基于GIS和RUSLE的从化市土壤侵蚀量预测研究

以2006年从化市Landsat TM卫星影像图、数字高程模型、土地利用图、土壤类型分布图和降雨资料为基础,采用遥感(RS)和地理信息系统(G IS)结合的方式通过修正的通用土壤流失方程(RUSLE)模型对从化市土壤侵蚀进行模拟。结果表明,从化市平均侵蚀模数为1 891.74 t/(km2.a),侵蚀程度属轻度;侵蚀特点为严重侵蚀区域面积小,侵蚀量主要由侵蚀模数较大的中度及以上土壤侵蚀区域产生。土壤侵蚀与坡度陡缓、土地利用类型和空间分布有较大相关性。     

川中紫色土区小流域土地利用与土壤流失关系

根据长江上游水土流失重点防治工程总结报告,建立小流域土壤流失量、轻度以上侵蚀土地面积与农地、林地、荒地、其他用地面积无截距多元回归模型,以及小流域土壤流失量与不同侵蚀强度土地面积无截距多元回归模型,分析不同类型土地的侵蚀模数、土壤流失率、土壤流失比、土壤流失面积比,不同侵蚀强度土地侵蚀模数、土壤流失比。结果表明：（1）农地、林地、荒地、其他用地的土壤侵蚀模数分别为 2 353、2 319、12 162、-2 750t/km2·a;前三者的土壤流失比分别为56%、25%、19%,水土流失的首要用地类型是农地,但在个别小流域,林地或荒地也会是产生土壤流失的首要用地类型,其他用地对土壤流失起到抑制作用;（2）农地、林地、荒地的土壤流失率分别为52%、34%、100%,土壤流失面积比分别为72%、16%、12%,农地流失面积比远高于其他用地类型,但在个别小流域,林地流失面积比大于农地; （3） 无明显侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度以上侵蚀土地土壤侵蚀模数分别为-481、2 500、484、8 068t/km2·a;轻度侵蚀、中度侵蚀、强度以上侵蚀土地土壤流失比分别为8%、33%、59%,强度侵蚀土地是水土流失的主要来源。     

基于RULSE模型的北盘江流域土壤侵蚀研究

基于GIS与RS技术,利用RULSE模型,结合遥感影像、DEM、降雨量、土壤类型、NDVI、土地利用等基础数据,研究北盘江流域的土壤侵蚀空间分布特征,进一步分析土壤侵蚀强度空间变化与坡度、土地利用类型等因子间的关系。结果表明:(1)北盘江流域内较低侵蚀等级的分布主要以块状为主,在整个流域的上中下游皆有分布,较高侵蚀等级的分布主要以条带状为主,条带的延展方向与河流基本相一致;(2)土壤侵蚀面积最大的坡度为8°~15°和15°~25°两个坡度带,占土壤总侵蚀面积比率的61.08%,同时也是土壤侵蚀量最大的两个坡度带,占到总侵蚀总量的60.74%,此外,15°是土壤侵蚀发生变化的一个显著界限,在坡度小于15°时,土壤侵蚀面积比率大于土壤侵蚀量比率,而当坡度大于15°时,土壤侵蚀面积比率小于土壤侵蚀量比率;(3)在各土地利用类型中,侵蚀面积和侵蚀量最大的土地利用类型是林地,其次是草地,两者合计占到总侵蚀面积的74.32%,占总侵蚀量的80.24%。     

基于GIS和CSLE的高淳慢城土壤侵蚀评估

本研究以高淳慢城地区为研究对象,采用地理信息系统(GIS)和中国土壤流失方程(CSLE)结合的方法,研究了区域土壤侵蚀的时间和空间变化。结果表明,随着慢城区域开发过程,区域土壤侵蚀模数呈现先增加后下降的变化趋势。慢城地区2007年土壤侵蚀模数明显小于2014年和2015年,2015年土壤侵蚀模数较2014年小幅下降。慢城地区以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,土壤侵蚀模数较大值主要分布在中南部、东北部低山丘陵区和西部龙墩河水库附近。4种土地利用中,不同年份平均土壤侵蚀模数均为旱地林地草地水田。高淳慢城区域水土保持工作重点为加强对旱地的治理、缓坡修建水平梯田、陡坡退耕还林还草,慢城地区中南部、东北部低山丘陵区和龙墩河水库地区为区域水土流失治理的重点区域。研究成果对于区域水土流失时空变化精确评价与水土流失科学治理具有重要意义。     

