耦合RUSLE和景观阻力的北部湾流域土壤侵蚀风险评价

以北部湾流域为研究区,考虑景观阻滞作用进行土壤侵蚀风险评估,采用遥感影像等基础数据,结合RUSLE模型,计算得到北部湾流域的土壤侵蚀模数,利用土壤侵蚀影响强度和土壤侵蚀风险指数分别表示土壤侵蚀对目标水体的泥沙输移风险和土壤流失风险。结果显示:在北仑河流域的西北部、东南部地区,防城江流域的西北部地区和南流江流域的局部地区现状土壤侵蚀较严重;土壤流失风险高的地方位于南流江流域(六万大山和大容山交界的局部区域)和铁山港滨海平原盆地的西南部地区。

北部湾流域土壤侵蚀与土地利用变化的影响研究

在RS/GIS的支持下,运用土壤流失方程(RUSLE模型)对广西北部湾流域的土壤侵蚀进行定量计算,并对其进行分级,得到土壤侵蚀强度分级图,然后采用叠加分析的方法进行土壤侵蚀动态变化分析,利用土壤侵蚀强度指数、转移矩阵等方法分析土地利用类型的变化与土壤侵蚀的耦合关系。结果表明:广西北部湾流域近10年来土壤侵蚀的程度有所增强,土地利用类型的变化对土壤侵蚀的影响主要表现在林地、草地以及耕地间的相互转换,林地转为草地和耕地,林地内部间、草地内部之间的转化会使得土壤侵蚀程度加重,耕地转为林地、草地以及耕地内部间的转换降低了土壤侵蚀的程度。

北部湾南流江流域植被净初级生产力时空分布及其驱动因素

分析北部湾南流江流域净初级生产力时空动态变化特征及其驱动机制,为该区域生态环境保护及应对气候变化提供科学依据。基于光能利用率模型(CASA),利用遥感数据、气象数据和植被类型数据估算了研究区2000—2015年流域的净初级生产力(NPP),借助于Theil Sen趋势、Mann Kendall检验以及Hurst指数等数理统计方法对研究区NPP的时空变化特征、未来趋势及其驱动因素进行了定量化分析。结果表明:①时间尺度上,流域NPP总体上呈现出波动上升趋势,增速为44.03 g C m^-2(10 a)^-1,快于广西自治区,上游和下游地区NPP快于全区,而中游地区慢于全区;②空间尺度上,流域NPP的分布规律表现出明显的地域分异,中游最高(1098.99 g C/m^2),下游次之(1041.71 g C/m^2),而上游最小(1013.22 g C/m^2)。NPP的Sen趋势度介于-77.10—74.80 g C m^-2 a^-1之间,在空间上呈现出增加的趋势。③空间波动性上,流域NPP的变异系数较大,其值介于0.01—0.71,其中洪潮江水库、小江水库周边以及玉林市的城乡建设用地扩张区域处于高波动状态,而流域中部的六万大山以及五皇山地带则处于低波动状态;④未来变化趋势上,流域NPP的Hurst指数范围介于0—0.99之间,平均值为0.70,呈现单峰右偏分布,预示着流域NPP未来处于持续性增加的趋势;⑤驱动机制上,流域NPP与多年平均气温呈正相关关系,与年均降水量呈负相关关系,气温是该流域植被NPP的主控因子。由耕地转化为建设用地所导致的NPP损失值最大,其值达到4715.62 t/a,而草地转换为建设用地导致NPP损失值最小,其值仅为184.63 t/a。

