基于重心模型的西南山区降雨侵蚀力年内变化分析

降雨-植被耦合特征是决定土壤侵蚀的关键性要素,研究降雨侵蚀力的年内变化特征对于揭示不同区域降雨-植被的耦合特征、判定土壤侵蚀的危险期具有重要意义。该文利用中国西南山区439个气象站、水文站的逐日降雨量资料,估算了每个台站逐月降雨侵蚀力,并应用重心模型分析了西南山区降雨侵蚀力的年内变化特征。研究结果表明:西南山区春、夏、秋、季四季降雨侵蚀力变化明显,夏季最高,冬季最低。各季节的降雨侵蚀力空间分布与降水量相似,都表现出东南向西北逐渐递减的趋势。降雨侵蚀力年内分配曲线主要有"单峰型"和"双峰型"2种,绝大多数地区降雨侵蚀力年内分配曲线是"单峰型",峰值出现在6月、7月或8月份,青藏高原区域降雨侵蚀力年内分配曲线是"双峰型",有6月和9月2个峰值。从东南部向西北部,降雨侵蚀力峰值出现的月份不断推后。西南山区降雨侵蚀力重心年内先向北迁移,然后向南迁移,形成一个循环,这展示了季风气候影响下的西南山区降雨侵蚀力年内变化特征。

青藏高原土壤可蚀性K值的空间分布特征

土壤可蚀性反映了土壤对水力侵蚀作用的敏感性,是进行土壤侵蚀评价和预报的重要参数。收集了青藏高原1 255个典型土壤剖面资料,采用模型计算和面积加权分析方法确定了每一个土壤亚类的土壤可蚀性K值,结合青藏高原1∶100万土壤类型图,分析了青藏高原土壤可蚀性K值的空间格局特征。结果表明,青藏高原土壤可蚀性K值平均为0.230 8,低可蚀性、较低可蚀性、中等可蚀性、较高可蚀性和高可蚀性土壤面积分别占该区面积的5.60%,18.23%,24.35%,44.02%和7.80%。土壤可蚀性以中等可蚀性和较高可蚀性为主,二者分布面积之和达1.77×106 km2,占青藏高原总面积的68.37%;较高可蚀性、高可蚀性土壤主要分布在青藏高原中西部的羌塘高原、柴达木盆地和横断山区的低海拔河谷中。青藏高原土壤可蚀性K值具有明显的垂直分异特征,在横断山区最为显著,土壤可蚀性随海拔高度升高而降低。不同海拔高度的水热分异影响了土壤的理化特性,进而决定了青藏高原土壤可蚀性的垂直分带特征。

高分辨率SAR数据在5·12汶川地震灾害监测与评估中的应用

2008-05-12四川省汶川县境内发生8.0级地震,紧接而来的降雨天气严重影响了地震灾害遥感监测的实施。合成孔径雷达以其穿透云雾的能力,备受人们关注,成为抗震救灾遥感信息保障的重要数据源。利用COS-MO、TerraSAR、RADARSAT等高分辨率SAR数据对5·12汶川地震灾害的监测表明,合成孔径雷达在重大自然灾害遥感监测中起着非常重要的作用,特别是在多云多雨环境下合成孔径雷达起到的作用更加明显。

成都市土壤侵蚀定量评价研究

成都市是我国西南地区的政治、经济、文化和人口集聚中心,加强成都市土壤侵蚀研究,建设"生态成都"、"美丽成都"对我国西南地区水土保持生态文明建设具有标杆作用。利用四川省土壤流失方程(SCSLE)对成都市的土壤侵蚀状况进行定量评价分析。评价结果表明:成都市土壤侵蚀状况总体上不严重,土壤侵蚀各项指标均低于四川省平均水平;成都市土壤侵蚀主要分布在东部的龙泉山脉和西部的龙门山脉、邛崃山脉,龙泉山脉土壤侵蚀比龙门山脉、邛崃山脉严重;受"5·12"汶川地震强烈扰动的龙门山脉局部地区土壤侵蚀强度高,在遭遇强降雨条件下极易发生突发性水土流失灾害,应重点加强这些区域强震诱发土壤侵蚀的监测和预警。

芦山地震灾区土壤流失方程研究

芦山地震诱发大量崩塌、滑坡、泥石流等次生地质灾害,植被破坏严重,生态环境受到严重威胁。建立土壤流失方程是进行区域土壤侵蚀定量评估的最有效方法。通过对芦山地震水土流失调查与评价工作的总结与提炼,介绍了芦山地震灾区土壤流失方程的基本形式,给出了降雨侵蚀力因子(R值)、土壤可蚀性因子(K值)、坡长坡度因子(LS值)、地表覆盖与管理因子(C值)、水土保持措施因子(P值)的具体计算方法。本方程对芦山地震灾区水土流失调查与动态监测、水土保持规划、灾后生态恢复重建具有参考意义。

