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。     

西南山区泥石流防治工程效益浅析

中国西南山区小流域地形地貌特殊、降水充沛、物源丰富,泥石流发生频率高、灾害严重,主要采取岩土工程和生物工程措施综合防治。岩土工程措施的直接效益是拦蓄泥沙,调节泥石流固体物质总量,间接效益主要为稳沟固坡、改变沟道比降、削减泥石流流速和峰值流量、减小泥石流重度和性质、提升上游侵蚀基准面等。分析西南山区15条泥石流沟拦挡工程效益可知,拦沙坝直接减少松散固体物质总量的1.5%～48%,间接稳沟效益增加0.13%～35.39%,固坡效益增加0.01%～65.01%;谷坊直接减少物源0%～5%,间接稳沟效益增加0.04%～6.08%,固坡效益增加0.06%～33.98%。可知拦沙坝在拦挡工程防治中起主要作用,直接拦挡量是谷坊的几倍至几百倍,间接减少量为谷坊的2～10倍。生物工程措施通过增加植被覆盖率、减少地表径流、降低径流侵蚀、改善土壤结构,间接实现拦沙减沙效益。西南山区12条泥石流沟流域内植被覆盖率增幅19%～60%,间接减少泥石流物源总量达4.7%～34.6%。其中西昌市黑沙河流域植被覆盖率增加60%,侵蚀模数平均变化取值最高达9kt/(km2·a),侵蚀类型由极强变为轻度,减少物源5.894×106 m3,占物源总量的31.1%。生物工程防治效果显著。     

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.     

地貌条件与土壤侵蚀关系的定量研究——以窟野河流域为例

在实地考察的基础上,运用数理统计相关分析法,对窟野河流域地貌条件与土壤侵蚀的关系进行定量分析.结果表明,窟野河流域相对高度和平均坡度与土壤侵蚀模数的关系分别为线形和幂函数正相关;平均坡长与土壤侵蚀面为幂函数负相关.     

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%.     

基于遥感和GIS技术的祖厉河流域植被覆盖动态变化监测

利用祖厉河流域1987,1993,2003年的TM图像和2000年的ETM+图像共四期数据提取归一化植被指数(NDVI),运用混合像元模型(MPM)及NDVI反演植被覆盖度,并划分为4个不同的盖度等级.根据盖度等级的空间分布特征,比较分析了祖厉河流域植被覆盖变化情况.结果表明:整个祖厉河流域植被覆盖在1987-2000年逐步退化,到2000年起开始逐步恢复,经历了从逐步退化到逐步恢复的过程,植被的变化和土地利用方式紧密相关.基于遥感技术进行祖厉河流域植被覆盖度动态变化分析的研究思路和方法.为祖厉河流域生态环境保护提供参考依据.     

广西南流江流域1986—2020年植被覆盖度时空变化及预测

为探究中国南方丘陵山地流域植被覆盖度长时序变化情况,基于1986—2020年Landsat系列影像数据,运用GEE(Google Earth Engine)平台计算植被覆盖度(fraction vegetation coverage, FVC),利用Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall以及Hurst指数方法分析南流江流域植被覆盖度时空变化趋势特征。结果表明：南流江流域植被覆盖度高,植被覆盖度变化呈现明显的上升趋势。1986—2020年,流域植被改善面积(58.23%)远大于植被退化面积(8.29%),植被改善区域在流域中、下游表现最为显著,退化区域自流域上游而下依次减少。未来南流江植被覆盖度变化将呈现波动变化趋势,其中持续性改善面积占14.83%,持续性不变面积占12.25%,持续性退化面积占3.48%,余下69.44%面积为波动变化区域,流域植被覆盖变化与造林绿化工程及城市扩张发展息息相关。GEE平台在遥感影像处理中有明显优势,它能在长时序、大尺度植被监测研究中发挥重要作用。     

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%.     

基于三峡库区重庆段不同降雨分区的土壤侵蚀多因子综合作用分析

阐明三峡库区重庆段土壤侵蚀时空变化特征，揭示不同降雨空间分区下多驱动因子对土壤侵蚀综合作用的分异规律，为区域内土壤侵蚀防治宏观决策提供科学参考。基于多源遥感影像、气象数据、DEM及土壤数据，采用WaTEM/SEDEM模型模拟三峡库区重庆段2000—2020年土壤侵蚀量，采用ISODATA聚类方法进行降雨空间分区，采用地理探测器进行多因子综合作用分析。研究结果显示：1) 2000年、2005年、2010年、2015年和2020年研究区平均土壤侵蚀模数分别为108.78、109.11、86.9、47.52和21.16 t·hm -2 ·a -1 ，土壤侵蚀状况整体呈现缓解趋势，土壤发生强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀的区域大幅减少。2) 植被覆盖度因子在高降雨区对土壤侵蚀的解释力最高；土地利用类型、坡度、地貌类型、土壤类型、高程等因子在2010年低降雨区对土壤侵蚀的解释力较高，在2020年不同降雨区对土壤侵蚀的解释力则无明显差异。3) 在高降雨区，植被覆盖度与其他因子的交互作用对土壤侵蚀的解释力最高；2010年在低降雨地区，坡度与其他因子的交互作用对土壤侵蚀的解释力较高；各驱动因子在不同降雨区的土壤侵蚀高风险区分异规律明显。由研究结果可知，三峡库区重庆段土壤侵蚀变化明显，不同降雨区划中不同驱动因子对土壤侵蚀的综合作用存在明显差异。     

基于RS的辽宁省境内老哈河流域土壤侵蚀时空演变

应用RS和GIS技术,依据水利部颁发标准(SL190-96),对辽宁省境内老哈河流域1990年和2000年的土壤侵蚀状况及其时空变化进行了研究.结果表明,10年中老哈河流域土壤侵蚀状况总体有所恶化,具体表现为中度侵蚀面积明显增加,而强度以上侵蚀面积有所减少;空间上,主要恶化区域集中于研究区中东部的大康家窝铺一带,而流域北部的老官地镇和烧锅营子乡土壤侵蚀状况则有所改善.土壤侵蚀强度变化的主要原因与该区土地利用类型变化直接相关.     