北部湾钦江流域土壤侵蚀及其硒元素流失评估

以钦江流域2015年的气象数据、遥感数据及数字高程模型、土壤类型以及土壤质地等数据为基础,基于修正的通用土壤流失方程(RUSLE)和GIS空间分析技术,定量分析了广西北部湾钦江流域土壤侵蚀及其硒元素流失的空间分布特征.研究结果表明:(1)北部湾钦江流域2015年土壤侵蚀总量为381.64×104t/a,平均土壤侵蚀模数为14.79t/(hm^2·a),小于2010年钦江流域的土壤侵蚀模数,但远大于水利部规定的在南方红壤丘陵区土壤允许流失量;(2)流域土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主,侵蚀强度从流域上游到下游依次降低,0～240m之间的高程带以及>15°的坡度带是未来土壤侵蚀防治的重点区域;(3)山地地区的土壤侵蚀模数最高,达23.49t/(hm^2·a),高于流域平均土壤侵蚀模数约1.59倍,丘陵地区次之,而冲积平原最小;(4)流域土壤的硒含量介于0.38～0.72mg/kg之间,平均值0.49mg/kg,高于中国土壤硒元素背景值的1.69倍;(5)不同土地利用类型土壤硒含量随着土壤剖面深度的增加均呈现出减低趋势,硒的含量在不同土地利用类型中的排序为林地>园地>草地>水田>旱地,而在不同土壤类型中硒含量大小顺序则为:新积土>石灰岩土>潜育水稻土>淹育水稻土>赤红壤>潴育水稻土>砖红壤>滨海沙土>紫色土>咸酸水稻土.(6)流域土壤硒元素的流失总量为8987.05kg/a,平均流失模数为0.0344kg/(hm^2·a),其中流域中游的硒元素流失量最大.该项研究成果可为钦江市政府开发富硒农产品、发展富硒农业以及提升钦江流域土地利用的价值提供科学依据.

北部湾典型入海流域植被净初级生产力时空分布特征及其影响因素

北部湾入海流域处于典型河口-近海岸相互作用地带,是中国南亚热带地区典型的独流入海河流,对该地区的植被净初级生产力(NPP)进行定量化研究,可为中国南亚热带地区典型独流入海流域碳循环研究及其生态恢复提供科学依据。以北部湾典型入海流域为研究对象,基于CASA模型并结合Theil-Sen趋势、Hurst指数、偏相关分析等数理统计方法,定量化分析了流域2000-2017年NPP的时空变化特征、未来趋势及其影响因素。结果表明,时间尺度上,流域多年月均NPP介于8.50-95.86 g·m^(−2)(以C计,下同)之间,呈倒“V”型结构;年际变化上,多年NPP总体呈现波动上升趋势,增速为8.83 g·m^(−2)·a^(−1),快于广西壮族自治区(增速为0.001 g·m^(−2)·a^(−1))。空间尺度上,典型入海流域NPP呈明显地域分异规律,NPP高值区主要位于西南部的十万大山南麓,低值区散布钦江河道附近、南流江流域的上游以及下游的西南部地区。流域NPP总体上以改善为主,NPP增加区域是减少区域的3.05倍。流域NPP的Hurst指数范围介于0.20973-1之间,总体上以持续序列为主,预示研究区NPP未来处于持续增加趋势。影响因素上,气温是影响NPP的主导因素,NPP与多年平均气温存在正相关关系,与降水存在负相关关系。NPP在不同覆被类型、海拔和坡度梯度上均呈现出显著的地域分异规律以及时空差异性特征。该研究表明北部湾入海典型流域NPP呈逐年增加趋势,气温是流域NPP的主导因素。

南流江流域森林土壤保持功能变化分析

以广西北部湾南流江流域为研究区,利用2009、2014和2019年的森林资源二调数据与森林资源管理“一张图”数据,结合ArcGIS和InVEST模型,定量评估南流江流域的土壤保持量,并利用实测数据进行验证。结果表明:2009—2019年间,研究区土壤保持功能持续增强,土壤保持量增幅达100.8%。各林地类型单位面积平均土壤保持量呈增长趋势;2009—2019年间,研究区桉树、阔叶树、竹林土壤保持总量呈现递增的趋势,经济林、杉木和松类呈现递减的趋势,各森林景观类型的平均土壤保持量大小为杉木>松树>阔叶树>桉树>经济林>竹林;研究区土壤侵蚀比较严重的地区分布比较分散,主要分布北流市的北部、玉州区的西部和东北部、陆川县的北部、博白县的中部、浦北县东北部地区。为增强流域土壤保持功能,可改变林分结构、发展松杉桉混交的营造林模式,提高森林质量,优化森林土地利用景观格局,完善相关的工程措施等。