西南土石山区土壤流失方程坡度因子修正算法研究

坡度因子（S）是土壤流失方程（USLE）中最重要的因子之一。本研究收集、整理、分析了西南土石山区典型区域的径流小区资料,修正了西南土石山区土壤流失方程的S因子算法。新算法将坡度分为≤5°、5°~10°、10°~25°和〉25°四个范围,建立了分段的S因子计算公式。结果表明：增加10°~25°和〉25°两级,较好地解决了西南土石山区陡坡地S因子的计算问题,计算精度较USLE、RUSLE、刘宝元算法、杨子生算法有明显提高。该算法可应用于西南土石山区土壤流失预报工作,提高了土壤侵蚀评价精度。

横断山地水土要素时空分布格局与耦合特征

水土要素耦合是影响横断山地资源环境安全、防灾减灾及生态环境保育的重要因素。根据横断山地地理环境与水土要素构成特征,构建了面向农业生产空间的水土要素耦合指数,利用多源空间数据计算得到了横断山地时间序列月、年水土要素耦合指数值。研究表明:横断山地水土要素耦合格局受宏观气候-地貌格局控制,西南季风、东南季风以及横断山地纵向岭谷的"阻隔-通道"作用造就了横断山地3个水土要素耦合明显分异的区域;地形起伏度、海拔、坡度和坡位等地形指标对水土要素耦合指数都有明显影响,在微观尺度上坡度对水土要素耦合的影响最大;受两大季风气候进退、水热时空匹配、气候-植被耦合作用的影响,横断山地水土要素耦合指数年内分异明显,在6月份水土要素耦合指数最高,在年际尺度上近15年来横断山地水土要素耦合指数无明显变化趋势,以年际波动为主。本文初步揭示了横断山地耕地的水土要素耦合时空格局特征,对横断山地的水土要素调控及国土空间功能优化管理有参考意义。

西南土石山区水平梯田的水土保持措施因子

收集、整理、分析了有关西南土石山区水土保持措施的观测资料和研究文献,对西南土石山区水平梯田的水土保持措施因子（P值）进行估算研究。结果表明：西南土石山区水平梯田的P值介于0.010 0~0.234 5之间;水平梯田利用方式对P值影响很大,水田、水旱轮作田、旱作梯田、园地梯田的P值分别为0.010 0、0.052 8、0.136 2、0.103 5;随着坡面坡度增加,土壤侵蚀量增加,但水平梯田的P值不断减小。

基于GIS和USLE的汶川地震后理县土壤侵蚀特征及分析

为了较准确地评估汶川地震后理县的土壤侵蚀状况,该研究结合GIS、RS、USLE(universal soil loss equation)定量地分析了汶川地震灾区理县的潜在土壤侵蚀和实际土壤侵蚀状况,并对地震前后土壤侵蚀量做了简要的对比分析,并且从坡度、坡向、土地利用类型、高程4个方面系统地研究了不同侵蚀强度区的面积和土壤侵蚀量的变化。研究结果表明:震后理县全年土壤侵蚀量达844.46万t/a,平均侵蚀量为1957.79t/(km2·a),属于轻度侵蚀,相比地震前轻度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀区域面积都有很大增长,有林地、坡度≥30°～50°、海拔≥2000～3000m、坡向为南坡、西坡的地带土壤侵蚀比较严重。该研究为理县震后土壤侵蚀的预防和治理工作提供了很好的依据。

基于GIS的三江源区冻融侵蚀评价与分析

三江源区由于其高海拔、高纬度和低气温的气候特点而成为冻融侵蚀较严重的区域,因此开展其冻融侵蚀强度的研究对区域合理的生态环境规划和生态环境保护方案制定具有积极作用。该文采用归一化方法和冻融评价模型,利用影响冻融侵蚀的主要因子气温年较差、降水量、坡度、植被盖度和太阳辐射进行定量研究与分析,结果表明:三江源区冻融侵蚀区分布面积较广,占源区总面积的75.7%,其中长江源区的冻融区面积比最大,其次是澜沧江源区和黄河源区。3个流域的冻融侵蚀均以中度侵蚀为主,但它们在侵蚀强度等级构成和不同强度等级所占比例均存在显著差异,总体而言长江流域的冻融侵蚀相对最严重。相同强度冻融侵蚀区在空间上积聚,不同强度冻融侵蚀空间分异明显,呈现出由东向西的低-高-低-高侵蚀的带状分布特征。尽管该区域内存在多个高值和低值区交叉分布的现象,但它们的主要影响因素存在一定的差异,其中西部地区以植被覆盖和太阳辐射为主,而东部地区以降水、坡度和太阳辐射为主。

