土地覆盖类型变化对梯度发展流域的土壤侵蚀动态影响

以1990,2000和2010年3期土地覆盖类型数据为基础,结合GIS技术利用RUSLE模型分析梯度发展的东江流域土壤侵蚀动态变化,结果表明:流域下游地区土地覆盖类型变化较大,大量水田、旱地、林地和草地转化为城镇用地、工矿建设用地以及园地;流域在1990,2000和2010年的平均土壤侵蚀量分别为15.22,15.41和15.47 t/(hm~2·a),均属于Ⅱ级/轻度侵蚀,但随时间增长而递增;侵蚀等级属于Ⅰ级和Ⅱ级的面积占全流域面积的90.95%~91.26%;流域的土壤侵蚀量等级变化不明显,约有24 328 km~2(91.14%)维持原有的侵蚀等级,而2 365 km~2(8.86%)侵蚀等级发生改变。变化等级面积中,1 286 km~2(4.82%)由低等级转变为高等级,1 079 km~2(4.04%)由高等级转换为低等级。东江流域的土壤侵蚀情况与社会经济的梯度发展特征相一致,从上游到下游呈明显递增趋势。     

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%.     

基于GIS的喀斯特流域土壤侵蚀敏感性研究——以贵州省三岔河流域为例

以流域为单元进行土壤侵蚀敏感性研究,可以定量识别土壤侵蚀的敏感区域,进而探索土壤侵蚀空间分布规律和评价流域治理效益,甚至对水土保持规划与监测具有重要意义。本文以贵州省三岔河流域为研究区,借助GIS技术,并参考土壤侵蚀敏感性评价的研究,获得该流域土壤侵蚀的敏感性评价指标,以对土壤侵蚀敏感性进行综合评价。分析结果表明:1)该流域土壤侵蚀敏感性较高,土壤侵蚀敏感区域面积为6 728.81km2,占整个流域面积的88.25%;2)将土壤侵蚀敏感性评价结果与土壤侵蚀现状评价进行对比,两者表现出的结果明显不一致;3)该流域土壤侵蚀敏感性以高度敏感为主。从空间分布上看,中度以上敏感区集中分布于赫章县、纳雍县、六枝特区、织金县、普定县和西秀区西北部。     

基于GIS和USLE的下庄小流域土壤侵蚀量预测研究

将地理信息系统Geographical Information System(GIS)与通用土壤流失方程Universal Soil Loss Equation(USLE)相结合进行流域土壤侵蚀量的预测和估算.以福建省九龙江典型小流域下庄为研究区域,在桌面GIS软件MapInfo和ArcView的支持下,建立流域的空间数据库,利用GIS的栅格数据空间分析功能,将小流域空间离散化为10 m×10 m的栅格,根据合适的USLE因子算法生成各因子栅格图,借助GIS图形运算,实现了下庄小流域的土壤侵蚀量估算和土壤侵蚀关键源区的标识,进一步利用GIS和USLE结合对小流域进行土壤侵蚀控制措施的模拟,为下庄小流域土地利用和水土保持提供科学依据.研究结果表明,下庄小流域的平均土壤侵蚀模数为2 541.66 t/km2.a,土壤侵蚀强度属中度,强度侵蚀以上区域占流域面积的11.17%.在模拟实施控制管理措施后,小流域土壤侵蚀模数降为1 570.89 t/km2.a,土壤侵蚀强度属轻度,强度侵蚀以上区域降为3.75%.     

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。     

潮河流域非点源污染关键区识别及其管理措施研究

选取SWAT模型,对潮河流域径流、泥沙及非点源污染过程进行模拟.在对模型进行率定和验证的基础上,参照土壤侵蚀模数与国家地表水环境质量标准对土壤侵蚀及总氮污染关键区进行识别.最后分别在土壤侵蚀和总氮污染关键区设置污染控制情景,对控制措施成效进行模拟和评价.结果表明,SWAT模型可以较好地模拟潮河流域水文过程和污染物迁移转化过程;流域20.9%的区域为轻度土壤侵蚀区,39.8%的区域为总氮风险区;梯田、等高耕作、退耕还林还草和减少化肥施用量等措施都不同程度地对非点源污染负荷起到一定的削减效果.     