基于GIS和分形理论的榃滨河流域水土流失空间信息研究

基于GIS技术提取了榃滨河流域水土流失强度和侵蚀模数信息,分析其维数特征及其与土地利用类型的关系。结果表明,该流域水土流失以轻微度为主(共占85.25%),强度水土流失分布较少;随着水土流失强度增大,其斑块的分形维数与Moran’s I分别呈现增加、减小趋势,说明其空间分布形态趋于离散、聚集性变差;不同用地类型对水土流失效应存在差异,林地、草地主要起保育功能,建设用地和耕地结构增加则会加剧水土流失。     

基于RULSE方程的承德市土壤侵蚀空间分布研究

基于遥感与GIS技术,结合Landsat8遥感影像、DEM、降水量栅格、土壤颗粒组成、土地利用等基础数据提取了承德市土壤侵蚀环境因子,并利用RULSE方程估算土壤侵蚀模数。结果表明,承德市土壤侵蚀总量为0.68亿t/a,平均土壤侵蚀模数为2438.69t/(km~2·a),整体属于轻度侵蚀。不同土壤侵蚀强度呈斑块状分布面积依次占,微度(20.24%)轻度(50.71%)中度(26.07%)强度(2.15%)极强(0.83%)。2°～5°坡度带是该市侵蚀发生主要地区,占侵蚀总面积的38.44%,建设用地侵蚀发生最广泛。     

基于GIS的湟水流域民和县土地利用变化研究

通过对1994年、2001年民和县的遥感影像资料进行处理,提取了该县土地利用变化信息。在此基础上,采用定性分析、统计分析、基于GIS的定量化分析等方法,研究了不同地形因子对民和县土地利用变化的影响。结果表明:海拔高度对土地利用类型的空间分布有着重要的影响;不同地面坡度直接影响农林牧用地的分布、水土流失情况、农田基本建设等。1994—2001年耕地、林地、建设用地和未利用地面积都减小,其中未利用地减小220.08 km2、草地和水体面积呈增长趋势。     

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。     

不同土地利用方式水土流失规律分析

区域生态环境状况在很大程度上取决于水土流失的控制程度,而不同的土地利用类型又与水土流失发展密切相关。为进一步揭示不同用地方式对水土流失的作用机理,文章以宽甸县振江项目区西江小流域,利用直接剪切试验探究了林地、灌木、草地、耕地4种不同用地类型对土壤抗剪强度的影响,并对各因素的关联度运用TOPSIS模型排序。研究表明:不同用地类型的土壤抗剪强度坡耕地林地灌木地草地,可见坡耕地抵抗土壤侵蚀的能力最弱,而草地的抗侵蚀能力最强;土壤抗剪强度与根须质量百分比间的关联度最大,由此表明草地根须对土体的增强作用为草地最难发生水土流失的根本原因。     

基于高程和坡度分级的延安市土地利用格局研究

地形因子影响地表水热再分配、风沙作用方式和水力侵蚀强度,不同地形上土地利用类型的改变会产生不同的生态修复效果。为了给科学合理地评估退耕还林(草)效果和相关研究提供参考,基于1988年、1998年、2008年、2018年Landsat4-5 TM、Landsat8 OLI卫星遥感影像数据与DEM数据,在RS与GIS技术支持下获取土地利用与地形因子数据,将土地利用类型与地形因子耦合,分析了延安市大规模实施退耕还林(草)前后各土地利用类型在不同地形因子上的分异及转移特征。结果表明:退耕还林(草)工程的实施,使延安市土地利用结构发生明显变化,耕地面积占比由29.01%降低到11.51%,草地面积占比由32.88%降低到25.31%,而林地面积占比由36.01%大幅提高到60.60%;各土地利用类型在各级高程与坡度上的分布差异随时间推移愈加明显,坡度小于15°的耕地面积占耕地总面积的比例大幅提高,即随着时间推移耕地分布逐渐向缓坡区域转移;草地与林地在各级坡度上的分布具有一致性,二者的分布优势均随着坡度增大而增大,其中林地分布优势在高程919～1 445 m尤其在919～1 115 m较大且随着时间推移进一步增大,草地分布优势随海拔的提高逐渐减小,但随着时间的推移其在高海拔区域的分布优势逐渐变大。应根据土地利用类型的地形分异特征对土地利用结构进行进一步优化调整。     