基于多源遥感数据的5·12汶川地震诱发堰塞体信息提取

5·12汶川地震诱发了大量的次生山地灾害,主要包括崩塌、滑坡、堰塞湖和泥石流等。大型滑坡堵塞河道后形成的堰塞湖则是震后最为严重的次生灾害。本文利用多源遥感数据获取四川5·12汶川地震诱发堰塞体信息,查明了灾区主要堰塞体的分布数量及其分布规律,同时获取了形成堰塞体的滑坡体的部分信息。研究表明,主灾区堰塞体总数37个,其分布与地震断裂带一致;73%的堰塞体呈串珠状分布;80%的堰塞体发生在河流急拐弯区域。

1901—2016年黄土高原土壤侵蚀格局演变及其驱动机制

黄土高原是我国乃至全球水土流失危害最为严重的地区之一。水土保持作为新兴学科,历史观测数据不足制约了对历史时期土壤侵蚀时空动态变化及其驱动机制认识的深化。为解决黄土高原土壤侵蚀模数历史数据缺乏问题,并为黄土高原土壤侵蚀演变过程研究及水土保持生态建设规划实施等提供方法与数据支撑,基于修正通用土壤流失方程RUSLE,首次建立了1901—2016年黄土高原土壤侵蚀模数逐年序列1 km分辨率栅格数据集,采用人类活动影响较小时期的22个黄河支流水文站实测输沙量验证了RUSLE对黄土高原土壤侵蚀模数模拟计算的结果具有较高精度。基于该数据集评估1901—2016年黄土高原土壤侵蚀模数时空变化特征,探讨了不同时期黄土高原土壤侵蚀模数变化的驱动机制。结果表明:黄土高原土壤侵蚀模数在1924年左右和1981年左右发生了2次突变,20世纪30—70年代土壤侵蚀面积和侵蚀模数持续上升,20世纪80年代—21世纪初土壤侵蚀模数持续降低,至21世纪初降为百余年来的最低值,2010—2016年平均土壤侵蚀模数受极端降雨影响出现小幅反弹;人类活动是黄土高原土壤侵蚀模数变化的主要驱动因素,而退耕还林(草)等正确的水土保持政策是控制黄土高原土壤侵蚀的根本驱动因素,人口增长导致森林过度砍伐、耕地扩张及过度放牧是20世纪30—70年代土壤侵蚀加剧的主要原因,20世纪80年代以后水土保持工程增加、植被覆盖度提高及农村能源结构变化是土壤侵蚀模数降低的重要原因;丘陵沟壑区和高塬沟壑区依然是黄土高原水土流失严重区域和治理的重点区域;鉴于全球气候变化背景下未来极端暴雨事件或将更加频繁,亟须创新黄土高原土壤侵蚀防治策略,重视沟谷坡侵蚀治理,强监管、重维护、提标准,提高防御极端暴雨造成严重水土流失灾害的能力。

青藏高原地貌形态总体特征的GIS识别分析

长期以来,青藏高原都是国内外地质及地理学研究重点关注的地区。青藏高原范围不同于行政区划,基于不同标准和目的得到的范围存在一定差异。基于地貌形态特征,利用SRTM数据和数字地形分析方法,在ArcGIS软件的支持下,半自动地提取了青藏高原的边界,并对青藏高原的地貌类型进行了自动识别划分,获得了高原16种地貌形态分布图。研究结果表明,青藏高原以高海拔丘陵、小起伏高山、中起伏亚高山和中起伏高山为主,占到青藏高原总面积的60.58%,高原内部地势较平缓,边缘起伏较大,与其相邻区域在地貌形态表现出明显的差异性。

徐州市土地利用变化及驱动因素研究

以徐州市1990-2000年统计年鉴和徐州市国土资源局的土地利用现状调查和土地利用变更调查的数据为依据,分析了徐州市近10年土地利用变化的基本特征,并在统计软件SPSS的支持下,对徐州市农用地利用变化的驱动因素进行了主成分分析。研究表明:经济、人口、农业结构调整是徐州市农用地利用变化的主要原因。据此,提出了土地资源可持续利用的建议。

遥感在重大自然灾害监测中的应用前景--以5·12汶川地震为例

2008-05-12四川省汶川县境内发生8.0级地震,全国多个单位投入科技力量,为抗震救灾献言献策,其中遥感技术发挥了重要作用。遥感在这次汶川地震灾害监测与评估中主要起到了灾情速报、救灾空间信息保障、次生灾害动态监测和灾区重建规划等作用。通过对这次全国性的地震灾害遥感监测工作的总结与分析,指出了自然灾害遥感监测中存在的问题,并对以后的发展趋势进行了分析。

