基于遥感的水土流失长时序监测分析

基于遥感卫星降雨数据和降雨侵蚀力本地优化方法，结合土地利用、土壤、地形等数据，利用中国土壤流失方程，对南京市2001—2020年土壤侵蚀情况进行遥感监测。归因分析表明，土地利用、植被覆盖度、降雨等均对南京市水土流失面积年际变化产生影响，其中降雨是首要驱动因素。研究成果为其他缺资料地区开展基于卫星降雨数据的降雨侵蚀力本地优化提供借鉴，为水土流失长时序监测评价提供了数据和技术支持。     

陕北无定河流域土壤侵蚀与植被覆盖和降雨关系研究

基于2000—2014年陕北无定河流域日降水、DEM、土壤类型、MODIS NDVI等数据,利用修正通用土壤流失方程(RUSLE)估算了流域土壤侵蚀情况,定量分析了植被覆盖和降雨在土壤侵蚀中的作用,结果表明:(1)无定河流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,平均占流域面积的88.35%,各土壤侵蚀等级面积比例随等级的升高而降低。2000—2014年微度侵蚀面积比例为下降趋势,轻度及以上等级面积比例均为上升趋势。(2)不考虑降雨因子影响时,无定河流域仍以微度侵蚀为主,且为增加趋势,而其他土壤侵蚀等级均为下降趋势。不考虑植被覆盖因子时,流域土壤侵蚀与模型计算结果的变化趋势基本一致。(3)植被覆盖对土壤侵蚀面积比例和变化速率的贡献率分别为13.67%和24.55%,而降雨作用达到86.33%和75.44%,表明降雨是流域土壤侵蚀的主要动力和控制因子,降雨变化主导着流域土壤侵蚀变化过程。     

基于站点观测的河南土壤侵蚀因子变化分析

土壤侵蚀产生水土流失是影响生态环境的重要因素，土壤侵蚀因子是开展水土保持综合治理与生态保护的依据。基于河南水土保持观测站实测资料，选择土壤侵蚀因子量化方程，计算河南土壤侵蚀降雨、地形、土壤、植被、水土保持因子，并分析其变化特征。结果表明：降雨侵蚀力R呈增大趋势，自东南向西北R呈减小趋势；土壤可蚀性K整体呈减小趋势；地形LS南召站高于陕州站和罗山站，当坡度超过20°时，土壤侵蚀加剧；不同植被类型植被覆盖C存在差异性，乔灌植被C较小，空地C较大；水土保持P整体呈减小趋势，水土保持措施发挥了良好的防护效果。     

基于LMDI模型的三江源区植被对土壤侵蚀变化影响的定量分析

为了定量评价植被变化对土壤侵蚀量的影响,分别利用像元统计计算及RUSLE模型探讨了2000—2005年、2015—2010年、2010—2015年3个时间段的植被覆盖度及土壤侵蚀模数变化,并引入LMDI因子分解模型从像元尺度定量分析植被对土壤侵蚀模数变化的贡献值。结果表明:三江源地区的植被覆盖度整体呈现出增加的变化趋势,但不同时间段内的变化特点具有差异性;整体上土壤侵蚀模数在不断降低,且各时间段内侵蚀模数变化与植被覆盖度变化的空间分布特点不完全相同;植被对土壤侵蚀变化整体上具有积极作用,贡献值范围集中在-100~100 t/(hm²·a),贡献值的空间分布特点与植被覆盖度的变化特点一致;LMDI模型是一种能够较好地从像元尺度定量分析植被对土壤侵蚀模数变化的方法,可为水土流失治理提供新的思路。研究结果显示三江源地区的生态保护工程已取得一定效益,应继续加强环境保护工程。     

基于RUSLE模型的贵州省三穗县土壤侵蚀研究

土壤侵蚀是生态文明建设面临的重要问题。以贵州省三穗县为例,利用日降雨量、土壤类型、土地利用、DEM和NDVI等数据,并结合RUSLE模型分析三穗县1990—2015年的土壤侵蚀动态变化特征。结果表明:①三穗县1999—2006年的土壤侵蚀模数较低且变化趋势稳定,1990—1997、2006—2015年波动呈显著上升趋势,2003年的土壤侵蚀模数最低,2014年的土壤侵蚀模数最高,在26 a间总体呈上升趋势;②三穗县的水土保持措施因子、植被覆盖与管理因子总体都呈上升趋势,尤其在2008—2015年的升高趋势较为显著,但期间降雨侵蚀力因子和土壤侵蚀模数也较高且升高趋势明显;③微度侵蚀和轻度侵蚀的面积较大,中度和强度侵蚀次之,极强度和剧烈侵蚀面积较小。总体来说,三穗县在1993—1998年和2008—2015年这2个时期的土壤侵蚀较为严重。研究结果为三穗县的土壤侵蚀及石漠化治理成效评估及进一步生态环境建设工作提供科学依据。     