云南省九大高原湖泊流域水土流失空间特征及影响因子分析

水土流失监测评价可为防治水土流失灾害、开展区域水土保持规划和生态环境建设提供科学依据。基于CSLE模型,采用遥感分析、野外调查、模型计算的方法,结合SL 190—2007《土壤侵蚀分类分级标准》等技术标准,分析了云南省九大高原湖泊流域水土流失因子及特征。2021年水土流失面积1 306.92 km²,占土地总面积的16.67%。从土地利用类型方面,水土流失面积主要分布在林地和耕地,分别占九湖流域水土流失面积的35.69%和31.60%,主要以轻度侵蚀为主;极强烈和剧烈侵蚀面积主要分布在耕地中,占九湖流域极强烈和剧烈侵蚀面积的82.85%。九大高原湖泊流域内,影响耕地和建设用地水土流失的主控因子是坡度;而影响园地、林地和草地水土流失的主控因子则为植被覆盖度和坡度。根据九湖流域的水土流失特点,针对林地需建设以水土保持林、水源涵养林为主的植被体系,加强远山封育保护等措施;对耕地进行以坡耕地整治为主的水土流失综合治理。研究通过获取九湖流域的水土流失空间分布特征,掌握流域内主要发生水土流失的土地利用类型,为水土流失综合治理提供支撑。     

昆明市松华坝水源区小流域土壤侵蚀分析

以1993-2009年松华坝水源区及昆明市的气象资料、2009年土地利用资料、第二次全国土壤普查资料、水源区牧羊河小流域的径流和泥沙观测资料为基础,用SWAT模型模拟分析了牧羊流域土壤侵蚀的空间差异。结果表明：牧羊河小流域输沙在年际上表现为与年降水量和输沙量峰谷变化具有较好的一致性,在年内表现出,输沙主要集中在6-9月;空间上牧羊河土壤侵蚀模数多年平均值介于21.4~4 586.5 t/(km²·a),且以中轻度为主,土壤侵蚀模数的空间变化与土地利用类型和地形坡度密切相关;土壤侵蚀模数与降水在年际变化上有较好的一致性。这一研究可为水源区土壤侵蚀空间分布的掌握和估算,以及制定有针对性的水土保持措施提供重要的理论依据。     

基于RUSLE模型的辽宁省土壤侵蚀定量研究

以降雨量、土壤、遥感影像及土壤侵蚀普查数据等为基础数据,运用GIS技术,结合修正的通用土壤流失方程(RUSLE)模型对辽宁省土壤侵蚀状况进行研究,分析了土壤侵蚀的空间分布特征以及与不同土地利用类型的关系。研究结果表明:2011年辽宁省土壤侵蚀面积为459.36万hm²,年均土壤流失量为1.64亿t,年平均侵蚀模数为3 637.8 t/(km²·a),属于中度侵蚀,土壤侵蚀面积呈现上升趋势;辽西低山丘陵区的土壤侵蚀最为严重,侵蚀面积为191.99万hm²,城市受人为不合理的生产活动影响严重,导致土壤侵蚀面积增加;林地依旧是辽宁省土壤侵蚀发生的最主要的土地类型,占侵蚀总面积的57.66%,占土地利用类型的38.20%。     

广东省土壤侵蚀与土地利用关系研究

土壤侵蚀与土地利用之间存在密切关系。以土壤侵蚀自然灾害严重的广东省为例,在地理信息系统的支持下,运用通用土壤流失方程(USLE)估算了广东省的年土壤侵蚀量。并统计分析了土壤侵蚀强度与土地利用类型的面积比例,结果是林地虽占全省土壤侵蚀面积最大,但主要以微度、轻度侵蚀为主,耕地(主要为坡耕地)虽占面积不大,但主要以中度、强度、剧烈侵蚀为主。进而进行二者的相关分析,得出土壤侵蚀与土地利用类型二者间分布的相关关系,其程度依次为林地、耕地、城镇用地与草地。     