汶川地震灾区生态脆弱性评价研究

研究汶川地震灾区生态脆弱性等级差异与空间格局特征,对合理规划土地资源和生态环境保护具有指导作用。选取资源成因、环境成因和社会经济3大体系的16个指标构建了生态脆弱性评价指标体系。利用DARE法和生态脆弱度对其评价指标进行加权分析计算,建立了4个等级生态脆弱性。结果表明,龙门山断裂带中心带及秦巴山地生态脆弱性最强,西部高原区域的生态脆弱性较强,山前平原地区为中度,东部丘陵地区生态脆弱性次之,并分析了土地利用规划现状和地震次生灾害分布对生态环境影响,证明了评价结果符合汶川地震灾区的生态环境状况。

基于GIS的岷江流域降雨侵蚀力时空特征研究

利用岷江及周边流域124个气象水文站1981—2010年的日降雨资料计算了该区域的降雨侵蚀力。通过克吕格插值法生成降雨侵蚀力的空间分布图,采用泰森多边形和K—Means聚类法将其划分为3个等级并得到各等级的空间分布格局。根据离差系数、趋势系数和倾向率指标分析了站点年际变化特征及不同等级的时空变化格局。结果显示:(1)年均降雨侵蚀力表现出东南部高,向西迅速降低的特征,且呈现以雅安—乐山为中心向东北、西南递减缓慢,向西北递减迅速的环状空间分布格局;(2)岷江流域降雨侵蚀力聚类为侵蚀低、中、高值区,其聚类中心分别为1 054.73,4 594.50和7 153.75MJ.mm/(hm2.h.a),其中侵蚀低值区主要分布在岷江流域上游和大渡河支流流域,中值区主要分布在岷江中下游流域,高值区集中分布在岷江中游的雅安、乐山、眉山和都江堰地区;(3)降雨侵蚀力年际变化呈南北分异特征,以都江堰—汶川—小金—丹巴为界,北部变化大于南部,变化趋势呈东西分异特征,以茂县—理县—汶川—宝兴—天全—汉源—峨边—沐川—宜宾一线以东呈下降趋势,以西呈上升趋势。不同地区的降雨侵蚀力变化趋势的显著程度也不同。

四川省汶川地震重灾区人居环境适宜性评价

"5.12"汶川地震对区域生态环境和人文景观造成明显损害,区域生态脆弱性增大,山地灾害风险升级,影响人居环境的安全和灾后重建的布局。选取地震灾害危险性、次生山地灾害危险性、可利用土地资源、可利用水资源、环境容量承载力、生态系统脆弱性、生态重要性、经济发展水平、人口聚集度、交通优势度等10大评价因子,应用G IS技术,采用关键因子与权重分析相结合的评价方法,建立评价模型,A=n∑i=1Ai×Wi对"5.12"地震重灾区人居环境适宜性进行综合评价。结果表明:重灾区人居适宜区和较适宜区位于东部平原、丘陵区;中等适宜区主要位于丘陵、低山、西北部高原及龙门山前过渡区;适宜性较差区和差区基本位于龙门山高山峡谷区。根据人居适宜性分区结果,讨论了各适宜区灾后重建的产业、城镇布局及人口规模。

基于DEM数据分割的西南地区地貌形态自动识别研究

西南地区是我国山区分布最集中的区域之一,地貌形态复杂。为了识别西南山区地貌形态,基于ASTERGDEM,以海拔和地势起伏度为地貌类型划分指标,采用数据分割的方法获得了整个西南地区19种地貌类型的分布图,结果表明地貌特征总体比较破碎,其中平原、小起伏低山和小起伏中山3种类型面积较大,超过总面积的42%;同时得出了进行西南地区地势起伏度计算的最佳统计单元大小为2.34 km2,为地貌形态的进一步研究提供了基础。

基于USLE模型的大小凉山地区土壤侵蚀定量研究

[目的]对四川省凉山地区土壤水力侵蚀状况进行定量研究,为该区水土流失调查提供数据支持。[方法]利用四川省地理国情普查数据,基于对USLE模型的本土化研究成果进行分析和研究。[结果]凉山彝族自治州平均土壤侵蚀模数为1 207.67t/(km2·a),土壤侵蚀面积为15 221km2,占该区土地总面积的25.19%。从空间分布上看其中金沙江沿岸是凉山彝族自治州土壤侵蚀最为严重的地区,其次是安宁河流域和黑水河流域。[结论]凉山州目前水土流失面积较大,水土流失治理的形势依然严峻。