵蚀造成的物质迁移是流域非点源营养元素输入的主要载体之一 ,因此 ,流域土壤侵蚀的定量研究具有重要的理论和现实意义 .以太湖上游浙江省安吉县西苕溪流域为例 ,利用137Cs示踪分析方法对该区域的土壤侵蚀数量及空间分布状况作了初步的研究 ,结果表明 :研究区域的137Cs背景值为(2 14 8.8± 12 0 .7)Bq/m2 ;根据建立以及选择的土壤侵蚀和沉积模型计算 ,研究区内非耕作土土壤侵蚀模数平均在 - 431.6t/km2 ·a(“ -”表示堆积 ) ,耕作土土壤侵蚀模数平均在 16 81.2t/(km2 ·a) ,年均土壤侵蚀厚度为 1.5 3mm .研究结论对深入探讨太湖流域上游物质迁移对太湖的生态影响具有基础意义 .     

黄土高原森林植被水土保持功能研究

分析了森林植被不同层次对降水影响所引起的径流量、径流能量和径流的挟沙能力及其减小的效应。研究得出：植被保持水土主要是由其不层次同时连续消耗径流量所致;不同的效应叠加使土壤侵蚀量急剧减小,实现了植被保持水土功能的充分发挥。     

Soil erosion rates and characteristics of typical alpine meadow using <Superscript>137</Superscript>Cs technique in Qinghai-Tibet Plateau

Alpine meadow is the predominant ecosystem in Qinghai-Tibet Plateau.The firm turf of alpine meadow formed by sub-surface anfractuous roots can be effective in conserving water and soil.Alpine meadow is a primary contributor to the Chinese Water Tower.For quantitative assess anti-erosion ability of alpine meadow,this paper selected three typical meadow slopes with>60% vegetation coverage to evaluate soil erosion rates using 137Cs.The results showed that(1)soil erosion intensity of typical alpine meadow was slight to light.Erosion rates were 464 t km–2 a–1 in Malong Village,415 t km–2 a–1 in Yeniugou Town and 875 t km–2 a–1 in Zhenqin Town respectively;(2)soil erosion rates were correlated negatively with vegetation coverage,and the relationship was clearer at the slope scale than plot scale;(3)the relationship between soil erosion and vegetation coverage showed that vegetation coverage was a predominant factor in retaining soil and water on slopes.With complete turf and high vegetation coverage, alpine meadow was of great significance for soil conservation and prevention of soil erosion.     

浙西山区水土流失成因分析

本文就浙西山区土流失现状及其成因，进行了分析研究。近二十多年来，本区水土失加剧，表现在河流含沙量和输沙量增加，流域侵蚀量成倍增大，导致土质沙化，土壤肥力减退，河床淤高，水库淤积，生态环境日趋恶化。穷苦原因有自然因素和人为因素两方面。只有在一定的地质、地形、气候和植被等自然条件下，才能产生水土流失。但它相对于人为因素而言，是较稳定且变化缓慢，通常不会造成生态环境的剧烈变化。而人类对山区的自然、经济规     

论流域水土保持中水保与土保的关系

为揭示水土保持中＂水保＂和＂土保＂的关系,运用水资源结构分析方法,探讨了流域＂水流失＂的内涵.在此基础上,以安塞纸坊沟为例,利用土壤侵蚀的特征指标和水流失的特征指标分别表征土壤侵蚀和水流失,分析了水流失与土壤侵蚀之间的关系,并对不同目标下的水土保持用水进行了讨论.结果表明：水流失本质上就是流域生态环境水向潜在资源水和灾害水转化的过程;1938—1999年间纸坊沟流域水流失与土壤侵蚀的强度与程度之间均有较好的相关关系;纸坊沟流域土保可达到微度侵蚀的目标,此时的径流量约为6.77&#215;10^4m^3,基本可满足河道生态环境需水以及一定社会经济用水的需求.     

国家重点生态功能区植被覆盖度变化及其对地形因子的响应——以湖北省长阳县为例

区域植被覆盖变化监测是研究资源环境承载力的基础，其对区域可持续发展至关重要.该研究基于2000年—2015年的NDVI数据，借助于偏差分析、变异系数分析、地形差异修正指数模型等方法，对县域植被覆盖度变化特征及其对地形因子的响应进行研究，主要结论如下：1) 2000年—2015年植被覆盖度整体上处于较高水平，呈现出小幅度的波动增加趋势，年均增长率为0.12%；高覆盖度和中高覆盖度等级面积合计占研究区总面积80%以上.2) 研究期内县域植被覆盖度变异程度总体上稳定，植被稳定型面积占研究区总面积的82.84%，植被改善型面积大于植被退化型，其占比分别为13.07%和4.08%，能够在很大程度上对维护区域生态安全发挥重要作用.3) 随着高程的升高植被退化型先减小后增加，在大于1 250 m的高程内为主导类型；植被稳定型先缓慢增加后逐步减少，在500～1 750 m高程内优势明显；而植被改善型呈不断减少趋势，仅在小于500 m高程内呈优势分布.坡度对植被退化型分布的影响较大，在0°～15°范围内优势程度最明显，当坡度大于25°时植被稳定型和改善型呈现出一定程度的优势分布.不同坡向上植被变化显著，随着坡向由阴坡转向阳坡，植被改善型分布增加，而植被稳定型分布减少.该研究能够在一定程度上为国家重点生态功能区县域生态环境治理及生态保护提供有效的参考和借鉴.     