基于 RUSLE 模型的区域土壤侵蚀定量估算及空间特征研究

针对哈尔滨市主城区水土流失问题,以土壤侵蚀估算与评价为目标,采用 RUSLE 模型,依托 GIS 和遥感技术,分析了影响区域尺度土壤侵蚀因子,包括降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形、植被覆盖度和水土保持特性等,定量估算了哈尔滨市主城区 8 个流域的土壤侵蚀大小。在此基础上参考黑土区水土流失综合防治技术标准,并结合流域自身侵蚀状况,分析了哈尔滨市主城区土壤侵蚀特性的空间格局。结果表明: 哈尔滨市八个流域土壤侵蚀模数范围为 0 ～ 1 272. 61 t·km － 2·年 － 1,各流域以微度和轻度侵蚀为主,局部地区存在着较为严重的土壤侵蚀; 区域土壤侵蚀空间分异特征明显,是气候、土壤、植被、地形和人类活动共同作用的结果; 哈尔滨市八大流域以微度侵蚀为主,轻度侵蚀次之,强烈侵蚀及极强烈侵蚀区很少,仅在运粮河流域存在极少的剧烈侵蚀区。研究成果可为哈尔滨市水土流失治理提供技术支撑和理论依据。     

豫西矿区土壤侵蚀因子及流失特点分析

豫西沿黄地区矿产资源丰富,矿山开采加剧了局部区域水土流失及其危害。为合理有效防治矿区水土流失,利用水土保持观测站的实测资料并通过典型矿区现场量测、高分辨率遥感影像解译、GIS分析计算等,对豫西沿黄典型矿区土壤侵蚀因子与土壤流失特点进行了分析,结果表明:降雨侵蚀力因子作为土壤侵蚀背景因子服从于区域性与潜在性整体规律,虽然其值大小不受采矿活动影响,但它是矿区土壤侵蚀的重要外营力,与矿区土壤侵蚀的其他因子共同作用,影响矿区土壤流失的时空分布;地形因子、土壤可蚀性因子、植被覆盖因子、水土保持措施因子是影响矿区土壤侵蚀发生发展与程度的关键因子,其抑制土壤侵蚀的作用受采矿活动的影响;矿区土壤流失在各时期的分布特点是开采期最大,从基建期到开采期再到停采后的恢复期,土壤流失量变化情况是由小变大再由大变小;土壤流失量空间分布特点是露天采场、排土场占比较大。矿区土壤流失量时空分布特点与矿区采矿活动对土壤侵蚀因子的改变密切相关,水土流失防治的重点时期是开采期、重点区域是露天采场和排土场。     

川西北地区土壤侵蚀敏感性评价

川西北地区地处青藏高原东缘,是长江、黄河水系重要的水源涵养地,也是我国重要生态系统服务功能区。基于通用土壤流失方程(USLE),综合运用GIS和RS技术,根据川西北地区实际情况建立了土壤侵蚀敏感性评价指标体系,并分别选择降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形起伏度、沟壑密度和植被覆盖度5个因子,综合评价了川西北地区2000年与2015年土壤侵蚀敏感性等级情况。从两期评价结果来看,通过实施一系列生态保护与建设工程,研究区土壤侵蚀敏感性状况总体有所改善。研究成果可为该区域进一步规划与实施生态工程提供借鉴。     

基于CSLE的南雄市土壤侵蚀评价及主成分因子分析

采用中国土壤流失方程定量研究南雄市土壤侵蚀空间分布特征,并分析各侵蚀因子的贡献度。结果表明：南雄市土壤侵蚀面积为242.37 km²,占市域总面积的10.09%。侵蚀强度以轻度为主,占土壤侵蚀总面积的93.61%,主要分布于南雄盆地周边坡度较大的有林地或疏林地;中度及以上侵蚀面积占比较小,分布于受人为活动影响较大的人为扰动用地。7个土壤侵蚀因子可归为4个主成分,其对研究区土壤侵蚀的贡献度由高到低分别为：降雨侵蚀力因子(R)、坡度因子(S)、坡长因子(L)、工程措施因子(E)、植被覆盖与生物措施因子(B)、土壤可蚀性因子(K)和耕作措施因子(T)。     

辽东山区柞蚕场土壤侵蚀及其控制

采用一次回归正交组合设计和TDB一人工模拟降雨侵蚀装置对辽东柞蚕场土壤侵蚀进行了模拟降雨试验，结果表明：影响柞蚕场土壤侵蚀的因子依次为植被覆盖度、降雨侵蚀力和地面坡度。为防治土壤侵蚀，首先应保护柞蚕场植被，其次是依法建设柞蚕场，再次为搞好柞蚕场土壤侵蚀动态监测。     

基于3S技术的流溪河流域水土流失分析研究

以GIS和RS技术为支撑,选取广东省流溪河流域为研究区域,选用通用土壤流失方程(RSLE),综合考虑降雨、植被、土壤、地形、土地利用等因子,对区域内的土壤侵蚀强度进行分析、评价,并对比分析研究区内土壤侵蚀强度及其空间分布特征,提出相应的水土流失治理措施.     