淤地坝坝控流域土地利用类型空间优化配置研究

以小河沟流域的花梁淤地坝坝控流域为研究对象,收集坝控流域的土地利用类型资料,在分析原有土地利用结构及其土壤侵蚀强度的基础上,基于RUSLE模型对坝控流域内不同土地利用空间优化配置进行研究.结果表明:不同土地利用类型下土壤侵蚀强度不同,不合理的土地利用结构是造成该流域土壤侵蚀严重的主要原因.梯田能够有效地控制土壤侵蚀,在水土保持效益中具有不可替代的作用;花梁坝坝控流域水土保持措施的最优配置方案为:3°以内的平坦地作为耕地,草地分布在3°~7°的缓坡地,7°~25°的坡地作为梯田,其余坡地作为林地;在最优配置下,多年平均侵蚀模数为6.102 8×10~5 kg/(km~2·a),淤积年限内各年份的土壤侵蚀模数都有很大程度的下降,最大减蚀比为93.48%(1980年),最小减蚀比达到47.52%(1976年).研究结果可为黄土高原淤地坝坝控流域水土保持措施的合理配置提供参考.     

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。     

基于GeoWEPP模型的桥子沟流域土壤侵蚀对比研究

为探讨人类活动对黄土丘陵区土壤侵蚀时空格局的影响,选取黄土高原丘陵区典型小流域桥子沟(包括桥子东沟和桥子西沟两个对照小流域)为研究对象,利用GeoWEPP模型对不同时段内两个子流域土壤侵蚀时空格局进行了定量模拟,并开展了1988-2000年水土保持治理效应对比分析,探讨了土地利用变化对流域产流和产沙的影响.结果表明,模拟获得的两子个流域各阶段径流深及输沙模数与实测数的相对误差均小于15%,说明GeoWEPP模型适用于桥子沟;在阶段1(1988-1990年)、阶段2(1991-1995年)和阶段3(1998-2000年)三个阶段,桥子沟土壤侵蚀状况均有好转.对比发现,在实施了土地利用整改措施的阶段1-阶段2时期,两个子流域土壤侵蚀均得到改善,而在阶段2-阶段3时期,实施水土保持措施的桥子东沟土壤侵蚀改善效益明显高于未实施措施的桥子西沟,表明水土保持措施在水土流失治理中发挥了积极的作用;不同时期流域的土地利用与土壤侵蚀强度的时空变化关系密切,说明合理的土地利用变化改变了该流域下垫面条件,能有效地减缓流域土壤侵蚀,是流域土壤侵蚀格局变化的主要驱动力.研究结果可为黄土高原有效实施水土保持治理措施,开展土壤侵蚀监测、防治和小流域管理提供依据.     

基于RS和GIS的土壤侵蚀量估算方法研究——以陕西省杏子沟流域为例

土壤侵蚀量的估算是土壤侵蚀研究的核心问题之一.本文以陕西省杏子沟流域为例,通过对影响土壤侵蚀地形、植被因子的研究,探讨了利用遥感技术和地理信息系统手段对土壤侵蚀量进行估算的方法和技术路线.在地形信息的获取方面,利用数字高程模型,派生出地形坡度、坡向、相对高度等要素;在植被覆盖度的提取中,采用遥感技术与非遥感手段,分析了植被类型对土壤覆被变化的指示作用.利用修正后的通用土壤侵蚀模式,模拟了小流域土壤侵蚀模数的空间差异,计算了土壤侵蚀总量,具有重要的理论意义和实践意义.     

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%。     

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.     

GIS支持下的土壤侵蚀动态变化研究:浙江一例

土壤侵蚀是土地退化的主要原因，也是导致生态环境恶化的重要因素，开展土壤侵蚀动态模拟研究具有重要意义．地理信息系统(GIS)因其强大的空间分析功能，为土壤侵蚀动态分析研究提供了有力支持．根据美国通用水土流失方(USLE)，以GIS软件为支持，以浙江省横溪流域为例，对该流域1990年至2003年土壤侵蚀动态变化进行模拟，并对流域内不同土地利用方式下的土壤侵蚀进行了动态评估，探讨了土壤侵蚀变化与土地利用变化的关系，为横溪流域今后的土壤侵蚀动态预测提供参考．     

黄河流域土壤侵蚀及植被水保效益研究

基于土壤侵蚀快速评估法,以最小图斑为研究单元,评估了黄河流域20世纪90年代末土壤侵蚀的状况,并分析了黄河流域土壤侵蚀的分布特点.在此基础上,设定流域不同植被覆盖度情景,计算了不同植被覆盖度下黄河流域的土壤侵蚀状况,获得了1.1km分辨率条件下的植被覆盖度变化对水保效益的影响,给出了对应于产生显著水保效益的植被覆盖度变化范围.研究表明,从黄河流域整体上来看,当流域较低植被覆盖度提高到15%以上时会产生显著的水保效益,在25%处显著性开始降低,而超过45%时水保效益的增加则很不显著.综合考虑经济投入及当地环境限制,最佳水保效益对应的植被覆盖度约为25%.     