基于CSLE模型的南、北盘江流域水土流失定量分析评价

水土流失定量评价可为防治水土流失灾害和开展生态环境建设提供科学依据。以多源遥感影像为信息源,基于ArcGIS平台的空间分析与数据管理等功能,获取南、北盘江流域土地利用、植被覆盖、地形坡度等数据,应用中国土壤流失方程(CSLE)计算土壤侵蚀模数,得到南、北盘江流域水土流失监测成果。结果表明,2021年南、北盘江流域水土流失面积共23 966.97 km²,以轻度侵蚀强度为主,流域东北部水土流失较西南部严重;水土流失主要发生在耕地、林地和草地,占总水土流失面积比例达90%以上,各等级园、林、草植被覆盖度均以轻度和中度侵蚀水土流失为主,整个区域水土流失主要发生在6～35°的坡度等级上。整体而言南、北盘江局部区域水土流失问题仍然突出,需以预防和治理相结合的手段改善该区域水土流失状况。     

退耕还林前后北洛河上游流域土壤侵蚀时空变化分析

为揭示退耕还林前后北洛河上游流域土壤侵蚀时空变化特征,采用通用土壤流失方程RUSLE,结合GIS和RS技术,分析了北洛河上游流域退耕还林前后1981—2010年(分为1981—1990年、1991—2000年和2001—2010年3个时段,编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)土壤侵蚀时空变化特征。结果表明：(1)北洛河上游流域土壤侵蚀模数在空间上呈现西北高、东南低的分异特征,1981—2010年在降雨侵蚀力呈现波动上升趋势的情况下,平均土壤侵蚀模数呈持续下降趋势,尤其退耕还林(草)工程实施以后土壤侵蚀模数显著下降,时段Ⅰ、时段Ⅱ、时段Ⅲ流域平均土壤侵蚀模数分别为8 612.62、8 078.91、3 060.71 t/(km²·a);(2)实施退耕还林(草)工程以后,流域内耕地面积锐减,林草地面积显著增加、植被覆盖度大幅提升,主要土地利用类型土壤侵蚀模数遵循耕地>草地>林地的规律,即土壤侵蚀模数随着植被覆盖度的提高呈现下降趋势;(3)3个时段土壤侵蚀随地形的分布特征具有一致性,1 350～1 550 m是北洛河上游流域土壤侵蚀分布的主要高程带,其侵蚀量约占流域侵蚀总...     

黄河上游水电开发扰动地表土壤侵蚀特点分析

以黄河上游拟建的羊曲水电站和在建的拉西瓦水电站为研究对象,采用人工降雨试验的方法,确定水电开发项目区及原状地表的土壤侵蚀模数,并用遥感解译方法对原状地表的土壤侵蚀模数进行校验。结果表明:羊曲水电站坝址不同土地利用类型的土壤侵蚀模数大小依次为泥石流堆积扇>荒地>林地>河滩地>耕地>草地,遥感解译结果与人工降雨试验结果相吻合。各类扰动地表土壤侵蚀模数大小依次为渣场>路堑边坡>料场>路堤边坡>主体工程区,上述区域的土壤侵蚀强度属剧烈。扰动地表与原状地表土壤侵蚀模数的比值为3～10,说明水电开发引起剧烈水土流失,因此在制定水土流失预防治理措施时,应以渣场、路堑边坡、料场、路堤边坡、主体工程区为重点区域。     

辽东丘陵区不同土地利用类型的水土流失特征研究

以大石桥市东部丘陵区为案例,采用遥感和GIS方法对区域土地利用类型和水土流失强度进行空间叠加分析,得到土地利用类型与水土流失强度的关系矩阵,并量化了不同用地方式下水土流失强度。结果表明,土地利用类型影响着水土流失强度及其分布,不同地表覆被景观其水土流失强度依次为:水域林地、草地、园地旱地裸地。     

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。     

岷江上游土地利用变化的地形梯度效应分析

地形对土地的利用方式和空间格局有着直接作用,是丘陵山区土地利用空间格局的重要影响因素。以岷江上游为例,应用GIS分析土地利用格局在地形综合指数分级上的变化趋势。结果表明：(1)研究区主要土地利用类型为草地和林地,近年来林地和未利用地减少,耕地、草地、建设用地等增加。(2)土地利用空间分布存在明显地形梯度效应;耕地和建设用地优势区集中于低地形区,林地和未利用地优势区集中于中地形区,草地优势区集中于高地形区,水域优势区则低、高地形区均有。(3)土地利用程度综合指数随地形位指数增加而下降,2020年低地形位梯度区土地利用程度显著高于2000年。