十大孔兑降雨侵蚀产沙时空分布特征及预测

采用GIS与CA-Markov模型,对十大孔兑土地利用格局及土壤侵蚀产沙的时空分布特征进行了分析,并对2030年土地利用格局及降雨侵蚀分布特征进行了模拟。结果表明:十大孔兑土地利用类型以草地和荒草地(砒砂岩)为主,以自然生态系统为主,但人工生态系统分布相对集中,对局部干扰程度较大。2000—2015年人工生态系统不断扩张,耕地和城镇建设用地面积显著增大,沙地及荒草地面积显著减小,期间约有37%的土地利用类型发生转化,城市化及当地生态绿化措施显著影响着区域土地利用格局;2015—2030年土地利用变化比2000—2015年剧烈,土地类型转化集中于沙地转变为草地及灌木林地,城市化开始影响北部区域,部分砒砂岩转变为草地及灌木林地;影响十大孔兑地区土地利用格局的主要驱动力是政策驱动下的生态修复,城市化对区域的影响在逐步增强。十大孔兑降雨侵蚀较严重,属于极强烈侵蚀,砒砂岩裸露是造成降雨侵蚀强度增大的主要因素。2000—2015年虽然平均土壤侵蚀模数减小,但是剧烈侵蚀面积显著增大。到2030年土壤侵蚀强度继续减小,减小约10.39%,侵蚀量大的砒砂岩区得到修复,但是随着城市化进程加快,北部土壤侵蚀呈加剧趋势;十大孔兑未来的治理重点是既要针对砒砂岩地区开展生态修复工程建设,又要加强对北部城市化地区的生态管控,限制城镇无序发展侵占自然生态系统。     

河北省土壤侵蚀类型及时空分布特征分析

通过对河北省土壤侵蚀的分析,研究该区土壤侵蚀的类型和空间分布特征。结果表明土壤侵蚀以水力侵蚀为主,区域内河流的土壤侵蚀模数变化幅度较大,虽具有相同流域面积,但侵蚀量却相差数百倍。土壤侵蚀受地形、土壤性质、降雨量和植被覆盖率等的影响,通过1980年前后各水系侵蚀量对比分析,发现植被的改善对减少该地区土壤侵蚀起到了重要作用。分析该区土壤侵蚀量时空分布的结果显示,土壤侵蚀量年内和年际变化幅度均大于降水量变化幅度,年一次较大降水的侵蚀模数占全年平均侵蚀模数的24.5%～100%,最大年泥沙侵蚀模数是多年平均值的2.2～14.1倍。分析并掌握河北省土壤侵蚀主要类型及时空分布特征,可以为主管部门制定水保措施、治理水土流失提供科学依据。     

黄土高原不同生物气候区土壤侵蚀动态变化研究

基于地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)模型,结合遥感影像、数字高程数据(DEM)、土壤类型数据及相关统计资料确定了模型参数因子,在重点分析我国黄土高原不同生物气候区降雨侵蚀力因子和植被覆盖因子时空变化特征的基础上,计算出各区2000~2012年土壤侵蚀模数,分析了土壤侵蚀强度的时空动态变化特征。结果表明:区域多年平均土壤侵蚀量为1.35×109t,土壤侵蚀模数为2 264 t/(km2·a)。土壤侵蚀强度以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,侵蚀面积比例为74.31%;近13 a来,黄土高原的土壤侵蚀强度呈显著降低的变化趋势(P=0.03),平均每年减少54.22 t/(km2·a)。土壤侵蚀正在向微度、轻度土壤侵蚀转变,土壤侵蚀模数减少的区域占整个侵蚀区域的69.05%,增加的区域占30.95%。研究结果对黄土高原区域生态恢复和生态建设具有一定的指导意义。     

基于RUSLE模型的广东增城市水土流失评价

为探讨增城市土壤侵蚀的空间分布特征及土地利用、植被覆盖、地形对水土流失的影响,以2004年增城市TM影像、数字高程模型(DEM)、土地利用图和土壤类型分布图为基础,利用修正的通用土壤流失方程(R USLE)与地理信息系统(GIS)相结合的方法对增城市水土流失进行模拟.结果表明,该市年平均土壤侵蚀模数为618.7 t/( km2·a),侵蚀强度属于轻度;强烈以上等级土壤侵蚀主要分布在城市建设用地区域和北部坡度较陡的林地;地形是影响土壤侵蚀的显著因素,随坡度增加,土壤侵蚀模数显著增大;不同土地利用类型土壤侵蚀模数的差异较大,其中建设用地与林地的土壤侵蚀模数较大.     