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.     

基于物源特征的白龙江流域泥石流易发性评价

白龙江流域是泥石流地质灾害的易发区和高发区,历史上曾发生过多次泥石流灾害。为探讨物源对泥石流的影响,对流域内泥石流物源数量、类型、分布进行了详细地调查分析,进而研究了物源转化泥石流的方式。在分析泥石流物源发育影响因素的基础上,采用确定性模型与灰色关联组合方法,筛选出物源敏感性、坡面侵蚀程度、沟床比降、沟壑密度四个因子,运用AHP模型进行区域泥石流易发性区划。得出以下认识：(1)白龙江流域泥石流物源分为重力侵蚀堆积型、坡面侵蚀汇集型、沟道侵蚀堆积型和弃渣侵蚀堆积型。其中物源量最多的为重力侵蚀堆积型,分布面积最广的是坡面侵蚀汇集型;(2)泥石流的物源多分布于坡度在15°~45°范围内的斜坡上,1 000~2 500 m的高程范围内,距离断裂500 m范围内,且物源量与植被覆盖率呈较好的负相关性;(3)流域内物源转化为泥石流的方式主要有崩落冲刷拉槽型、集中堵塞溃决型、沟道揭底铲刮型、坡面径流侵蚀溜滑型;(4)白龙江流域泥石流高易发区位于物源分布密集区,即泥石流流域中下游两岸。     

基于GIS的天水罗玉沟流域土壤侵蚀强度评价

以天水罗玉沟流域为评价区域,采用高分辨率遥感图像解译和野外调查相结合的方法提取土地利用信息,同时结合土壤类型信息计算出该流域的植被覆盖度.利用GIS技术对1∶1万地形图建立数字高程模型(DEM),进而提取地形坡度,经过数据综合分析,建立了土壤侵蚀强度评价模型.结果表明,该流域42.34%的区域属于强烈及强烈以上侵蚀区,土壤侵蚀严重.主要原因是该区域属浅切割区,质地较软,抗蚀力弱.     

玛纳斯河流域草地覆盖度动态变化及影响因素研究

玛纳斯河流域草地覆盖度及其空间异质性的研究，有助于及时掌握干旱半干旱流域草地现状，对进行草地保护、生态恢复及建设具有重要意义。基于流域9类天然草地类型数据，利用2001—2020年MODIS NDVI数据，采用像元二分法模型和趋势分析法分析不同草地类型覆盖度及其动态变化趋势；基于气候、地形、土壤数据，利用地理加权回归模型分析草地覆盖度与自然环境因子的空间异质性。结果表明：(1)近20 a,流域草地覆盖度呈显著增加趋势，年均值为28.78%,增速为0.003 2/20 a,高值集中于43.5°N左右的南部山地区，低值集中于北部荒漠区；其中山地草甸覆盖度最高为67.13%,温性荒漠覆盖度最低为23.33%。(2)草地覆盖度提升面积和下降面积分别占流域草地总面积的75.39%与24.31%,其中流域西部的温性荒漠提升面积最广，山地草甸退化最为严重。(3)年平均降水、土壤有机碳含量对草地覆盖度主要为正向影响，年平均气温、海拔变幅、土壤酸碱度、土壤含沙量主要为负向影响。各因子与草地覆盖度的互作表现出明显的空间差异性，在流域北部草地覆盖度受降水和海拔变幅控制作用较为显著，中部主要受气温、降水影响，...     

浅谈阿品德小流域水土保持工程设计

阿品德小流域土壤侵蚀的类型随流域的地形、地貌等自然条件的变化而不同,在流域上游及源头,植被覆盖率20～40%左右,侵蚀类型主要为水力侵蚀,侵蚀强度为轻度。流域内地面坡度陡,土层深厚,土壤容易被水流冲刷,加之人为开垦耕地,草场退化较为严重。     

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。     

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。     

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.     

朱溪流域植被覆盖变化与居民点的空间关系

以南方红壤侵蚀区典型流域福建省长汀县朱溪流域为研究区,基于研究区2003年和2011年的SPOT-5遥感影像,运用像元二分模型计算得到两个年份的植被覆盖度数据.最后以居民点为中心,300 m为间隔向周围依次做缓冲区,进一步分析植被覆盖度与居民点的空间关系.结果表明:2003-2011年间,流域低覆盖度植被面积占流域面积的比例降低了22.29%,而较高覆盖度和高覆盖度植被面积比例分别增加了6.99%和17.3%;全流域以改善为主的植被面积达到2 416.65 hm2,占整个流域面积的53.85%.朱溪流域植被覆盖度明显提高,研究区域开展的水土保持工作显示出明显的成效.距离居民点0~1 200 m和2 100~2 400 m缓冲区范围内,植被状况以改善为主;而距离居民点1 200~2 100 m缓冲区范围内,植被覆盖有退化的趋势.随着居民点的距离增加,植被覆盖状况呈现出由好转差再转好的发展趋势.