矿区废弃地水土流失的成因及防治对策

针对阜新矿区废弃地水力侵蚀形成的特点,采用沟头防护、沟道治理、堆积区治理等水土保持工程措施与撒播牧草、经济林等植物治理措施相结合,有效地防治水土流失的发生;对重力侵蚀发生原因及重点部位,采用挡墙、防滑桩工程措施和植物措施进行治理,使松散的混合体得到固持,改变废弃地土壤理化性质,提高保水保肥能力。     

融合合成孔径雷达和光学影像的植被覆盖区土壤湿度反演

利用合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)卫星可对土壤湿度实现大面积、时间连续的反演.针对此过程中难以消除植被遮挡的问题,提出融合SAR微波数据和光学数据,利用修正水云模型消除植被影响,求解纯粹地表后向散射系数,代入裸土区土壤湿度反演算法进行土壤湿度反演,并在武汉豹澥区域设置实测站点记录实测数据进行比对.结果分析表明,经过植被消除后,实测站点垂直极化后向散射系数平均衰减量与植被覆盖度之间时间序列上相关系数达到0.83;土壤湿度反演值与实测值趋势相关性平均提升0.08,且提升程度与植被覆盖度相关系数也达到0.8以上,表明本算法针对植被覆盖度越大区域反演效果越好.该方法通过SAR影像和光学影像融合反演长时间序列土壤湿度具有良好可信度.     

黔中喀斯特植被恢复过程中水土保持功能变化初步研究

以“空间代替时间”的方法,在黔中退化喀斯特植被区,选择不同植被恢复阶段地段建立径流场进行野外测定,结合室内实验分析,对试验区植被恢复过程中的0~15cm和15~30cm土壤物理性质、土壤持水性及土壤抗蚀性能进行了分析研究。结果表明:退化植被恢复过程中,植被对土壤物理性质的改良作用明显,相同土层深度,土壤容重为草本群落阶段>灌丛灌木阶段>乔林阶段,孔隙度为乔林阶段>灌丛灌木阶段>草本群落阶段;土壤自然含水量呈规律性变化:乔林阶段和灌丛阶段自然含水量与草坡阶段之比,0~15cm土层中分别是1.39和1.07,15~30cm土层中分别是1.30、1.04;土壤蓄水能力提高,非毛管持水率为乔林阶段>灌丛阶段>草坡阶段;土壤保土能力提高,相同土层深度、相同时段内,土粒的崩解速度为草坡阶段>灌丛阶段>乔林阶段。因此,退化植被恢复可显著提高其蓄水保土功能。     

论苜蓿在农牧业和秀美山川中的作用

为广植苜蓿, 介绍了苜蓿的种类、地理分布、生物生态学特性和栽植历史,论证了苜蓿作为饲用牧草、轮作倒茬、绿肥压青、培肥土壤、保持水土、美化环境的植物,在农牧业生产和秀美山川中发挥的巨大作用,提出了广植苜蓿、增加植被、治理水土流失的对策和建议,使苜蓿在西部在开发、治理黄土高原水土流失和秀美山川中发挥更重要的作用。     

三峡库区紫色土坡耕地土壤侵蚀研究：进展与方向

紫色土坡耕地是三峡库区粮食经济作物的主产载体,也是库区水土流失的主要源地和入库泥沙的主要来源。结合野外调查和相关报道,对三峡库区紫色土坡耕地土壤侵蚀研究方法、侵蚀强度、泥沙颗粒形态以及侵蚀引起的养分流失等方面进行综述。结果表明,坡耕地土壤侵蚀研究方法主要包括径流小区法、人工模拟降雨法和侵蚀针法等直接观测方法和核素示踪、模型模拟和遥感监测等间接观测方法;库区紫色土坡耕地土壤侵蚀速率达3464～9452t／km2,其中15°～25°坡度范围的土壤侵蚀最为严重,是今后坡耕地土壤流失防治的重点坡段;流失泥沙主要以〈0．02mm的团聚体和〈0．002mm的粘粒为主,其中粉粒（0．002~0．02mm）和粘粒（〈0．002mm）携带的养分流失较多;植物篱、垄作和坡改梯等措施理水效果明显,均对坡耕地侵蚀产沙具有较好的控制作用。今后应在模型方法、埂坎结构和功能、水土保持措施适宜性评价等方面拓展研究。