不同空间尺度植被覆盖度土壤侵蚀强度判定适用性

为了研究不同空间尺度植被覆盖度在岩溶区土壤侵蚀强度判别中的适用性,参照SL 461-2009《岩溶地区水土流失综合治理技术标准》,采用MODIS、Landsat8、高分1号3种不同空间分辨率的遥感影像反演了植被覆盖度,结合基岩裸露率、地形坡度和地类因子,进行了岩溶区土壤侵蚀强度判别,对比分析了不同空间尺度植被覆盖度和土壤侵蚀计算结果的差异。结果表明:MODIS、Landsat8、高分1号3种影像基本都能反映研究区植被覆盖的相对状况,空间趋势大致相同,但局部有所差异,基于MODIS和Landsat8影像的植被覆盖度在各个等级分布面积趋势大致相同,高分1号则表现出明显差异。3种影像得到的土壤侵蚀强度空间分布趋势特征与植被覆盖度大致相同,植被覆盖度影像空间分辨率越高计算得到的土壤侵蚀越严重,基于高分1号影像计算的土壤侵蚀强度高于Landsat8影像的结果,基于Landsat8影像计算的土壤侵蚀强度高于MODIS影像的结果。因此,进行岩溶区土壤侵蚀强度判别时,植被覆盖度因子的选择至关重要,需进行尺度适用性评价。     

基于地理探测器的珠江流域NDVI时空变化及驱动力分析

利用年度NDVI数据,结合气候、地形地貌、植被和土壤类型以及社会经济指标,辅以ArcGIS空间分析和地理探测器等方法,分析了2000—2015年珠江流域植被NDVI时空变化特征及驱动因素。结果表明：(1)2000—2015年珠江流域NDVI在年际变化上呈现阶段式增长,总体年均增速为0.005 3,中高和高植被覆盖区二者在时空变化上存在互补对应性,中高植被覆盖度极大地转变为高植被覆盖度,平均植被覆盖呈明显改善趋势;(2)人为因素对珠江流域植被覆盖变化的影响大于自然因素,夜间灯光强度所反映的地区人类活动强度是影响植被变化最主要的因素,地貌类型因子是影响流域植被覆盖的主要自然因子,年尺度上,流域植被覆盖的变化与气象因子相关性较小;(3)自然因子与经济社会因子的交互主要为双因子增强,地貌类型与夜间灯光强度的双因子增强作用对q值的贡献达到了58.9%,在非线性增强交互作用中,主要为自然因子之间的交互。通过分析研究区内适合植被生长的各自然因子的范围或类型,为进一步促进珠江流域水土保持及生态保护提供科学依据。     

河道整治区域水土流失监测与水土保持方法

在河道整治工程中,传统方法对区域性水土流失的监测准确率偏低。提出河道整治区域水土流失监测与水土保持方法,分别提取降雨侵蚀力因子、植被覆盖因子、坡度因子、土壤可蚀性因子及生物措施因子,在划分水土流失强度等级标准后,通过对水土流失因子的叠加计算,得到水土平均流失厚度,从而确定水土流失级别。通过对比结果发现,该方法能够准确监测水土流失强度等级。     

江苏省降雨及降雨侵蚀力时空变化趋势研究

研究江苏省降雨及降雨侵蚀力时空分布特征,有助于开展土壤侵蚀定量评价工作,为该区域水土流失防治与生态环境建设提供科学指导。本文以江苏省为对象,基于雨量站点长系列日降雨数据,采用以半月为步长估算降雨侵蚀力的简易模型计算降雨侵蚀力,采用降雨集中度、回归分析、距平分析与克里金插值方法探索降雨及降雨侵蚀力的时空分布特征。降雨时间序列对研究降雨及降雨侵蚀力规律变化有较大影响,后续应延长时间序列长度开展降雨及降雨侵蚀力周期性研究。     

黄土高原水-土-植被系统土壤侵蚀模型研究

根据1954—1986年黄土高塬南小河沟人工草地和自然草地径流场小区观测资料,分析了水-土-植被耦合情况下降雨与土壤侵蚀量的关系,结果表明土壤侵蚀是草地坡度、植被盖度、降雨强度等综合因子共同作用的结果,据此提出了在综合因子影响下的西峰地区草业用地侵蚀量预测经验模型。研究发现,40%⁶0%植被覆盖度是植被对土壤侵蚀起明显干预作用的分界区间,因此西峰地区人工草地植被覆盖度不宜小于60%。