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GIS和RUSLE的星云湖流域土壤侵蚀空间分布特征

研究星云湖流域水土流失,揭示水土流失的空间分异规律,能够为该流域水土流失治理提供理论基础。根据典型的土壤侵蚀RUSLE模型,选用能体现流域特点的估算模型分别计算出了降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子等五个因子,运用ArcGIS空间分析工具计算出星云湖流域土壤侵蚀模数,并统计分析流域的侵蚀状况。结果表明:星云湖流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主;剧烈侵蚀主要分布在流域的北部和东部区域,其中,子流域中主要集中在螺浉河小流域和北部坝区小流域,乡镇中主要在路居镇,用地类型主要为其他用地和耕地;其次流域内平均侵蚀量最大的地形主要集中于25°~35°之间,以半阴坡坡向为主。应加强螺浉河小流域和北部坝区小流域的水土流失治理,坡度大于25°和坡向为半阴坡的区域水土流失较为严重,不适宜耕种,应加强退耕还林工作,优化未利用地的管理,有针对性地对流域内水土流失进行治理与防治。     

湟水流域土壤侵蚀评估

以湟水流域为研究对象,基于USLE模型评估土壤侵蚀强度,并探讨不同土地利用类型、海拔和坡度下,土壤侵蚀强度的变化规律。结果表明:湟水流域土壤侵蚀模数为523.8t/(km2·a),属于轻度侵蚀。     

黄土沟壑区流域重力侵蚀模拟

重力侵蚀是土壤侵蚀的主要形式之一．在黄土高原地区,重力侵蚀对土壤侵蚀总量、高含沙水流特性和水沙过程的尺度现象等都具有重要贡献但由于重力侵蚀机理复杂、发生随机性强以及缺乏直接观测资料,对重力侵蚀过程的模拟研究一直是土壤侵蚀领域的薄弱环节．笔者将一个基于土体失稳的沟坡重力侵蚀理论模型在数字流域模型框架下与坡面降雨径流和土壤侵蚀模型、沟道不平衡输沙模型耦合集成,并解决了重力侵蚀模型在流域中应用的一些具体问题,使重力侵蚀模型能够根据沟坡的几何形态、黄土的力学特性、降雨导致的土体含水量及力学性质变化、沟道水流对沟坡的淘刷等物理因素的影响,合理模拟流域中的重力侵蚀过程．将模型系统应用于岔巴沟流域和无定河流域,得到了重力侵蚀的分布及其占总侵蚀量的比例,模拟结果基本可信．     

2009-2011年安家沟流域不同植被覆盖条件下土壤侵蚀变化趋势

黄土高原水土流失严重,植被与降水是决定坡面土壤侵蚀的主要因素,为探求安家沟流域不同及坡度对土壤侵蚀的影响。就2009-2011年3年间安家沟流域不同土地利用类型下的植被覆盖度、不同坡度条件下土壤侵蚀变化趋势进行研究分析。结果表明:在同一土地利用类型条件下的植被覆盖度,坡度为5°时,实验小区的径流量和土壤侵蚀量均最小;当坡度为10°时,各小区径流量和侵蚀量明显增大,其关系为:小麦红豆草油松天然草地沙棘。坡度达到15°时,各小区径流量和侵蚀量均达到峰值,其侵蚀量变化关系不变;坡度为20°时,各小区径流量和侵蚀量有所回落,基本与坡度为10°时持平;在相同坡度条件下,5种植被实验小区在其他条件不变的情况下,土壤侵蚀量的排列顺序为:小麦地红豆草天然草油松林沙棘。因此建议:对坡度15°的陡坡耕地,应退耕还林还草;对小于15°的缓坡地,应发展梯田项目,减少水土流失;对无法耕种的山坡,应采取封育措施,同时植树造林使其恢复生态功能。